آشنایی با بهترین موتور های دیزلی

بهعنوانمثال یک موتور چهار سیلندر دیزلی میتواند گشتاوری برابر یک موتور شش سیلندر بنزینی تولید کند. چهار زمانه ی هم اندازه ی خود را داراست. وقتی موتور به اندازه کافی گرم شد ، نشانگر مارپیچ روی داشبورد شروع به چشمک زدن می کند. ولی این تصور در حال تغییر است زیرا موتور دیزلی در حال بهبود می باشد تا تمیز تر و کم سر و صداتر شود. در موتورهای دیزل نسبت کار مفید یا به عبارتی کارایی این سیستم به دلیل راندمان حراررتی بالا، زیاد است. داستان موتور دیزل در واقع با اختراع موتور بنزینی آغاز شده است. گشتاور خودروهای دیزلی نیز بیشتر است ، که منجر به صرفه جویی در مصرف سوخت بهتر همراه با شتاب چشمگیرتر می شود. بیشتر موتورهای دیزلی میتوانند بهجای گازوئیل روغن گیاهی بسوزانند و همه آنها میتوانند انواع مختلفی از روغن گیاهی را بدون از دست دادن طول عمر یا راندمان، مصرف کنند. این افزودنی چندین کار دارد، اما اصلی ترین آنها خنثی کردن اسیدها و تمیز کردن است.

افزایش کورس پیستون یک جنبه منفی دیگر نیز ایجاد می کند. مکش یا تنفس : هنگامیکه پیستون از نقطه مرگ بالا به سمت نقطه مرگ پایین حرکت میکند، به دلیل افزایش حجم بسته سیلندر، خلاء نسبی ایجاد میگردد. کمپرس یا تراکم : هنگامیسوپاپ هوا و تخلیه بسته میشوند، حرکت پیستون از نقطه مرگ پایین به بالا آغاز میگردد. در برخی کشورها که نرخ مالیات، سوخت دیزل را بسیار ارزانتر از بنزین میکند، خودروهای دیزلی بسیار محبوب هستند. بسیاری از افراد نگهداری از پمپ روغن در دیزل ژنراتور را در حال کار نادیده می گیرند. میزان پمپاژ و فشار پمپ روغن بعلت فرسودگی قطعات داخلی آن پایین آمده لذا برای رفع مشکل باید پمپ روغن را سرویس و یا تعویض کنیم. با فشار بالای تزریق و پودر شدن گازوییل، احتراق صورت میگیرد و مشخص است نمیتوان برای این پروسه از کاربوراتور استفاده کرد چرا که کاربوراتور امکان تامین فشار لازم برای پاشش سوخت را ندارد.

گرمای حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن خودبخودی سایت centraldiesel سوخت می شود. سپس با حرکت میل لنگ به سمت بالا هوای درون سیلندر متراکم شده و فشرده میگردد. دارای میل لنگ ضخیم تر. هزینه سوخت مصرفی موتور دیزل (گازوئیل) از بنزین ارزان تر بوده و کمتر است. تولید سوخت دیزل با گوگرد بسیار پایین آنگونه که در استانداردهای اروپا و آمریکا آمده است البته گران تمام میشود چرا که در این شرایط باید بر روی دیزلی که از برج تقطیر نفت خام به دست میآید فرآوری انجام شود. یکی دیگر از دلایل شناخته شدن ایرانول ۱۷۰۰۰ به عنوان بهترین روغن موتور دیزلی، عملکرد بسیار خوب آن در شرایط کاری سخت است. پیستون ها به یک میل لنگ متصل شده اند و حرکت بالا و پایین پیستون ها که به عنوان حرکت خطی شناخته می شود ، حرکت دورانی لازم برای چرخاندن چرخ های یک ماشین و در نتیجه حرکت رو به جلو ماشین را باعث می گردند. دوام بالا به معنای راحتی خیال راننده و تیم مکانیک او در یک رقابت 24 ساعته مانند لمانز است و مصرف سوخت پایین نیز به معنای آن است که خودرو کمتر نیاز به سوختگیری خواهد داشت و به این ترتیب کمتر زمانی در پیست استاپ تلف میشود.

