بررسی و هواگیری مدار کلاچ هیدرولیک/پنوماتیک؛ رفع سختی تعویض دنده
زمان تقریبی مطالعه 10 دقیقه
0
پسندیدمموتور دیزل نه فقط یک ماشین، بلکه قلب تپنده صنعت و حمل‌ونقل است؛ از کامیون‌هایی که کالاها را در جاده‌ها جابه‌جا می‌کنند تا کشتی‌هایی که در اقیانوس‌ها دریانوردی می‌کنند و ژنراتورهایی که برق مورد نیاز ساختمان‌های بزرگ را تامین می‌کنند. این موتور، نمادی از قدرت، دوام و کارایی است و با مکانیزم منحصربه‌فرد خود که بر پایه احتراق فشاری استوار است، دنیای ما را به پیش می‌راند. موتور دیزل، در دل خود، داستانی از فیزیک، مهندسی و نوآوری را روایت می‌کند؛ داستانی که نشان می‌دهد چگونه می‌توان با فشرده‌سازی و گرما، نیرویی عظیم خلق کرد.
حالا که با کلیات این شاهکار مهندسی آشنا شدید، آیا کنجکاو نیستید که دقیق‌تر به اجزای درونی و نحوه عملکرد آن بپردازید و بدانید چه چیزی موتور دیزل را تا این حد قدرتمند و کارآمد کرده است؟ در ادامه این مطلب از پایه یک با ما همراه باشید.
تعریف ساده و البته فنی موتور دیزلی
به زبان ساده، موتور دیزلی یک نوع موتور احتراق داخلی است که برای تولید نیروی محرکه از یک فرآیند منحصربه‌فرد استفاده می‌کند. تفاوت اصلی آن با موتورهای بنزینی در نحوه شروع احتراق است. در حالی که موتورهای بنزینی برای احتراق مخلوط سوخت و هوا به جرقه شمع نیاز دارند، موتورهای دیزلی از پدیده‌ای به نام احتراق در اثر تراکم بهره می‌برند.
در این فرآیند، ابتدا هوای خالص به شدت فشرده می‌شود. این امر باعث بالا رفتن دمای هوا می‌شود که به این پدیده گرمای تراکم می‌گویند. سپس سوخت دیزل به صورت پودرشده و تحت فشار بالا به داخل این هوای داغ تزریق می‌شود. این کار باعث می‌شود سوخت به صورت خودبه‌خود و بدون نیاز به جرقه، مشتعل شود و انرژی عظیمی آزاد کند. این انرژی، نیروی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن پیستون و در نهایت کل سیستم را فراهم می‌کند.
اجزای سازنده یک موتور دیزلی
یک موتور دیزل از صدها قطعه تشکیل شده است که هر کدام نقشی حیاتی در عملکرد صحیح آن ایفا می‌کنند. آشنایی با این اجزا برای هر راننده یا مکانیک ضروری است. در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم:
سیلندرها و پیستون‌ها
سیلندر محفظه‌ای استوانه‌ای است که پیستون در داخل آن بالا و پایین می‌رود. این حرکت رفت و برگشتی، اساس کار موتور است و نیروی حاصل از احتراق را به میل لنگ منتقل می‌کند.
میل لنگ
پیستون‌ها از طریق شاتون به میل لنگ متصل می‌شوند. میل لنگ، حرکت خطی پیستون‌ها را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند تا در نهایت نیروی لازم برای حرکت خودرو یا دستگاه تولید شود.
سرسیلندر
سرسیلندر در بالای سیلندر قرار دارد و شامل سوپاپ‌های ورود هوا و خروج دود، انژکتورها و در برخی مدل‌ها، شمع گرمکن است. این بخش، محفظه احتراق را می‌بندد و نقش کلیدی در فرآیند تنفس موتور دارد.
سیستم تزریق سوخت
این سیستم، مهم‌ترین بخش موتور دیزل است و شامل پمپ انژکتور و انژکتورها می‌شود. پمپ انژکتور، گازوئیل را با فشار بسیار بالا به سمت انژکتورها می‌فرستد. انژکتورها نیز سوخت را به صورت پودر به داخل سیلندر تزریق می‌کنند تا احتراق کامل و بهینه صورت گیرد.
توربوشارژر و اینترکولر
اکثر موتورهای دیزلی امروزی برای افزایش قدرت و بازده، به توربوشارژر مجهز هستند. توربوشارژر از گازهای خروجی اگزوز استفاده می‌کند تا هوای بیشتری را به داخل سیلندر فشرده کند و در نتیجه قدرت و گشتاور موتور را بالا ببرد. اینترکولر نیز وظیفه خنک کردن هوای فشرده‌شده توسط توربوشارژر را بر عهده دارد تا چگالی آن افزایش یابد و احتراق بهتری انجام شود.
