موتور دیزل چیست و چگونه کار می کند؟
موتور دیزل چیست؟
موتور دیزل که به نام رودولف دیزل نامگذاری شده است، یک موتور احتراق داخلی است که در آن سوخت با افزایش دمای هوا در سیلندر در نتیجه فشرده سازی مکانیکی مشتعل می شود. بنابراین، موتور دیزل به اصطلاح یک موتور احتراق تراکمی است. این برخلاف موتورهایی است که از احتراق شمع مخلوط هوا و سوخت استفاده می کنند، مانند موتور بنزینی یا موتور گازی.
موتورهای دیزلی تنها با فشرده سازی هوا یا هوا به اضافه گازهای احتراق باقی مانده از اگزوز کار می کنند. هوا در طول سکته ورودی به محفظه وارد می شود و در طول ضربه فشرده سازی فشرده می شود. این امر دمای هوا را در سیلندر به قدری افزایش می دهد که سوخت دیزل اتمیزه شده که به محفظه احتراق تزریق می شود مشتعل می شود.
از آنجایی که سوخت درست قبل از احتراق به هوا تزریق می شود، توزیع سوخت نابرابر است. این مخلوط هوا-سوخت ناهمگن نامیده می شود. گشتاور تولید شده توسط موتور دیزل با دستکاری نسبت هوا به سوخت (λ) کنترل می شود. موتور دیزل به جای مهار هوای ورودی، به تغییر در مقدار سوخت تزریق شده متکی است و نسبت هوا به سوخت معمولاً زیاد است.
موتور دیزل دارای بالاترین راندمان حرارتی (بازده موتور) در بین هر موتور احتراق داخلی یا خارجی عملی است ، زیرا به دلیل نسبت انبساط بسیار بالا و سوختن بدون چربی ذاتی آن، که اجازه اتلاف گرما را از طریق هوای اضافی می دهد.
در مقایسه با موتورهای بنزینی با تزریق غیر مستقیم از کاهش بازده کمی نیز جلوگیری می شود، زیرا هیچ سوخت نسوخته ای در هنگام همپوشانی سوپاپ وجود ندارد و بنابراین هیچ سوختی مستقیماً از ورودی/پاشش به اگزوز منتقل نمی شود.
موتورهای دیزلی با سرعت پایین می توانند بازده موثری تا 55 درصد داشته باشند. توربین گاز سیکل ترکیبی یک موتور احتراق داخلی است که کارایی بیشتری نسبت به موتورهای دیزلی دارد، اما جرم و ابعاد آن، آن را برای وسایل نقلیه، کشتی های آبی یا هواپیما نامناسب می کند.
خودروهای دیزلی چگونه کار می کنند؟
خودروهای دیزلی شبیه خودروهای بنزینی هستند زیرا هر دو از موتورهای احتراق داخلی استفاده می کنند. یک تفاوت این است که موتورهای دیزلی به جای سیستم جرقه اشتعال که توسط اکثر خودروهای بنزینی استفاده می شود، دارای سیستم تزریق با اشتعال فشرده هستند.
در یک سیستم مشتعل تراکمی، سوخت دیزل به داخل محفظه احتراق موتور تزریق می شود و با دمای بالا که هنگام فشرده شدن گاز توسط پیستون موتور به دست می آید، مشتعل می شود .
برخلاف سیستم های کنترل آلایندگی در خودروهای بنزینی، بسیاری از خودروهای دیزلی دارای اجزای پس از تصفیه اضافی هستند که ذرات معلق را کاهش می دهد و انتشار اکسید نیتروژن خطرناک (NOx) را به نیتروژن و آب بی ضرر تجزیه می کند. دیزل سوخت رایج حمل و نقل است و چندین گزینه سوخت دیگر از سیستم ها و اجزای موتور مشابه استفاده می کنند.
چگونه یک موتور دیزل سوخت را به نیرو تبدیل می کند؟
انیمیشن چهار مرحله یک موتور دیزل را نشان می دهد: ورودی، فشرده سازی، قدرت و اگزوز.
موتورهای چهار زمانه:
مانند موتور بنزینی، موتور دیزلی معمولاً با تکرار یک چرخه چهار مرحله ای یا حرکتی کار می کند که طی آن پیستون دو بار در طول چرخه بالا و پایین می رود (به عبارت دیگر، میل لنگ دو بار می چرخد).
