رابطه بین افزایش فشار و بهبود کارکرد موتورهایی که با بنزین کار می کنند، چیست؟

همواره بزرگترین مشکل خودروهای درون سوز بنزینی با سیستم تزریق مستقیم سوخت، ذرات معلق است.در ادامه نشان می دهیم که می توان باعث کاهش این مشکل با  فشار آوردن بر موتور و استفاده از فناوری‌های جدید شد.
سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI، در سال های اخیر بسیار مرسوم بوده و تمامی خودروسازان، تمایل به استفاده از این سیستم در موتورهای بنزینی خود پیدا کرده‌اند. این سیستم به سازندگان پیشرانه‌های درون‌سوز اجازه می‌دهد تا گشتاور بیشتری را از موتور درخواست کنند، در صورتی که موفق به ثبت مصرف سوخت پایین‌تری هم می شوند. اما این روال ساده نیست، چرا که موتورهای GDI‌ نسبت به MPI، ذرات سوخت را با تعداد بیشتر و جرم بیشتر به درون موتور می‌پاشند.
سیستم‌های تزریق مستقیم بنزین فعلی، با فشاری در حدود ۲۰۰ بار کار می‌کنند. برای سوختن ذرات معلق بنزین، بهتر است که فشار کاری این موتورها افزایش یافته و به حدود ۳۵۰ بار برسد. دلفی ، مگنتی مارلی و بوش پا را از این فراتر گذاشته و بر روی توسعه موتورهایی با فشار ۵۰۰ بار کار می‌ کنند.

آشنایی با سیستم پاشش سوخت

به محض ورود هوا به پیستون در سیستم پاشش سوخت غیرمستقیم یا سنتی، ترکیب غبارمانندی از بنزین به هر درگاه ورودی تزریق می‌ گردد. سوخت به سمت منیفولد ورودی حرکت کرده و به محض رسیدن به هوا، با آن مخلوط شده و برای احتراق آماده می‌شود. در ادامه این ترکیب آماده به درون سیلندر وارد می‌ گردد و احتراق صورت می‌گیرد.

موضوع در سیستم‌های GDI، کمی متفاوت می باشد. در این روش، سوخت مستقیما وارد سیلندر شده و با هوای در حال فشرده سازی، مخلوط می‌گردد. درگاه‌های ورودی طوری طراحی شده است که دقیقا قبل از لحظه احتراق درون محفظه سیلندر، طوفانی از هوا و بنزین را شکل می‌دهند. مشکل اصلی این سیستم، تبخیر سطحی مخلوط بنزین و هوا و سوختن ناقص آن می باشد، که باعث ایجاد ذرات معلق و سوخته نشده در سیلندر می‌ گردد.

افزایش فشار تزریق سوخت

برای حل این مشکل، باید فشار تزریق سوخت را در هنگام عمل مخلوط سازی، افزایش داد تا سوخت در زمانی کوتاه‌تر و بهتر بسوزد. ادعای دلفی این است که افزایش فشار تزریق سوخت به ۳۵۰ بار، اندازه و تعداد ذرات معلق نسوخته را به میزان ۷۰ درصد کاهش می‌دهد. این مقدار با افزایش فشار به ۵۰۰ بار، باز هم کاهش می‌یابد تا در مجموع رقم کاهش به ۸۵ درصد برسد. درصورتی که انجام این تئوری خیلی آسان نیست.

معرفی پمپ انژکتور جدید

افزایش فشار تزریق سوخت، مصرف سوخت را بالا می برد و صدای پیشرانه را نیز افزایش خواهد داد. همچنین، ممکن است موتور دچار لرزش‌های شدیدی شده و قطعات موتور، زیر فشار سنگین قرار بگیرند. به همین جهت، باید دقت تزریق سوخت توسط انژکتور افزایش پیدا کند و ریل سوخت‌های قوی‌تری جایگزین ریل‌های قبلی شوند. پمپ انژکتور جدیدی که توسط دلفی معرفی شده، می تواند عمل تزریق سوخت را با فشار ۳۵۰ بار مدیریت کند، درصورتی که فشار زیادی بر موتور وارد نمی‌کند و پیشرانه دچار لرزش نمی‌گردد. دلفی قصد تولید انبوه پمپ انژکتورهای مناسب فشار ۳۵۰ و ۵۰۰ بار را در سال‌های آینده دارد.
خودروسازان دیگری همچون پورشه نیز به دنبال ارایه فیلترهای جدید برای تصفیه ذرات معلق می باشند. این فیلترها حجم ذرات معلق منتشر شده را تا ۹۰ درصد کم کرده و مواد آلاینده‌ای همچون اکسیدهای ازت (NOx) ، مونوکسید کربن (CO) و هیدروکربن ها (HC) را از اگزوز خودروهای درون سوز بنزینی، حذف می کنند.