عملگر چیست؟

عملگر ها قطعاتی هستند که به دستور ECU وظایف مربوط به خود را انجام داده تا بهترین عملکرد برای خودرو حاصل شود. البته دستورات ECU با توجه به برنامه ریزی و اطلاعات دریافتی از سنسور ها داده می شود. در واقع در سیستم خودروهای انژکتوری سنسورها به عنوان خبر دهنده و ECU به عنوان فرمانده و عملگر ها به عنوان فرمانبر می باشند. در ادامه به بررسی برخی از عملگر های مربوط به موتور خودرو خواهیم پرداخت.

رله دوبل:

رله قطعه ای است که می توان به وسیله آن و با استفاده از یک دستور الکتریکی با شدت جریان کم، مدار برقی با شدت جریان زیاد را قطع و وصل نمود. بنابراین از رله ها بعنوان واسطه ای بین ECU و عملگر ها در خودرو استفاده های فراوانی شده است تا ECU بتواند بدون تحمل شدت جریان بیش از حد مدارات الکتریکی برخی از عملگر ها که با شدت جریان زیاد کار می کنند را قطع وصل نماید.

رله دوبل تشکیل شده است از دو رله که معمولا در کنار هم قرار گرفته اند و به دستور ECU پس از باز کردن سوییچ وظیفه برق رسانی به اجزاء موتور مانند پمپ بنزین و انژکتورها و کوئل ها و ECU و … را به عهده دارد و بدین ترتیب موتور آماده روشن شدن خواهد شد.

در صورت خرابی این قطعه و یا عدم عملکرد آن چراغ چک در بعضی از خودرو ها در حالت سوییج باز روشن نمی شود و روی سوکت انژکتورها و کوئل ها برق نداریم و در نتیجه پاشش انژکتورها و جرقه سرشمع ها و همچنین عملکرد پمپ بنزین صورت نمی گیرد و موتور روشن نخواهد شد.

پمپ بنزین:

این عملگر وظیفه ارسال بنزین با فشار مناسب از باک بنزین به موتور را به عهده دارد این عملیات به دستور ECU و توسط رله دوبل انجام می پذیرد با باز کردن سوییج پمپ بنزین شروع به فعالیت نموده ولی اگر پس از باز کردن سوییج استارت زده نشود پس از حدود ۳ تا ۵ ثانیه برق پمپ بنزین به دستور ECU قطع می شود تا در صورت باز ماندن سوییج پمپ بنزین بی دلیل کار نکند و به محض استارت زدن دوباره برق پمپ بنزین ارسال خواهد شد.

در صورت خرابی پمپ بنزین موتور خاموش کرده و با فشار بنزین کم شده و موتور بد کار می کند و یا گاز نمی خورد.

انژکتور های بنزین و گاز :

این عملگر نوعی شیر برقی با عملکرد بسیار سریع و تحت فشار بالا می باشد که به دستور ECU وظیفه پاشش سوخت را به داخل منیفولد هوا به عهده دارد. در ساختار انژکتورها از یک بوبین و هسته آهنی بوبین و یک فنر استفاده شده است که دو سر سیم پیچ آن به وسیله یک سوکت دو پایه از یک طرف برق مثبت رله دوبل و از طرف دیگر پالس منفی ECU را دریافت می کنند و بدین ترتیب هسته آهنی بوبین آن تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوبین عقب کشیده شده و بنزین که تحت فشار پمپ تا پشت انژکتورها ارسال شده است به داخل منیفولد هوا پاشش می کند و با قطع پالس منفی ECU نیروی فنر هسته بوبین را سر جای خود بر می گرداند و پاشش قطع خواهد شد این عملیات مرتبا و با سرعت بسیار بالا برای هر سیلندر در قبل از مرحله تنفس (مکش) تکرار خواهد شد. در اولین تولیدات خودروهای انژکتوری هر ۴ انژکتور به صورت هم زمان پاشش می کردند (Magneti marelli) و بعد از آن پاشش انژکتور ها به صورت نیمه ترتیبی یا ۲ به ۲ انجام می گرفت (S۲۰۰۰ ) و در حال حاضر در اکثر خودرو ها پاشش انژکتور ها به صورت ترتیبی و تک به تک انجام می پذیرد. و در نتیجه مصرف سوخت و آلودگی هوا در این خودرو ها نسبت به قبل کاهش پیدا کرده است.

