ما هو دور أنظمة حقن الوقود ولماذا مثّلت ثورة في عالم المحركات؟

المربع نت – تعد عملية حقن الوقود هي الوسيلة الأساسية لضخ الحياة في محركات السيارات التي تعمل بالاحتراق الداخلي حول العالم، ولكن تتخذ أنظمة حقن الوقود العديد من الأشكال في محركات البنزين، وخلال الأعوام الأخيرة تطورت أنظمة حقن الوقود في محركات السيارات لتصل إلى مستوى فريد من الكفاءة في الاستخدام واستهلاك الوقود.

تطورت أنظمة حقن الوقود كثيراً منذ بداية تصنيع المحركات التي تعتمد على الوقود، حتى وصلنا إلى أنظمة حقن الوقود الإلكترونية، والتي أصبحت الأهم في تاريخ صناعة المحركات حيث ساهمت بتطوير إمكانية التحكم في استهلاك الوقود، والانبعاثات، والقوة التي تمتلكها المحركات الحديثة.

وسوف نناقش معاً أنواع حقن الوقود بكل بساطة ووضوح، منذ بداية أنظمة الحقن وصولاً إلى الأنظمة الحديثة، بالإضافة إلى ذكر الفارق بين نظام الحقن المباشر “GDI” وغير المباشر.

أنظمة حقن الوقود في السيارات منذ البداية حتى الآن

4/4 الكاربراتير

في الماضي كانت تعتمد محركات السيارات على الكاربراتير والذي يعمل على قياس الخليط بين الوقود والهواء الكافي للمحرك، ولكن اشتهرت الأنظمة التي تعتمد على الكاربراتير بشدة تعقيدها، وعدم إمكانية الحفاظ على استهلاك الوقود المناسب والانبعاثات الصادرة من المحركات، بالإضافة إلى القوة النهائية الصادرة من المحرك بفضل عملية الاحتراق.

مع ظهور الأنظمة الحديثة ظهرت شدة التعقيد في كيفية عمل الكاربراتير، والذي يعتمد على العديد من الممرات الدقيقة للوقود والهواء، والتي يتم ضبطها يدوياً من قبل المتخصصين للوصول إلى أفضل توازن ممكن بين ضخ الوقود والهواء في المحرك، ولكن لا يمكن إنكار أن الكاربراتير كان حجر الأساس لتطوير أنظمة الحقن الحديثة التي نراها الآن.

3/4 نظام حقن النقطة الواحدة

بدأت صناعة السيارات بالاعتماد على الأنظمة التكنلوجية في كافة القطع الميكانيكية بالسيارات الحديثة، لذلك تم استبدال الكاربراتير التقليدي بنظام حقن النقطة الواحدة في صناعة السيارات، والذي يعتمد على أجهزة الاستشعار الجديدة المثبتة على عمود الكامات أو العمود المرفقي للمحرك، لتحديد التوقيت الصحيح لضخ الوقود.

كان يتشابه نظام حقن النقطة الواحدة مع الكاربراتير، حيث يعتمد على حقن الوقود والهواء لجميع الأسطوانات بالسيارة في نفس الوقت، لذلك كان يتشابه كثيراً مع الكاربراتير، ولكن مع المزيد من الدقة والتحكم في كمية وزمن ضخ الوقود والهواء للأسطوانات بالمحرك.

2/4 نظام الحقن المباشر

يتشابه كثيراً نظام الحقن المباشر مع نظام الحقن غير المباشر الذي سوف نتحدث عنه في النقطة التالية، حيث يعتمد على استبدال نقطة حقن الوقود والهواء بشكل مركزي للأسطوانات بنظام حقن مباشر للأسطوانات، حيث تعتمد على أسطوانة على رشاش مستقل يعمل على ضخ كمية دقيقة للغاية من الوقود مع الهواء في ضغط عالي بداخل غرف الاحتراق للمحرك.

ولكن أشتهر هذا النظام بكثرة التراكمات الكربونية على الصمامات في غرف الاحتراق داخل المحرك، حيث يعتمد هذا النظام على ضخ الوقود من منفذ مخصص للوقود في حجرة الاحتراق بداخل المحرك بجانب صمام إدخال الهواء للمحرك، ويشتهر هذا النظام في السيارات الحديثة باسم “GDI” ويتميز باستهلاك وقود أفضل بالمقارنة مع نظام الحقن غير المباشر.

1/4 نظام الحقن غير المباشر

يعتمد هذا النظام على حقن الوقود والهواء لداخل حجرة الاحتراق في المحرك لكل أسطوانة على حده مثل نظام الحقن المباشر، ولكن يختلف النظامين في موقع ضخ الوقود، حيث يعتمد هذا النظام على ضخ الوقود في الأسطوانة من نفس المنفذ المخصص لصمام إدخال الهواء في حجرة المحرك، ليضخ الوقود من فوق صمام الهواء.

حيث يعمل هذا النظام على ضخ الوقود والهواء من نفس الصمام على عكس نظام الحقن المباشر والذي يعتمد على ضخ الوقود من منفذ منفصل مباشرة داخل حجرة الاحتراق بجانب صمام ضخ الهواء لحجرة الاحتراق.

أيهما أفضل نظام الحقن المباشر أم غير المباشر؟

من مميزات الحقن المباشر أن هذا النظام يحقق استهلاك أفضل للوقود، بفضل القدرة الأفضل على التحكم في نبضات ضخ الوقود في المحرك، مع عدم الحاجة لفتح صمام الهواء للمزيد من الوقت لضخ الهواء والوقود معاً كما يفعل نظام الحقن غير المباشر، ويتميز أيضاً نظام الحقن المباشر بقدرة أفضل على التحكم في مقدار الانبعاثات الكربونية الصادرة من المحرك.

ولكن يشتهر نظام الحقن المباشر ببعض العيوب من أبرزها هي زيادة التكلفة حيث يتطلب الأمر المزيد من القطع الإضافية والبخاخات لتوصيل الوقود بشكل مستقل إلى غرف الاحتراق في المحرك، بالإضافة إلى عيب إضافي بسبب ضخ الوقود مباشرة في غرفة الاحتراق مما يتسبب في تركم الكربون على الصمامات في داخل حجرة الاحتراق مع مرور الوقت.

على عكس هذا النظام يتميز نظام الحقن غير المباشر بضخ الوقود من نفس الصمام المخصص للهواء لحجرة المحرك، مما يساهم في نظام الصمامات من الزوائد الكربونية بداخل المحرك.

جدير بالذكر أن هناك بعض العلامات التجارية التي تستخدم كلا من نظام الحقن المباشر والحقن غير المباشر في المحرك في نفس الوقت، لتحقيق أكبر قدر ممكن من الفائدة والأداء الرياضي الممكن، وللقضاء على مشكلة تراكم الكربون على الصمامات، ولكن تعد هذه أكثر الطرق تكلفة في التصميم والتنفيذ في صناعة أنظمة حقن الوقود.

شاهد أيضاً:

المصادر: tuning pro، thedrive