- ورودی: با حرکت پیستون به سمت پایین، هوا از طریق دریچه ورودی هوای سبز باز در سمت راست به داخل سیلندر کشیده می شود.
- فشرده سازی: دریچه ورودی بسته می شود، پیستون به سمت بالا حرکت می کند و مخلوط هوا را فشرده و گرم می کند. سوخت (آبی تیره) از طریق دریچه مرکزی تزریق سوخت به گاز داغ تزریق می شود و خود به خود مشتعل می شود. برخلاف موتورهای بنزینی، برای این کار نیازی به شمع نیست.
- قدرت: با مشتعل شدن و سوختن مخلوط هوا و سوخت، پیستون را به سمت پایین هل می دهد و میل لنگ را به حرکت در می آورد که نیرو را به چرخ ها می فرستد.
- اگزوز: دریچه سبز رنگ اگزوز در سمت چپ باز می شود تا گازهای خروجی اگزوز خارج شده توسط پیستون برگشتی را آزاد کند.
موتورهای دو زمانه:
در یک دیزل دو زمانه، چرخه کامل با حرکت پیستون به بالا و پایین فقط یک بار اتفاق می افتد. به طور گیج کننده ای، واقعاً سه مرحله در یک چرخه دو زمانه وجود دارد:
- اگزوز و ورودی: هوای تازه به کناره سیلندر دمیده می شود و اگزوز قدیمی را از طریق سوپاپ های بالا به بیرون می راند.
- فشرده سازی: دریچه های ورودی و خروجی بسته می شوند. پیستون به سمت بالا حرکت می کند و هوا را فشرده و گرم می کند. هنگامی که پیستون به بالای سیلندر می رسد، سوخت تزریق می شود و خود به خود مشتعل می شود.
- قدرت: هنگامی که مخلوط هوا و سوخت مشتعل می شود، پیستون را به سمت پایین فشار می دهد و میل لنگ را به حرکت در می آورد که نیرو را به چرخ ها می فرستد.
موتورهای دو زمانه کوچکتر و سبکتر از موتورهای چهار زمانه هستند و معمولاً کارآمدتر هستند زیرا آنها یک بار در هر دور برق تولید می کنند (به جای یک بار در هر دو دور مانند موتورهای چهار زمانه ). این بدان معناست که آنها به خنک کاری و روانکاری بیشتری نیاز دارند و در معرض سایش بیشتری قرار دارند.
انواع موتورهای دیزلی
سه گروه اندازه اصلی موتورهای دیزلی بر اساس قدرت وجود دارد – کوچک، متوسط و بزرگ.
1. موتور دیزل کوچک
موتورهای کوچک دارای قدرت خروجی کمتر از 188 کیلووات یا 252 اسب بخار هستند. این رایج ترین نوع موتور دیزلی است که تولید می شود. این موتورها در خودروها، کامیون‌های سبک و برخی کاربردهای کشاورزی و ساختمانی و به عنوان ژنراتورهای برق ثابت کوچک (مانند موتورهای تفریحی) و به عنوان محرک‌های مکانیکی استفاده می‌شوند. آنها معمولاً موتورهای تزریق مستقیم، خطی، چهار یا شش سیلندر هستند. بسیاری از آنها با خنک کننده های اضافی توربو شارژ می شوند.
2. موتور دیزل متوسط
موتورهای متوسط قدرتی بین 188 تا 750 کیلووات یا 252 تا 1006 اسب بخار دارند. اکثر این موتورها در کامیون های سنگین استفاده می شوند. آنها معمولاً موتورهای تزریق مستقیم، خطی، شش سیلندر توربوشارژ و پس خنک هستند. برخی از موتورهای V-8 و V-12 نیز به این گروه اندازه تعلق دارند.
3. موتور دیزلی بزرگ
موتورهای دیزلی بزرگ دارای توانی بیش از 750 کیلووات هستند. این موتورهای منحصربه‌فرد برای کاربردهای دریایی، لوکوموتیو و مکانیکی و برای تولید نیروی الکتریکی استفاده می‌شوند. در بیشتر موارد، سیستم‌های تزریق مستقیم، توربوشارژ و پس‌خنک هستند. هنگامی که قابلیت اطمینان و دوام بسیار مهم است، ممکن است با سرعت 500 دور در دقیقه کار کنند.
