در این مقاله سعی شده به طور کامل به مبحث تفاوت موتور دیزلی با موتور بنزینی؟ پرداخته شود، چندین دهه است که انسان‌ها بیشترین استفاده را از این موتورها دارند. اکثر خودروها و موتورسیکلت‌هایی که در دنیا تولید می‌شوند دارای موتور بنزینی هستند. بسیاری از ماشین آلات و تجهیزات صنعتی و کشاورزی دارای موتور دیزلی هستند.
موتور دیزلی چیست؟
در سال ۱۸۹۳ اولین موتور دیزل توسط رودولف دیزل ساخته شد و در سال ۱۸۹۵ در آمریکا ثبت و اختراع شد. موتور دیزلی قلب تپنده وسایل نقلیه بزرگ مانند تریلی‌ها،کامیون‌ها،قطارها،کشتی‌ها و زیر دریایی ها هستند و شباهت زیادی به موتور های بنزینی دارند اما تفاوتی نیز بین آنها وجود دارد که در این مقاله قصد داریم به تفاوت موتور دیزلی با موتور بنزینی بپردازیم.
موتورهای دیزلی یک موتور احتراق درون سوز است این موتورها در طی چند دهه اخیر پیشرفت چشمگیری داشتند و از این موتورها میتوان در دستگاه‌های مختلف اعم از دستگاه چمن زنی، اتومبیل ها، موتور برق ها و دیزل ژنراتور ها و غیره در صعنت استفاده کرد.
موتور دیزلی از نظر فنی دارای ساختار بسیار پیچیده‌ای است. به همین جهت هم تعمیر موتورهای دیزلی به سادگی امکان پذیر نیست و هم هزینه‌های نگهداری از موتورهای دیزلی با توجه به سنگینی قطعات، اصطکاک آنها و نیاز به نیروی کار متعدد نسبت به سایر موتورها بیشتر است. موتورهای دیزلی ممکن است روی دستگاه‌های مختلفی بسته شوند. از این رو گاهی به صورت هندلی و گاهی هم به شکل استارتی میتوان آنها را روشن کرد. زمانی که موتورهای دیزلی در خودروها و ماشین‌های سنگین به کار بروند، با روش استارتی روشن می‌شوند. اما در مواردی شاهد استفاده از این موتورها در تجهیزات ساختمانی و صنعتی هستیم. در این موارد با کشیدن نخ هندل، دستگاه شروع به کار می‌کند.
کاربردهای مختلف انواع موتور دیزلی:
موتورهای دیزلی کوچک:
این موتور ها که ساختار آنها تک سیلندر می باشد از توان های کوچک تا نهایتا توان ۱۵ الی ۲۰ کاوا موجود می باشد که کاربری آنها بیشتر خانگی، ویلا ها، و مصارف بیشتر تک فاز می باشد، این موتورهای دیزلی معمولا تا توان ۳۰ اسب بخار نیز موجود می باشند، از نمونه های این موتور دیزلی می توان موتور های تک سیلندر استریم را نام برد.
موتورهای دیزلی متوسط برای کاربری نیمه صنعتی و کارگاهی:
این موتور های دیزلی که ساختار آنها در انواع دو سیلندر، سه سیلندر، چهار سیلندر، موجود می باشند برای انواع مصارف کارگاهی و نیمه صنعتی که معمولا تا توان ۱۰۰ کاوا را تامین می کنند، از برندهای مطرح این مدل موتور ها می توان به موتور های دیزلی پرکینز موتور سازان تبریز و بنز ایدم که از تولیدات داخلی ایران هستند نام برد.
موتورهای دیزلی برای مصارف صنعتی:
موتورهای دیزلی که قابل استفاده برای مصارف صنعتی و نیروگاهی عظیم مورد استفاده قرار می گیرند که معمولا موتور های شش سیلندر هشت سیلندر و دوازده سیلندر می باشند که در محدوده رنج توانی این موتورهای دیزلی از بالای ۱۰۰ کاوا تا ۱ تا ۲ مگاواتی مورد استفاده قرار می گیرند که موتورهای کامینز و پرکینز از نمونه های مطرح این موتورهای دیزلی می باشند.
