در این محتوا قصد داریم تا نحوه عملکرد یک موتور دیزل یا به اصلاح عامیانه موتور دیزل چگونه کار می کند؟ را به طور جامع بررسی کنیم. این محتوا درک درستی تری از نحوه عملکرد دیزل ژنراتور، موتور های دیزلی و ... خواهد داد پس پیشنهاد می شود تا انتهای متن با ما همراه باشید.
دلایل اهمیت موتور های دیزل
در دنیای صنعتی امروز، موتور دیزل یکی از اصلیترین منابع تولید برق و انرژی در وسایل نقلیه سنگین، کشتیها، ژنراتورها و برخی ماشینآلات کشاورزی به شمار میرود. نحوه عملکرد موتور دیزل با موتورهای بنزینی تفاوتهای اساسی داشته و همین تفاوتها باعث کارایی و بهرهوری بالاتر آن در کاربردهای خاص شده است. اما موتور دیزل چیست و از چه اجزایی تشکیل شده است.
موتور دیزل چیست؟
موتور دیزل نوعی موتور درونسوز است که با استفاده از احتراق سوخت دیزل و هوا بدون نیاز به شمع جرقهزن کار میکند. این موتورها به دلیل بازده بالا، دوام زیاد و مصرف سوخت کمتر نسبت به موتورهای بنزینی، در صنایع مختلف محبوبیت زیادی دارند. همچنین در مقایسه با موتور های گازی توان و بازدهی به شدت بالاتری دارند.
موتور های دیزلی وظیفه دریافت سوخت دیزل یا گازوئیل و تبدیل آن به انرژی حرکتی یا مکانیکی را بر عهده دارند.
اجزای اصلی موتور دیزل
پس از معرفی موتور های دیزلی، برای درک بهتر نحوه عملکرد موتور دیزل، در ابتدای کار باید اجزای تشکیلدهنده آن را بشناسیم. مهمترین اجزای یک موتور دیزل عبارتاند از:
- سیلندر: محل حرکت پیستون و انجام فرآیند احتراق
- پیستون: قطعهای متحرک که انرژی حاصل از احتراق را دریافت کرده و منتقل میکند
- میللنگ: وظیفه تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی را دارد
- سوپاپها: برای ورود هوا و خروج دود به کار میروند
- انژکتور سوخت: تزریق سوخت دیزل به داخل سیلندر
- توربوشارژر (در برخی مدلها): در برخی از مدل های موتور دیزل خصوصا در نسل جدید برای افزایش هوای ورودی و قدرت موتور از سیستم توربو شارژ استفاده می شود.
موتور دیزل چگونه کار می کند؟
پس از بررسی اجزای تشکیل دهنده یک موتور دیزل، فرآیند و مراحل کاری یا نحوه کار کردن یک موتور دیزل باید بررسی شود.
در یک موتور دیزل فرآیند کاری یا مراحل دستگاه در چهار مرحله انجام میشود که با اصطلاح چرخه دیزل شناخته میشود. این مراحل شامل دریافت سوخت و نحوه احتراق و تولید انرژی است. در ادامه به شرح هر مرحله میپردازیم:
- مرحله مکش (Intake)
در این مرحله، سوپاپ ورودی باز میشود و پیستون به سمت پایین حرکت میکند تا هوای تازه را به داخل سیلندر بکشد. برخلاف موتورهای بنزینی، در موتور دیزل تنها هوا وارد سیلندر میشود، نه مخلوط هوا و سوخت.
- مرحله تراکم (Compression)
پس از بسته شدن سوپاپ ورودی، پیستون به سمت بالا حرکت کرده و هوای وارد شده را با نسبت فشردهسازی بالا (معمولاً بین 14:1 تا 25:1) متراکم میکند. این تراکم بالا باعث افزایش شدید دمای هوا میشود (بیش از 500 درجه سانتیگراد).
