گام به گام نحوه عملکرد موتور دیزل
موتور دیزل یکی از انواع موتورهای احتراق داخلی است که در آن سوخت دیزل به صورت خودبه‌خود در اثر فشرده‌سازی هوا در محفظه احتراق مشتعل می‌شود. این موتورها به دلیل کارایی بالا، راندمان سوخت خوب و طول عمر طولانی، در بسیاری از صنایع از جمله حمل و نقل، کشاورزی، ساخت و ساز و تولید برق، مورد استفاده قرار می‌گیرند. زیبایی موتور دیزل در سادگی آن است. این موتورها از قطعات و اجزای نسبتاً ساده‌ای تشکیل شده‌اند. به همین دلیل، تعمیر و نگهداری آن‌ها نسبتاً آسان است. موتورهای دیزل بازده بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند و سوخت کمتری مصرف میکنند. این امر باعث می‌شود که موتورهای دیزل گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه برای بسیاری از کاربردها باشند. در ادامه، به بررسی گام به گام نحوه عملکرد موتور دیزل خواهیم پرداخت.
عملکرد موتور دیزل
موتور دیزل، موتوری است که در آن احتراق سوخت توسط فشرده کردن هوا ایجاد می‌شود.
مرحله اول: مکش
در مرحله اول مکش، پیستون از نقطه بالایی (TDC) به سمت پایین حرکت می‌کند، این حرکت باعث ایجاد خلاء در سیلندر می‌شود. در نتیجه، هوا و مقدار کمی سوخت از طریق منیفولد ورودی به داخل سیلندر کشیده می‌شوند. در یک موتور دیزل، فشار هوا در سیلندر به اندازه کافی برای احتراق سوخت بدون جرقه نیاز دارد. به همین دلیل، موتورهای دیزل به جای استفاده از شمع جرقه، از فشار هوا برای اشتعال سوخت استفاده میکنند.
در مرحله مکش، پیستون از موقعیت بالای مرکزی به موقعیت پایین مرکزی حرکت می‌کند. این حرکت باعث ایجاد خلاء در سیلندر می‌شود. خلاء ایجاد شده باعث می‌شود که هوا و مقدار کمی سوخت از طریق منیفولد ورودی به داخل سیلندر کشیده شوند. دریچه ورودی در ابتدای مرحله مکش باز می‌شود و در انتهای مرحله مکش بسته می‌شود. این بدان معناست که هوا و سوخت فقط در طول مرحله مکش وارد سیلندر می‌شوند.
مرحله دوم: تراکم
در این مرحله، هوا به اندازه کافی داغ می‌شود تا سوخت دیزل را بدون نیاز به جرقه مشتعل کند. مرحله دوم تراکم در موتور دیزل زمانی شروع می‌شود که پیستون به بالا حرکت می‌کند و هوا را در محفظه احتراق فشرده می‌کند. در این مرحله، هوا به طور فزاینده‌ای داغ و فشرده می‌شود. هنگامی که پیستون به بالاترین نقطه خود می‌رسد، مرحله دوم تراکم به پایان می‌رسد. در این مرحله، هوا به دمای حدود ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشار حدود ۴۰۰ بار می‌رسد.
دمای و فشار بالای هوا در مرحله دوم تراکم باعث می‌شود که سوخت دیزل به طور خود به خود مشتعل شود. در این مرحله، سوخت دیزل با هوا مخلوط و در داخل سیلندر منفجر می‌شود. این انفجار، باعث می‌شود که پیستون به پایین حرکت کند و میل لنگ را بچرخاند. مرحله دوم تراکم یکی از مراحل مهم در عملکرد موتور دیزل است. این مرحله باعث می‌شود که هوا به دما و فشار کافی برای احتراق خود به خود سوخت دیزل برسد.