احتراق سوخت در موتورهای دیزلی:
احتراق موتورهای دیزلی بسیار ساده است. این چرخه شامل چهار مرحله است که وظیفه آن تبدیل انرژی حرارتی دیزل به انرژی مکانیکی است. همچنین موتورهای دیزل مانند همه موتورهای احتراق داخلی ناکارآمد هستند زیرا در چهار فاز چرخه فقط یک فاز انرژی مکانیکی مفید برای پیشرانه تولید می کند و سه فاز دیگر انرژی را جذب می کنند. به طور کلی احتراق یک موتور دیزل به شرح زیر است:
مکش
در مرحله اول، دریچه گاز کاملا باز است تا هوا وارد شود. سپس پیستون از نقطه بالا به نقطه پایین حرکت می کند. در این مدت شاتون برخورد می کند و میل لنگ ۱۸۰ درجه می چرخد و فرورفتگی شدیدی در محفظه احتراق ایجاد می کند. به دلیل این فرورفتگی و سوخت گیری انژکتور، محفظه پر می شود.
فشرده سازی
در مرحله دوم، سوپاپ بسته می شود و پیستون برای فشرده سازی سوخت در محفظه احتراق حرکت می کند. در موتورهای دیزلی، فشارهای موجود در این مرحله بیشتر از موتورهای جرقه زنی است. این عملکرد به همین دلیل انجام می شود تا امکان خود اشتعالی اختلاطی فراهم شود.
مطالعه بیشتر: هزینه نگه داری موتور های دیزلی بیشتر است و یا بنزینی ؟
موتور بنزینی چیست؟
موتور بنزینی گونه ای از موتور احتراقی درون سوز با سوخت بنزین است که در آن بنزین با هوا در محفظه بسته‌ای (محفظه احتراق) ترکیب و با جرقه شمع محترق می شوند، در اثر فشار انفجار آن، نیرویی تولید می‌شود که پیستون را به حرکت در می آورد، این نیرو از طریق میل لنگ و گیربکس به چرخ ها منتقل شده و باعث حرکت خودرو می شود. به علت فشار احتراق بالا و گرمای زیاد، پیستون های این نوع موتورها از آلیاژهای خاصی که از آلومینیوم که مجهز به تقویت کننده فولادی است ساخته می شود. ( کارشناسی خودرو ) در برخی از پیستون ها کل محفظه احتراق یا قسمتی از آن داخل پیستون تعبیه شده است.
موتورهای بنزینی به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:
موتورهای دو زمانه: (موتور درون‌سوزی که ۲ فرایند اصلی دارد. (۱- مکش سوخت + تراکم) .(۲- احتراق+خروج دود))
موتورهای چهار زمانه: ( موتور درون‌سوزی با چهار فرایند اصلی ۱-مکش سوخت ۲- تراکم ۳-احتراق ۴- خروج دود است.)
ساختمان موتور چهار زمانه:
این نوع از موتورهای بنزینی خود گروهی از موتورهای احتراق داخلی هستند. موتورهای احتراق داخلی برای کار کردن به یک سری قطعات و سیستم‌ها نیازمندند.مانند: سیستم سوخت رسانی، بدنه موتور، سیستم سوپاپ‌ها، سیستم خنک کننده و …در نتیجه موتورهای چهارزمانه دارای مکانسیم‌هایی می‌باشند که انجام چهار مرحله مکش، تراکم، توان و تخلیه را به صورت مجزا ممکن می‌سازد (در موتورهای دو زمانه مراحل مکش و توان و تخلیه و تراکم با هم انجام می‌شوند) این مکانسیم‌ها به شرح زیر هستند:
سیستم سوخت رسانی و تنظیم سوخت
سیستم سوپاپ ها
مانیفولد هوا و مانیفولد دود
سیستم زمان بندی اشتعال
ساختمان موتور دو زمانه:
مرحله جرقه
مرحله مکش
مرحله تراکم
تفاوت موتور دو زمانه و چهار زمانه:
موتور ۴ زمانه همانطور که از نامش پیداست در ۴ مرحله کار می کند. مرحله قدرت (پیستون در پایین)، مرحله خروج دود (پیستون در بالا)، مرحله ورود سوخت و هوا (دوباره پیستون در پایین) و مرحله کمپرس یا فشار (دوباره پیستون در بالا). این ۴ مرحله با ۲ دور کامل دوران میل لنگ اتفاق می افتد.