خرابی انژکتورها معمولا به دو صورت قطع پاشش یا افزایش پاشش مشاهده می شود. در صورت قطع پاشش انژکتورها موتور تک کار می کند و یا روشن نمی شود علت آن می تواند نرسیدن برق یا پالس منفی به سیم پیچ انژکتور و یا قطعی در سیم پیچ انژکتور و یا گیر مکانیکی هسته آهنی بوبین انژکتور و یا کثیفی انژکتور و یا خرابی ECU و یا خرابی سنسور دور موتور باشد. در صورت افزایش پاشش انژکتور ها موتور بد کار می کند و دود سیاه از اگزوز مشاهده خواهد شد و سر شمع ها دوده ایجاد خواهد شد و یا ممکن است موتور بعلت پاشش بیش از حد دچار خفگی شده و روشن نشود. علت آن می تواند افزایش زمان ارسال پالس منفی از طرف ECU باشد ( این حالت بیشتر در اثر خرابی سنسور فشار و دمای هوا و یا خرابی سنسور اکسیژنها و یا خرابی سنسور دمای آب بوجود می آید.) ویا علت دیگر افزایش پاشش انژکتورها را می توان دائمی شدن پالس منفی ECU دانست ( این وضعیت می تواند بعلت خرابی ECU یا اتصالی سیم کشی انژکتورها به بدنه اتفاق بیافتد و در نهایت موجب گرم شدن بیش از حد سیم پیج انژکتور وسوختن آن خواهد شد).

کوئل دوبل:

این عملگر به دستور ECU و با توجه به اطلاعات سنسور دور موتور وظیفه ایجاد جرقه بر روی شمع های موتور را به عهده دارد و تشکیل شده است از دو سیم پیج اولیه و ثانویه که می توان با قطع و وصل جریان برق ولتاژ پایین در سیم پیچ اولیه جریان برقی با ولتاژ بالا را در سیم پیچ ثانویه ایجاد کرد. برای تست اهمی کوئل باید بین دوسر سیم پیچ های اولیه مقاومتی حدود 0.5 تا 1.5 اهم و بین دوسر سیم پیچ های ثانویه مقاومتی حدود ۷۰۳۵ کیلو اهم را داشته باشیم. اگر در هریک از آنها مقاومت بی نهایت را داشته باشیم یعنی سیم پیچ مربوطه سوخته است.

در بعضی از خودروها برای اینکه جرقه سر شمع ها بهتر زده شود برای هر شمع یک کوئل جداگانه و بدون واسطه نصب شده است. البته این نوع کوئل ها نیز بسته به این که مدار الکتریکی آنها به صورت سری یا موازی باشد به صورت جفت و یا به صورت تک به تک جرقه سر شمع ها را ایجاد خواهند کرد.

علت سوختن کوئل معمولا دائمی شدن پالس منفی ECU می باشد که باعث گرمای بیش از حد در سیم پیچ اولیه و قطع شدن آن می شود و ممکن است در این حالت ترکیدن پوسته کوئل نیز مشاهده شود. علت دیگر سوختن کوئل را می توان خرابی شمع ها یا مستهلک شدن آنها عنوان کرد که در این حالت بالارفتن مقاومت بین الکترودهای شمع ها باعث سوختن کوئل می شود.

استپر موتور:

استپر موتور با موتور پله ای تشکیل شده است از تعدادی آهنربای دائمی بعنوان روتور (۴۰ عدد) و تعدادی سیم پیچ به عنوان استاتور (۵۰ عدد) و یک سوپاپ مخروطی که انتهای شفت آن به روتور پیچ شده است و حرکت دورانی روتور را به حرکت رفت و برگشتی سوپاپ مخروطی تبدیل می کند این عملگر به دستور ECU با دورانی بسیار دقیق در ۲۰۰ گام باعث ۸ میلیمتر حرکت رفت و برگشتی در سوپاپ مخروطی می شود (0.04 میلیمتر در هر گام) و از این طریق مسیر کنار گذری را که برای هوای ورودی به موتور در نظر گرفته شده است با دقت بسیار بالائی باز و بست می نماید تا دور آرام موتور را در شرایط زیر تنظیم نماید.