مرحله سوم: احتراق
در مرحله سوم، سوخت دیزل به محفظه احتراق تزریق و با هوای فشرده شده ترکیب می‌شود. این ترکیب به سرعت می‌سوزد و باعث تولید فشار و دمای بسیار بالا می‌شود. در مرحله سوم احتراق، پیستون در نقطه مرگ بالایی (TDC) قرار دارد و هوا به شدت فشرده شده است. در این زمان، انژکتور سوخت، مقدار مشخصی سوخت دیزل را به محفظه احتراق تزریق می‌کند. سوخت دیزل به دلیل دمای بالای هوا به سرعت تبخیر و با هوای فشرده شده ترکیب می‌شود. این ترکیب به سرعت می‌سوزد و باعث تولید فشار و دمای بسیار بالا می‌شود.
فشار و دمای بالای تولید شده در مرحله سوم، باعث حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود. این حرکت، انرژی مکانیکی تولید می‌کند که میتواند برای چرخش محور موتور استفاده شود. مدت زمان احتراق در موتورهای دیزل، حدود ۱۰ تا ۲۰ درجه از دوران موتور است. این زمان، به عوامل مختلفی مانند نسبت تراکم موتور، دمای هوا و نوع سوخت دیزل بستگی دارد. در موتورهای دیزل مدرن، سیستم‌های کنترل الکترونیکی می‌توانند میزان سوخت تزریق شده در مرحله سوم را تنظیم کنند. این امر باعث بهبود کارایی موتور و کاهش انتشار آلاینده‌ها می‌شود.
مرحله چهارم: تخلیه
در مرحله تخلیه، پیستون از نقطه مرگ بالایی (TDC) به نقطه مرگ پایینی (BDC) حرکت می‌کند. در این حین، سوپاپ خروج باز است و گازهای احتراق شده از سیلندر خارج می‌شوند. این مرحله با باز شدن سوپاپ خروج شروع می‌شود. در این زمان، فشار گازهای احتراق شده در سیلندر به حدی است که پیستون را به سمت BDC می‌راند. با حرکت پیستون به سمت پایین، حجم سیلندر افزایش و فشار گازها کاهش می‌یابد. این امر باعث می‌شود که گازهای احتراق شده از سیلندر خارج شوند.
خروج گازهای احتراق شده از سیلندر تا زمانی ادامه می‌یابد که فشار آن‌ها با فشار محیط برابر شود. در این زمان، سوپاپ خروج بسته می‌شود و مرحله تخلیه به پایان می‌رسد. مرحله تخلیه نقش مهمی در عملکرد موتور دیزل دارد. این مرحله باعث می‌شود که سیلندر برای مرحله مکش بعدی آماده شود. همچنین، خروج گازهای احتراق شده از سیلندر باعث می‌شود که دما و فشار در سیلندر کاهش یابد. این امر برای احتراق بعدی سوخت ضروری است. در موتورهای دیزل، مرحله تخلیه معمولاً کوتاه‌ترین مرحله است. این مرحله معمولاً بین 0.1 تا 0.2 ثانیه طول می‌کشد.
اجزای اصلی موتور دیزل: قلب تپنده ماشین‌آلات صنعتی
موتور دیزل یکی از انواع موتورهای احتراق داخلی است که از سوخت دیزل برای تولید انرژی استفاده می‌کند.
●سیلندر: سیلندر فضایی است که در آن احتراق سوخت و هوا انجام می‌شود. سیلندرها معمولاً از جنس آهن یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. قطر و طول سیلندرها بر قدرت و کارایی موتور تأثیر می‌گذارند.
●پیستون: پیستون قطعه‌ای است که در داخل سیلندر حرکت می‌کند و انرژی حاصل از احتراق را به میل‌لنگ منتقل می‌کند. پیستون معمولاً از جنس آلومینیوم ساخته می‌شود.
●میل‌لنگ: میل‌لنگ قطعه‌ای است که انرژی حاصل از حرکت پیستون را به چرخ‌ها منتقل می‌کند. میل‌لنگ معمولاً از جنس فولاد ساخته می‌شود.
