کنترل سوخت موتور لودر کاترپیلار 988B

عالی! انتخاب شما یکی از نمادهای قدرت و دوام در دنیای ماشین‌آلات سنگین است: لودر افسانه‌ای **کاترپیلار 988B**. این ماشین غول‌پیکر که دهه‌ها در معادن و پروژه‌های عمرانی بزرگ خدمت کرده، متعلق به دورانی است که سیستم‌های مکانیکی بر الکترونیک پیشی داشتند. بنابراین، سیستم کنترل سوخت آن یک شاهکار مهندسی مکانیک است که درک آن بسیار جذاب و کاربردی است.

بیایید به صورت جامع و فنی، سیستم کنترل سوخت موتور این لودر را که معمولاً مدل **Caterpillar 3408** (یک موتور 8 سیلندر خورجینی یا V8) است، تحلیل کنیم.

—کنترل سوخت موتور لودر کاترپیلار 988B

### **تحلیل جامع سیستم کنترل سوخت مکانیکی لودر کاترپیلار 988B (موتور 3408)**

بر خلاف موتورهای مدرن که با ECU کنترل می‌شوند، کنترل سوخت در 988B کاملاً **مکانیکی** است. این سیستم بر اساس سه جزء اصلی کار می‌کند: **پمپ انژکتور (Fuel Injection Pump)**، **گاورنر (Governor)** و **مجموعه یونیت انژکتورها (Unit Injectors)**.

#### **۱. نمای کلی سیستم و مسیر سوخت**

برای درک کنترل سوخت، ابتدا باید مسیر حرکت آن را دنبال کنیم:
1. **باک (Fuel Tank):** مخزن سوخت.
2. **پمپ اولیه (Priming/Transfer Pump):** یک پمپ دنده‌ای کوچک که معمولاً روی بدنه گاورنر نصب شده است. وظیفه آن کشیدن سوخت از باک و رساندن آن با فشار پایین (حدود $30-60$ PSI) به فیلترها و سپس به گالری سوخت اصلی است.
3. **فیلترهای سوخت (Fuel Filters):** معمولاً یک سیستم دو یا سه مرحله‌ای برای حذف کامل آلودگی‌ها و آب از گازوئیل.
4. **گالری سوخت (Fuel Gallery):** کانال‌های داخلی در سرسیلندر که سوخت کم‌فشار را به تمام یونیت انژکتورها می‌رسانند. سوخت اضافی برای خنک‌کاری از طریق یک رگلاتور فشار به باک بازمی‌گردد.
5. **یونیت انژکتورها (Unit Injectors):** اینجاست که جادوی مکانیکی رخ می‌دهد! هر سیلندر یک یونیت انژکتور مجزا دارد.

#### **۲. قلب سیستم: مکانیزم کنترل سوخت**

کنترل میزان سوختی که به هر سیلندر تزریق می‌شود، توسط یک سیستم اهرم‌بندی دقیق و هماهنگ بین **گاورنر**، **پدال گاز** و **یونیت انژکتورها** انجام می‌شود.کنترل سوخت موتور لودر کاترپیلار 988B

**الف) گاورنر (Governor):**
گاورنر مغز مکانیکی سیستم است. وظیفه اصلی آن، **حفظ دور موتور ثابت تحت بارهای متغیر** است.
* **اجزای داخلی:** شامل وزنه‌های گریز از مرکز (Flyweights)، یک فنر (Governor Spring) و یک سیستم اهرم‌بندی (Linkage).
* **نحوه کار:**
1. وقتی دور موتور بالا می‌رود، وزنه‌ها به دلیل نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون پرتاب می‌شوند.
2. این حرکت، یک اهرم را فشار می‌دهد که بر فنر گاورنر غلبه کرده و **شانه یا رک سوخت (Fuel Rack)** را به سمت **کاهش سوخت** حرکت می‌دهد.
3. وقتی بار روی موتور زیاد می‌شود (مثلاً هنگام بلند کردن یک باکت پر)، دور موتور افت می‌کند. وزنه‌ها به داخل جمع می‌شوند، فنر بر آن‌ها غلبه کرده و رک سوخت را به سمت **افزایش سوخت** می‌کشد تا دور موتور را به حالت تنظیم شده بازگرداند.
* **کنترل اپراتور:** پدال گاز در کابین، مستقیماً فشار روی فنر گاورنر را تغییر می‌دهد. وقتی اپراتور پدال را فشار می‌دهد، در واقع پیش‌بار فنر را افزایش می‌دهد. این کار باعث می‌شود وزنه‌ها برای غلبه بر فنر به دور موتور بالاتری نیاز داشته باشند. در نتیجه، گاورنر به سیستم دستور می‌دهد سوخت بیشتری تزریق کند تا به آن دور جدید برسد.

