تاریخچه دیزل

رودولف دیزل سال ۱۸۵۸ در پاریس متولد شد. در دانشگاه پلی‌تکنیک مونیخ تحصیلات خود را آغاز کرد. پس از فارغ التحصیلی، به عنوان مهندس یخچال مشغول به کار شد اما علاقه‌ بسیار زیادی به طراحی موتورداشت.  رودولف دیزل طرح‌های بسیاری در موتور های حرارتی داشت که در سال ۱۸۹۳ در مقاله ای یک موتور با احتراق درون سیلندر (موتور احتراق داخلی) را توصیف نمود.

در سال ۱۸۹۴، او اختراع جدید خود را موتور دیزل نام‌گذاری نمود اما سال ۱۹۱۳ بر اثر انفجار موتور دیزلی کشته شد. اما ثابت شد که، در موتور دیزل سوخت بدون نیاز به جرقه مشتعل می شود. سال ۱۹۸۷، اولین موتور دیزل او توانست با موفقیت کار کند. موتورهای دیزلی مدرن، نسخه بهبود یافته‌ی مفهوم اصلی رودولف دیزل است. موتورهای دیزلی عمدتا در زیردریایی، کشتی، لوکوموتیو و کامیون های بزرگ و مولدهای برقی مانند دیزل ژنراتور استفاده می‌شوند.

دیزل ژنراتور یکی از پرکاربردترین محصولاتی است که موتور دیزل در آن استفاده شده است و می‌تواند برق اضطراری مناطقی را که از برق محروم اند یا مناطقی که قطعی و وصلی زیادی دارند، تامین نماید.

رودولف دیزل ایده موتور های دیزل را گسترش داد و نهایتا سال ۱۸۹۲ حق ثبت اختراع خود را از کشور آلمان به‌دست آورد. هدف اصلی او اختراع موتوری با بازده بالا بود. برخلاف موتور بنزینی که در سال ۱۸۷۶ اختراع شد و بازده بالایی نداشت.

تفاوت موتور دیزلی و موتور بنزینی

عملکرد موتور بنزینی بصورت ترکیب هوا و بنزین در بیرون از سیلندر و تزریق مستقیم آن به داخل سیلندر می باشد که با جرقه زدن یک شمع، عمل احتراق صورت می گیرد. نا گفته نماند که در موتورهای بنزینی جدید با سیستم سوخت‌رسانی انژکتور، عمل ترکیب بنزین و هوا در داخل سیلندر اتفاق می‌افتد. موتورهای دیزلی فاقد شمع می باشند و به همین علت نسبت تراکم یا فشردگی هوای داخل سیلندر در موتورهای دیزل چندین برابر موتورهای بنزینی است.

در موتورهای دیزلی به دلیل نسبت تراکم بالا، با تزریق سوخت گازوئیل و فشردگی زیاد عمل احتراق انجام شود. نسبت تراکم در موتور های بنزینی ۸:۱ تا ۱۲:۱ است، در حالی‌که نسبت تراکم در موتور های دیزلی بیش از ۱۴:۱ و عموما ۲۵:۱ است. نسبت تراکم بالا در موتور های دیزلی، بازدهی موتور را افزایش می دهد.

موتور دیزل به دلیل نداشتن شمع، هوا را می ‌مکد و پس از متراکم نمودن، سوخت را مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می‌کند (تزریق یا پاشش مستقیم). گرمای حاصل از متراکم شدن هوا، باعث انفجار سوخت در موتور دیزل می‌شود.

تزریق سوخت در موتور های دیزل

انژکتور موتور دیزل اجزای بسیار پیچیده‌ای دارد. موقعیت آن در موتورهای مختلف، متفاوت می باشد. انژکتور باید دما و فشار داخلی سیلندر را تحمل و سوخت را تبدیل به قطرات ریز کند. گردابی کردن قطرات در داخل سیلندر که باعث پخش مناسب آنها می‌شود، نیز یک چالش است.

به همین دلیل بعضی از موتور های دیزل، سوپاپ مکش مخصوصی قبل از محفظه احتراق قرار می دهند یا از تجهیزات دیگری استفاده می کنند تا هوای محفظه احتراق را گردابی کنند. یکی از تفاوت‌های بزرگ بین موتور های دیزلی و بنزینی، فرآیند تزربق سوخت است.

در موتور خودرو، همه سوخت در داخل سیلندر، طی مرحله مکش بارگذاری و سپس متراکم می شود. مقدار تراکم مخلوط سوخت و هوا وابسته به نسبت تراکم موتور است. پس اگر هوا بیش از اندازه متراکم شود، مخلوط سوخت و هوا به طور خود به خود مشتعل و سبب ضربه زدن می‌شود. موتور های دیزل تنها هوا را متراکم می‌کنند، بنابراین نسبت تراکم بسیار زیاد است. نسبت تراکم بالا، قدرت بیشتری تولید می‌کند.

بعضی از موتور های دیزل دارای شمع گرمکن می باشند. وقتی موتور دیزل سرد است، مرحله کمپرس ممکن است دمای هوا را به اندازه کافی برای مشتعل کردن سوخت بالا نبرد. شمع گرمکن (glow plug) یک سیم گرمکن الکتریکی است که محفظه احتراق را گرم و دمای هوا را در مواقعی که موتور سرد کار می‌کند، افزایش می‌دهد تا موتور روشن ‌شود.

همه وظایف در موتور های جدید توسط سیستم کنترل ECM ، با مجموعه سنسورهای پیچیده‌ای که همه چیز را کنترل می کنند. از دور موتور تا دمای روغن و مایع خنک کننده و… . امروزه گرمکن ها به‌ندرت در موتور های بزرگ استفاده می‌شوند. سیستم کنترل ECM دمای هوای محفظه را چک کرده و تایمینگ موتور را در هوای سرد ریتارد می‌کند. در نتیجه انژکتور سوخت را دیرتر تزریق می‌کند. بنابراین هوا در داخل سیلندر بیشتر متراکم می‌شود و با گرمای زیاد ایجاد شده، موتور روشن می شود.

موتور های کوچک و موتورهایی که سیستم کنترل ECM ندارند، از گرمکن برای روشن شدن در هوای سرد استفاده می کنند. تفاوت بین موتور های دیزلی و موتور های بنزینی فقط دلایل مکانیکی نیست، بلکه از لحاظ سوخت مصرفی نیز متفاوت هستند.

سوخت دیزل

اگر سوخت دیزل (گازوئیل) را با بنزین مقایسه کنید، خواهید دید که بوی متفاوتی دارند. همچنین سوخت دیزل (گازوئیل) سنگین ‌تر و چگالی‌ زیادی دارد . گازوئیل نسبت به بنزین دیرتر تبخیر می شود، به عبارتی نقطه جوش آن نسبت به آب بالاتر است.