يتأثر أداء محركات الديزل بشكل كبير بتصميم نظام الحقن، في الواقع نتجت أبرز التطورات التي تحققت في محركات الديزل مباشرةً عن تصميمات فائقة لنظام حقن الوقود، في حين أن الغرض الرئيسي من النظام هو توصيل الوقود إلى اسطوانات محرك الديزل، هناك اختلاف كبير بين محرك الديزل ومحرك البنزين في عملية الحقن، تستخدم معظم محركات السيارات حقن المنفذ أو المكربن، يقوم نظام حقن المنفذ بحقن الوقود قبل شوط السحب مباشرة (خارج الاسطوانة)، يقوم المكربن بخلط الهواء والوقود قبل وقت طويل من دخول الهواء إلى الاسطوانة.
الأجزاء الأساسية لأنظمة حقن الديزل:
خزان الوقود Fuel tank:
يحتفظ خزان الوقود بوقود الديزل الذي يحتاجه المحرك للسير عدة كيلومترات معينة حسب سعته، يوجد العديد من المواصفات التي يجب أن تتناسب مع خزان الوقود منها، أن يصنع الخزان من مادة لا تتفاعل مع مركبات وقود الديزل، أن يكون المعدن المصنع منه قوياً لتحمل الصدمات، أن يحتوي على حواجز داخلية لمنع تموجات الوقود، لابد من احتوائه على منقي مبدئي عند فوهة دخول الديزل، أن يوجد به فتحة لمعادلة الضغط الجوي ويجب أن تكون سعته بعدد من لترات الوقود تناسب نوع استخدام السيارة.
أنابيب توصيل الوقود (أنابيب الضغط المنخفض – أنابيب الضغط العالي):
تقوم الأنابيب بتوصيل الوقود إلى الأجزاء المختلفة في الدورة، حيث يجب أن تكون مرنة لتحمل الاهتزازات ومصنوعة من مادة لا تتفاعل مع مركبات الديزل وذات أطوال وأقطار مناسبة حسب وضعها بالدورة، أيضاً يجب أن تكون مصنوعة من مادة متينة لتحمل الضغط (لأنابيب الضغط العالي) وذات نهايات جيدة للربط والإحكام.
المنقيات Filters:
يعمل المنقي على تنقية الوقود من الشوائب والأتربة والمياه وتركب إما مفردة أو مزدوجة متتالية؛ لزيادة تنقية الوقود، كذلك يوجد في بعض أنظمة حقن وقود الديزل منقي أولي ومنقي رئيسي من مواصفات المنقيات: أن تكون ذات قدرة عالية لتنقية الوقود (يصل قطر فتحات التنقية إلى 0.001 مم)، أن تحتوي على فتحة استئصال الهواء الزائد في المنقي الرئيسي، يصنع الجسم الخارجي من معدن يتحمل الصدمات وهناك عدة أنواع لمنقيات وقود الديزل منها: منقي بسيط؛ لا يحتوي على أية تجهيزة مساعدة، منقي لفصل الماء عن الوقود وزود بغرفة تجميع الماء وصمام لتفريغ الماء.
كما تزود بعض منقيات الوقود في بعض أنظمة الحقن بتجهيزات إضافية مثل: مسخن الوقود ويعمل على المحافظة على حرارة الوقود المنساب خلاله والمتجه إلى المضخة الرئيسية، يبدأ عمله عند درجة حرارة +5 درجة مئوية ويقفل عند +15 درجة مئوية، يركب المسخن في الجزء العلوي للمنقي ويتحكم بذلك كهربائياً عن طريق مقاومة حرارية PTC، كذلك تزود المنقيات بمبين مستوى الماء الكهربائي، هذه التجهيزة خاصة بالمنقي المزود بغرفة؛ لتجميع الماء بعد فصله عن الوقود وعند عدم تفريغ الماء لمدة طويلة، فإن مصباح التحذير يضيء أمام السائق لتنبيهه لتفريغ الماء عبر صمام التفريغ بالمنقي.
الرشاشات (البخاخات) Injection nozzles:
تستقبل البخاخات الديزل المضغوط من عن طريق المضخة الرئيسية على شكل سائل، ثم تقوم بتحويله إلى قطرات صغيرة جداً شبيهة بالغاز؛ ذلك لكي يضمن اختلاط الهواء المضغوط مع الديزل في غرفة الاحتراق للحصول على احتراق جيد، من مواصفات البخاخات؛ أن تكون مناسبة لنوع المحرك ونوعية منظومة الحقن المستخدم معها، أن تصنع اسطوانة الإبرة والإبرة من سبائك فولاذية عالية الجودة لتتحمل الضغط العالي، يوجد العديد من أنواع البخاخات منها:
- بخاخ لمحرك ديزل مباشر الحقن Hole – type nozzle، حيث يحقن البخاخ الديزل في غرفة الاحتراق بشكل مباشر.
