موتور دیزل
موتور دیزل به طور گسترده در تولید وسایل نقلیه تجاری مانند اتوبوس یا کامیون کاربرد دارد، اما در حال حاضر، تعداد زیادی خودروی های سواری SUV نیز از موتورهای دیزلی استفاده می کنند، زیرا گشتاور تولید شده در آن بسیار بالا است.
یکی از تفاوت های اصلی این نوع موتور ها با موتورهای بنزینی این است که برای ایجاد احتراق در موتورهای دیزلی نیازی به فندک نیست، بنابراین موتورها نیازی به شمع ندارد. موتورهای دیزلی از هوای فشرده و دیزل برای ایجاد احتراق استفاده می کنند.
تاریخچه اختراع موتور دیزل
موتور دیزل، توسط رودولف دیزل، مهندس آلمانی که در سال 1858 در فرانسه چشم به جهان گشود، اختراع گردید. والدین آلمانی او به فرانسه مهاجرت کردند. رودولف دیزل تحقیقاتی را برای یافتن چگونگی استفاده بهینه از سوخت در موتورها انجام داده است. زیرا در زمان او بیشتر ماشین ها هنوز از موتورهای بخار با سطح راندمان 10-15٪ استفاده می کردند. در این تحقیق، دیزل موتوری طراحی کرد که سوخت آن به داخل محفظه تراکم پاشیده می شود. سپس گرمای تولید شده توسط فشرده سازی، سوختی را که با هوا مخلوط شده است را می سوزاند. این ماشین همان چیزی است که به عنوان موتور دیزل شناخته شد و همچنین به رویای دیزل برای ایجاد موتوری با کارایی بالا پاسخ می دهد؛ زیرا سوخت مورد استفاده برای موتورهای دیزل روغن باقی مانده از فرآیند فیلتر بنزین است.
همراه با پیشرفت های تکنولوژیکی، سوخت موتورهای دیزل اکنون از سوخت های زیستی مانند روغن جاتروفا بدست می اید. موتور دیزل اختراعی کاملاً انقلابی است زیرا دیگر از سوخت های فسیلی مانند بنزین استفاده نمی کند.
موتور دیزل چگونه کار می کند
فرآیند احتراق در موتورهای دیزلی کاملاً شبیه به موتورهای بنزینی می تواند از دو مرحله (2 زمانه) و چهار مرحله (4 زمانه) طی شود. با این حال، آنچه امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، موتور دیزل 4 زمانه است.
در یک موتور 4 زمانه دیزل اجزای مختلفی وجود دارد که عبارتند از پیستون، سرسیلندر، بلوک سیلندر، سوپاپ مکش، منیفولد ورودی، سوپاپ اگزوز، منیفولد اگزوز و انژکتور. مراحل کار موتور دیزل به شرح زیر است:
1. مرحله مکش: در این فرآیند، پیستون از نقطه TDC به نقطه BDC حرکت کرده و باعث انبساط محفظه احتراق می شود. در این فرآیند، هوا از طریق دریچه مکش باز وارد محفظه احتراق در منیفولد ورودی می شود.
2. مرحله فشرده سازی: پیستون از نقطهBDC به نقطه TDC حرکت می کند. برای ایجاد تراکم، دریچه های ورودی و خروجی محکم بسته می شوند و حرکت پیستون هوا را در محفظه احتراق فشرده می کند. نتیجه این است که فشار و دما افزایش می یابد.
3. مرحله کار: زمانی که پیستون در نقطهTDC و فشار هوا در بالاترین نقطه قرار دارد، شروع به کار می کند. در این زمان، سوخت دیزل از انژکتور به محفظه احتراق پاشیده می شود و نتیجه سوخت دیزلی خواهد بود که توسط دمای هوا که از قبل بالاتر از نقطه سوخت دیزل است، سوزانده می شود. نتیجه این فرآیند باعث ایجاد نیروی فشار پیستون به نقطه BDC می شود.
4. خروجی اگزوز: در این فرآیند، پیستون از نقطه BDC به نقطه TDC در شرایطی حرکت می کند که دریچه اگزوز باز شود و گاز احتراق باقی مانده را خارج کند. پس از اتمام، فرآیند از مرحله 1 به بعد دوباره از نو شروع می شود.
