نحوه عملکرد موتورهای دیزلی
نحوه عملکرد موتورهای دیزلی
نحوه عملکرد موتورهای دیزلی و توصیف عملکرد اصلی آن در خصوص احتراق داخل موتور ، چرخه ی چهار زمانه و در مجموعه کلیه اجزا و قطعات لازم برای بالا بردن کارایی و بهتر عمل کردن پیشرانه ماشین یکی از محبوب ترین مواردی است که توجه افراد بسیاری را به سوی خود جلب میکند.
تفاوت ما بین موتورهای دیزلی و بنزینی هم بخشی از این ماجراست.
اختراع و تولید موتور دیزلی
داستان موتور دیزلی درست بااختراع موتور بنزینی آغاز می شود.
موتور بنزینی توسط نیکلاس آگوست اتو (Nikolaus August otto) اختراع شد و در سال 1876 به ثبت رسید.
موتورهای بنزینی از اصول احتراق چهارزمانه معروف به چرخه اتو استفاده می کرد و اکنون به یکی از موتورهای پر استفاده در ماشین های امروزی تبدیل شده است.
در ابتدای ورود این موتورها به دلیل ناکارآمدی و وجود سایر مدلهای حمل و نقل همانند موتور بخار با اقبال خوبی مواجه نشد.
این موتورها تنها 10 درصد سوخت برای به حرکت در اوردن خودرو استفاده می کردند و باقی آن صرف تولید گرمای بیهوده می شد.
در سال 1878 رادولف دیزل (Rudolf Diesel) بعد از حضور در دبیرستان پلی تکنیک آلمان متوجه شد موتورهای بخار و دیزلی از کاربرد کمی برخوردار هستند.
همین موضوع باعث شد رادولف ساخت موتوری با کارایی بالاتر را برای به ثمر رساندن یک موتور احتراق برقی (Combustion Power Engine) را آغاز کند .
ثمره ثبت این اختراع در سال 1892 پیشرانه ای است که هم اکنون موتور دیزلی نامیده می شود.
مقایسه موتور دیزلی با موتور بنزینی
از نظر تئوری این دو موتور بسیار مشابه یکدیگر هستند.
هر دوی آن ها احتراق داخلی دارند و برای تبدیل انرژی شیمیایی موجود در سوخت به انرژی مکانیکی طراحی شده اند .
پس از تولید انرژی مکانیکی ، پیستون های موجود در داخل سیلندر با حرکات متناوب به بالا و پائین ، موجب چرخش میل لنگ برای به حرکت در آمدن لاستیک های ماشین و حرکت رو به جلو خودرو می شود.
شایان ذکر است که پیستون ها به میل لنگ ها متصل هستند و نوع حرکت ایجاد شده بین پیستون ها میل لنگ ها به حرکت خطی شهرت دارد.
هردو موتور دیزلی و بنزینی ، سوخت را با ایجاد انفجارهای کوچک به انرژی تبدیل می کنند.
نحوه ی بروز احتراق :
در موتورهای بنزینی: بعد از ترکیب شدن سوخت با هوا و فشرده شدن آن به وسیله پیستون ، موتور به مرحله احتراق از طریق شمع ها می رسد .
در موتورهای دیزلی : در ابتدا هوا فشرده می شود و سپس سوخت تزریق می شود . در هنگام فشرده شدن هوا ، افزایش دما رخ می دهد و سوخت به مرحله احتراق می رسد .
نحوه کارکرد موتورهای دیزل چهارزمانه تزریق مستقیم :
موتورهای دیزلی نیز مانند موتورهای بنزینی از یک چرخه احتراق چهارزمانه استفاده می کنند.
مشخصات احتراق چهار زمانه به صورت زیر می باشد.
مکش : در این مرحله سوپاپ باز می شود و به هوا اجازه عبور را می دهد . در این حالت حرکت پیستون رو به پائین است.
فشرده سازی : پیستون رو به بالا حرکت می کند و هوا را به صورت کامل فشرده می سازد.
