diesel

موتورهای ديزل.

رودلف ديزل در سال 1892 (يعنی 16 سال پس از اختراع موتورهای بنزينی) ايده توسعه موتور ديزل را بنا نهاد. هدف او از اين ايده، ساخت موتوری با راندمان بالاتر نسبت به موتورهای بنزينی آن زمان بود که راندمان مناسبی نداشتند. امروزه موتورهای ديزلی در تمام رده خودروها اعم از سواری و سنگين بکار می روند
اختلاف های عمده بين موتورهای بنزينی و گازوئيلی عبارتند از
موتورهای بنزينی مخلوط سوخت و هوا را مکش کرده و پس از متراکم نمودن، با جرقه شمع آن را محترق می سازند. موتورهای ديزلی تنها هوا را مکش نموده، آن را متراکم می کند سپس سوخت را با فشار بالا در اين هوای فشرده تزريق می نمايد. حرارت ناشی از هوای فشرده به محض ورود سوخت آن را محترق می سازد.
نسبت تراکم موتورهای بنزينی بين 8 تا 12 می باشد در حاليکه نسبت تراکم در موتورهای ديزل بين 14 تا 25 می باشد و هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد موتور ديزل راندمان بهتری خواهد داشت.
موتورهای بنزينی يا از سيستم کاربراتوری استفاده می کنند که در آن هوا و سوخت قبل از ورود به سيلندر با هم مخلوط می شود يا از سيستم پاشش در پورت ورودی بهره می گيرند که در آن سوخت در ابتدای زمان مکش و در پورت ورودی (خارج از سيلندر) و با فشار پايين پاشيده می شود. اين در حاليست که موتورهای ديزل از پاشش سوخت با فشار بالا و درون محفظه احتراق استفاده می کنند. توجه کنيد که موتورهای ديزل شمع ندارند و تنها بواسطه حرارت ناشی از هوای متراکم شده سوخت را محترق می کنند. البته شایان ذکر است که در راستای بهبودعملکرد موتورهای بنزينی نيز تحقيقات بسياری صورت پذيرفته است تا پاشش سوخت بصورت مستقيم انجام پذيرد که حاصل آن جی دی ای میباشد
انژکتور در موتورهای ديزل يکی از قطعات پيچيده می باشد که همواره موضوع بحث بسياری از کارهای تجربی واقع شده است. در هر موتوری ممکن است در جای متفاوتی نصب شده باشد. انژکتور بايستی در برابر فشار و دمای بالای درون سيلندر مقاومت داشته و سوخت را بصورت مناسب به هوای فشرده وارد نمايد. ايجاد چرخش مناسب در ذرات سوخت و توزيع مناسب آن در سيلندر از ديگر مسائل موتور ديزل می باشد. بنابراين در بعضی از موتورهای ديزل سوپاپهای مکش خاص، محفظه پيش احتراق و ديگر تجهيزات برای چرخش مناسب هوا درون محفظه احتراق و بهبود فرآيند احتراق بکار گرفته شده است.
از ديگر موارد قابل توجه در موتورهای ديزل نسبت تراکم بالای آن می باشد که می تواند قدرت بيشتری را توليد نمايد. در حاليکه در موتورهای بنزينی بدليل مخلوط بودن سوخت و هوا در حين تراکم محدوديت در نسبت تراکم وجود دارد. چرا که پديده Knocking يا ضربه زدن (احتراق آنی تمام محتويات محفظه احتراق) رخ می دهد.
در بعضی از موتورهای ديزل يک رشته ملتهب درون سيلندر وجود دارد. هنگامی که موتور سرد است و فرآيند تراکم نمی تواند به اندازه کافی دمای هوا را جهت احتراق بالا ببرد، اين رشته ملتهب که بصورت الکتريکی گرم می شود به فرآيند احتراق کمک می کند تا رژيم استارت سرد و گرم شدن موتور سپری شود.
امروزه در موتورهای پيشرفته ديزل تمام وظايف به کمک يک سِستم مديريت موتور (ECM) کنترل می شود. اين سِستم ريز اطلاعات موتور از قبيل دور، دمای آب، دبی جرمی هوای ورودی،فشار ریل سوخت،فشار Boost، موقعيت نقطه مرگ بالا و ... را دريافت کرده و توسط انژکتورها،شیر EGR، عملگر فشار Boost و ...... موتور را کنترل می نمايد. همچنين در موتورهای بزرگ تر از رشته ملتهب نيز استفاده نمی شود. ECM با دريافت دمای هوای محيط و شرايط موتور آنرا در شرايط آب و هوای سرد ريتارد کرده و انژکتورها سوخت را در زمانی ديرتر پاشش می کنند.
گازوئيل (سوخت موتورهای ديزلی) نسبت به بنزين سنگين تر و روغنی تر می باشد و قابليت تبخير آن نسبت به بنزين کمتر است. همچنين نقطه جوش گازوئيل از آب بالاتر می باشد. از آنجا که تعداد کربنهای گازوئيل بيشتر از بنزين می باشد ( بنزين C8H18 و گازوئيل C14H30 ) عمل پالايش آن نيز سريعتر از بنزين و بهمين دليل از بنزين ارزانتر است.
گازوئيل دارای دانسيته انرژی بالاتری نسبت به بنزين می باشد (حدود 1.2 برابر). اين مساله بعلاوه راندمان کاری بهتر موتور ديزل، بيانگر دليل پيمايش بيشتر موتور ديزل در مقايسه با موتور بنزينی مشابه می باشد.
ظرف دو سال گذشته فروش خودروهای ديزل رده سواری افزايش چشم گيری داشته است. در سال 2001 فروش این خودروها در اروپای غربی با توليد 5.45 ميليون خودرو 12% رشد داشته که حدود 36.1% فروش کل خودروهای رده سواری را در بر می گرفت. در سال 2002 این رقم به 5.92 ميليون خودرو رسيده که قريب به 9% رشد بيشتر را نشان می دهد و این ميزان حدود 40.8% فروش کل خودروهای رده سواری بوده است. دو شرکت عمده VW Audi Group , DimlerChrysler برای اولين بار خودروهای سواری ديزلی بيشتری نسبت به بنزينی در اروپای غربی فروخته اند و سومين شرکت، PSA، اکنون 50% از محصولات رده سواری خود را ديزل توليد می کند؛ این آمار بيانگر رشد روزافزون خودروهای سواری ديزل می باشد که دو عامل مهم را به يدک می کشد صرفه اقتصادی در مصرف سوخت ( گازوئيل به جای بنزين) و کارآمد بودن آن (راندمان بالا نسبت به موتورهای بنزينی).