1- تنظیم مقدار هوای ورودی به موتور در دور آرام تا موتور در این حالت بدون گاز دادن روشن بماند.

۲- ایجاد حالت ساسات در زمان سرد بودن موتور که این کار را ECU با افزایش هوای ورودی به موتور از طریق استپر موتور و همچنین افزایش پاشش انژکتورها انجام می دهد.

٣- تنظیم دور آرام موتور در زمانی که موتور به نحوی زیر بار قرار می گیرد مانند زمان استفاده از کولر با فرمان هیدرولیک با تجهیزات الکتریکی و …

۴- جلوگیری از بسته شدن سریع مسیر هوای ورودی به موتور زمانی که راننده به طور ناگهانی پای خود را از روی پدال گاز بر می دارد.

در صورت خرابی استپر موتور اجرای هر یک از حالتهای ذکر شده می تواند با مشکل مواجه گردد و معمولا با این ایران مواجه هستیم که موتور در دور آرام خاموش می کند و با موتور در محدوده دور موتور ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ گاز اضافه می خورد.

دریچه گاز برقی:

این عملگر ترکیبی از یک پتانسیومتر دوبل بعنوان سنسور و یک موتور الکتریکی بعنوان عملگر است که علاوه بر انجام وظایف پتانسیومتر دریچه گاز و وظایف استپر موتور وظیفه باز و بست دریچه گاز را نیز بعهده دارد. ECU با توجه به اطلاعات سنسور پدال گاز و همچنین مقدار هوای مورد نیاز جهت تامین دور آرام موتور دستورات لازم را به موتور الکتریکی دریچه گاز می دهد تا پولکی دریچه گاز را به مقدار مناسب باز و بست نماید. به این ترتیب ECU همواره از میزان گشودگی دریچه گاز با خبر بوده و آن را تحت کنترل دارد.

از دریچه گاز برقی معمولا در خودروهای گیربکس اتومات و یا خودروهایی که قابلیت نصب سیستم کروز کنترل را دارند استفاده می شود تا ECU بتواند کنترل های لازم را بر روی دریچه گاز داشته باشد.

خرابی های دریچه گاز برقی می تواند باعث گاز نخوردن و یا گاز اضافه خوردن شود و یا ممکن است خرابی هایی مانند موارد ذکر شده برای خرابی استپر موتور نیز مشاهده گردد.

شیر برقی کنیستر:

این شیر برقی از یک بوبین و یک هسته آهنی تشکیل شده است که از یک طرف از رله دوبل برق را دریافت کرده و از طرف دیگر ECU با ارسال منفی دستورات لازم جهت عملکرد آن در مواقعی که موتور نیاز به سوخت غنی تری دارد (زمان سرد بودن موتور یا زمانی که موتور زیر بار است) را صادر می کند. محل قرار گیری آن مابین مخزن کنیستر و منیفولد هوا می باشد و وظیفه باز و بست این مسیر را به عهده دارد. بدین ترتیب با باز شدن آن خلاء منیفولد هوا به مخزن کنیستر انتقال پیدا کرده و بخارات بنزینی که در مخزن کنیستر جمع شده است را به داخل منیفولد هوا می کشد. در واقع با این کار بخارات بنزینی که در باک خودرو ایجاد می شود بجای اینکه به هوای آزاد راه پیدا کند و منجر به آلودگی هوا و خطرات و مضرات ناشی از آن شود در مخزنی ذخیره شده و در مواقعی که موتور نیاز به سوخت غنی تری دارد وارد موتور می شود و علاوه بر افزایش توان موتور از هدر رفتن انرژی بخارات بنزین جلوگیری می شود.

