كيف يعمل محرك الديزل

كتابة talal - تاريخ الكتابة: 5 يوليو, 2018 12:50 - آخر تحديث : 9 يوليو, 2021 8:59
كيف يعمل محرك الديزل


كيف يعمل محرك الديزل وماهي طرق الحفاظ على محرك الديزل كل ذلك سنقدمه لكم زوارنا فى هذا الموضوع كيف يعمل محرك الديزل.

محرك ديزل

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 المهندس الألماني رودولف ديزل في عام 1892 والهدف من وراء هذا الاختراع 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 استنادًا 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 الاحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
-تمدد الغاز إيزونتروبيا.
-إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
-طريقة عمل المحرك تسمى دورة المكبس باسم دورة أوتو الرباعية.. تتم هذه الدورة في أربعة أشواط للمكبس (سحب-ضغط-اشتعال-عادم) ولفتين للعمود المرفقى.

الشوط الأول: شوط السحب.
وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة العُليا إلى النقطة الميتة السُفلى محدثًا خلخلة في ضغط الهواء داخل غرفة الاسطوانة فيقل الضغط داخل الغرفة أقل من الضغط الجوى فتتمكن شحنة من الهواء والوقود بالدخول إلى غرفة الاسطوانة.
الشوط الثاني: شوط الضغط.
وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة السُفلى إلى النفطة الميتة العُليا ضاغطًا أمامه الشحنة المكونة من الهواء والوقود.
الشوط الثالث: شوط الاشتعال.
وقبل نهاية شوط الضغط بقليل تنفجر الشحنة وبذلك تعمل على دفع سطح المكبس إلى أسفل.
الشوط الرابع:شوط العادم.
وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة السُفلى إلى النقطة الميتة العُليا ضاغطًا أمامه بقايا احتراق الوقود خارج غرفة الاسطوانة وهكذا مع باقي الاسطوانات إلى أن يتوقف المحرك…

مكونات محرك الديزل

الأجزاء الثابتة: وهي عبارة عن البناء الخارجي للمحرك، الذي ترتبط من خلاله باقي أجزاء المحرك، وتعمل بداخله الأجزاء المتحركة، وتتكون الأجزاء الثابتة من:
-هيكل المحرك.
-جسم الأسطوانة.
-رأس الأسطوانة.
الأجزاء المتحركة: وهي الأجزاء المسؤولة عن نقل الطاقة الحرارية من غرفة الاحتراق، وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية، وتتكون من:
-المكبس.
-ذراع التوصيل.
-عمود المرفق.
آليات التشغيل: وهي الأجزاء المسؤولة عن ضبط الحركة، والتحكّم في أدائها بشكل دقيق، وتتكوّن من:
تروس آليات التوقيت.
-عمود الحدبات.
-الصمامات.
-المضخّة والحاقن.
-حاكم اللفات.
منظومات الخدمة: وهي الأجزاء المسؤولة عن إمداد المحرك بالموادّ اللازمة لتشغيله، كما تعمل على حمايته من الحرارة الناتجة عن عملية الاحتراق، وتتكون من:
-دورة دخول الهواء، وخروج العادم.
-دورة التبريد والتزييت.
-دورة الوقود.
-دورة بدء دوران المحرك، وعكس اتجاهه.
-الأجزاء الأساسية في المحرك
بالرغم من توفّر العديد من محركات الديزل التي تختلف عن بعضها البعض من حيث المظهر الخارجي، والحجم، وعدد الأسطوانات، وكيفية ترتيبها، إلا أنّها تحتوي على نفس الأجزاء الأساسية التي تؤدي نفس الوظيفية وهي:
الأسطوانة: وهي أساس المحرك، حيث تتم عملية حرق الوقود داخلها، وتزوّد الأسطوانة ببطانة محاطة بالماء لتبريدها والمحافظة عليها.
رأس الأسطوانة: وهي المنطقة التي تغطّي الجزء العلوي من الأسطوانة، وتحتوي على الصمامات، التي تعمل عل إدخال الهواء، والوقود إلى داخل الأسطوانة، وإخراج المواد المحترقة منها.
الكباس: يعمل على إغلاق الطرف السفلي في الأسطوانة، كما يعمل على نقل الطاقة الناتجة من حرق الوقود في الأسطوانة إلى عمود المرفق.
ذراع التوصيل: يعمل على تغيير حركة الكباس الترددية إلى حركة دورانية حول عمود المرفق.
عمود المرفق: تعتمد حركة عمود المرفق على كمية الحركة المنقولة إليه من الكباس عبر ذراع التوصيل.
عمود الحدبات: يعمل على ضبط توقيت فتح وإغلاق الصمامات، عن طريق حدبات تدفع الأذرع لفتح الصمامات، وزنبركات لإعادة إغلاقها، وتستخدم هذه الحدبات في تشغيل مضخّات الوقود.
مجموعات حقن الوقود: وهي عبارة عن مضخّة تعمل بحركة تردديّة، لدفع الوقود على شكل رذاذ، وماسورة، وحاقن.
هيكل المحرك: وهو الجسم الخارجي، الذي يتمّ تثبيت كافّة أجزاء محرك الديزل فيه، ويتكوّن من قاعدة التثبيت، الموجودة في أسفله، وبداخلها حوض الزيت، وتتواجد فوقها علبة المرفق، وتنحصر فيهما الأجزاء المتحرّكة، وكتلة الأسطوانة ورأس الأسطوانة