سیستم خنک‌کاری و روغن‌کاری
به دلیل فشار و دمای بالای کارکرد، این موتورها به سیستم خنک‌کاری (مایع یا هوا) و سیستم روغن‌کاری قوی نیاز دارند تا قطعات حساس آن از فرسایش و آسیب‌های حرارتی در امان بمانند.
روش کارکرد موتور دیزلی در چهار گام ساده
موتورهای دیزلی اغلب از چرخه چهار زمانه پیروی می‌کنند که شامل مراحل زیر است:
مکش
در این مرحله، پیستون از بالاترین نقطه خود به سمت پایین حرکت می‌کند و سوپاپ ورودی باز می‌شود. هوای خالص از طریق سیستم ورودی به داخل سیلندر مکیده می‌شود.
تراکم
سوپاپ ورودی بسته می‌شود و پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند. این حرکت باعث فشرده‌سازی هوای داخل سیلندر می‌شود. دمای هوا به دلیل تراکم بالا، به حدود ۵۵۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.
مرحله قدرت/احتراق
درست قبل از اینکه پیستون به بالاترین نقطه خود برسد، انژکتور سوخت را به صورت پودر به داخل هوای داغ تزریق می‌کند. این عمل باعث اشتعال خودبه‌خودی سوخت می‌شود و انفجاری کنترل‌شده رخ می‌دهد. فشار ناشی از این انفجار، پیستون را با قدرت به سمت پایین هل می‌دهد و نیروی محرکه تولید می‌شود.
مرحله تخلیه
پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می‌کند و سوپاپ خروجی باز می‌شود. گازهای حاصل از احتراق از طریق این سوپاپ به منیفولد اگزوز و سپس به بیرون هدایت می‌شوند.
این چهار مرحله به صورت پیوسته تکرار می‌شوند تا موتور به کار خود ادامه دهد.
انواع موتور دیزل و کاربردهای آن‌ها
موتورهای دیزل بر اساس ساختار و کاربرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام برای کاربری خاصی بهینه شده‌اند:
بر اساس چرخه عملکرد
موتورهای دیزل چهار زمانه: همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد، این موتورها برای تکمیل یک چرخه کامل به چهار حرکت پیستون نیاز دارند. این نوع، رایج‌ترین موتور در خودروهای سواری، کامیون‌ها، اتوبوس ها و ماشین‌آلات صنعتی است.
موتورهای دیزل دو زمانه: این موتورها کل فرآیند را در دو حرکت پیستون و یک دور چرخش میل لنگ کامل می‌کنند. موتورهای دو زمانه معمولاً سبک‌تر هستند و قدرت بیشتری در نسبت به وزن خود تولید می‌کنند، اما مصرف سوخت و آلایندگی بالاتری دارند. کاربرد آن‌ها بیشتر در کشتی‌ها و لوکوموتیوهای دیزلی دیده می‌شود.
بر اساس تعداد سیلندر
تک سیلندر: برای مصارف کوچک مانند پمپ‌های آب کشاورزی، موتوربرق‌های قابل حمل و تیلرها استفاده می‌شوند.
چند سیلندر: در انواع مختلف از ۲ تا ۱۶ سیلندر یا حتی بیشتر، در خودروهای سنگین، دیزل ژنراتورها، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها و ماشین‌آلات راهسازی به کار می‌روند.
بر اساس کاربرد
- خودروهای سنگین: کامیون باری و کشنده ها در جاده‌های ایران، اتوبوس‌های شهری و بین‌شهری و انواع مینی‌بوس‌ها.
- ماشین‌آلات صنعتی و راهسازی: بولدوزرها، لودرها، بیل مکانیکی‌ها، جرثقیل‌ها و تراکتورهای کشاورزی.
- کشاورزی: تراکتورهای بزرگ، کمباین‌ها و پمپ‌های آبیاری.
- تولید برق (دیزل ژنراتور): تامین برق اضطراری در بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها، مراکز داده و ساختمان‌های بزرگ.
- حمل‌ونقل ریلی و دریایی: لوکوموتیوهای قطار و موتورهای کشتی‌ها.
