سمعنا جميعاً عند شراء السيارة مصطلحي الحقن (الإنجكتور) والكاربراتير.
في الماضي كانت أغلب السيارات تعمل بنظام الكاربراتير، أما اليوم فأغلب السيارات حديثة وتحتوي على حاسوب داخلي أو ECU ونظام حقن.
سنعرّف في المقالات اللاحقة بنظام الكاربراتير بشكل كامل.
تتكون السيارات ذات نظام الحقن عموماً من ثلاثة أجزاء:
- المستشعرات
- المشغلات
- حاسوب السيارة أو ECU
باختصار، مهمة المستشعرات جمع المعلومات من البيئة الداخلية والخارجية للسيارة وإرسالها إلى ECU،
ومهمة ECU، أي دماغ الحاسوب، معالجة هذه المعلومات وإرسالها إلى مشغلات السيارة، وهو ما يحقق العمل الصحيح للسيارة.
في السيارات ذات نظام الحقن، وبسبب استخدام التحكم الإلكتروني في نظام تزويد الوقود، نحصل على كفاءة أعلى وأمور مثل تسارع أعلى واستهلاك وقود أقل مقارنة بطرازات الكاربراتير.
نعرّف فيما يلي بنظام تزويد الوقود بالحقن ومكوناته بدقة أكبر.
حاسوب السيارة أو Electronic Control Unit (ECU)
كما ذُكر، تتولى وحدة التحكم الإلكترونية مهمة تلقي البيانات من المستشعرات الموجودة في السيارة، وبعد معالجتها وتحويلها إلى قيم رقمية ترسل البيانات إلى مشغلات السيارة.
تجدر الإشارة إلى أن ECU يحتوي على ذاكرة مؤقتة وذاكرة دائمة، وتُمسح الذاكرة المؤقتة بفصل طرف البطارية.
المعايير الداخلة من مستشعرات السيارة إلى ECU
- السرعة
- وضع صمام الخانق
- ضغط هواء المشعب
- دوران المحرك
- حرارة هواء المشعب
- حرارة سائل التبريد
- جهد البطارية
- مقدار الطَّرق (الدق)
- نسبة الهواء إلى الوقود
- موضع عمود الكامات
- حالة نظام التهوية
يتحكم ECU، بناءً على المعايير المستلمة من مستشعرات السيارة، في الأمور التالية:
- ضبط توقيت الشرارة
- دوران المحرك في وضع الخمول
- ضبط مضخة البنزين
- ضبط الصمام الكهربائي للكانستر
- ضبط حقن الوقود
- نظام تشخيص الأعطال
- مقدار رش الوقود وتوقيته
- عرض دوران المحرك
المستشعرات
نذكر فيما يلي أنواع المستشعرات ونشرح كلاً منها باختصار.
- مستشعر موضع عمود المرفق ودوران المحرك
- مستشعر موضع عمود الكامات
- مستشعر ضغط المشعب أو مستشعر MAP
- مستشعر حرارة الهواء الداخل أو مستشعر MAT
- مستشعر حرارة سائل التبريد (CTS)
- مستشعر سرعة السيارة (VSS)
- مستشعر الأكسجين (O2 SENSOR)
- مستشعر الطَّرق (KNOCK SENSOR)
- مستشعر وضع صمام الخانق (TPS)
مستشعر موضع عمود المرفق ودوران المحرك
يُركب هذا المستشعر على جسم القابض،
ويرسل إلى ECU المعلومات المتعلقة بمقدار دوران المحرك ونقطة الموت العليا أو TDC في الأسطوانتين 1 و4.
تدور الحذافة بسرعة عمود المرفق والمحرك نفسها، وبمرور أسنانها أمام المستشعر،
ولأن فيها موضعاً فارغاً، لا يتولد جهد في المستشعر عنده، وتكون هذه النقطة هي نقطة TDC أو نقطة الموت للأسطوانتين 1 و4.
تعطل هذا المستشعر يؤدي إلى عدم تشغيل السيارة.
مستشعر موضع عمود الكامات
مهمة هذا المستشعر تحديد موضع TDC أو نقطة الموت العليا للأسطوانة 1 وتمييزه عن الموضع الذي يقيسه مستشعر دوران المحرك.
ويتم ذلك عبر شق مُحدث على عمود الكامات.
مكان تركيب هذا المستشعر على عمود الكامات في الأسطوانة.
مستشعر ضغط المشعب (MAP)
يبلغ هذا المستشعر ECU باستمرار بالمعلومات المتعلقة بضغط الهواء الداخل إلى المشعب.
مستشعر ضغط المشعب عنصر كهروضغطي يحوّل الضغوط المختلفة إلى جهد ويرسله في النهاية إلى ECU.
يؤدي تعطل هذا المستشعر أو عمله غير الصحيح إلى سوء عمل المحرك وارتفاع استهلاك الوقود وانخفاض التسارع.
مستشعر حرارة الهواء الداخل
يرسل هذا المستشعر باستمرار المعلومات المتعلقة بحرارة الهواء الداخل إلى ECU.
