در موتورهای انژکتوری مدرن، هماهنگی دقیق بین اجزای داخلی برای عملکرد صحیح پیشرانه ضروری است. در این میان، دو قطعه کلیدی به نام های سنسور میل لنگ و سنسور میل سوپاپ نقش حیاتی در تعیین زمان بندی جرقه زنی و پاشش سوخت دارند. این دو سنسور اطلاعات کاملاً متفاوت اما مکملی را به واحد کنترل الکترونیکی موتور (ECU) ارسال می کنند و بدون وجود هر یک از آن ها، موتور نمی تواند به درستی عمل کند. در این مقاله به بررسی تفاوت سنسور میل لنگ با میل سوپاپ می پردازیم و نقش هرکدام را در عملکرد موتور، زمان بندی جرقه و تزریق سوخت به صورت دقیق تحلیل می کنیم.
سنسور میل لنگ؛ زمان بندی دقیق پالس برای تصمیم گیری ECU
سنسور میل لنگ (Crankshaft Position Sensor) یکی از مهم ترین سنسورهای موتورهای انژکتوری است که وظیفه آن، ارسال اطلاعات دقیق از موقعیت و سرعت چرخش میل لنگ به واحد کنترل الکترونیکی موتور (ECU) می باشد. این سنسور در نزدیکی فلایویل یا چرخ دنده میل لنگ قرار دارد و با تشخیص دندانه های فلایویل یا چرخ دنده سیگنالی پالسی تولید می کند که نشان دهنده موقعیت پیستون ها در سیلندرهاست.
ECU بر اساس این سیگنال ها زمان مناسب برای پاشش سوخت و جرقه زنی را محاسبه می کند. اهمیت سنسور میل لنگ در آن است که در صورت خرابی یا عدم ارسال سیگنال صحیح، موتور روشن نمی شود یا دچار لرزش، خام سوزی و اختلال در عملکرد می شود. به همین دلیل، این سنسور پایه اصلی تعیین زمان بندی جرقه و تزریق سوخت محسوب می شود و نقشی حیاتی در راه اندازی و عملکرد روان موتور دارد.
سنسور میل سوپاپ؛ تعیین سیلندر در حالت تراکم واقعی
سنسور میل سوپاپ (Camshaft Position Sensor) مکمل سنسور میل لنگ در سیستم های مدیریت موتور است. این سنسور با ثبت موقعیت دقیق میل سوپاپ، به ECU کمک می کند تا سیلندری را که در لحظه در حالت تراکم قرار دارد به درستی شناسایی کند. این اطلاعات برای انجام تزریق سوخت و جرقه زنی به صورت ترتیبی (Sequential) ضروری است.
برخلاف سنسور میل لنگ که اطلاعات چرخش کلی موتور را می دهد، سنسور میل سوپاپ مشخص می کند کدام سیلندر در حال فاز تراکم است. این دقت باعث بهینه سازی مصرف سوخت، کاهش آلایندگی و بهبود عملکرد استارت سرد موتور می شود. سنسور معمولاً در سرسیلندر و در نزدیکی میل سوپاپ نصب می شود و از طریق زائده هایی روی میل سوپاپ یا چرخ دنده، موقعیت زاویه ای آن را تشخیص می دهد.
در صورت خرابی سنسور میل سوپاپ، موتور ممکن است به حالت جرقه زنی هم زمان برگردد، دیر روشن شود یا با اختلال در کارکرد همراه باشد. به همین دلیل این سنسور برای عملکرد دقیق موتورهای مدرن و کاهش مصرف سوخت، اهمیت بالایی دارد.
بیشتر بدانید: اگر میل سوپاپ خراب باشد چه مشکلاتی برای خودرو به وجود می آید؟
بررسی کامل تفاوت سنسور میل لنگ با میل سوپاپ
برای این که بیشتر با این 2 قطعه آشنا بشوید آموزشگاه فنون خودرو کارورکس برای شما ویدئویی در این زمینه آماده کرده تا شما بیشتر متوجه تفاوت این دو شوید که شامل:
چرا سنسور میل لنگ به تنهایی نمی تواند وضعیت تراکم را تشخیص دهد؟
در پاسخ به اینکه چرا سنسور میل لنگ به تنهایی نمی تواند وضعیت تراکم را تشخیص دهد، باید به تفاوت عملکرد میل لنگ و میل سوپاپ توجه کنیم:
سنسور میل لنگ (Crankshaft Position Sensor) تنها موقعیت زاویه ای میل لنگ را نسبت به نقطه مرگ بالا (TDC) گزارش می کند، اما نمی تواند تشخیص دهد که کدام سیلندر در حال فاز تراکم است. علت اصلی این موضوع، تفاوت نسبت چرخش میل لنگ و میل سوپاپ است:
- میل لنگ در هر دور کامل، دو بار پیستون را به نقطه مرگ بالا می رساند؛ یک بار در فاز تراکم و یک بار در فاز تخلیه.