●سر سیلندر: سر سیلندر قطعه‌ای است که در بالای سیلندر قرار دارد و دریچه‌های ورودی و خروجی هوا و سوخت را در خود جای داده است. سر سیلندر معمولاً از جنس آلومینیوم ساخته می‌شود.
●میل سوپاپ: میل سوپاپ قطعه‌ای است که دریچه‌های ورودی و خروجی هوا و سوخت را باز و بسته می‌کند. میل سوپاپ معمولاً از جنس فولاد ساخته می‌شود.
●سیستم سوخت‌رسانی: سیستم سوخت‌رسانی وظیفه‌ی تأمین سوخت برای موتور را بر عهده دارد. سیستم سوخت‌رسانی در موتورهای دیزل معمولاً از یک پمپ سوخت، یک انژکتور و یک فیلتر سوخت تشکیل شده است.
●سیستم خنک‌کاری: سیستم خنک‌کاری وظیفه‌ی خنک‌کردن موتور را بر عهده دارد. سیستم خنک‌کاری در موتورهای دیزل معمولاً از یک رادیاتور، یک پمپ آب و یک ترموستات تشکیل شده است.
●سیستم روغن‌کاری: سیستم روغن‌کاری وظیفه‌ی روانکاری قطعات موتور را بر عهده دارد. سیستم روغن‌کاری در موتورهای دیزل معمولاً از یک پمپ روغن، یک فیلتر روغن و یک کارتل روغن تشکیل شده است.
برای کسب اطلاعات بیشتر از کاربرد دیزل ژنراتور به صفحه دیزل ژنراتور مراجعه کنید.
مقایسه عملکرد موتور دیزل و دیزل ژنراتور
موتور دیزل و دیزل ژنراتور هر دو از موتورهای احتراق داخلی هستند که از سوخت دیزل برای تولید انرژی استفاده میکنند. با این حال، تفاوت‌‌های اساسی در نحوه عملکرد آن‌ها وجود دارد. موتور دیزل یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه است که در آن سوخت دیزل در داخل سیلندر فشرده و سپس با گرمای ناشی از فشرده سازی مشتعل می‌شود. این انفجار باعث می‌شود پیستون به سمت پایین حرکت کند و میل لنگ را بچرخاند. میل لنگ سپس انرژی مکانیکی را برای چرخاندن سایر قطعات موتور و تولید قدرت فراهم می‌کند.
دیزل ژنراتور یک موتور دیزلی است که به یک ژنراتور متصل است. ژنراتور از انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور دیزل برای تولید برق استفاده می‌کند. تفاوت کلیدی بین موتور دیزل و دیزل ژنراتور این است که موتور دیزل برای تولید قدرت طراحی شده است، در حالی که دیزل ژنراتور برای تولید برق طراحی شده است. موتور دیزل میتواند مستقیماً برای چرخاندن سایر قطعات استفاده شود، در حالی که دیزل ژنراتور برای تولید برق باید به یک ژنراتور متصل شود. موتور دیزل معمولاً دارای دور موتور بالاتری نسبت به دیزل ژنراتور است.
در نتیجه، موتورهای دیزل برای کاربردهایی که به راندمان بالا، طول عمر و استهلاک کم نیاز است، مانند کاربردهای صنعتی و حمل و نقل، انتخاب مناسبی هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، لازم است با کارشناسان و متخصصین خبره پارسیان دیزل در ارتباط باشید.
سؤالات متداول
چه نوع سوختی در موتور دیزل استفاده می‌شود؟
سوخت دیزل یک سوخت مایع است که از نفت خام تولید می‌شود. سوخت دیزل حاوی کربن، هیدروژن و مقدار کمی گوگرد است.
اجزای اصلی موتور دیزل کدم‌اند؟
- سیلندر
- پیستون
- سوپاپ‌ها
- انژکتورهای سوخت
- میل لنگ
موتور دیزل چه مزایایی دارد؟
مزایای موتور دیزل عبارت‌اند از:
- کارایی بالا
- گشتاور بالا
- طول عمر بالا
خرداد 6, 1402