معرفی انواع مختلف موتورهای دیزلی خودرو و روش کارکرد آنها

انواع موتور دیزلی خودرو؛ موتور دیزل چگونه کار میکند؟

موتور دیزلی یکی از مهمترین نوع موتورهای درونسوز است که با قدرت و بازدهی بالا در صنایع مختلف به کار میرود. این موتورها بر پایه اصل احتراق ناشی از فشردگی هوا طراحی شدهاند و برخلاف موتور بنزینی که برای اشتعال نیازمند جرقه شمع است، موتورهای دیزلی با فشردهسازی زیاد هوا و وقوع احتراق خودبهخودی کار میکنند. به لطف این مکانیزم، موتورهای دیزلی از قدیمیترین و کارآمدترین پیشرانهها به شمار میروند که در خودروهای سنگین، ماشینآلات راهسازی، دیزل ژنراتورها و حتی برخی خودروهای سواری استفاده میشوند.

تکتاز خودرو کاملترین و تخصصی ترین سایت در حوضه خودرو : https://taktazkhodro.ir

موتور دیزلی چیست؟

موتور دیزلی، که از نام مخترع آن، رودولف دیزل برگرفته شده است، نوعی موتور احتراق داخلی است که انرژی مکانیکی خود را از احتراق سوخت دیزل تأمین میکند. فرآیند کلی در این موتورها به این شکل است که ابتدا هوا با فشار بسیار بالا فشرده میشود و دمای آن به بیش از ۵۰۰ درجه سانتیگراد میرسد. سپس سوخت دیزل به صورت پاششی به داخل سیلندر تزریق میشود و به دلیل گرمای بالای هوا، به طور خودکار مشتعل میشود. این انفجار ناشی از احتراق، نیروی لازم برای حرکت رو به پایین پیستون و درنتیجه تولید انرژی مکانیکی را فراهم میکند. به دلیل همین زنجیره عملیات، موتورهای دیزلی بهرهوری سوخت بالاتری دارند و گشتاور قویتری تولید میکنند که همین ویژگیها آنها را برای کاربردهای صنعتی و حملونقل سنگین ایدهآل کرده است.
نحوه کارکرد موتور دیزلی

فرآیند کاری موتور دیزل را به چهار مرحله اصلی تقسیم میکنند که هر کدام نقشی حیاتی در تولید انرژی ایفا میکند:

مکش هوا: در این مرحله، سوپاپ ورودی باز میشود و پیستون به سمت پایین حرکت میکند تا هوای تازه به داخل سیلندر مکیده شود. نکته مهم این است که در این مرحله سوخت وارد نمیشود؛ فقط هوا وارد سیلندر میشود. این امر متفاوت با موتورهای بنزینی است که در این مرحله مخلوط هوا و سوخت وارد سیلندر میشود.

فشردهسازی: وقتی پیستون به سمت بالا حرکت میکند، سوپاپ ورودی بسته شده و هوای داخل سیلندر فشرده میشود. این فشردهسازی شدید باعث افزایش دمای هوا تا حدی میشود که برای احتراق سوخت آماده باشد.

تزریق و احتراق: درست در نقطهای که پیستون به بالاترین نقطه مسیر خود میرسد، سوخت دیزل با فشار بسیار بالا داخل سیلندر پاشیده میشود. به دلیل دمای بالای هوا، سوخت سریعاً مشتعل شده و انفجاری کنترلشده را ایجاد میکند که باعث حرکت پیستون به پایین و در ادامه به حرکت درآمدن میللنگ و سایر اجزای موتور میشود.

تخلیه دود: در این مرحله سوپاپ خروجی باز شده و گازهای حاصل از احتراق که به صورت دود و بخار هستند، از سیلندر خارج میشوند تا موتور برای سیکل بعدی آماده شود.

این چرخه به طور مداوم تکرار شده و انرژی مکانیکی تولید میکند که وظیفه آن به حرکت درآوردن خودرو یا ماشینآلات سنگین است.
انواع موتورهای دیزلی

موتورهای دیزلی بر اساس معیارهای مختلفی دستهبندی میشوند که در ادامه مهمترین آنها آورده شده است:

1.بر اثاث سیکلها

موتور دیزل دو زمانه: این موتورها یک چرخه کامل احتراق را در دو مرحله انجام میدهند، بنابراین سرعت عملکردشان بالاتر است. به دلیل ساختار خاص، استفاده آنها در ماشینآلات سنگین مانند کشتیها و برخی تجهیزات صنعتی متداول است.

موتور دیزل چهار زمانه: رایجترین نوع موتور دیزلی است که در چهار مرحله مکش، فشردهسازی، احتراق و تخلیه کار میکند. این موتورها بهرهوری بالاتری دارند و در کاربردهایی مانند خودروهای سواری دیزلی و ماشینآلات متوسط به کار میروند.

۲. بر اساس روش تزریق سوخت

تزریق مستقیم: سوخت مستقیماً به داخل سیلندر تزریق میشود. این روش منجر به بازدهی بالاتر و مصرف سوخت بهینهتر میشود و در موتورهای با توان بالا کاربرد زیادی دارد.

تزریق غیرمستقیم: سوخت ابتدا به محفظه پیشاحتراق تزریق شده و سپس وارد سیلندر میشود. این نوع موتور صدای کمتری تولید میکند و برای موتورهای سبکتر مناسب است.

۳. بر اساس وجود سیستم توربوشارژ

موتورهای توربوشارژ: در این مدلها، توربوشارژ باعث فشردهسازی بیشتر هوای ورودی و در نتیجه افزایش توان و بازده موتور میشود. معمولاً در خودروهای سنگین و ماشینهای مسابقه استفاده میشود.