- اما میل سوپاپ تنها یک بار در هر دو دور میل لنگ می چرخد و باز و بسته شدن سوپاپ ها را در فازهای مختلف کنترل می کند.
بنابراین، وقتی سنسور میل لنگ می گوید پیستون به TDC رسیده، نمی توان فهمید که آیا این TDC مربوط به فاز تراکم است یا فاز تخلیه. برای همین است که سنسور میل سوپاپ وارد عمل می شود. این سنسور با تشخیص موقعیت دقیق میل سوپاپ، به ECU اطلاع می دهد کدام سیلندر دقیقاً در مرحله تراکم قرار دارد تا تزریق سوخت و جرقه زنی دقیقاً در زمان درست انجام شود.
اهمیت سنسور میل سوپاپ در موتورهای دارای کوئل و انژکتور مجزا
اهمیت سنسور میل سوپاپ در موتورهایی که دارای کوئل و انژکتور مجزا برای هر سیلندر هستند، بسیار حیاتی و غیرقابل چشم پوشی است. این نوع موتورها به دلیل طراحی پیشرفته، نیاز به اطلاعات بسیار دقیق تری برای زمان بندی پاشش سوخت و جرقه زنی دارند. در اینجا نقش سنسور میل سوپاپ پررنگ می شود:
چرا سنسور میل سوپاپ برای موتورهای دارای کوئل و انژکتور مجزا ضروری است؟
1.تشخیص سیلندر در فاز تراکم
- ECU برای اینکه بداند کدام سیلندر آماده انفجار است، نیاز به اطلاعاتی فراتر از موقعیت میل لنگ دارد.
- سنسور میل سوپاپ موقعیت دقیق میل سوپاپ را مشخص می کند و به ECU می گوید کدام سیلندر در فاز تراکم واقعی قرار دارد.
- این تشخیص برای زمان بندی جرقه زنی مستقل در هر کوئل ضروری است.
2.پاشش ترتیبی و دقیق سوخت
- در موتورهای دارای انژکتور مجزا، هر سیلندر سوخت را در زمان خاص خود دریافت می کند (Sequential Fuel Injection).
- سنسور میل سوپاپ این امکان را فراهم می کند تا پاشش سوخت دقیقاً در لحظه ورود هوا و قبل از تراکم انجام شود.
3.افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت و آلایندگی
- با جرقه زنی و پاشش به موقع، احتراق بهینه تری صورت می گیرد.
- در نتیجه، قدرت خروجی بهتر، مصرف سوخت کمتر و کاهش آلاینده ها حاصل می شود.
بدون سنسور میل سوپاپ، ECU نمی تواند بین دو دور میل لنگ تفاوتی قائل شود، بنابراین مجبور به استفاده از حالت نیمه تسلسلی یا Waste Spark (جرقه زدن همزمان در دو سیلندر) و پاشش نیمه دقیق سوخت خواهد بود. اما با وجود سنسور میل سوپاپ، موتور با دقت بالا و بازده بیشتر عمل می کند.
مقایسه سیستم دوبل جرقه در خودروهای ایرانی با تک جرقه در خارجی ها
مقایسه سیستم دوبل جرقه در خودروهای ایرانی با تک جرقه در خودروهای خارجی، موضوعی جالب و کاربردی برای درک تفاوت در طراحی سیستم های احتراق و مدیریت موتور است. این دو سیستم نه تنها از نظر ساختار، بلکه از نظر کارایی، مصرف سوخت، تکنولوژی و هزینه ها نیز تفاوت های قابل توجهی دارند.
سیستم دوبل جرقه (Waste Spark) در خودروهای ایرانی
در بسیاری از خودروهای تولید داخل (مثل پژو 405، پراید، سمندهای قدیمی و…) از سیستم دوبل جرقه استفاده می شود. در این سیستم:
- هر کوئل برای دو سیلندر مشترک است و به صورت هم زمان به دو شمع جرقه می زند؛ یکی در زمان تراکم و دیگری در زمان تخلیه.