با حرکت میل لنگها حرارت دما به 600 درجه سانتی گراد و فشار 40 اتمسفر نیز میرسد. گازوئیل در دمای 80 درجه سانتی گراد مشتعل میگردد. همانگونه که پیش از این گفتیم اساس کار موتورهای دیزل بر پاشش سوخت به دورن محفظه احتراقی است که به دلیل فشرده شدن هوا دمای آن بالا رفته است. البته حضور موتورهای دیزل در رقابتهای اتوموبیل رانی در آمریکا به بیش از نیم قرن پیش باز میگردد که البته تقریبا همگی ناموفق بود اما جدیترین و مهترین حضورشان مربوط به سال 1952 است که در آن یکی از خودروها با موتور دیزل ساخت شرک کامینز وارد این رقابتها شد. در سال 1878 ، رودولف دیزل هنگام تحصیل در دبیرستان پلی تکنیك آلمان (معادل دانشكده مهندسی) از راندمان پایین موتورهای بنزینی و بخار مطلع شد. شرکت ایدم در سال ۱۳۴۸ با سرمایه مشترک ایران و آلمان(۷۰٪ و ۳۰٪) برای تولید موتورهای دیزلی سبک، نیمهسنگین و سنگین بنز در منطقه صنعتی قراملک تبریز تأسیس گردید و در سال ۱۳۵۰ به بهرهبرداری رسید. این خودرو به طور رسمی 260D نامیده میشد و از موتور چهار سیلندر دیزل 2.6 لیتری بهره میبرد و در سال 1936 به بازار عرضه شد. جالب اینجاست که تا یکی دو سال پیش یکی از گلههای وزارت نفت از خودروسازان عدم ارائه موتورهای دیزلی به بازار بود.

یکی دیگر از مزایای آن استحکام بالای آن است که 2 تا 3 برابر از سایر روغن مصنوعی کامل موجود در بازار قوی تر است، ادعایی که توسط چندین آزمایش مستقل مورد ترکیبات آن قرار گرفته است.این روغن دیزلی، با توجه به فناوری افزودنی اختصاصی، از تماس با فلز به فلز جلوگیری می کند، یکی از این موارد شامل ZDDP است که علاوه بر طولانی شدن عمر سیستم کاتالیزور انتشار، به عنوان یک ضد سایش عمل می کند. موتور دیزل دقیقاً مانند یک موتور بنزینی از یک چرخه احتراق چهار زمانه استفاده می کند. هر دو موتور دیزل و موتورهای بنزینی سوخت را از طریق یک سری انفجارهای کوچک یا احتراق به انرژی تبدیل می کنند. به دور یک هسته ی آهنی پیچیده شده و به دلیل اتصال به میل لنگ هم زمان با موتور به چرخش درمی آید. تخلیه : در این مرحله پیستون به سمت بالا حرکت کرده و سوپاپهای خروجی برای تخلیه گازهای احتراق باز میشوند و میل لنگ 180 درجه میچرخد. تفاوت اساسی «سوپرشارژر» و «توربوشارژر» این است که سوپرشارژر به صورت مکانیکی و توسط یک تسمه کوپل شده به میللنگ، توسط موتور چرخانده میشود، درحالیکه توربوشارژر توسط گازهای خروجی (منیفولد دود) به حرکت در میآید.

