موتورهای دیزلی | انواع | اجزا | نوع کارکرد

موتورهای دیزلی که در کامیون‌ و کشنده‌های اسکانیا به کار می‌روند، دارای ساختار پیچیده‌ای هستند. موتور گرمایی است که انرژی موجود در سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند که معمولا توسط محور خروجی دواری، در دسترس قرار داده می‌شود. انرژی شیمیایی سوخت، ابتدا توسط احتراق یا اکسیداسیون با هوا در داخل موتور، به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود؛ این انرژی حرارتی، باعث افزایش دما و فشار گازهای داخل موتور شده و سپس گاز با فشار زیاد، در برابر مکانیزم‌های مکانیکی موتور منبسط می‌شود. در نهایت، این انبساط توسط اتصالات مکانیکی موتور، به حرکت یک میل لنگ دوار تبدیل شده که خروجی موتور است.

مقاله مرتبط: موتور V8

میل لنگ به نوبه خود، به یک مجموعه انتقال قدرت و یا زنجیره قدرت متصل می‌شود تا انرژی مکانیکی دورانی را به مصرف نهایی مطلوب برساند. برای موتورها، این استفاده نهایی اغلب پیشرانگی یک وسیله نقلیه (یعنی خودروهای سواری، کامیون، لوکوموتیو، شناورهای دریایی، یا هواپیما) خواهد بود. سایر کاربردها شامل موتورهای ثابت برای به حرکت درآوردن ژنراتورها یا پمپ‌ها و موتورهای قابل حمل برای مواردی مانند اره زنجیری و چمن زن‌ها است. در این مقاله قصد داریم به معرفی و نحوه کارکرد موتورهای دیزلی پرداخته و تاریخچه و انواع این موتورهای قدرتمند را بررسی کنیم.

تاریخچه موتورهای دیزلی

اولین پیشرفت‌ها در موتورهای احتراق داخلی مدرن، در نیمه دوم سده 1800 روی داد که این زمان با تکامل اتومبیل همراه شد. در تاریخ، نمونه‌های قدیمی‌تری از موتورهای دیزلی ناتمام و وسایل نقلیه جاده‌ای خود جلو برنده ثبت شده است که قدمت آنها به سده 1600 برمی‌گردد. اکثر این وسایل نقلیه اولیه، نمونه‌های آزمایشی رانش با نیروی بخار بودند که عملا به صورت وسایل نقلیه قابل استفاده در نیامدند. فناوری، راه‌ها، مواد، سوخت‌ها هنوز به اندازه کافی توسعه نیافته بودند و نمونه‌های بسیار قدیمی موتورهای گرمایی، شامل احتراق داخلی و احتراق خارجی، از باروت و سایر سوخت‌های جامد، مایع و گازی استفاده می‌کردند. تکامل عمده موتور بخار مدرن و در نتیجه لوکوموتیو ریلی، در نیمه دوم سده 1700 و اوایل سده 1800 رخ داد. در دهه 1820 و 1830 راه آهن در چندین کشور در گوشه و کنار دنیا وجود داشت.

علاوه بر انجام آزمایشات تجربی و تکامل بسیار در اروپا و ایالت متحده، در طی اواسط سده 1800 و نیمه دوم آن، دو واقعه دیگر در فناوری، تکامل و تولید موتورهای دیزلی را تسریع نمود. کشف نفت خام در پنسیلوانیا در 1985، تهیه سوخت‌های مطمئنی که می‌توانستند در این موتورهای جدید تکامل یافته بکار روند را میسر ساخت. تا این زمان، کمبود سوخت‌های خوب و سازگار، عامل بازدارنده عمده‌ای در تکامل موتورها بود. سوخت‌های در دسترس مانند روغن نهنگ، گاز زغال سنگ، روغن‌های معدنی، زغال سنگ و باروت، برای استفاده در موتور و تکامل موتور، ایده آل نبودند. در دهه 1880 موتور دیزلی برای اولین بار در خودروهای سواری بکار رفت که در این دهه، موتور با چرخه دو زمانه، به طور عملی مورد استفاده قرار گرفت و از آن به بعد تعداد زیادی ساخته شد.