یک موتور ۲ زمانه در ۲ سیکل، ترکیب کل مراحل ذکر شده را انجام می دهد. مرحله اول ترکیب مراحل قدرت و خروج دود می باشد. مرحله دوم نیز ترکیب مراحل کمپرس و ورود سوخت و هوا است. هر دو مرحله قدرت و احتراق هنگامی که پیستون به بالاترین مکان سیکل خود می رسد اتفاق می افتد. تخلیه دود و سوخت گیری نیز در پایین ترین مکان پیستون انجام می شود. پس تنها یک دوران کامل میل لنگ کافی است تا دو مرحله را تولید نموده و پیستون را با یک بار بالا و پایین رفتن به سوی کامل شدن چرخه می راند.
بر اساس یک قانون کلی، هر چه تعداد قطعات متحرک کمتر باشد به همان نسبت احتمال خرابی کمتر بوده و تعمیر و نگهداری آسانتر می‌شود. بطور کلی موتور ۲ زمانه از لحاظ ظرفیت پیستون و اندازه کوچکتر از موتور ۴ زمانه بوده و اکثر اوقات موتور ۴ زمانه با دو برابر ظرفیت پیستون و سایز می تواند به قدرتی برابر قدرت موتور دو زمانه برسد.
تفاوت اصلی موتور های درون سوز یا بنزینی با موتور خودروهای برقی در این است که این نوع موتورها دارای صدها قطعه متحرک است و مواد مصرفی موتورهای درون سوز مثل روغن گیریبکس و….. برای طبیعت موادی آلاینده هستند.
بهره‌گیری از موتورهای پیشرفته و یا هیبریدی کردن پیشرانه‌ها یکی از راه‌هایی است که البته چند سالی می‌شود از سوی خودروسازان اتخاذ شده است. شاید هم کنار گذاشتن موتورهای درون سوز و روی آوردن به موتورهای برقی بهترین راهکار باشد.
تفاوت موتور دیزلی با موتور بنزینی؟
اولین تفاوت موتور دیزلی با موتور بنزینی در این است که موتورهای بنزینی هم سوخت و هم هوا را به داخل محفظه احتراق خود می‌برند، اما موتورهای دیزل فقط هوا را وارد محفظه احتراق خود می‌کنند.
فشرده سازی و قدرت:
هم موتورهای دیزلی و هم موتورهای بنزینی هوا را در یک محفظه فشرده می‌کنند که این فشار باعث انفجار می‌شود، اما نحوه وقوع انفجار در این دو موتورها متفاوت است.
در موتورهای بنزینی از شمع برای احتراق و مخلوط سوخت و هوا استفاده می‌شود که پیستون در نهایت به سمت پایین منتقل می‌شود، اما در موتورهای دیزل با نزدیک شدن پیستون به بالای خط تراکم سوخت و هوا، هوا به مقدار زیاد فشرده می‌شود که این فشرده سازی باعث می‌شود پیستون به مقدار کافی داغ شود. این داغ شدن باعث اشتعال سوخت می‌شود.
سرعت:
سرعت یکی دیگر از تفاوتهای موتورهای بنزینی و دیزلی است. موتورهای بنزینی عموماً دارای سرعت خیلی بیشتری نسبت به موتورهای دیزلی هستند. در واقع میتوان گفت موتورهای دیزلی بیشتر برای کارهای سنگین، آهسته و قدرتی مناسب هستند؛ بنابراین از موتورهای دیزلی در کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، بلدوزرها، تراکتورها و به طور کلی ماشین‌های سنگین استفاده می‌شود.
موتورهای بنزینی برای کارهای سبک‌تر گزینه بسیار خوبی هستند؛ بنابراین در خودروهای سواری بیشتر از موتورهای بنزینی به جای موتورهای دیزلی استفاده می‌شود.
راندمان حرارتی بالاتر موتورهای دیزل از موتورهای بنزینی:
راندمان حرارتی موتورهای دیزلی بسیار بیشتر از موتورهای بنزینی است، اگر تفاوت بازده موتور دیزل و بنزینی را بخواهیم با عدد و رقم مشخص کنیم تقریبا یک موتور دیزلی ۱۴ درصد بیشتر از موتورهای بنزینی گرما تولید می‌کند. میزان تولید حرارت یک موتور بنزینی حدودا ۲۵ درصد و میزان حرارت تولید شده توسط یک موتور دیزلی حدودا ۳۹ درصد است.
