|
| كيف يعمل محرك السيارة الديزل |
وفي هذا المقال سنتعرف على كيف يعمل محرك الديزل وسنجيب على بعض الاسئلة الهامة.
كيف يعمل محرك الديزل
محركات الديزل و محركات البنزين تتشابه كثيرا من حيث مبدأ التشغيل, كما ان
معظم محركات الديزل المستخدمة في التطبيقات المختلفة من النوع الرباعية الأشواط،
ولكن يوجد محركات ديزل ثنائية الأشواط أيضا. و محركات الديزل من المحركات ذات
الاحتراق الداخلي التي يتم الاشتعال فيها بالضغط وليس بالشرارة الكهربائية كما هو
الحال في محركات البنزين.
ولمحركات الديزل نفس الأجزاء والأنظمة الرئيسة التي يتكون منها محركات البنزين مثل المكابس، والصمامات وأعمدة المرفق، وأنظمة الوقود وأنظمة التبريد، وأنظمة بدء الإدارة والشحن، وأنظمة التحكم في الملوثات. ولكن محرك الديزل يستخدم في تطبيقات الأحمال الثقيلة.
الاختلاف الأكبر بين محرك الديزل ومحرك البنزين يكمن في كبر نسبه الانضغاط في محركات الديزل عن محركات البنزين، بالإضافة إلى أن منظومة حقن وقود الديزل تستخدم ضغوط حقن عالية جدا، بينما تستخدم منظومة الحقن في محركات البنزين ضغوط حقن منخفضه .
ولمحركات الديزل نفس الأجزاء والأنظمة الرئيسة التي يتكون منها محركات البنزين مثل المكابس، والصمامات وأعمدة المرفق، وأنظمة الوقود وأنظمة التبريد، وأنظمة بدء الإدارة والشحن، وأنظمة التحكم في الملوثات. ولكن محرك الديزل يستخدم في تطبيقات الأحمال الثقيلة.
الاختلاف الأكبر بين محرك الديزل ومحرك البنزين يكمن في كبر نسبه الانضغاط في محركات الديزل عن محركات البنزين، بالإضافة إلى أن منظومة حقن وقود الديزل تستخدم ضغوط حقن عالية جدا، بينما تستخدم منظومة الحقن في محركات البنزين ضغوط حقن منخفضه .
ما هي نسبة انضغاط محركات الديزل
تعرف نسبة الانضغاط على أنها النسبة بين حجم الأسطوانة الكلي والمكبس عند
النقطة الميتة السفلى (أسفل الأسطوانة) وحجم الأسطوانة والمكبس عند النقطة الميتة
العليا (قمة الأسطوانة).
إن أحد الاختلافات الرئيسة بين محرك الديزل ومحرك البنزين هو أن محرك الديزل يستخدم نسبة انضغاط عالية بين ١:٢٠ و١:٢٥. ونسبة الانضغاط العالية تلك تعني أن إضافة أي وقود إلى الأسطوانة خلال شوط الانضغاط يؤدي إلى اشتعاله، وبالتالي يسحب الهواء فقط داخل الأسطوانة خلال شوط السحب، ولا توجد حاجة في هذه الحالة لخلط الوقود مع الهواء خارج الأسطوانة.
إن أحد الاختلافات الرئيسة بين محرك الديزل ومحرك البنزين هو أن محرك الديزل يستخدم نسبة انضغاط عالية بين ١:٢٠ و١:٢٥. ونسبة الانضغاط العالية تلك تعني أن إضافة أي وقود إلى الأسطوانة خلال شوط الانضغاط يؤدي إلى اشتعاله، وبالتالي يسحب الهواء فقط داخل الأسطوانة خلال شوط السحب، ولا توجد حاجة في هذه الحالة لخلط الوقود مع الهواء خارج الأسطوانة.
كما يحقن الوقود (وقود الديزل) مباشرة داخل غرفة الاحتراق في محرك الديزل، ومع
وجود نسبة انضغاط عالية فقد تصل درجات الحرارة داخل الأسطوانة إلى ما يقارب ٦٠٠
درجة مئوية، وهي درجة حرارة عالية تكفي لإشعال معظم الوقود المحقون. وحيث إن
الوقود يشتعل بواسطة الحرارة العالية المتولدة من الضغط (خلال شوط الضغط) فإن
محركات الديزل يطلق عليها "محركات الاشعال بالضغط".
|
| اجزاء محرك السيارة الديزل |
كيف يعمل محرك الديزل رباعي الأشواط
تصمم معظم محركات الديزل لتعمل بمبدأ دورة التشغيل الرباعية الأشواط. والدورة الرباعية هي: شوط السحب، وشوط الضغط، وشوط القدرة، وشوط العادم.
|
| كيف يعمل محرك الديزل رباعي الأشواط |
شوط السحب
مع تحرك المكبس إلى الأسفل في شوط السحب، يفتح صمام السحب ويدخل الهواء فقط إلى داخل الأسطوانة. ومع انتهاء شوط السحب يغلق صمام السحب.شوط الضغط
مع بدء تحرك المكبس إلى الأعلى في شوط الضغط يبدأ ارتفاع ضغط ودرجة حرارة الهواء. وتصل درجة حرارة الهواء عند نهاية شوط الضغط إلى حوالي ٦٠٠ درجة مئوية نظرا لزيادة نسبة الانضغاط في محركات الديزل.