تفاوت موتورهای دیزلی و موتورهای بنزینی؛ یک مقایسه کامل
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، تفاوت اصلی این دو نوع موتور در شیوه احتراق است، اما این تفاوت ریشه‌ای، منجر به تفاوت‌های دیگری نیز شده است که در این جدول به صورت خلاصه و مقایسه‌ای آورده شده‌اند:
| ویژگی | موتور دیزلی | موتور بنزینی |
| روش احتراق | احتراق فشاری (بدون شمع) | احتراق جرقه‌ای (با شمع) |
| سوخت مصرفی | گازوئیل (دیزل) | بنزین |
| راندمان حرارتی | بالاتر (حدود ۴۵-۵۵٪) | پایین‌تر (حدود ۳۰-۴۰٪) |
| گشتاور | بسیار بالا در دورهای پایین | پایین‌تر در دورهای پایین |
| مصرف سوخت | معمولاً کمتر | معمولاً بیشتر |
| هزینه ساخت | معمولاً بالاتر (به دلیل مقاومت بیشتر قطعات) | معمولاً پایین‌تر |
| صدای موتور | معمولاً بیشتر (به دلیل انفجار شدیدتر) | معمولاً کمتر و نرم‌تر |
مزایا و معایب موتورهای دیزلی
هر فناوری نقاط قوت و ضعف خود را دارد. شناخت این موارد به شما کمک می‌کند تا بهترین گزینه را برای نیاز خود انتخاب کنید.
مزایا ✅
راندمان حرارتی و مصرف سوخت بهینه: به دلیل نسبت تراکم بالا و چگالی انرژی بیشتر گازوئیل، موتورهای دیزل سوخت کمتری مصرف می‌کنند. برای یک راننده کامیون در جاده‌های ایران، این یعنی صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌ها.
گشتاور بالا در دور پایین: این ویژگی، موتور دیزل را برای حمل بارهای سنگین و عبور از شیب‌ها ایده‌آل می‌کند. کامیون‌های دیزلی به راحتی می‌توانند بار را در سربالایی‌ها بالا ببرند بدون اینکه نیاز به تعویض دنده مداوم داشته باشند.
طول عمر بالا: قطعات موتور دیزل به دلیل مقاومت در برابر فشار و حرارت بالا، معمولاً عمر طولانی‌تری نسبت به موتورهای بنزینی دارند.
ایمنی بالاتر سوخت: گازوئیل برخلاف بنزین، فرار نیست و در دمای معمولی به راحتی مشتعل نمی‌شود، که ایمنی بیشتری در زمان حمل‌ونقل و نگهداری فراهم می‌کند.
معایب ❌
هزینه اولیه بالا: قیمت خرید یک خودرو یا دستگاه مجهز به موتور دیزلی معمولاً بیشتر از نمونه بنزینی آن است.
هزینه‌های نگهداری و تعمیر: قطعات سنگین و سیستم‌های پیچیده باعث می‌شود هزینه تعمیرات تخصصی و قطعات یدکی بالاتر باشد.
آلایندگی زیست‌محیطی: موتورهای دیزل، به ویژه مدل‌های قدیمی، ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن بیشتری تولید می‌کنند. البته در مدل‌های جدید با استفاده از فیلتر ذرات دیزل و سیستم کاهش کاتالیزوری انتخابی، این مشکل تا حد زیادی برطرف شده است.
صدا و لرزش: به دلیل فشار احتراق بالا، موتورهای دیزلی معمولاً پر سر و صداتر و دارای لرزش بیشتری هستند.
عملکرد ضعیف در هوای سرد: به دلیل نیاز به دمای بالا برای احتراق، راه‌اندازی اولیه موتور ممکن است کمی طول بکشد یا در هوای سرد گازوئیل حالت ژله‌ای پیدا کند.
سوخت موتور دیزل
سوخت اصلی موتورهای دیزل، گازوئیل یا نفت‌گاز است که از پالایش نفت خام به دست می‌آید. این سوخت نسبت به بنزین، چگالی انرژی بالاتری دارد، به این معنی که در حجم برابر، انرژی بیشتری تولید می‌کند.
مشخصه‌های مهم سوخت دیزل
عدد ستان: این عدد نشان‌دهنده کیفیت احتراق سوخت دیزل است. هرچه عدد ستان بالاتر باشد، سوخت سریع‌تر و کامل‌تر مشتعل می‌شود که به روشن شدن نرم‌تر موتور، کاهش صدا و آلایندگی کمک می‌کند. عدد ستان استاندارد برای گازوئیل خودرویی در ایران حدود ۵۰ است.