**ب) شانه یا رک سوخت (Fuel Rack):**
این یک میله بلند و دندانه‌دار است که در طول موتور (در قسمت V شکل موتور 3408) کشیده شده و تمام یونیت انژکتورها را به گاورنر متصل می‌کند. **حرکت خطی این رک، میزان پاشش سوخت را تعیین می‌کند.**

**ج) یونیت انژکتور مکانیکی (Mechanical Unit Injector – MUI):**
این قطعه یک پمپ و یک انژکتور در یک مجموعه واحد است.
* **اجزا:**
* **پلانجر و بارل (Plunger & Barrel):** بخش پمپ‌کننده که فشار سوخت را به شدت بالا می‌برد.
* **اسبک (Rocker Arm):** توسط میل بادامک (Camshaft) موتور فعال می‌شود و پلانجر را به پایین فشار می‌دهد.
* **دنده سکتور (Sector Gear):** یک چرخ‌دنده کوچک که به رک سوخت متصل است.
* **مکانیزم کنترل حجم پاشش:**
1. پلانجر دارای یک شیار مارپیچ (Helix) است.
2. با حرکت رک سوخت، دنده سکتور، پلانجر را حول محور خودش می‌چرخاند.
3. این چرخش، موقعیت شیار مارپیچ را نسبت به سوراخ‌های ورودی و خروجی سوخت در بارل تغییر می‌دهد.
4. **این تغییر، زمان مؤثر پاشش (Effective Stroke) را تعیین می‌کند.**
* **سوخت بیشتر:** وقتی رک به سمت افزایش سوخت حرکت می‌کند، پلانجر طوری می‌چرخد که سوراخ خروجی دیرتر باز شود. این باعث می‌شود حجم بیشتری از سوخت با فشار بالا به داخل سیلندر تزریق شود.
* **سوخت کمتر:** وقتی رک به سمت کاهش سوخت می‌رود، پلانجر طوری می‌چرخد که سوراخ خروجی زودتر باز شود و پاشش متوقف گردد.
* **حالت خاموش (Shut-off):** در این حالت، رک پلانجر را به موقعیتی می‌برد که سوراخ خروجی همیشه باز است و هیچ فشاری ایجاد نمی‌شود.

*تصویر شماتیک از نحوه کنترل حجم پاشش در یونیت انژکتور مکانیکی*

#### **۳. تنظیمات کلیدی و عیب‌یابی**

کنترل دقیق سوخت در این سیستم به تنظیمات مکانیکی بسیار دقیقی وابسته است.کنترل سوخت موتور لودر کاترپیلار 988B

* **تنظیم گاورنر (Governor Settings):**
* **دور آرام (Low Idle):** توسط یک پیچ تنظیم می‌شود.
* **حداکثر دور بی‌باری (High Idle):** مهم‌ترین تنظیم برای جلوگیری از دور خوردن بیش از حد موتور (Overspeeding).
* **تنظیم قدرت (Power Setting / Rack Setting):** این تنظیم، حداکثر میزان حرکت رک سوخت را محدود می‌کند و در واقع حداکثر قدرت خروجی موتور را تعیین می‌کند. این تنظیمات معمولاً توسط تکنسین‌های متخصص و با ابزارهای دقیق کاترپیلار انجام می‌شود و نباید به صورت تجربی دستکاری شوند.

* **همگام‌سازی انژکتورها (Injector Synchronization):**
* بسیار مهم است که همه یونیت انژکتورها به طور یکسان به حرکت رک پاسخ دهند. این کار با تنظیم دقیق اهرم اتصال هر یونیت به رک انجام می‌شود. عدم هماهنگی باعث کارکرد نامنظم موتور، دود و کاهش قدرت می‌شود.

* **علائم رایج مشکلات سیستم سوخت در 988B:**
1. **دود سیاه غلیظ:** نشانه سوخت بیش از حد است. دلایل: تنظیم نبودن رک، گرفتگی فیلتر هوا، یا خرابی یک یا چند یونیت انژکتور.
2. **دود سفید/آبی:** نشانه سوختن ناقص یا ورود روغن به محفظه احتراق. می‌تواند از خرابی یونیت انژکتور یا مشکلات داخلی موتور باشد.
3. **کارکرد نامنظم موتور (Surging/Hunting):** معمولاً به دلیل مشکل در گاورنر (چسبندگی اهرم‌ها یا فرسودگی وزنه‌ها) یا وجود هوا در سیستم سوخت است.
4. **کاهش قدرت:** می‌تواند ناشی از فیلترهای کثیف، خرابی پمپ اولیه، تنظیم نبودن رک یا فرسودگی یونیت انژکتورها باشد.
5. **روشن نشدن موتور:** در صورتی که سلونوئید خاموش‌کن (Shut-off Solenoid) رک را در حالت قطع نگه داشته باشد یا سیستم هوا گرفته باشد.

**نتیجه‌گیری:**
سیستم کنترل سوخت لودر کاترپilar 988B یک شاهکار مهندسی مکانیک مبتنی بر هماهنگی دقیق بین گاورنر، رک سوخت و یونیت انژکتورهاست. این سیستم اگرچه فاقد پیچیدگی الکترونیکی است، اما برای عملکرد صحیح نیازمند تنظیمات دقیق و نگهداری اصولی است. درک نحوه عملکرد این سیستم مکانیکی، کلید عیب‌یابی و حفظ کارایی این ماشین قدرتمند و قابل احترام است.کنترل سوخت موتور لودر کاترپیلار 988B