الفرق بين محركات الديزل والبنزين

تتشابه محركات الديزل مع محركات البنزين في طريقة العمل لأنّ الفكرة الرئيسة في آلية العمل تقوم على حرق الوقود في المحرك من أجل إنتاج الطاقة الحركية، أمّا الفروق فهي عديدة، ولكن يمكن إجمال أهمها فيما يأتي:
يعمل محرك البنزين على خلط الوقود بالهواء، ومن ثم ضغطه، والتأثير عليه بشرارة كهربائية من اجل إشعاله، في حين أن محرك الديزل يقوم مبدأ عمله على ضغط الهواء، ومن ثم حقنه بالوقود وذلك لأنّ الهواء تزداد درجة حرارته عند ضغطه، ويترتب على هذه الحرارة اشتعال الوقود، ويطلق على هذه العملية اسم الحقن المباشر للوقود (Direct Injection).
يتم تشغيل محرك البنزين، بوقود Gasoline، أمّا وقود الديزل فهو المسمّى بالسولار، ويمتاز بأنّه أعلى كثافة من البنزين.
يعتبر محرك الديزل أكبر حجماً وقوّة إذا ما قورنت بمحرك البنزين، لذا فهو يستخدم في شاحنات النقل الثقيلة، في حين أنّ محرّك البنزين يمتاز بصغر حجمه واستخدامه لنوعية وقود أنقى، ويمكنها أن تصل إلى سرعة أعلى في زمن أقلّ من محركات الديزل.
يمتاز محرك الديزل بأنّ تكلفة تشغيله أقلّ من محرك البنزين، حيث يعمل محرّك الديزل باستخدام يالسولوار كوقود والذي يمتاز برخصه إجمالاً لاحتوائه على نسبة شوائب أعلى من البنزين، كما يمتاز بأنّه ذو كثافة أعلى، الأمر الذي دفع العديد من أصحاب شركات السيارات العالمية إلى العمل على إنتاج نسخ من موديلات السيارات العادية تعمل بمحركات ديزل من أجل تشغيلها بوقود رخيص في السعر.
تمتاز محركات البنزين بسهولة الصيانة مقارنة بمحرّكات الديزل.
تقلّ الضوضاء الناتجة عن محركات البنزين مقارنة بالضوضاء الناتجة عن السيارات التي تعمل بمحرك الديزل.
يزداد التلوث بمعدل أبطأ في محرّكات الديزل مع زيادة عمر المركبة، في حين أنّ محرّكات البنزين يزداد التلوّث الناتج عنها بمعدلات عالية كلّما زاد عمر المركبة.
من الجدير بالذكر أنّ سبب عدم إمكانيّة استخدام البنزين في محركات الديزل هو أنّ السولار يحترق بشكل تلقائيّ مع ضغط الهواء، في حين أنّ البنزين يتطلّب شرارة كهربائية لكي يشتعل لذلك لا يمكن لمحرك الديزل أنْ يعمل باستخدام البنزين



525 Views