- چون ECU تشخیص نمی دهد کدام سیلندر در فاز تراکم است (به دلیل نداشتن سنسور میل سوپاپ)، مجبور است به صورت جفتی جرقه بزند.
- این سیستم ارزان تر و ساده تر است، اما مصرف برق بیشتر و عمر کمتر شمع ها را در پی دارد.
- پاشش سوخت اغلب نیمه ترتیبی یا نیمه هم زمان است.
سیستم تک جرقه (Smart Ignition) در خودروهای خارجی
در خودروهای مدرن خارجی، هر سیلندر یک کوئل و یک انژکتور مستقل دارد. این طراحی پیشرفته باعث می شود:
- ECU با کمک سنسور میل سوپاپ و میل لنگ، زمان دقیق جرقه هر سیلندر را بداند.
- جرقه زنی تنها زمانی انجام می شود که سیلندر در فاز تراکم واقعی است.
- پاشش سوخت به صورت کاملاً ترتیبی (Sequential Injection) انجام می شود.
- مصرف سوخت پایین تر، بازده بهتر و کاهش آلایندگی از مزایای آن است.
- در عوض، هزینه ساخت و تعمیر بالاتر است و سیستم به تجهیزات الکترونیکی پیشرفته تری نیاز دارد.
جدول مقایسه ای سیستم دوبل جرقه و تک جرقه
ویژگی ها | سیستم دوبل جرقه (ایرانی) | سیستم تک جرقه (خارجی) |
نوع جرقه زنی | دو سیلندر هم زمان (Waste Spark) | یک سیلندر مستقل |
تشخیص سیلندر در تراکم | ندارد | دارد (با سنسور میل سوپاپ) |
نوع پاشش سوخت | نیمه ترتیبی یا گروهی | ترتیبی دقیق (Sequential) |
مصرف سوخت و آلایندگی | بالاتر | کمتر |
عمر شمع | کمتر | بیشتر |
قیمت سیستم | ارزان تر | گران تر |
تعمیرپذیری | ساده تر | پیچیده تر |
ویژگی ها | سیستم دوبل جرقه (ایرانی) | سیستم تک جرقه (خارجی) |
اگرچه سیستم دوبل جرقه در خودروهای ایرانی از نظر اقتصادی به صرفه تر و ساختار آن ساده تر است، اما سیستم تک جرقه خودروهای خارجی به لطف تکنولوژی پیشرفته تر، کارایی بالاتر، مصرف سوخت پایین تر و آلودگی کمتر را به همراه دارد. آینده صنعت خودرو نیز به سمت همین سیستم های هوشمند و مستقل پیش می رود.
جمع بندی در مورد تفاوت سنسور میل لنگ با میل سوپاپ
در مجموع، سیستم دوبل جرقه که در بسیاری از خودروهای ایرانی به کار می رود، گرچه ساختاری ساده و مقرون به صرفه دارد، اما از نظر دقت عملکرد، مصرف سوخت و آلایندگی نسبت به سیستم تک جرقه خودروهای خارجی عملکرد ضعیف تری دارد. استفاده از سنسور میل سوپاپ در کنار میل لنگ، امکان جرقه زنی و پاشش سوخت دقیق را فراهم کرده و باعث بهبود راندمان موتور می شود. بنابراین، اگرچه سیستم دوبل هنوز در خودروهای اقتصادی رواج دارد، اما مسیر آینده خودروسازی به سمت سیستم های هوشمند با جرقه زنی مستقل پیش می رود.
سوالات متداول
- چرا در خودروهای ایرانی از سیستم دوبل جرقه استفاده می شود؟
به دلیل حذف سنسور میل سوپاپ و ساده سازی سیستم برق خودرو، تولیدکنندگان داخلی از سیستم دوبل جرقه استفاده می کنند تا هزینه تمام شده پایین تر و ساختار ساده تری داشته باشند. - آیا سیستم تک جرقه واقعاً باعث کاهش مصرف سوخت می شود؟
بله، چون در این سیستم، جرقه و پاشش سوخت دقیقاً در زمان مناسب انجام می شود و از هدررفت سوخت و جرقه بی هدف جلوگیری می کند. - می توان سیستم دوبل جرقه را به تک جرقه تبدیل کرد؟
در حالت عادی خیر، زیرا این تغییر نیاز به اضافه کردن سنسور میل سوپاپ، تغییر ECU و نصب کوئل های جداگانه دارد که هم پیچیده و هم پرهزینه است.