در این مقاله قصد داریم ، ساختار داخلی انژکتور‌ها را بررسی کنیم چرا که بار عمده تزریق سوخت در سیستم‌های انژکتوری بر عهده همین قطعه نسبتاً کوچک، مهم و برخی اوقات گران قیمت میباشد. انژکتور‌ها به عنوان جزیی از سیستم سوخت‌رسانی، وظیفه پاشش سوخت به داخل موتور را بر عهده دار هستند و از این نظر میتوان آنها را به سرباز‌های خط مقدم تشبیه کرد. اساس کار سیستم‌های سوخت‌رسان انژکتوری (Fuel Injection System)، همان‌گونه که از اسم شان مشخص است بر عهده انژکتور‌ها میباشد. در واقع این انژکتور‌ها هستند که کنترل میزان و زمان پاشش سوخت را بر عهده دارند و با فرمانهایی که از ECU اتومبیل در‌یافت میکنند کنترل پاشش سوخت را انجام می‌دهند.
اما چرا از واژه «کنترل» استفاده کرده ایم؟ به یک دلیل بسیارساده، زیرا انژکتور‌ها با وجود اهمیتی که در چرخه سوخت‌رسانی اتومبیل دارند و البته بر‌خلاف باور عامیانه، به تنهایی هیچ توانایی ویژه ای در زمینه پاشش سوخت ندارند. به نظر می‌رسد می‌خواهیم نقش انژکتور‌ها را کم کنیم. احتمالا هم این‌گونه باشد چون از یک نگاه ابتدایی، انژکتور در واقع کار بخصوصی را انجام نمی‌دهد بلکه فقط یک استوانه کوچک است که یک سر آن روزن کوچکی قرار گرفته است و سوخت از این روزن کوچک با فشار به داخل مانیفولد هوا تزریق میگردد. اما این وظیفه به ظاهر ساده احتیاج به سیستمی بسیار دقیق دارد که بهتر است پیش از پرداختن به ساختار انژکتور، آن را بررسی کنیم.
اساس عملکرد سیستم‌های انژکتوری بر فشار بالای سوخت در هنگام ورود به درون سیلندر میباشد و اصطلاح پاشش سوخت هم از همین جا می‌آید در حالی که در مورد کاربراتور در واقع این جریان هوای ورودی به موتور بود که بنزین را با خود همراه می‌کرد و عملاً بنزین درون سیلندر «ریخته» می‌شد به جای آنکه پاشیده شود. اما پاشش سوخت به افزایش فشار نیاز دارد و پمپ بنزین وظیفه بالا بردن فشار را در سیستم بر عهده دارد. این پمپ بنزین از نوع الکتریکی می باشد و می‌تواند فشار مورد نیاز را تامین کند و این فشار، بنزین را از باک به موتور می‌رساند. در موتور این بنزین وارد ریل سوخت میشود. ریل سوخت به طور ساده لوله‌ای است که بنزین از یک سوی آن وارد شده و مقداری از بنزین از سوی دیگر آن خارج میشود و بخشی از سوخت نیز بر حسب نیاز موتور برای سوختن مورد مصرف قرار می‌گیرد.
اکنون سوخت به موتور اتومبیل رسیده اما هنوز تا رسیدن به درون سیلندر‌ها و در آخر تولید نیرو یک مرحله ی دیگر باقی مانده. بر روی ریل سوخت، به تعداد سیلندر‌های اتومبیل انژکتور‌هایی نصب شده . این انژکتور‌ها از یک سو به ریل سوخت اتومبیل وصلند و از طرف دیگر به بالای سیلندر و داخل مانیفولد هوا (البته محل این انژکتور‌ها در موتور‌های تزریق مستقیم سوخت مختلف میباشد). اکنون سوخت توانسته از باک خود را به درون موتور اتومبیل برساند اما انژکتور‌ها نمی‌توانند بدون کنترل بنزین را به سیلندر وارد کنند چرا که در غیر این صورت عملاً به طور پیوسته سوخت در حال پاشیده شدن به درون سیلندر میباشد در حالی که فقط در لحظه‌ای خاص و البته به مقداری ویژه سوخت باید به موتور تزریق گردد.