- بخاخ لمحرك ديزل غير مباشر Pintle nozzle، حيث يحقن البخاخ الديزل في غرفة أخرى أولاً.
رشاش لنظام حقن الديزل كهربائياً:
لنظام حقن الديزل كهربائياً رشاش خاص به يحتوي على إضافات مع التشابه في الأجزاء وطريقة العمل، حيث يركب هذا الرشاش في الاسطوانة الأولى فقط، أما بقية الاسطوانات فالرشاشات تكون عادية، الغرض الأساسي لهذا الرشاش فقط هو إعطاء إشارة للوحدة الإلكترونية عند رجوع إبرة الرشاش للخلف (لتحديد بداية الحقن للوحدة الأولى )، يختص هذا النوع فقط بأنظمة الحقن ذات التحكم بكمية الوقود كهربائياً في المضخة المستقيمة أو الدائرية.
شمعات التسخين Glow Plugs:
تم تصميم محركات حقن الديزل غير المباشرة أو العديد من المحركات المتطورة الصغيرة ذات نظام الحقن المباشر بمنظومة كهربائية تكون موصولة مع شمعات تسخين وتركب بجانب الرشاش في غرفة الاحتراق أو في الغرفة المسبقة لتسخين الهواء بداخلها؛ لمساعدة المحرك عند بدء الدوران في حالات الطقس البارد أو عند توقف المحرك لمدة طويلة دون عمل، حيث تركب هذه الشمعات بوضع تكون فيه قريبة بحيث تلامس رذاذ الرشاش للمساعدة في بدء الاشتعال.
قبل البدء في إدارة المحرك في الصباح الباكر أو أثناء الطقس البارد يقوم السائق بتشغيل مفتاح توصيل شمعات التسخين الموجود بلوحة القيادة وتستمر عملية التسخين بين 40 ثانية و60 ثانية، يكون ذلك حسب تصميم نظام الدائرة الكهربائية وتفصل إما بواسطة السائق قديماً أو بمؤقت كهربائي حديثاًُ.
شمعة توهج ذات لهب Flame Glow Plug:
هناك وسائل تعتبر من مساعدات المحرك لبدء الدوران منها: شمعة التوهج ذات اللهب التي تقوم بتسخين جزء بسيط من الوقود وتحويله إلى لهب للمساعدة في سرعة احتراق الوقود بغرفة الاحتراق عند بدء الدوران وتركب بمجاري السحب (يستخدم هذا النوع في المحركات الصغيرة)، يدخل الوقود عبر الثقب الخاص بشمعة التوهج مروراً بالمنقي ومقياس الوقود، حيث تكون كمية الوقود الداخلة حسب تصميم المحرك، ثم يتوزع حول قضيب التسخين ليتحول إلى بخار ويختلط بالهواء عبر الثقوب في مقدمة شمعة التوهج ذات اللهب.
تصل الحرارة في هذه المنطقة إلى أعلى من 1000 درجة مئوية؛ ليخرج الخليط إلى مجاري السحب على شكل لهب يساعد في تسخين الهواء الذاهب إلى غرف الاحتراق، ممّا يساهم بشكل كبير في احتراق الشحنة داخل غرف الاحتراق عند بدء الدوران، حيث يتحكم في دخول الوقود إلى شمعة اللهب صمام لاقط يسمح بدخول الوقود ومن ثم يقطعه بعد دوران المحرك.
مضخة التحضير (التوريد) Supply pump:
تقوم مضخة التحضير بسحب وقود الديزل من الخزان الرئيسي مروراً بالمنقي المبدئي وضغطه إلى مضخة الحقن الرئيسية مرورا بالمنقي الرئيسي بضغط يتراوح بين 2 بار و 5 بار تقريباً، حيث تستمد حركتها من كامة مخصصة لها تكون ضمن عمود الكامات التابع للمضخة الرئيسية، يوجد من مضخة التحضير العديد من الأنواع منها: مضخة تحضير ذات الكباس Plunger pump (مفردة الكباس ومزدوجة الكباس)، مضخة تحضير تعمل بالتروس Gear pump، مضخة تحضير ذات ریش Vane pump ومضخة التحضير ذات الكباس المفردة.