در دوام موتورهای دیزل در کارکرد طولانی شکی نیست اما این موتورها با قهرمانی در رقابتهای 24 ساعته لمانز فرانسه ثابت کردند نه تنها با دواماند، بلکه خیلی بادواماند! پژو هم پس از آئودی با همین موتورها توانست فاتح رقابتهای لمانز شود. به همین خاطر توصیه می شوند روغن دیزل ژنراتور را به صورت در بسته و در محیطی نگهداری کنید که دور از هر گونه آلودگی ای باشد. به خاطر داشته باشید که سوپاپهای تخلیه و ورود هوا در این مرحله بسته بوده و میل لنگ 180 درجه گردش میکند. در این مرحله به دلیل قرار گرفتن فشار داخل سیلندر بین 0.8 الی 0.95 در دمای حدود 30 الی 50 درجه سانتی گراد، میل لنگ شروع به چرخش میکند.

هر ماده سوختنی برای شعلهور شدن نیاز به اکسیژن و حرارت اولیه دارد تا فرآیند احتراق آغاز شود و بدون این حرارت اولیه احتراقی رخ نخواهد داد. دقیقا به همین دلیل است که گازوییل در یک ظرف با وجود آنکه با اکسیژن هوا در تماس است آتش نمیگیرد اما همین گازوییل اگر به اندازه کافی گرم شود و شعله به آن نزدیک شود به سرعت آتش خواهد گرفت. بخار از لوله های طولانی به سمت سیلندر در انتهای مخالف دیگ بخار جریان می یابد که در آن یک پیستون را به جلو و عقب فشار می دهد تا چرخ ها را حرکت دهد .

این تصویر منفی از کامیون ها و موتورهای دیزلی باعث شده است که موتور دیزل گاها برای رانندگان کمتر جذاب باشد – اگرچه دیزل برای حمل و نقل محموله های بزرگ در مسافت های طولانی بسیار عالی است ، اما بهترین انتخاب برای مسافران روزمره نبوده است. ممکن است شما وقتیکه کلمه ” موتور دیزل ” را می بینید به کامیون های بزرگ و سنگین وزن با دود سیاه ، دوده و صدای بلند و آزار دهنده، فکر کنید. مثلا وجود بیش از از 1.8 از وزن دوده و ذرات ناشی از احتراق در روغن نشانگر احتراق نادرست در موتور است . این اختراع که از اصل احتراق چهار زمانه استفاده کرد ، به عنوان ” چرخه اتو ” نیز شناخته می شود و اساس اکثر موتورهای اتومبیل امروزی است. به عنوان نمونه در آمریکا دیزل به عنوان سوخت صنعتی شناخته میشود و به همین دلیل مالیات بالایی بر آن وضع شده تا جایی که باعث میشود قیمت آن از بنزین هم بالاتر باشد. شرکت آئودی از چند فصل قبل موتور V12 دیزل را وارد رقابتها کرده است و موفق هم بوده و توانسته با همین موتور عنوان قهرمانی رقابتها را از آن خود کند. رودولف دیزل فردی بود که براساس انفجار با موتور دیزلی کشته شد.

کمپرسورهای هوا همچنین به طور گسترده در نفت و گاز، معدن و حفاری به عنوان محیط شستشو، هوا دهی در حفاری و در لوله کشی هوای خطوط لوله استفاده می شود.اکثر کمپرسورهای هوا از نوع پیستونی رفت و برگشتی، پره دوار یا پیچ دوار هستند. فقط توجه داشته باشید این سوخت با اتانولی که از ذرت به دست میآید و در برخی از کشورها به عنوان مکمل بنزین مورد استفاده قرار میگیرد متفاوت است. اما در موتورهای دیزل وضعیت متفاوت است چرا که در این موتورها به آتش کشیدن سوخت بر عهده دمای بالای هوای فشرده شده است. شاید به نظر این تبدیل دوباره نیرو عجیب باشد اما این مسئله یک علت مهم دارد و آن عدم امکان کنترل و انتقال قدرت و به ویژه گشتاور بسیار بالای موتورهای دیزل این وسایل است.

