شكل 7: تصوير برشخورده انژكتور
مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ


هماكنون، روش تزريق مستقيم در ميان موتورهاي احتراق جرقهاي16 بنزيني، از لحاظ مصرف سوخت اقتصادي، پيشرو بوده و موتورهاي مجهز به اين سيستم داراي بازده و قدرت بيشتر هستند، اما هنوز نتوانستهاند از مزاياي كاهش آلودگي آنها، حداكثر استفاده را ببرند. دليل اين موضوع نيز وجود گوگرد در بنزين و نياز به كاتاليستهاي دياكسيد نيتروژن17 است كه موجب افزايش آلودگي ميشوند. البته بهبودهاي بسيار محتمل آتي، كاهش آلودگي آنها را سرعت خواهد بخشيد.

مزاياي استفاده از روش تزريق مستقيم :


موارد ذيل، خلاصهاي از مزاياي استفاده از اين روش است:


× كاهش مصرف سوخت (بيش از 20 تا 25 درصد كاهش مصرف سوخت در شرايط مختلف كاركرد موتور بويژه در بار جزئي)

× تلفات حرارتي كمتر

× بازده حجمي بالاتر

× كاهش مقدار آلاينده CO2

× استارت زدن با سرعت بالاتر

× زمان راهاندازي سرد كوتاهتر

× گشتاور بيشتر در دورهاي پايين

× كنترل دقيق نسبت سوخت و هوا

× قطع سوخت در حين شتاب منفي

× محدوده تلرانس EGR گستردهتر

× بهبود واكنش موتور در دورهاي گذرا

× غنيسازي كمتر به هنگام شتابگيري

× كاربرد بسيار خوب در موتورهاي دو زمانه

× افزايش توان خروجي بر واحد حجم موتور

× دور آرام پايينتر (600 تا 650 دور در دقيقه)

× حذف دريچه گاز و در نتيجه كاهش اتلاف فشار هواي ورودي

× عدم نياز به پيچيدگيهاي فني و طراحيهاي خاص موتور ديزل

× عدد اكتان مورد نياز كمتر (بهعلت خنكتر بودن محفظه احتراق)

× كاهش مقدار آلاينده هيدروكربنهاي نسوخته در زمان استارت سرد

× شتابگيري و قابليت رانندگي بهتر در دورهاي گذرا، حتي تحت شرايط دماي پايين

× افزايش نسبت تراكم، بهدليل كاهش دماي هواي داخل محفظه احتراق با تزريق مستقيم سوخت به داخل سيلندر


معايب استفاده از روش تزريق مستقيم

m نياز به پيستون گرانتر با طراحي خاص

m استفاده از سامانه تزريق سوخت گرانتر

m عدم اختلاط كامل و همگني مناسب مخلوط سوخت و هوا

m توليد هيدروكربنهاي نسوخته بيشتر در حالت همگن (در حالت بار زياد)

m استفاده از پمپ فشار بالا براي افزايش فشار سوخت تا حدود 5 تا 20 Mpa

m استفاده از كاتاليست يا واكنشگر پيشرفتهتر بهمنظور كاهش Nox ناشي از احتراق مخلوط رقيق در باز جزئي



توسعه روش جديد تزريق سوخت

عملكرد يك موتور تزريق مستقيم مطابق با نيازمنديهاي مصرف سوخت وآلايندهها، توسعه مييابد. بتازگي اكثر موتورهاي تجاري از سيستمهاي تزريق داراي الگوي پاشش مخروطي (شكل 9) استفاده ميكنند.

شكل 9: انژكتور تزريق مستقيم پيزوالكتريك
مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ

در روش مرسوم، سوخت تزريق شده توسط انژكتور پس از اصابت به سطح پيستون و اختلاط با هوا، توسط شمع مشتعل ميشود. در سيستمهاي تزريق سوخت هدايت شده كه براي موتورهاي نسل آينده توسعه يافتهاند، سوخت تزريق شده با پيستون برخورد نميكند، اما در زمان تراكم، درون سيلندر توزيع ميشود (شكل 10) بنابراين، مقدار سوخت مشتعل نشده ناشي از چسبيدن به سطح پيستون، كاهش مييابد.

علاوهبر اين، در تزريق هدايت شده، آزادي عمل در زمان جرقه و زمان تزريق افزايش يافته و كنترل شروع تراكم و زمان تراكم مطابق با مقتضيات عملياتي خودرو، امكانپذير ميشود. در نتيجه، استفاده از اين روش، صرفهجويي در مصرف سوخت را افزايش داده و مقدار سوخت مشتعل نشده، هيدروكربن و آلايندهNOXخروجي از موتور را كاهش ميدهد.


شكل 10: مقايسه تزريق سوخت در نسل آينده موتورهاي GDI با نسل كنوني


مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ


موتورهاي سوخت تركيبي

موتور جديد با استفاده از سوخت تركيبي فورد با كد Bobcat بر پايه يك بلوك موتور 5 ليتري V شكل 8 سيلندر ساخته شده كه در آن از تزريق در پورت (تزريق غيرمستقيم) و تزريق در سيلندر (تزريق مستقيم) استفاده شده است. اين موتور با همكاري Ethanol Boosting Systems، LLC از كمريج و ماساچوست توسعه داده شده است كه علامت تجاري فرايند آن DI Octane Boost ناميده ميشود.

تزريق مستقيم اتانول، اكتان معمول بنزين را از اكتان 88 تا 91 را به اكتان بيش از 150 افزايش ميدهد. در آوريل 2006 از پروژه Bobcat در بخش انرژي ايالات متحده و انجمن بينالمللي مهندسان امريكا پردهبرداري شد.