خرابی این شیر برقی معمولا به سه حالت دیده می شود:

١- شیر برقی بسته بماند: در این حالت خرابی شیر برقی به دستور ECU عمل نکرده و مسیر عبور بخارات بنزین را باز نمی کند در نتیجه بخارات بنزین جمع شده در مخزن کنیستر بدون استفاده باقی مانده و پس از مدتی که مخزن کنیستر اشباع می شود از قسمتی که مخزن به هوای آزاد راه دارد به بیرون راه پیدا کرده و موجب احساس بوی بنزین از اطراف خودرو و آلودگی هوا شود. البته بوی بنزین در اماکن سر پوشیده مانند پارکینگ ها بیشتر احساس می شود.

۲- شیر برقی باز بماند: در این حالت خرابی شیر برقی به دستور ECU عمل نکرده و مسیر مخزن کنیستر به منیفولد هوا را نمی بندد در نتیجه مکش (خلاء) منیفولد از این طریق به مخزن کنیستر و در نهایت به باک بنزین اعمال می شود و منجر به بروز مشکلاتی مانند لهیدگی یا جمع شدن باک و یا انتقال بنزین از باک به مخزن کنیستر و بوجود آمدن نشتی بنزین از مخزن کنیستر شده و یا در بعضی مواقع بنزین به منیفولد هوا نیز راه پیدا کرده و باعث می شود بنزین بیش از نیاز موتور به آن وارد شده و در نهایت موتور دچار خفگی شده و خاموش خواهد شد.

۳- شیر برقی مرتبا باز و بسته شود: این حالت خرابی که بیشتر نیز دیده شده است معمولا به علت مشکل در سیم پیچ شیر برقی بوجود می آید و در مواقعی که ECU به شیر برقی دستور می دهد که مسیر را باز کند بوبین شیر برقی درست عمل نکرده و باعث می شود که شیر برقی مرتبا باز و بست شود و صدای غیر عادی باز و بست آن در داخل اتاق سرنشین شنیده می شود.

گرمکن سنسور اکسیژن :

بازه حرارت ایجاد شده در اگزوز معمولا ۳۰۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد می باشد و سنسور اکسیژن طوری طراحی و ساخته می شود که در این دما بهترین عملکرد را داشته باشد در نتیجه این سنسور در زمانی که موتور سرد است عملکرد مطلوبی نخواهد داشت بنابراین از یک المنت گرمکن جهت گرم کردن این سنسور در زمان سرد بودن موتور استفاده شده است تا با استفاده از جریان برق در مدت زمان ۲۰ تا ۳۰ ثانیه سنسور اکسیژن را به دمای مناسب جهت عملکرد صحیح آن برساند.

المنت گرمکن سنسور اکسیژن از یک طرف با دریافت برق از رله دوبل و از طرف دیگر با دریافت منفی از طرف ECU این وظیفه را به دستور ECU انجام خواهد داد. یعنی ECU با توجه به دمای موتور مدار الکتریکی گرمکن را قطع یا وصل می نماید.

البته در بعضی از سنسور های اکسیژن از المت گرمکن از نوع مقاومت PTC استفاده شده است که دیگر نیازی به ارتباط با ECU ندارد و با گرم شدن سنسور مقاومت آن افزایش پیدا کرده و در نتیجه جریان عبوری از آن کاهش می یابد.

خرابی گرمکن سنسور اکسیژن ممکن است به دو صورت اتفاق بیافتد و معمولا با خرابی آن چراغ چک نیز روشن می گردد.

١- المنت گرمکن قطع شود که در این صورت در زمان سرد بودن موتور سنسور اکسیژن به دمای مطلوب نرسیده و تا زمان گرم شدن موتور عملکرد مناسبی نخواهد داشت در نتیجه بد کار کردن موتور در زمان سرد بودنش را مشاهده خواهیم کرد. همچنین در بعضی از خودرو ها در شروع حرکت موتور خاموش می کند.