اینکه چطور انژکتور می‌تواند مقدار و زمان پاشش سوخت را کنترل کند را در ادامه شرح می دهیم ولی در این زمینه انژکتور به طور کامل تابع فرامینی میباشد که از طرف ECU اتومبیل در‌یافت میکند. ECU با بررسی اطلاعاتی که از سنسور‌های مختلفی از جمله سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور موقعیت میل سوپاپ، سنسور دمای موتور و سنسور اکسیژن و ...به دست آمده، زمان و مدت باز شدن انژکتور را تعیین کرده و از طریق سیستم‌های الکتریکی به انژکتور می‌رساند. به این منوال انژکتور بر مبنای دستوری که ECU به آن می رساند در زمان معین و به مدت مشخص باز میشود و سوخت پر فشار را به داخل مانیفولد تزریق میکند و این سوخت با هوا در مرحله مکش وارد سیلندر میگردد.
همان‌گونه که گفتیم انژکتور در حقیقت یک استوانه کوچک میباشد که از یک سو به ریل سوخت وصل است و از سوی دیگر به درون مانیفولد. به دلیل متصل بودن به ریل سوخت، همواره بنزین با فشار زیاد داخل انژکتور موجود است اما در حالت عادی انژکتور بسته میباشد و این بنزین داخل انژکتور باقی می‌ماند و فقط در صورت باز شدن انژکتور است که بنزین می‌تواند به سیلندر وارد شود.
داخل بدنه انژکتور، مسیر باریکی برای عبور بنزین یا سوخت وجود دارد که در آخر به روزن بسیار کوچک اخر انژکتور می‌رسد. در مسیر این لوله یک قطعه کوچک فلزی مغناطیسی به شکل استوانه موجود است که یک سوزن کوچک به انتهای آن وصل است که نقش سوپاپ انژکتور را بازی میکند. این سوزن در شرایط معکمولی سوراخ سر انژکتور را مسدود میکند و به این منوال از خروج سوخت پر فشار از انژکتور جلوگیری میگردد و سوخت پشت این سوزن ریز با فشار بالا ثابت می‌ماند. به این ترتیب قسمت مربوط به بسته بودن انژکتور حل شده است اما حالا وقت آن رسیده که فرمان از ECU برای باز شدن انژکتور ارسال گردد. برای این منظور، یک سیم پیچ به دور بدنه انژکتور نصب شده است. سیم پیچ‌ها به طور کلی با داخل شدن جریان الکتریسیته مستقیم مغناطیسی شده و مانند یک آهن‌ربا عمل میکنند و به این ترتیب می‌توانند قطعات آهنی را به سمت خود جذب کنند. این دقیقاً کاری است که در سیستم‌های درب باز‌کن برقی هم انجام میشود اما در انژکتور‌ها تمام این اتفاقات در ابعاد کوچک‌تری اتفاق می افتد. زمانی که نیاز به باز شدن انژکتور‌ها باشد، فرمان الکتریکی از جانب ECU ارسال میشود و این فرمان الکتریکی باعث آهن‌ربا شدن سیم پیچ شده و این آهن‌ربا، پیستون و به دنبال آن سوزن انژکتور را به سمت بالا می‌کشد. به این ترتیب سوزن انژکتور از روزن آن دور میشود و مسیر روزن خروجی انژکتور باز میشود و سوخت می‌تواند با فشار از این سوراخ جریان پیدا کند. اکنون انژکتوری داریم که باز است و سوخت از آن جریان پیدا میکند. پروسه جریان یافتن سوخت از درون انژکتور به طور عادی در حد چند میلی ثانیه است و باید این مسیر به سرعت مسدود شود.