موتورهای غیرتوربوشارژ: سادهتر بوده و هوای ورودی بدون افزایش فشار ویژه وارد سیلندر میشود. مناسب کاربردهای سبکتر و موتورهای با قدرت کمتر است.

۴. بر اساس تعداد و ساختار سیلندرها

تکسیلندری: مناسب برای تجهیزات کوچک با نیاز به قدرت اندک مانند موتور قایقهای کوچک.

چندسیلندری: سیلندرهای متعدد که قدرت تولیدی بالاتر و عملکرد نرمتری دارند و در خودروهای سنگین، ژنراتورها و تجهیزات صنعتی کاربرد دارند.

۵. بر اساس کاربری

کوچک خانگی: قابلیت استفاده در مصارف خانگی مانند برقرسانی به اماکن کوچک.

متوسط صنعتی: استفاده در کارگاهها و صنایع نیمهصنعتی با قدرت نسبتاً بالا.

بزرگ صنعتی: توان بالا برای کاربردهای سنگین صنعتی و نیروگاهها.

مزایا و معایب موتور دیزلی

طول عمر طولانی: ساختار قوی و مقاوم موتورهای دیزلی باعث دوام و کارکرد طولانی مدت آنها میشود.

مصرف سوخت بهینه: گازوئیل به عنوان سوخت این موتورها ارزانتر از بنزین است و مصرف سوخت موتورهای دیزلی به طور کلی کمتر است.

ایمنی بیشتر: نقطه اشتعال بالاتر گازوئیل باعث کاهش خطر آتشسوزی میشود و نیاز به جرقهزنی وجود ندارد.

گشتاور بالا: حتی در دورهای پایین، موتورهای دیزلی گشتاور قوی و مناسبی دارند که این ویژگی در خودروهای سنگین بسیار ارزشمند است.

راندمان حرارتی بهتر: به دلیل تراکم بالاتر، بازده انرژی این موتورها حدود ۱۰ درصد بیشتر از موتورهای بنزینی است.

آلودگی کمتر برخی گازها: تولید گازهای آلاینده نظیر مونوکسید کربن و هیدروکربنها کمتر از موتورهای بنزینی است.

معایب:

وزن و حجم بیشتر: موتورهای دیزلی سنگینتر و بزرگتر هستند که محدودیتهای فضایی مخصوصاً در خودروهای کوچک ایجاد میکند.

هزینه اولیه و نگهداری بالاتر: هزینه ساخت، تعمیر و نگهداری این موتورها بیشتر است و سیستم سوخترسانی آنها پیچیدهتر است.

صدای بیشتر و لرزش: احتراق در فشار بالا باعث تولید صدای بیشتر و لرزش شدیدتر نسبت به موتورهای بنزینی میشود.

تولید ذرات معلق: ذرات دود و ذرات معلق بهویژه در موتورهای قدیمیتر بیشتر است و نیازمند تجهیز به فیلترهای مخصوص میباشد.

تفاوتهای موتور دیزلی و موتور بنزینی

نحوه احتراق: موتور بنزینی به کمک جرقه شمع اشتعال را آغاز میکند، اما موتور دیزل با بالا بردن دمای هوا و احتراق خودبهخودی سوخت عمل میکند.

نوع سوخت: بنزین سبکتر و با اکتان بالا، دیزل سنگینتر و با درجه ستان بالاتر است.

ساختار و وزن: موتورهای دیزلی به دلیل تحمل فشار و دمای زیاد، سنگینتر و مقاومتر هستند.

ایمنی: گازوئیل مقاومتر در برابر اشتعال ناگهانی است و بنابراین ایمنتر محسوب میشود.

راندمان و مصرف: موتورهای دیزلی بازده حرارتی بالاتری دارند و سوخت کمتر مصرف میکنند.

صدای موتور: موتور دیزل صدای بیشتری دارد و نیاز به عایقبندی و سیستمهای کاهش صدا دارد.

هزینهها: سوخت دیزل ارزانتر اما تعمیرات و نگهداری آن پرهزینهتر است.

کاربری: موتورهای بنزینی مناسب خودروهای سبک و سرعت بالاتر، موتورهای دیزلی برای قدرت بالا و ماشینآلات سنگین به کار میروند.

دریچه گاز و کنترل: در موتورهای بنزینی هوای ورودی با دریچه گاز کنترل میشود، در حالی که در موتور دیزلی میزان سوخت تزریقی کنترلکننده قدرت موتور است.

نوع سوخت موتور دیزلی :

سوخت خاص موتور دیزلی، گازوئیل است که از نفت خام تصفیه شده و دارای چگالی و انرژی بالا است. این سوخت به دلیل خاصیت خوداشتعالی و درجه ستان بالا (شاخص مقاومت در برابر احتراق زودرس) برای موتورهای دیزلی ایدهآل است. برخلاف بنزین با اکتان بالا، گازوئیل جرقهزن نیست بلکه تنها با حرارت زیاد شروع به احتراق میکند.

نتیجه گیری :

موتورهای دیزلی به دلیل ساختار مقاوم، بهرهوری سوخت بالا، عمر طولانی و توان بالا گزینهای بسیار مناسب برای کاربردهای صنعتی و حملونقلهای سنگین هستند. با وجود مزایا و برتریهایی که نسبت به موتورهای بنزینی دارند، نیاز به مراقبت و هزینه نگهداری بیشتر، صدای بالاتر و ابعاد بزرگتر برخی محدودیتها را به همراه دارند. با پیشرفتهای تکنولوژیک، موتورهای دیزلی به سمت کاهش آلایندگی و افزایش بهرهوری حرکت میکنند که آینده روشنی را برای این پیشرانههای قدرتمند رقم خواهد زد.