محرك الديزل هو من محركات الاحتراق الداخلي حيث يقوم بتحويل
الطاقة الكيميائية الكامنة في وقود (زيت الغاز)إلى طاقة حركية. أول من
اخترع المحرك الديزل هو رودولف ديزل
في عام 1892 والهدف من وراء هذا الإختراع هو إيجاد محرك ذو كفاءة أعلى من
كفاءة محرك البنزين. وتأتي الزيادة في الكفاءة من ارتفاع نسبة الضغط
(compresses ratio) في محركات الديزل حيث تتراوح ما بين 1:14 إلى 1:25 أما
البنزين فيتراوح ما بين 1:8 إلى 1:12 وكما هو معروف أن كفاءة المحرك
تتناسب طرديا مع نسبة الضغط.
يمكن تفسير كيفية عمل
محرك الديزل إستناداً إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الديزل (Diesel Process) على النحو التالي:
- يتم ضغط الغاز تحت ظروف إيزونتروبية أي أن الغاز يضغط دون تبادل للحرارة مع المحيط الخارجي للآلة الضاغطة(النظام).
- إضافة حرارة للمنظومة مع الإحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
- تمدد الغاز إيزونتروبيا.
- إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
|
طريقة عمل المحرك تسمى دورة المكبس باسم دورة اوتو الرياعيه.. تتم هذه
الدوره قي اربعة اشواط للمكبس (سحب-ضغط-اشتعال-عادم) ولفتين للعمود
المرفقى.... الشوط الأول.. شوط السحب. وفيه يتحرك المكبس من النقطه الميته
العليا إلى النقطه الميته السفلى محدذا خلخله قي ضغط الهواء داخل غرفة
الاسطوانه فيقل الضغط داخل غرفة الاسطوانه اقل من الضغط الجوى فتتمكن
الشحنه من الهواء والوقود بالدخول إلى غرفة الاسطوانه الشوط الثاني.. شوط
الضغط. وفيه يتحرك المكبس من النقطه الميته السفلى إلى النفطه الميته
العليا ضاغطا امامه الشحنه المكونه من الهواء والوقود امامه الشوط
الثالث.. شوط الاشتعال. وقبل نهاية شوط الضغط بقلبل تنبعث شراره من شمعة
الاشتعال فتعمل على تفجير الشحنه وبذلك تعمل على دفع سطح المكبس إلى اسفل
الشوط الرابع.. شوط العادم.
وفيه يتحرك المكبس من النقطه الميته السفلى إلى النقكه الميته العليا
شاغطا امامه بقايا احتراق الوقود خارج غرفة الاسطوانه وهكذا مع باقى
الاسطوانات إلى ان يتوقف المحرك...
ميزات ومساوئ محرك ديزل
- ذو كفاءة عالية مقارنة بمحرك البنزين. لنفس حجم المحرك يكون محرك الديزل ذو قدرة وعزم دوران أعلى من محرك البنزين..
- يعتبر وقود الديزل ذو تكلفة منخفضة مقارنة بباقي أنواع الوقود كما أن الطاقة الكامنة فيه أعلى من الطاقة الكامنة في وقود البنزين.
- إن نسبة الضغط العالية في محركات الديزل والتي تصل إلى 1:25 يجبر
المصمم على زيادة حجم ووزن المحرك مما يؤدي إلى غلاء محركات الديزل نسبيا.
- تستخدم محركات الديزل بكثرة في المعدات التي تحتاج قدرة وعزماً
عاليين، على سبيل المثال مولدات الكهرباء الضخمة والآليات الكبيرة، لأن
الكتلة الكبيرة لمحركات الديزل تجعل تعجيل التسارعي للمحرك قليلا مقارنة
بمحرك البنزين مما يقلل من رغبة في استخدامها في السيارات الصغيرة.
- يمكن الحصول على سرعات بطيئة مباشرة من المحرك دون اللجوء إلى علبة تخفيض السرعات.كما هو الحال في
محركات السفن الضخمة.
محرك الديزل الحديث في السياراتتعتمد محركات الديزل على مبدئ الإشتعال الذاتي لخليط الوقود بالهواء
إلا أن هذا الخليط تطبيقيا لا يشتعل حين يكون المحرك باردا مما يجعل محرك
الديزل يحتاج رغم كونه محرك اشتعال ذاتي إلى شموع إشعال. كما أن المحرك
يحتاج ليبدئ عمله إلى أن يطلقه محرك كهربائي. أي أنه في البداية يقوم محرك
كهربائي بتحريكه وبضخ الهواء فيه. تستعمل العديد من المحركات تقنية صمام
الضخ الموحد common rail الذي يمكن من الوصول إلى درجات عالية من الضغط
بالوقود والتحكم في في ضخه في غرف احتراق المحرك وهو نظام موجود تقريبا في
معظم المحركات ذلت الضخ المباشر أي المحركات التي يتم مباشرة إحراق الوقود
فيها بعد خروجه من المضخة على عكس أنظمة الضخ الغير المباشرة حيث تكون
طريقة بناء غرفة الإحتراق والضخ بكيفية تجعل الخليط يختلط جيدا قبل
الإحتراق حيث أن هذه التقنية لا لزوم لها في تقنية الضخ المباشر. محركات
الديزل الحديثة كلها متحكم فيها عن طريق حاسوب إلكتروني مضمن في السيارة
يقوم بالتحكم في كمية الوقود المضخة في غرف الإحتراق بالإضافة إلى التحكم
في العديد من المعاملات الأخرى إنطلاقا إما من نماذج عن تلك العمليات أو
عن مستشعرات مثل مستشعر لمدا أو مستشعر التدفق الهوائي.
يمكن التحكم في محركات الديزل من الوصول إلى خاصيات أفضل والحصول على قوة
أكبر باستهلاك أقل للديزل بالإضافة إلى التحكم في نسبة الإنبعاثات.
الرئيسية
البوابة
التسجيل
دخول