برای بسته شدن مسیر، ECU ارسال جریان برق را قطع میکند اما قطع جریان برق به تنهایی نمی‌تواند با سرعت مورد نیاز انژکتور را ببندد. برای این منظور به مجموعه سوپاپ یا سوزن انژکتور یک فنر وصل میشود که وظیفه دارد این مجموعه را به داخل بکشاند تا در حالت معمولی انژکتور مسدود باشد. این فنر آنقدر توان دارد که بتواند انژکتور را فوری ببندد و در عین حال آنقدر قوی نمیباشد که در مقابل نیروی مغناطیسی حاصل از سیم پیچ توانایی مقابله داشته باشد و اجازه می‌دهد انژکتور در زمانی که احتیاج است باز شود. به این ترتیب انژکتور می‌تواند در کسری از ثانیه باز شود و به سوخت پر فشار اجازه خارج شدن بدهد و به سرعت هم مسدود شود تا مانع خارج شدن بی علت سوخت شود. قبل از این گفتیم پمپ بنزین وظیفه تامین فشار سوخت مورد نیاز برای پاشش به مجموعه موتور را بر عهده دارد. این فشار سوخت ثابت میباشد و سیستم مدیریت موتور اتومبیل متناسب با نیاز موتور خودرو، زمان باز بودن انژکتور‌ها را تغییر می‌دهد تا از این طریق میزان بنزین تزریق شده به موتور تغییر کند. در دورهای موتور پایین و در شرایطی که فشار کاری زیادی بر روی موتور نیست، انژکتور‌ها در زمانی بسیار کم باز و بسته شده و به این ترتیب مقدار بسیار کمی از سوخت به داخل سیلندر پاشیده میشود. به این ترتیب بخشی از سوختی که از جانب پمپ به ریل سوخت ارسال شده مصرف نشده باقی می‌ماند و در صورتی که راهی به بیرون پیدا نکند باعث متوقف شدن فرآیند کاری سیستم میگردد زیرا پمپ دیگر نمی‌تواند جریان بنزین را بوجود بیاورد. به این منظور سوخت مصرف نشده از انتهای ریل سوخت و از طریق شیلنگی جداگانه بار دیگر به باک برمیگردد تا جریان سوخت برقرار بشود. لازم است بدانید یکی از راه‌های کشیدن بنزین از اتومبیلهای مدرن هم همین لوله برگشت سوخت میباشد. باک بنزین اکثر ماشینها دارای یک توری ابتدایی میباشد تا از وارد شدن اجسام بزرگ به باک جلوگیری شود و به این ترتیب نمی‌توان از باک آنها با روش‌های قدیمی سوخت را در مواقع خاص بیرون کشید. به این منظور کافی است لوله برگشت سوخت به باک را پیدا کنید و آن را از موتور حذف کنید. در این لحظه با روشن شدن موتور، سوخت برگشتی از این باک جریان پیدا کرده و میتوان آن را از راه ریختن در یک ظرف مورد استفاده قرار داد. البته به یاد داشته باشید این راهکار به علت احتمال ریختن بنزین بر روی بخش‌های داغ موتور خطرات خود را نیز دارد و فقط در مواقع ویژه باید از آن استفاده کرد چون بسیار خطرناک است.
توضیحات ساده شده کارکرد انژکتور در این قسمت به معنای سادگی ساخت این مجموعه نیست چرا که ساخت انژکتور مراحلی دقیق دارد و در حال حاضر نیز کمتر شرکت‌هایی در سطح بین‌المللی قادر به تولید انژکتور هستند زیرا تلورانس‌های تولیدی انژکتور در حد یک میکرون بوده و جزو دقیق‌ترین قطعات اتومبیل میباشند.