میزان گوگرد: گوگرد موجود در سوخت، پس از احتراق به دی‌اکسید گوگرد تبدیل شده و باعث آلودگی هوا و آسیب به قطعات موتور می‌شود. امروزه استانداردهای سختگیرانه مانند استاندارد یورو، میزان گوگرد را به شدت کاهش داده‌اند.
نگهداری و نکات کاربردی برای رانندگان و تعمیرکاران
اگر مالک یک خودروی دیزلی هستید یا با این موتورها سروکار دارید، رعایت چند نکته می‌تواند عمر مفید موتور را به شکل چشمگیری افزایش دهد:
- همیشه از جایگاه‌های سوخت معتبر و با کیفیت استفاده کنید. ناخالصی‌ها و آب موجود در گازوئیل می‌تواند به سیستم تزریق سوخت که قطعاتی گران‌قیمت هستند، آسیب جدی بزند.
فیلتر سوخت و فیلتر هوا را طبق برنامه کاتالوگ سازنده کنید. این کار از ورود آلودگی به موتور جلوگیری می‌کند.
روغن موتور دیزلی با روغن موتور بنزینی متفاوت است. از روغن‌های مخصوص دیزل با گرید مناسب و مطابق با استاندارد سازنده استفاده کنید.
در هوای سرد، شمع‌های گرمکن نقش مهمی در گرم کردن هوای داخل سیلندر برای روشن شدن موتور ایفا می‌کنند. هرگونه نقص در این سیستم، روشن شدن خودرو را در زمستان دشوار می‌کند.
قهرمانان واقعی صنعت و حمل‌ونقل
موتورهای دیزلی، ستون فقرات صنعت و حمل‌ونقل مدرن هستند. از کامیون‌هایی که کالاهای اساسی را در جاده‌های ایران جابه‌جا می‌کنند تا ژنراتورهایی که برق اضطراری بیمارستان‌ها را تأمین می‌کنند، همگی مدیون قدرت و کارایی این موتورها هستند. این موتورها با وجود هزینه‌های نگهداری بالاتر، به دلیل طول عمر زیاد، مصرف سوخت بهینه و گشتاور فوق‌العاده، انتخاب اول برای کاربردهای سنگین باقی می‌مانند. با پیشرفت تکنولوژی و رعایت استانداردهای زیست‌محیطی، آینده این موتورها همچنان روشن است و شاهد نسخه‌های کم‌مصرف‌تر آن‌ها خواهیم بود.
دلیل دود سیاه از اگزوز موتور دیزل چیست؟
دود سیاه ناشی از احتراق ناقص سوخت است. این مشکل معمولاً به دلیل فیلتر هوای کثیف، انژکتورهای کثیف یا خراب، یا تنظیم نبودن سیستم سوخت‌رسانی ایجاد می‌شود. در واقع، سوخت به درستی با هوا مخلوط نمی‌شود و به طور کامل نمی‌سوزد.
آیا موتورهای دیزلی نیاز به شمع دارند؟
خیر، موتورهای دیزلی شمع جرقه ندارند. آن‌ها از شمع‌های گرمکن استفاده می‌کنند که فقط برای گرم کردن هوای ورودی در زمان استارت سرد کاربرد دارند تا احتراق راحت‌تر صورت گیرد. پس از روشن شدن موتور، این شمع‌ها دیگر نقشی در فرآیند احتراق ندارند.
چرا موتورهای دیزل برای خودروهای سنگین بهترند؟
به دلیل گشتاور بسیار بالای تولیدی در دور موتور پایین و راندمان حرارتی بالاتر. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که موتور دیزل بتواند به راحتی بارهای سنگین را حمل کند، از شیب‌ها بالا برود و در مسافت‌های طولانی با مصرف سوخت کمتر کار کند، که در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود
این مطلب توسط تیم کارشناسان سایت پایه یک نوشته شده است.
پشت هر مطلب در وبلاگ پایه یک، کار تیمی است؛ خبرنگار میدانی، کارشناس فنی و پژوهشگر محتوا. از مقایسهٔ جزئیات تا راهنمای انتخاب بهترین‌های انواع کامیون و کامیونت، راهنمای لوازم و قطعات خودروهای سنگین و... ما به تصمیم‌های روزمره سنگین سواران کمک می‌کنیم. کلیک کنید تا با نویسندگان ما بیشتر آشنا شوید.
آیا این مقاله را دوست داشتید ؟
0
پسندیدم
در حال حاضر هیچ نظر یا دیدگاهی ثبت نشده است. شما میتوانید اولین نفری باشید که دیدگاه یا نظر خود را برای ما ارسال می‌کنید.