نظام حقن وقود الديزل بتحكم كهربائي - إلكتروني

تتأثر عملية الاحتراق في محركات الديزل بعدة عوامل وهي: توقيت بدء الحقن، كمية الوقود المحقون، كمية غازات العادم الراجعة وضغط شحن الهواء الداخل إلى المحرك، يكون نتاج عملية الاحتراق المثالية بأقل معدل النوعي لاستهلاك الوقود وأعلى قدرة للمحرك، كذلك لأن يكون العادم خالي قدر الإمكان من الدخان والملوثات وسلاسة عمل المحرك في جميع ظروف التشغيل.
تم تحديث وتطوير محركات الديزل خلال السنوات الأخيرة بشكل جعلها منافسة لمحركات البنزين وخصوصاً بالنسبة للمحركات الصغيرة التي تخصص لسيارات الركوب، حيث أصبحت الشركات المصنعة للسيارات تنتج محركات تعمل بوقود الديزل متلافية للعيوب السابقة لهذه المحركات من ناحية الضوضاء وتلوث البيئة، وذلك بواسطة تحكم كهربائي في توقيت وضغط كمية وقود الديزل المحقون للمحرك.

أجزاء نظام حقن الديزل بتحكم كهربائي:

يتكون هذا النظام من ثلاثة أجزاء رئيسية:

1- الحساسات (Sensors):

تقوم الحساسات بتسجيل قراءات حالات التشغيل وبالتالي تحويل المؤثرات الطبيعية (ضغط أو درجة حرارة أو حركة أو إزاحة عنصر) إلى إشارات (نبضات) كهربائية تذهب إلى وحدة التحكم الكهربائية (ECU) ويحتوي هذا النظام على كثير من الحساسات، صنفت كما يلي:

• حساسات الموضع Position Sensors: تقوم بتحديد موضع دعسة التسارع وموضع الجريدة المسننة لمضخة الحقن وهذه الحساسات في أبسط صورها عبارة عن مجزئ للجهد.
  
• حساس حثي لتحديد سرعة الدوران وموضع النقطة الميتة العليا.
  
  
• حساسات قياس درجة الحرارة والضغط Temperature & Pressure Sensors: تستخدم حساسات ذات دقة عالية وخصائص ثابتة لا تتأثر بالتقدم أو التغيرات المناخية.
  
• حساس تحديد لحظة بدء الحقن Start of Injection Sensor: يتم تحديد لحظة بدء الحقن بواسطة حساس موضوع مباشرة في مجمع جسم الرشاش (للاسطوانة الأولى فقط)، حيث يقوم بتسجيل حركة إبرة الرشاش وبالتالي يعطي إشارة تمثل بدء عملية الحقن.
  

2- وحدة التحكم الكهربائية (Electronic Control Unit):

عبارة عن معالج دقيق (Microprocessor) يقوم باستقبال الإشارات القادمة من الحساسات ومن ثم مقارنتها بالمعادلات الرياضية المخزنة بذاكرة شريحة خريطة البيانات (قيم تشغيل المحرك المثالية)، بعد ذلك ينتج خرج كهربائي على شكل إشارات (نبضات) كهربائية تذهب إلى المشغلات، تحتوي وحدة التحكم على:

• معالج دقيق (Microprocessor).
  
• خرائط (Maps) تحتوي على قيم تشغيل المحرك المثالية مخزنة من قبل الشركة الصانعة.
  
• وحدة خاصة بالتحكم في كمية الوقود (Injected fuel quantity).
  
• وحدة خاصة بالتحكم في إيقاف دوران المحرك (Engine shut – off).
  
• وحدة خاصة بالتحكم في بدء الحقن (Start of injection).
  
• وحدة خاصة بالتحكم في إرجاع غازات العادم (Exhaust Gas Recerculation).
  
• وحدة خاصة بالتحكم في بدء التشغيل (Starting control).
  
• وحدة خاصة لاكتشاف الأعطال.
  

3- المشغلات (Actuators):

تقوم بتحويل الإشارات الصادرة من وحدة التحكم إلى حركة ميكانيكية، تتحكم في أداء أجزاء المنظومة حسب ما هو مطلوب وتتكون من:

• مضخة حقن الديزل (Fuel – injection pump): حيث تستقبل إشارات لتعديل كمية ومدة بدء حقن الوقود وفقاً لظروف التشغيل وكذلك إيقاف دوران المحرك.
  
• صمام إرجاع غازات العادم (Transducer with EGR valve).
  
• وحدة التحكم بشمعات التسخين (Glow control unit).
  
• لوحة عرض رمز العطل (Diagnosis display panel).
  

منظم الحقن الكهربائي للمضخة المستقيمة PE:

في مضخة الحقن المستقيمة استبدل منظم الحقن الميكانيكي بمشغل مغناطيسي لاقط للجريدة المسننة لتحديد موضعها، بحيث تقوم وحدة التحكم بأخذ جميع البيانات المقاسة من الحساسات ومن ثم مقارنتها مع البيانات المخزنة في شرائح الذاكرة المبرمج بها، حيث أن جميع القراءات المثالية من قبل الصانع لتظهر النتائج على شكل نبضات كهربائية للمشغلات التي تعمل على تحديد وضع الجريدة المسننة وتصحيح وضعها؛ للحصول على أفضل كمية وقود يمكن امداد المحرك بها خلال ظروف التشغيل المختلفة.

تطور أنظمة حقن الديزل ذات التحكم الكهربائي – إلكتروني:

كان للتطور التقني المذهل والذي شمل جميع المجالات في حياتنا خلال هذه الفترة القصيرة من الزمن، تأثير كبير على تطور أنظمة حقن الديزل، خصوصاً أن هذا صاحبه ارتفاع في سعر النفط الذي أدى إلى البحث عن وقود رخيص مقارنة بوقود البنزين، كذلك المحافظة على البيئة والتي تمثل نواتج عوادم السيارات خطر يهدد سلامة الأرض وصحة الإنسان.
لهذا لجأت كثير من شركات السيارات والشركات الخاصة بإنتاج منظومات الحقن لصرف مبالغ كبيرة لأبحاث وتجارب إنتاج أنظمة لحقن وقود الديزل تحقق المتطلبات الاقتصادية والبيئية وقد كان لها ما أرادت، حيث تحققت نجاحات كثيرة لهذه الأنظمة، ممّا أجبر شركات إنتاج محركات السيارات على استخدام هذه الأنظمة في محركات سيارات الركوب الصغيرة ومحركات الشاحنات الصغيرة والكبيرة.