- مرحله احتراق و توان (Power)
در پایان مرحله تراکم، انژکتور سوخت، سوخت دیزل را مستقیماً به داخل سیلندر اسپری میکند. این سوخت به دلیل دمای بالای هوا بلافاصله دچار احتراق خودبهخودی میشود و انفجار ایجادشده پیستون را با قدرت به پایین هل میدهد. این هل دادن با قدرت همان تولید انرژی مکانیکی مورد نظر است که می توان برای تامین انرژی یک ژنراتور از آن استفاده کرد. با توجه به توضیحات این مرحله، اصلیترین بخش در فرآیند تولید انرژی در موتور دیزل به شمار می آید.
- مرحله تخلیه (Exhaust)
پس از عملیات احتراق و تولید انرژی، در نهایت سوپاپ خروجی باز میشود و پیستون مجدداً به سمت بالا حرکت میکند تا دود حاصل از احتراق را از سیلندر خارج کند.
تفاوت موتور دیزل با موتور بنزینی
موتور های دیزلی در مقایسه با موتور های بنزینی نحوه عملکرد و فرآیند تولید انرژی متفاوت تری داشته که برخی از این تفاوت ها عبارت اند از :
- سیستم احتراق : سیستم احتراق در موتور های دیزلی به صورت خود به خودی انجام می شود اما در موتور های بنزینی فرآیند احتراق به وسیله شمع انجام می شود.
- بازده حرارتی و انرژی : موتور های دیزلی به فراخور فرآیند کاری آن بازده حرارتی و توانی بیشتری به نسبت موتور های بنزنی تولید می کنند.
- مصرف سوخت : مصرف سوخت در موتور های دیزلی به نسبت موتور های بنزینی کمتر است.
- صدای موتور : موتور های دیزلی در هنگام کار صدای بیشتری نسبت به موتور های بنزینی تولید می کنند.
- سیستم سوخت رسانی : برخلاف موتورهای بنزینی که از کاربراتور یا انژکتور چند نقطهای استفاده میکنند، موتورهای دیزل از انژکتور مستقیم استفاده میکنند. این سیستم با فشار بالا (گاهی تا 2000 بار) سوخت را به صورت پودر بسیار ریز به درون سیلندر اسپری میکند تا احتراق یکنواختتری حاصل شود.
مزایای موتور دیزل
- بازدهی بالا: به دلیل تراکم بیشتر و احتراق مؤثرتر موتور های دیزلی بازدهی بیشتری دارند.
- میزان مصرف سوخت : موتور های دیزلی به دلیل فرآیند احتراق خاص خود مصرف سوخت پایینی دارند.
- عمر و استحکام بالا : قطعات و سیستم تشکیل دهنده موتور های دیزلی بسیار مقاوم بوده و در شرایط بد جوی و همچنین ضربه مقاوم تر بوده و طول عمر به نسبت بالاتری دارندو
معایب موتور دیزل
- صدای زیاد و لرزش: به دلیل فشار احتراق بالا سر و صدای و لرزش های دستگاه در حین کار بسیار بالاست.
- آلایندگی زیست محیطی : موتور های دیزلی در حین کار آلایندگی های زیست محیطی نظیر ذرات معلق، co و... تولید کرده که بسیار خطرناک است.
- قیمت موتور دیزلی : به دلیل فرآیند پیچیده تر سیستم های دیزلی هزینه اولیه خرید موتور های دیزلی بیشتر است.
خلاصه مطلب
آشنایی با نحوه عملکرد موتور دیزل به ما کمک میکند تا انتخاب آگاهانهتری برای استفاده از این موتورها داشته باشیم. چه در حملونقل، چه در صنعت و چه در تولید برق، درک عملکرد این نوع موتور میتواند در بهرهوری انرژی و کاهش هزینهها نقش بسزایی ایفا کند.
برندهای متعددی در حوزه موتور دیزل در بازار امروز مورد خرید و فروش قرار می گیرند که برخی از برندها عبارت اند از : موتور دیزل کامینز، ولوو، پرکینز، بادوین، تلک و.... که هریک دارای ویژگی های و توان های خاصی هستند. در صورت تمایل به دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص برخی از این برند ها لینک های زیر را دنبال کنید:
منابع :
https://bineshebtekar.com/portfolio/types-diesel-generators/
https://bineshebtekar.com/portfolio/cummins-diesel-generator/