۲- اتصال کوتاه شدن المنت گرمکن که باعث می شود فیوز مربوط به آن بسوزد و در بعضی از خودروها که فیوز گرمکن با قسمتهای دیگری مانند ایموبلایزر مشترک است خودرو پس از خاموش کردن دیگر روشن نشود.

توسط اهم متر می توان هریک از حالت های بالا را بررسی نماییم.

گرمکن دریچه گاز:

این عملگر از یک المنت تشکیل شده که از یک طرف برق مثبت را از رله دوبل دریافت کرده و از طرف دیگر با دریافت منفی از طرف ECU وظیفه گرم کردن هوزینگ دریچه گاز را به عهده دارد تا در مواقعی که هوا سرد است از برفک زدن و یخ زدگی پولکی دریچه گاز و سر استپر موتور جلو گیری کند تا عملکرد این اجزاء و روشن شدن موتور دچار مشکل نگردد.

رله های فن :

رله قطعه ای است که به وسیله آن می توان مدارات الکتریکی مصرف کننده هایی که نیاز به برق با شدت جریان بالا دارند (مانند موتور فن ها) را توسط یک مدار الکتریکی با شدت جریان ضعیف کنترل (قطع یا وصل نمود. بدین ترتیب ECU یا کنترل یونیت فن دستور قطع و وصل رله ها را می دهند و درنتیجه آن رله های فن مدارات الکتریکی مربوط به فن دور کند یا تند را قطع و وصل می نمایند.

خرابی رله های فن باعث عدم عملکرد فن ها در دور کند یا تند شده و یا یکسره کار کردن آنها پس از خاموش کردن خودرو می شود.

شیر برقی مخزن گاز:

از این شیر برقی جهت قطع و وصل جریان خروجی از مخزن گاز استفاده می شود و تشکیل شده از یک سیم پیج (بویین) و یک هسته بوبین و یک فنر و به این شکل عمل می کند که سیم پیچ آن با دریافت برق رله دوبل از یک طرف و دریافت منفی ECU گاز از طرف دیگر با نیروی الکترو مغناطیسی هسته بوبین را حرکت داده تا مسیر عبور گاز به سمت رگلاتور باز شود و با قطع منفی ECU نیروی فنر هسته بوبین را به سر جای خود بر می گرداند و مسیر گاز بسته می شود.

در صورت بروز نشتی در مدار فشار قوی گاز یعنی از مخزن گاز تا رگلاتور گاز ECU توسط این شیر برقی مسیر خروج گاز از مخزن را می بندد.

شیر برقی رگلاتور گاز:

این شیر برقی نیز عملکردی مشابه با شیر برقی مخزن گاز دارد و مسیر خروج گاز از رگلاتور را به دستور ECU باز و بست می نماید.

در صورت بروز هر گونه نشتی یا افزایش فشار در مسیر فشار ضعیف گاز یعنی از رگلاتور گاز تا ریل سوخت گاز ECU توسط این شیر برقی مسیر خروج گاز از رگلاتور گاز را می بندد.

شیر برقی CVVT:

این شیر برقی به دستور ECU مدارات روغن مربوط به کانال های روغن چرخدنده CVVT را باز و بست می نماید و بدین ترتیب روغنی که از سمت ایل پمپ ارسال شده است توسط این شیر برقی به سمت کانال های روغن مربوط به آوانس و ریتارد چرخدنده CVVT هدایت می شود.

در صورت خرابی یا کثیفی این شیر برقی چرخدنده CVVT درست عمل نکرده و در نتیجه تایم میل سوپاپ هوا در دورهای مختلف موتور تنظیم نمی شود و مشکلاتی مانند بد کار کردن و یا خاموش شدن موتور در دور آرام ، دیر روشن شدن موتور و یا صدای غیر عادی در هنگام افزایش دور موتور را خواهیم داشت و چراغ چک روشن شده و دستگاه عیب یاب ایراد شیر برقی CVVT با تایم میل سوپاپ هوا یا تایم چرخدنده تریگر و یا عدم تطبیق سنسور دور موتور و سنسور میل سوپاپ را نشان می دهد.

 

منبع : امداد خودرو ایران