کاربردها و موارد استفاده برای موتورهای دیزلی
موتورهای دیزلی معمولاً به عنوان موتورهای مکانیکی، ژنراتورهای برق و درایوهای متحرک استفاده می شوند. آنها در لوکوموتیوها، تجهیزات ساختمانی، خودروها و کاربردهای صنعتی بی شماری کاربرد دارند. قلمرو آنها تقریباً به تمام صنایع گسترش می یابد و اگر بخواهید زیر کاپوت هر چیزی را که از کنار آن عبور می کنید نگاه کنید، می توان آنها را به صورت روزانه مشاهده کرد.
موتورهای دیزلی صنعتی و ژنراتورهای دیزلی دارای کاربردهای ساختمانی، دریایی، معدنی، بیمارستانی، جنگلداری، مخابراتی، زیرزمینی و کشاورزی هستند. تولید برق برای برق پشتیبان اولیه یا آماده به کار، کاربرد عمده دیزل ژنراتورهای امروزی است. برای مثال های بیشتر ، مقاله ما را در مورد انواع مختلف موتورها و ژنراتورها و کاربردهای رایج آنها بررسی کنید.
مزایای موتور دیزل
موتور دیزلی به دلایل زیر در مقایسه با موتورهای بنزینی کارآمدتر و ارجح تر است:
- آنها ناهموارتر و قابل اعتمادتر هستند
- هیچ جرقه ای وجود ندارد زیرا سوخت خود به خود مشتعل می شود. عدم وجود شمع یا سیم جرقه، هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد
- هزینه سوخت به ازای هر کیلووات تولیدی سی تا پنجاه درصد کمتر از موتورهای گازسوز است
- یک واحد دیزلی با سرعت 1800 دور در دقیقه که آب خنک می شود به مدت 12000 تا 30000 ساعت قبل از هر گونه تعمیر و نگهداری اساسی کار می کند. یک واحد گاز خنک کننده با آب 1800 دور در دقیقه معمولاً 6000-10000 ساعت قبل از نیاز به سرویس کار می کند.
- دیزلی ها مسافت پیموده شده زیادی دارند. آنها معمولاً 25 تا 30 درصد مصرف سوخت بهتری نسبت به موتورهای بنزینی مشابه دارند.
- سوخت دیزل یکی از کارآمدترین و پر انرژی ترین سوخت های موجود امروزی است. از آنجایی که انرژی قابل استفاده بیشتری نسبت به بنزین دارد، مصرف سوخت بهتری را ارائه می دهد.
- موتورهای دیزلی برای مقاومت در برابر فشارهای بالاتر ساخته شده اند. در نتیجه، آنها معمولاً قبل از اینکه نیاز به تعمیرات اساسی داشته باشند، بسیار بیشتر از وسایل نقلیه گازسوز عمر می کنند.
معایب موتور دیزل
- اگرچه قبلاً سوخت دیزل ارزانتر از بنزین بود، اما اکنون اغلب به همان مقدار یا بیشتر است.
- اگرچه سوخت دیزل کارآمدتر در نظر گرفته می‌شود زیرا گرما را به انرژی تبدیل می‌کند تا گرما را مانند وسایل نقلیه گازسوز از لوله اگزوز بفرستد، اما منجر به عملکرد پرسرعت پر زرق و برق نمی‌شود.
- موتورهای دیزلی هنوز به تعمیر و نگهداری منظم نیاز دارند تا کار کنند. باید روغن و فیلتر هوا و روغن و بنزین را عوض کنید.
- اگر از تعمیر و نگهداری غافل شوید و سیستم تزریق سوخت خراب شود، ممکن است مجبور شوید برای تعمیر یک سیستم بنزینی پول بیشتری به مکانیک دیزل بپردازید تا تعمیر سیستم بنزینی انجام شود زیرا موتورهای دیزلی از نظر فناوری پیشرفته تر هستند.
سوالات متداول
تعریف ساده موتور دیزل چیست؟
موتور دیزلی، هر موتور احتراق داخلی که در آن هوا به اندازه کافی بالا فشرده می شود تا سوخت دیزل تزریق شده به سیلندر را مشتعل کند، جایی که احتراق و انبساط باعث تحریک پیستون می شود.
موتور دیزل چگونه روشن می شود؟
مانند موتورهای بنزینی، موتورهای دیزلی با چرخاندن با یک موتور الکتریکی راه اندازی می شوند که چرخه تراکم-اشتعال را آغاز می کند. اما وقتی سرد است، موتورهای دیزلی به سختی راه اندازی می شوند، فقط به این دلیل. فشرده سازی هوا منجر به دمایی نمی شود که آنقدر بالا باشد که سوخت را مشتعل کند.