تُرسل حرارة الهواء إلى ECU عبر مقاومة NTC، وطريقة عملها أن مقاومتها تنخفض بارتفاع الحرارة.
مستشعر حرارة سائل التبريد (CTS)
مهمة هذا المستشعر قياس حرارة سائل التبريد وإرسالها إلى ECU.
وهذا المستشعر أيضاً من نوع المقاومة NTC.
مستشعر السرعة (VSS)
يوضع هذا المستشعر على عداد المسافة في ناقل الحركة،
وتُبلَّغ معلوماته إلى ECU بما يتناسب مع سرعة عمود خرج ناقل الحركة.
مستشعر الأكسجين (O2 SENSOR)
يوضع هذا المستشعر في مسار غازات العادم، ومكانه الدقيق بين مشعب العادم والمحوّل الحفزي.
ومهمته تحديد تركيز خليط الوقود والهواء عبر حساب كمية الأكسجين في غاز العادم، وإرساله في النهاية إلى ECU.
مستشعر الطَّرق (KNOCK SENSOR)
يبلغ هذا المستشعر ECU بالبيانات المتعلقة بالطَّرق في السيارة.
قد يكون للطَّرق أسباب مختلفة، لكن إذا تجاوز مقداراً معيناً يكتشفه هذا المستشعر ويرسل بياناته إلى ECU.
مستشعر وضع صمام الخانق (TPS)
يُركب هذا المستشعر مباشرة على صمام الخانق،
ومهمته التحديد اللحظي لوضع صمام الخانق، أي انفتاحه أو انغلاقه، بحسب نوع القيادة والظروف.
يحدد ECU، بناءً على البيانات المستلمة من مستشعر وضع صمام الخانق،
أموراً مثل دوران الخمول أو التسارع.
التعريف بمشغلات السيارة
1. البخاخات (INJECTORS)
في هذا النظام يُخصص بخاخ لكل أسطوانة لرش الوقود فيها.
مهمة البخاخ رش الوقود لكل أسطوانة بشكل منفصل.
تُركب البخاخات على سكة الوقود، ويتشكل عمل هذه القطعة بإرسال المرحّل المزدوج كهرباء 12 فولت إلى أحد أطراف البخاخ، وأمر ECU برش الوقود في الوقت المناسب.
2. المحرك الخطوي (STEPPER MOTOR)
المحرك الخطوي محرك ميكانيكي يوفر، عندما يكون صمام الخانق مغلقاً (في وضع خمول المحرك)، الهواء الداخل إلى المشعب لإبقاء المحرك قيد التشغيل في الحالة التي تكون فيها السيارة قيد التشغيل لكننا لا نتحرك.
كما ينفتح المحرك الخطوي في حالات أخرى، مثل تشغيل مكيف السيارة، لمساعدة صمام الخانق بسبب الحمل الإضافي لضاغط المكيف، فيزيد الهواء الداخل إلى المحرك.
ومن المهام الأخرى للمحرك الخطوي منع الإغلاق السريع لمسار الهواء في السرعات العالية عندما يرفع السائق قدمه عن دواسة الوقود.
طريقة عمل المحرك الخطوي تحويل جهد 12 فولت الوارد من ECU إلى حركة ميكانيكية، ويقوم بذلك بمساعدة المجالات المغناطيسية وملفه الداخلي.
تتمتع هذه القطعة بـ 200 مرحلة حركة، وتتحرك في كل مرحلة 0.04 مليمتر طولياً.
3. المرحّل المزدوج (DOUBLE RELAY)
يتصل المرحّل المزدوج بـ ECU في ثلاث حالات: المفتاح مغلق، والمفتاح مفتوح، والمحرك قيد التشغيل.
في حالة المفتاح المغلق يُرسل جهد 12 فولت من الطرف 10 في المرحّل إلى ECU بهدف حفظ المعلومات الموجودة في الذاكرة.
في حالة المفتاح المفتوح يفعّل المرحّل مضخة البنزين لعدة ثوانٍ لتوفير وقود كافٍ لتشغيل السيارة في سكة الوقود وخلف البخاخات.
في حالة تشغيل المحرك يرسل المرحّل الكهرباء باستمرار إلى جميع المكونات التابعة له.
4. الصمام الكهربائي للكانستر (Canister Purge Valve)
في جميع الخزانات يتبخر جزء من البنزين، فيُستعاد بواسطة الصمام الكهربائي للكانستر ويُعاد إلى دائرة تزويد الوقود.
يتحكم ECU في هذا الصمام، ويُدخل أبخرة البنزين إلى الأسطوانات عبر الهواء الداخل في المشعب.
5. مصباح تشخيص الأعطال
يوجد مصباح تشخيص الأعطال خلف لوحة العدادات، ويتصل بـ ECU، وعند حدوث خلل أو مشكلة في نظام تزويد الوقود في السيارة يضيئه ECU وينبه السائق.