البته این مسئله به این معنا نیست که این سوختها آلایندگی زیست محیطی ناشی از سوختن ایجاد نمیکنند بلکه موضوع آن است که برای تهیه این سوختها منابع محدود سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار نمیگیرد. البته این مسئله به این معنا نیست که در این لوکوموتیوها موتور دیزل وجود ندارد بلکه بر عکس این وسایل نقلیه برخی از بزرگترین موتورهای دیزل را درون خود جای دادهاند اما این موتور دیزل نیست که چرخها را به حرکت در میآورد! موتور دیزل غول پیکر این لکوموتویها میتواند گشتاور بسیار بالایی تولید کند اما نمیتواند دور موتور بالایی داشته باشد تا جایی که در بعضی از نمونهها حداکثر دور موتور در دقیقه حتی به 1000 هم نمیرسد. موتور دیزل نوعی موتور احتراق داخلی (درون سوز) می باشد که در آن سوخت و هوا با تراکم بسیار بالایی بدون جرقه زدن با هم ترکیب شده و در نتیجه ی این امر ، احتراق بدون عمل انفجار صورت می گیرد. هم زمان با این عمل خروجی سوپاپ باز شده و گازهای حاصل از احتراق تخلیه میگردند. سیستم موتور دیزل به گونه ای طراحی شده است که گازهای CO کمیتولید میکند. به همین دلیل تمامی موتورهای دیزل از سیستم پاشش سوخت و انژکتور بهره میبرند هر چند کنترل زمان و میزان پاشش سوخت در آنها ممکن است مکانیکی (نمونههای قدیمی) و یا الکتریکی (نمونههای امروزی) باشد اما اصل کار یکسان است.

در ادامه با یک فشار معین که تقربا 3 الی 5 بار می باشد، به مدار روغن کاری فرستاده می شود. اکثر موتور خودروها از دریچه تزریق ( انژکتور) یا یک کاربراتور استفاده میکنند که نسبت به تزریق مستقیم ترجیح دارد. مرحله مکش – دریچه ورودی باز می شود ، به هوا اجازه ورود داده می شود و پیستون به سمت پایین حرکت می کند. ورودی هوای توربوشارژر این خودرو که هوای مور نیاز موتور را هم تامین میکرد در بخش پایینی دماغه آن قرار گرفته بود و در طی مسابقه به مرور تکههای لاستیک دیگر خودروها که در سطح پیست وجود داشت این بخش را پر کرد و به این ترتیب توربوشارژر و در ادامه خود موتور از کار افتاد. این موتور پمپ سیستم مسیر بایپس نداشته و قطر ورودی و خروجی آب این دستگاه مشابه سایر نمونهها ۳ اینچ میباشد؛ با توجه به نکاتی که در بالا گفته شد حداکثر میزان آبدهی این موتور پمپ، ۳۰ متر مکعب بر ساعت است که در مقایسه با موتورهای بنزینی یا حتی موتورهای دیزلی دیگر کمتر است. در ابتدا موتور بنزینی خیلی کارآمد نبود و سایر روش های اصلی حمل و نقل مانند موتور بخار نیز ضعیف بودند.

شرکت کامینز قصد داشت با حضور رسمی در رقابتها تواناییهای موتور دیزل خود را به رخ رقبای بنزین سوزش بکشد اما آنها در محاسباتشان اشتباه کردند! این موتورها در دهه ی ١٩٣۰مطرح شدند و قدرت تعداد زیادی از لوکوموتیو ها در ایالات متحده را تامین می کردند. مخترع آلمانی موتور دیزل مهندس Rudolf Christian Karl Diesel در سال 1913 سوار بر کشتی به مقصد لندن شد اما هیچ گاه با پای خود از کشی پیاده نشد چرا که جسد او را پس از آنکه خدمه کشتی اعلام کردند ناپدید شده حدود 10 روز بعد در ساحلی در اقیانوس پیدا کردند. او در سال ۱۸۹۷ اولین موتور دیزلی خود را آزمایش نمود. اما در موتور دیزل ابتدا هوا فشرده می شود و سپس سوخت تزریق می گردد. سپس به دلیل اختلاف هوای جوی و فشار داخلی سیلندر، هوا به درون سیلندر راه پیدا میکند.