آیا بنزین گازوئیل است؟
بنزین و گازوئیل از نفت خامی که از اعماق زمین به دست می آید، به دست می آید. نفت خام برای ساخت بنزین (در آمریکا به بنزین معروف است) یا گازوئیل تصفیه می شود. اکثر اشکال حمل و نقل از بنزین یا گازوئیل برای تامین انرژی موتورهای خود استفاده می کنند – از ماشین های چمن زنی، ماشین ها، اتوبوس ها و موتورسیکلت ها گرفته تا کشتی های بزرگ و هواپیماها.
4 جزء اصلی یک موتور دیزل چیست؟
اجزای اصلی موتور دیزل:
- سیستم سوخت رسانی موتورها سیستم سوخت شامل پمپ تزریق سوخت ، پمپ بالابر، انژکتورها و کلیه لوله های سوخت می باشد.
- سیستم روانکاری موتور/سیستم روغن .
- سیستم خنک کننده موتورها
- سیستم اگزوز موتورها
- توربو شارژر موتورها
موتور دیزل چیست و چگونه کار می کند؟
از نظر مفهومی، موتورهای دیزلی با فشرده کردن هوا به فشار/دمای بالا و سپس تزریق مقدار کمی سوخت به این هوای فشرده کار می کنند. دمای بالا باعث تبخیر مقدار کمی از سوخت تزریق شده بسیار اتمیزه می شود.
موتورهای دیزل چگونه روشن می شوند؟
موتورهای دیزلی گاهی اوقات موتورهای احتراق تراکمی نامیده می شوند زیرا شروع احتراق به هوای گرم شده توسط تراکم به جای جرقه الکتریکی متکی است. در یک موتور دیزل، با نزدیک شدن پیستون به نقطه مرگ بالای حرکت خود، سوخت معرفی می شود.
دو نوع موتور دیزل کدامند؟
موتورهای دیزلی دو دسته هستند: دو زمانه و چهار زمانه. اکثر موتورهای دیزلی معمولاً از چرخه چهار زمانه استفاده می کنند و برخی از موتورهای بزرگتر در چرخه دو زمانه کار می کنند.
موتور دیزل چگونه کار می کند؟
یک موتور دیزلی هوا را می گیرد، آن را فشرده می کند و سپس سوخت را به هوای فشرده تزریق می کند. گرمای هوای فشرده سوخت را خود به خود مشتعل می کند. موتور دیزلی فاقد شمع است.
آیا موتورهای دیزلی بهتر از بنزینی هستند؟
دیزل قدرت بیشتری را در دورهای موتور کمتر از معادل بنزین خود ارائه می کند. این باعث می‌شود که دیزل برای سفرهای طولانی‌تر بزرگراه‌ها مناسب‌تر باشد، زیرا آنها به سختی موتورهای بنزینی کار نمی‌کنند تا عملکردی مشابه داشته باشند. این همچنین کمک می کند تا خودروهای دیزلی برای بکسل مناسب تر شوند.
آیا موتور بنزینی بهتر از موتور دیزلی است؟
وقتی صحبت از راندمان به میان می آید، موتورهای دیزلی با مصرف 15 تا 20 درصد سوخت کمتر در مقایسه با موتورهای بنزینی، کارایی بیشتری را ارائه می دهند. گشتاور کم موتورهای دیزلی تجربه رانندگی بسیار بهتری را در بزرگراه فراهم می کند. با این حال، قیمت این راندمان در مقایسه با نوع بنزینی همان خودرو، حق بیمه بالاتری است.
دیزل از چه چیزی ساخته می شود؟
سوخت دیزل از نفت خام و زیست توده ساخته می شود. بیشتر سوخت دیزلی که در ایالات متحده تولید و مصرف می شود از نفت خام در پالایشگاه های نفت تصفیه می شود. پالایشگاه های نفت ایالات متحده به طور متوسط 11 تا 12 گالن سوخت دیزل از هر بشکه 42 گالن (ایالات متحده) نفت خام تولید می کنند.
موتور دیزل بهتر است؟
موتورهای دیزلی هنوز هم کارآمدتر از موتورهای گازسوز هستند، اما برای کسانی که عمدتاً در شهر رانندگی می کنند، کارایی کمتری دارند. خودروهای دیزلی همچنین دارای گشتاور بیشتری هستند که منجر به مصرف سوخت بهتر در کنار شتاب چشمگیرتر می شود.