احتراق : هنگام رسیدن پیستون به قسمت بالائی موتور ، سوخت تزریق شده و احتراق صورت می پذیرد. همین امر موجب برگشت پیستون به حالت اولیه میگردد.
تخلیه : مجددا پیستون به سمت بالای موتور حرکت و انفجار ایجاد شده را از سوپاپ اگزوز خارج می نماید.
به یاد داشته باشید که موتور دیزلی به دلیل نداشتن شمع هوا را وارد و سپس فشرده می کند واین موضوع باعث تزریق مستقیم سوخت درون محفظه احتراق می شود.
گرمای ایجاد شده از فشردگی هوا ، موجب احتراق در موتور های دیزلی می شود.
فرایند تزریق سوخت یکی از مهم ترین تفاوت های میان موتور دیزلی و موتور بنزینی به حساب می آید.
اکثر ماشین ها از سیستم سوخت انژکتور یا کاربراتور استفاده می کنند.
کاربراتور سوخت را در پشت سیلندر تزریق می کند.
گفتنی است که کاربراتور قبل از ورود هوا به داخل سیلندر ، هوا و سوخت را با یکدیگر ترکیب می کند.
در موتور خودرو تمام سوخت در مرحله مکس درون سیلندر وارد و سپس فشرده می شود.
موتورهای دیزلی از سیستم سوخت رسانی مستقیم استفاده می کنند ، یعنی گازوئیل به صورت مستقیم درون سیلندر تزریق می شود.
ساختار انژکتور :
انژکتور در موتورهای دیزلی اجزای پیچیده ای دارد و به بررسی بیشتری نیاز دارد ، چرا که در موتورهای گوناگون ممکن است در محل های مختلفی تعبیه شود.
انژکتور باید توانایی تحمل گرما و فشار درون سیلندر را به خوبی داشته باشد و نیز عمل پاشش سوخت را به خوبی انجام دهد.
تزریق سوخت به داخل محفظه سیلندر با مقدار مناسب ، خود به تنهایی عمل دشوارییست .
به همین دلیل در برخی از موتورهای دیزلی از سوپاپ های مخصوص و محفظه های پیش از احتراق یا سیستم های دیگر برای گردش هوا در محفظه احتراق استفاده می کنند.
و یا اینکه به روش های دیگر کل روند احتراق را بهبود می بخشند.
برخی موتورهای دیگر دارای شمع گرمکن (Plug Glow) هستند ، یعنی زمانی که موتورهای دیزلی سرد است ، هوای داخل سیلندر دمای لازم را برای عمل احتراق ندارد.
به همین دلیل شمع گرمکن که یک سیستم گرمایشی است توسط جریان الکتریکی گرم شده و محفظه احتراق را گرم و دمای هوا را در زمان سرد بودن موتور برای امکان استارت خودرو افزایش می دهد.
کلی برادرتون (Cley Brother Ton) استاد کارفنی ابزارآلات سنگین می گوید :
” تمامی دستور العمل های موتورهای امروزی از طریق مادول کنترل الکتریکی (ECM) با مجموعه ای از سنسور های پیچیده که هرچیزی از موتور گرفته تا مایع خنک کننده ، دمای روغن را کنترل می کند.
البته شمع گرمکن های امروزی روی موتورهای بزرگ به ندرت استفاده می شود.
سیستم ECM با استفاده از میزان دمای هوا ، موتور را در هوای سرد برای پاشیدن درست سوخت تنظیم میکند.
در این حالت هوا در سیلندر نسبت به دمای معمولی بیشتر فشرده می شود و دمای بالاتری را ایجاد می کند که میتواند به بهتر روشن شدن ماشین کمک کند.
خودروهای دارای موتور کوچک تر و آن هایی که از چنین سیستم کامیپوتری بی نصیب هستند از شمع گرمکن برای حل مشکل استارت در هوای سرد استفاده می کنند.
البته موتورهای دیزلی و بنزینی فقط از نظر مکانیکی با هم متفاوت نمی باشند ، چرا که تفاوت اصلی به نوع سوخت بر میگردد.
در مطالب بعدی تفاوت میان سوخت بنزین و گازوئیل را مورد بررسی قرار می دهیم .