شوط القدرة
عند أو قبل وصول المكبس بالقرب من النقطة الميتة العليا (قمة الأسطوانة) في نهاية شوط الضغط، يحقن الوقود بضغط
عال داخل الهواء الساخن فيشتعل الوقود ذاتيا ويبدا ارتفاع الضغوط داخل الأسطوانة فيدفع المكبس إلى الأسفل ويتولد الشغل أو القدرة الميكانيكية.
شوط العادم
مع صعود المكبس إلى الأعلى في شوط العادم يكون صمام العادم مفتوحا، وتؤدي حركة المكبس إلى الأعلى إلى دفع غازات العادم إلى خارج الأسطوانة من خلال صمام العادم. ثم تكرر الدورة الرباعية.أسئلة شائعة
ما هي مميزات محركات الديزل؟
- يتميز بالأمان عن محرك البنزين نظرا لان الوقود المستعمل اقل عرضه للاشتعال كما تقل مخاطر حدوث حريق باستخدام وقود الديزل وذلك لعدم خلط الهواء بالوقود.
- يحتفظ المحرك بجوده عالية مهما طالت مده تشغيله.
- لها عزم دوران كبير مما يجعلها مفضله للاستخدام في المعدات الثقيلة .
- إمكانية تشغيل محركات الديزل على الوقود الحيوي.
- ارتفاع الكفاءة الحرارية للمحرك .
وغير ذلك فمحرك الديزل له العديد من المميزات التي جعلته الأفضل للمعدات الثقيلة.
ما هي عيوب محركات الديزل؟
- كبر وزن محركات الديزل للأسباب التالية :1-نسب عالية لمعامل زيادة الهواء مما يؤدي إلى زيادة أبعاد الأسطوانة.2-ارتفاع قيمة الضغط الأقصى داخل الأسطوانة لهذا تصنع محركات الديزل من معادن ثقيلة.3-قصر الفترة الزمنية المتاحة للحقن تؤدي إلى خفض كفاءة عملية الخلط بين وقود الديزل والهواء ولذلك تستخدم نسب عالية لمعامل زيادة الهواء تصميمات معقدة لغرف الاحتراق لضمان اختلاط ذرات الوقود مع الهواء بقدر الإمكان وبالتالي الوصول إلى احتراق كامل للوقود وهذا ما يسبب ارتفاعا في سعر محرك الديزل .
- ظهور الدخان عند الأحمال العالية كصعود المرتفعات.
- دقة صيانة منظومة الحقن مما يتطلب فنيين مختصين بذلك.
- صعوبة بدء دوران محرك الديزل في الأجواء الباردة.
ما هي استخدامات محركات الديزل؟
تستخدم محركات الديزل في مجالات كثيرة يصعب حصرها لتعددها وتطور الحاجة لها فيما يلي بعض استخدامات محرك الديزل:- النقل: التنقل داخل المدينة كما في سيارات الركوب الصغيرة أو التنقل بالسفر بين المدن أو الدول كالحافلات الكبيرة ، كما تستخدم الشاحنات بشكل أساسي في نقل البضائع والمواد الغذائية والمستلزمات الحضارية.
- الزراعة: محركات الديزل تستخدم بشكل واسع في المعدات الزراعية كالحراثات و طواحين الغلال و بشكل أساسي في مضخات الري.
- القطارات: لنقل الركاب وشحن البضائع ومنتجات المناجم.
- الشحن البحري: في السفن وخصوصا السفن العملاقة لنقل البضائع والنفط .
- القوارب البحرية: يستخدم محرك الديزل في القوارب البحرية بسبب قدرته على تزويد القوارب بالقوة والعزم اللازمين للتحرك عبر المياه.
- المرافق الصناعية: يستخدم محرك الديزل في مجموعة متنوعة من المرافق الصناعية مثل المصانع والمناجم والمحطات الكهربائية. إنه يوفر قدرة عالية ويمكن الاعتماد عليه في توليد الطاقة الكهربائية.
- الإنشاءات والبناء: كالشاحنات الكبيرة التي تقوم بنقل مستلزمات البناء وأيضا الحفارات .
- محطات توليد الكهرباء: تعتمد كل منشأة على مولدات احتياطية لتوليد الكهرباء عند حدوث انقطاع مفاجئ للكهرباء العامة وعادة ما تكون هذه المولدات تعتمد على محركات الديزل.
- الآلات الحربية: كالدبابات وحاملات الجنود وسيارات الدفع الرباعي.
- الآلات الثقيلة : يستخدم محرك الديزل في العديد من الآلات الثقيلة مثل الحفارات والجرافات والمداحل الطرقية، حيث يمكنه توفير الطاقة والأداء اللازمين للتعامل مع الأعمال الشاقة.
خاتمة
محرك الديزل هو نوع من محركات الاحتراق الداخلية التي تعمل على أساس احتراق الوقود. حيث يتم استخدام وقود الديزل لتشغيل هذا المحرك. يتكون المحرك من عدة أجزاء من بينها المكبس والأسطوانة وعمود الحدبات، ويتم تشغيله بواسطة احتراق الوقود الديزل.محركات الديزل تتميز بفعاليتها وصلابتها وتحملها لبيئات صعبة، مما يجعلها شائعة وموثوقة في العديد من الصناعات. ويعتبر محرك الديزل تكنولوجيا هامة في مجال الطاقة والنقل، ويتم تطويره وتحسينه بشكل مستمر لزيادة كفاءته وتقليل انبعاثاته الضارة.