انواع موتور دیزلی
در حال حاضر از سه نوع موتور دیزلی در موتورهای خودرو استفاده می شود که عبارتند از:
• دیزل تزریق غیر مستقیم IDI
موتورهای دیزل تزریق غیرمستقیم به طور گسترده در موتورهای خودروهای دیزلی با ظرفیت کم کمتر از 3000 سی سی مانند کامیون های کوچک، SUV ها یا خودروهای تجاری متوسط استفاده شده است. این موتور دارای دو محفظه احتراق است. اولین مورد «محفظه احتراق اصلی» است که در بالای پیستون قرار دارد. دومی «محفظه پیش احتراق» است که در محفظه احتراق قرار دارد. هر دو توسط یک کانال متصل می شوند. احتراق در «محفظه پیش احتراق» رخ می دهد زیرا یک انژکتور در داخل آن وجود دارد. پس از احتراق، گاز در «محفظه احتراق اصلی» که در بالای پیستون قرار دارد می سوزد. با این حال، این نوع موتور دیزل دیگر در جدیدترین موتورهای دیزلی تولیدی استفاده نمی شود زیرا راندمان و آلایندگی آن چندان خوب نیست. تفاوت آن با دیگر انواع موتورهای دیزلی وجود قطعات شمع برقی است که همیشه در موتورهای دیزل نوع تزریق غیر مستقیم وجود دارد.
• دیزل تزریق مستقیم DI
موتورهای دیزل تزریق مستقیم به دلیل طراحی کاربردی تر، بهتر از نوع قبلی هستند. فقط یک محفظه احتراق در این موتورها وجود دارد که در حفره بالای پیستون قرار گرفته است. این نوع موتور دیزلی نیازی به شمع برق ندارد و انژکتور مستقیماً از طریق سرسیلندر بالایی وارد محفظه احتراق می شود. موتور دیزل تزریق مستقیم در مقایسه با نوع قبلی، قدرت بسیار بهتر و کارآمدتر و آلایندگی کمتری دارد. تفاوت این نوع با انواع دیگر موتورهای دیزلی در محل انژکتوری است که در مرکز سرسیلندر قرار دارد. به طور کلی، اتومبیل هایی مانند کامیون های بزرگ یا اتوبوس ها قبلاً از این موتور دیزل تزریق مستقیم استفاده می کنند.
• تزریق مستقیم ریلی مشترک CRDI
موتورهای دیزلی Common Rail Direct Injection (CRDI) جدیدترین فناوری هستند که در جدیدترین SUV ها استفاده شده است و معمولاً با چسباندن برچسب CRDI یا VCDI علامت گذاری می شود. برخلاف دو نوع ذکر شده در بالا، سیستم کار CRDI مشابه سیستم EFI در خودروهای بنزینی است که از فناوری کامپیوتری برای تعیین حجم گازوئیل از انژکتور استفاده می کند. مشابه تزریق مستقیم، موتور CRDI از یک محفظه احتراق با انژکتور استفاده می کند که مستقیماً بالای پیستون قرار دارد. در این نوع موتورهای دیزلی از شمع های برق استفاده می شود. تفاوت با انواع دیگر موتورهای دیزلی وجود یک جزء ریل سوخت است که یک لوله آهنی است که به تمام انژکتورها متصل است. ریل سوخت نزدیک انژکتورها قرار دارد. آخرین خودروی دیزلی در حال حاضر از این فناوری استفاده می کند، زیرا مزایای زیادی مانند سوخت بسیار مقرون به صرفه، قدرت زیاد و آلایندگی عبور از EURO 3 دارد.
مزایای موتورهای دیزلی خودرو
عمر طولانی تر موتور
به طور کلی، موتورهای دیزلی با موادی ساخته می شوند که از موتورهای بنزینی قوی تر هستند، زیرا تراکم مواد نیز بالاتر است. دمای محفظه احتراق بسیار گرمتر از موتورهای بنزینی است زیرا باید گازوئیل را در حداکثر دما بسوزاند.
گشتاور بالا
گشتاور تولید شده توسط یک موتور دیزلی در دورهای پایین بسیار بهتر است. یک موتور دیزلی چهار سیلندر قادر به تولید گشتاور مشابه یک موتور بنزینی شش سیلندر است، اگرچه قدرت خروجی آن کمتر است.
مقرون به صرفه
مزیت اصلی موتور دیزل نسبت به موتور بنزینی، میزان مصرف سوخت است. به لطف نسبت تراکم بالا، موتورهای دیزلی مصرف کمتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند. قیمت سوخت دیزلی نیز از بنزین کم تر است.
سازگار با سوخت های جایگزین
برخلاف موتورهای بنزینی، موتورهای دیزلی را می توان با جدیدترین سوخت ها نیز استفاده کرد.
مکانیسم ساده
تفاوت دیگر موتورهای دیزلی با موتورهای بنزینی سادگی آن است. آخرین فناوری موتور بنزینی از تزریق سوخت و شمع های جرقه زنی پیشرفته استفاده می کند و از ECU استفاده می کند. در همین حال، موتور دیزل مکانیکی بسیار ساده تر است و از این رو نگهداری آن آسان تر است.