انواع موتورهای دیزلی

سال 1982، رودلف دیزل (Rudolf Diesel)، موتور اشتعال تراکمی خود را اساسا به همان شکل شناخته شده موتور دیزل امروزی، تکمیل کرد. این نتیجه، پس از سال‌ها کار و تکامل بدست آمده بود، به طوری که رودلف دیزل، حتی در نخستین موتور آزمایشی خود، از سوخت جامد نیز استفاده کرده بود. نخستین موتورهای اشتعال تراکمی، موتورهایی پر سر و صدا، بزرگ، کند و تک سیلندر بودند. هر چند این موتورها، از موتورهای اشتعال جرقه‌ای، عموما کارآمدتر بودند. پس از دهه 1920، موتورهای اشتعال تراکمی چند سیلندر، با ابعاد نسبتا کوچکی ساخته شدند تا در خودروهای سواری و کامیون‌ها استفاده شوند. موتورهای دیزلی را می‌توان به روش‌های مختلف دسته بندی کرد که عبارتند از:

• انواع اشتعال

اشتعال جرقه‌ای: در هر چرخه، فرآیند احتراق با استفاده از شمع شروع می‌شود؛ شمع، تخلیه الکتریکی با ولتاژ زیادی ایجاد می‌کند که مخلوط هوا و سوخت اطراف شمع در محفظه احتراق را مشتعل می‌سازد. در طرح‌های اولیه موتور، قبل از اختراع شمع الکتریکی، به کمک یک مشعل خارجی و از طریق سوراخ‌های متعددی، احتراق آغاز میشد. (موتورهای بنزینی از این نوع هستند)

اشتعال تراکمی: فرآیند احتراق در این موتور هنگامی آغاز می‌شود که به واسطه فرآیند تراکم و فشار زیاد، مخلوط هوا و سوخت به دلیل دمای زیاد، در محفظه احتراق، خود به خود مشتعل می‌شود.

• چرخه موتور

چرخه چهار زمانه: چرخه چهار زمانه، شامل چهار بار حرکت پیستون، در دو دور گردش موتور، به ازاء هر چرخه ترمودینامیکی است.

چرخه دو زمانه: چرخه دو زمانه شامل دو بار حرکت پیستون در یک دور گردش موتور، برای هر چرخه ترمودینامیکی است.

اجزای اصلی موتورهای دیزلی + مزایا و معایب آن

اجزاء اصلی که در اکثر موتورهای احتراق داخلی یافت می‌شود عبارتند از  بدنه موتور (بلوک)، میل بادامک (میل سوپاپ)، پیستون، میل لنگ و سیلندرها.  موتورهای دیزلی در کامیون‌های سنگین، اتوبوس و به‌طور کلی تجهیزات خارج از جاده، به دلیل مزایایی همچون مصرف سوخت برتر، گشتاور خروجی موتور بالاتر و دوام و طول عمر بیشتر منحصرا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این موتورها در مقایسه با موتورهای بنزینی، سوخت کمتری مصرف می‌کنند. موتورهای دیزلی در دور موتورهای پایین، گشتاور بالایی دارند که آن‌ها را برای حمل بارهای سنگین و حرکت در سطوح شیبدار به گزینه‌ای مناسب تبدیل می‌کند. همچنین این موتورها به طور کلی عمر طولانی‌تری نسبت به موتورهای بنزینی دارند و می‌توانند تا چند میلیون کیلومتر بدون نیاز به تعمیرات اساسی کار کنند.

اما از معایب موتورهای دیزلی می‌توان به مواردی همچون آلودگی بیشتر، سروصدای بیشتر، لرزش بیشتر، هزینه تعمیرات و عملکرد ضعیف در هوای سرد اشاره کرد. موتورهای دیزلی ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی تولید می‌کنند که می‌توانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند. علاوه بر این، این موتورها پر سر و صداتر از موتورهای بنزینی هستند و به دلیل احتراق ناقص، لرزش بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند. همچنین تعمیرات موتورهای دیزلی به دلیل پیچیدگی بیشتر، می‌تواند گران‌تر از تعمیرات موتورهای بنزینی باشد و در هوای سرد به سختی روشن می‌شوند و ممکن است عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند.

کلام آخر

 انتخاب موتور بنزینی یا موتور دیزلی به عوامل مختلفی از جمله نوع کاربری، نیازهای راننده و شرایط آب و هوایی بستگی دارد؛ اما به طور کلی این موتورها برای رانندگی در مسافت‌های طولانی و حمل بارهای سنگین مناسب‌تر هستند. همچنین شما می‌توانید جهت هرگونه اطلاعات با کارشناسان تیتان دیزل در ارتباط باشید.

تیتان دیزل تنها نمایندگی رسمی کامیون و کشنده‌های اسکانیا در ایران