چرا به آن موتور دیزل می گویند؟
موتور دیزل که به نام رودولف دیزل نامگذاری شده است، یک موتور احتراق داخلی است که در آن احتراق سوخت به دلیل افزایش دمای هوا در سیلندر به دلیل فشرده سازی مکانیکی ایجاد می شود. بنابراین، موتور دیزل به اصطلاح یک موتور احتراق تراکمی (موتور CI) است.
دیزل چه نوع سوختی است؟
سوخت دیزل اصطلاح رایج برای روغن سوخت تقطیری است که برای استفاده در وسایل نقلیه موتوری که از موتور احتراق تراکمی استفاده می کنند به نام مخترع آن، مهندس آلمانی رودولف دیزل، فروخته می شود. او طرح اصلی خود را در سال 1892 به ثبت رساند. سوخت دیزل از نفت خام و از مواد زیست توده تصفیه می شود.
چند نوع موتور دیزل وجود دارد؟
سه گروه اندازه اصلی سه گروه اندازه اصلی موتورهای دیزلی بر اساس قدرت وجود دارد – کوچک، متوسط و بزرگ.
کدام سوخت دیزل با کیفیت تر است؟
یک دیزل ممتاز دارای عدد ستان بالاتر، روانکاری بهتر است و شامل مواد شوینده ای است که قابلیت تمیز کردن انژکتور را در مقایسه با دیزل استاندارد شماره 2 ارائه می دهد. ستان تاخیر احتراق سوخت را اندازه گیری می کند. ستان بالاتر معادل تأخیر کوتاه‌تر و کیفیت احتراق بهتر برای راه‌اندازی سریعتر و آلودگی کمتر است.
ضرر موتور دیزل چیست؟
سوخت دیزل معمولاً هزینه بیشتری دارد. سرویس می تواند گران تر باشد، اگرچه نیازی به انجام آن به دفعات ندارید. خودروهای دیزلی NO2 بسیار بیشتری تولید می کنند. موتورهای دیزلی می توانند کمی سر و صداتر باشند.
آیا ماشین بنزینی بهتر از دیزلی است؟
وقتی صحبت از راندمان به میان می آید، موتورهای دیزلی با مصرف 15 تا 20 درصد سوخت کمتر در مقایسه با موتورهای بنزینی، کارایی بیشتری را ارائه می دهند. گشتاور کم موتورهای دیزلی تجربه رانندگی بسیار بهتری را در بزرگراه فراهم می کند. با این حال، قیمت این راندمان در مقایسه با نوع بنزینی همان خودرو، حق بیمه بالاتری است.
موتور دیزل چه زمانی اختراع شد؟
در دهه 1890، رودولف دیزل یک موتور احتراق داخلی کارآمد با احتراق تراکمی را اختراع کرد که نام خود را به خود اختصاص داد.
اولین موتور دیزل کی تولید شد؟
دیزل قصد توسعه یک موتور احتراق داخلی را داشت و چندین سال روی این ایده کار کرد که منجر به معرفی یک نمونه اولیه در سال 1893 و اولین مدل تولید موتور دیزل در سال 1897 شد.
اولین موتور دیزلی یا بنزینی چه شد؟
بنزین در سال 1892 به شهرت رسید در حالی که دیزل کمی بیشتر طول کشید و برخی منابع به سال 1893 اشاره کردند که برای اولین بار از آن استفاده شد و به عنوان منبع سوخت شناخته شد. بنابراین، با در نظر گرفتن این موضوع، بنزین از نظر فنی اولین بود، زیرا سریعتر از همتای دیزلی خود به محبوبیت و موفقیت تجاری دست یافت.
اولین موتور دیزلی با چه کار می کرد؟
اولین موتورهای احتراق تراکمی رودولف دیزل در نمایشگاه جهانی پاریس با روغن بادام زمینی کار می کردند.
چه کسی موتور را اختراع کرد؟
اولین موتور واقعی خودرو معمولاً به کارل بنز نسبت داده می شود. بنز پس از سال‌ها وسواس با دوچرخه و فناوری، اولین خودروی بنزینی را در سال 1885 تولید کرد. موتور مورد بحث یک دستگاه چهار زمانه تک سیلندر بود.