یکی از نکات مهم در انژکتور، ترکیب مکانیک و الکترونیک در آن میباشد و به همین علت عیب‌یابی آن احتیاج به دانش خاصی دارد. انژکتور بر‌خلاف بسیاری از سنسور‌های موجود در موتور اتومبیل خرابی خود را به اطلاع ECU نمی‌رساند و برای بررسی خرابی احتمالی آن لازم است انژکتور باز شود و عملکرد آن بررسی گردد.
در ایران انژکتور جزو اجزا حساس اتومبیل محسوب میگردد هر چند در حالت معمولی ممکن است انژکتور بدون مشکل چند 10 هزار کیلومتر کار کند. یکی از علل خرابی انژکتور در اتومبیلهایی که در کشورمان کار میکنند ناخالصی‌های فیزیکی موجود در سوخت میباشد. این ناخالصی‌ها گاهی آنقدر کوچک هستند که از فیلتر اولیه تعبیه شده بر روی پمپ بنزین و حتی فیلتر بنزین رد شده و به انژکتور می‌رسند. انژکتور‌ها دارای فیلتری بسیار نازک هستند که سوخت پیش از وارد شدن به مجموعه انژکتور از آن رد میشوند تا برای آخرین بار هرگونه ناخالصی داخلی آن حذف گردد. این فیلتر بسیار نازک است و ممکن است به تدریج در اثر ذرات معلق داخلی بنزین بگیرد. به علاوه گاهی ذراتی کوچک و یا محلول در بنزین از این فیلتر رد میشوند که بعداً می‌توانند بر روی سوراخ ریز خروجی انژکتور و یا فاصله بین سوزن انژکتور و دهانه آن انباشته شوند و مقدار پاشش انژکتور را کاهش دهند. در این شرایط با توجه به اینکه یک خرابی مکانیکی اتفاق افتاده است ، ECU اتومبیل متوجه مشکل نشده و مدت زمان پاشش سوخت عوض نمیشود ولی این انژکتور به علت آنکه نمی‌تواند سوخت کافی را به بیرون بپاشد باعث ضعف توان موتور میشود. یکی دیگر از منابع آلودگی انژکتور، اجزای مومی بنزین است که نمی‌توان آن را ویژه بنزین ایران دانست و کم و بیش در تمامی کشور‌ها دیده میشود. این ذرات در زمان روشن بودن موتورخودرو به علت حرارت موجود در اطراف انژکتور به سرعت آب شده و سپس تبخیر میگردند ولی بعد از آنکه موتور اتومبیل خاموش شده و انژکتور خنک میشود روی بخش‌های داخلی و خروجی انژکتور می‌نشینند و به تدریج تشکیل رسوبی را می‌دهد که شکل، جهت و مقدار پاشش سوخت انژکتور را عوض میکنند و بدنه انژکتور را هم آلوده میکنند. به طور کلی انژکتور نیز مثل بسیاری دیگر از بخش‌های اتومبیل طول عمر معینی دارد و تعویض دورهای آن به خصوص در زمانی که رسوب کرده توصیه میگردد زیرا انژکتور ساختار بسیار حساسی دارد و این رسوبات بر عملکرد آن تاثیرات بدی بر جای می‌گذارند. از طرفی دیگر شست‌وشوی انژکتور نیز باید به روش درست و اصولی انجام پذیرد. در اول بهتر است انژکتور‌ها به وسیله دستگاهی که به این منظور طراحی شده است تحت بررسی قرار گیرند تا میزان و کیفیت پاشش سوخت آنها امتحان شود. در مرحله بعد شست‌وشوی انژکتور باید با کمک دستگاه‌های مخصوص که بر‌اساس اولتراسونیک طراحی شده‌اند انجام گردد تا تاثیر خوبی بر جای بگذارد. در آخر تعمیر کار باید در زمان بستن اورینگ‌های بالا و پایین انژکتور توه داشته باشد تا از نشتی‌های احتمالی جلوگیری شود.