ایمنی:
موتور دیزل به دلیل استفاده از سوخت دیزل مثل گازوئیل دارای بخارهای کمتری است و این بخارها نسبت به بنزین که بسیار شعله‌ور است کمتر چنین حالتی دارند همچنین سوخت دیزل نسبت به بنزین کمتر فرار است تمامی این موارد باعث می‌شود که موتورهای دیزلی ایمنی بیشتری داشته باشند.
نسبت هوا به سوخت:
موتورهای بنزینی محدودیتی از نظر نسبت هوا به سوخت دارند، اما موتورهای دیزلی می‌توانند در محدوده بسیار وسیعی کار کنند. فشار دادن پدال گاز در موتورهای دیزلی نسبت هوا به سوخت را به مقدار زیادی کاهش می‌دهد به این معنی که سوخت بیشتری در مقایسه با هوای وارد شده تزریق می‌شود و در نتیجه قدرت اسب بخار را افزایش می‌دهد. به طور کلی برخی از مشکلاتی که در موتورهای دیزل رخ می‌دهد علت آنها عبارتند از:
مشکلات هنگام راه اندازی: ممکن است مربوط به تراکم ضعیف موتور باشد.
دود آبی که از اگزوز خارج می‌شود: دود آبی خارج شده از لوله اگزوز نشان می‌دهد که موتور در حال سوختن روغن خود است که احتمالاً ناشی از فرسودگی سیلندرها یا پر شدن بیش از حد محفظه روغن است.
از دست دادن قدرت موتور: می‌تواند ناشی از فشرده سازی ضعیف موتور باشد. همچنین ممکن است نشان‌دهنده فرسودگی رینگ‌های پیستون و سوپاپ‌ها باشد که در این صورت نیاز به تعویض دارند.
افزایش مصرف روغن: اگر متوجه شدید که مکرراً به موتور‌تان روغن اضافه می‌کنید، احتمالاً نشتی وجود دارد که نیاز به توجه فوری دارد.
وزن:
از آنجایی که انواع مختلف سوخت‌ها به فشار کاری متفاوتی نیاز دارند این امر بر نحوه طراحی کردن موتورهای دیزلی و بنزینی تاثیر می‌گذارد. به طور کلی فشارهای گسترده‌ای که موتورهای دیزلی تحت تاثیر آنها قرار می‌گیرند نیاز به آن دارد که موتورهای دیزلی سنگین و قوی باشند؛ بنابراین موتورهای دیزلی نسبت موتورهای بنزینی سنگین وزن‌تر هستند زیرا برای ایجاد انفجار نیاز به فشار بالایی دارند.
همچنین این موضوع باعث می‌شود تا جنس قطعات استفاده شده در آن بسیار مقاوم‌تر باشد به طوری که در برابر ضربه‌ها به آن آسیب جدی وارد نشود. اما موتورهای بنزینی در ایجاد فرآیندهای احتراق به ضربه و فشار کمتری نیاز دارند؛ بنابراین طراحی آنها کوچکتر است و مسلما وزن آنها از موتورهای دیزلی کمتر است.
شمع گرم کن:
برخی از موتورهای دیزل قدیمی دارای شمع گرم‌کن هستند. این شمع وظیفه دارد تا هوا را در موتور دیزل گرم کند و همچنین سوخت در لحظه ورود به سیلندر، با پاشیده شدن روی این شمع حرارتی، راحت‌تر منفجر شود. اساس کاری این شمع با شمع موتور بنزینی، کاملا متفاوت است.
حساسیت به آب:
در موتورهای دیزلی چون شمع برای جرقه زنی وجود ندارد و اساس کاری موتور بر طبق فشرده سازی بالای هوا استوار است، حساسیت بسیار کمی به آب دارند. به همین دلیل بسیاری از خودروهای نظامی با موتورهای دیزل، به راحتی می توانند از مسیرهای آبی با عمق بالا عبور کنند. اما وجود مقداری آب در مسیر سیستم جرقه زنی موتورهای بنزینی، می‌تواند کارکرد آنها را دچار اختلال کند.
حساسیت به سرما:
در سوخت دیزل مقداری آب وجود دارد. یخ زدن این آب می‌تواند در زمستان اثر منفی در کارکرد و روشن شدن پیشرانه دیزل داشته باشد. از این‌رو از روش‌هایی مثل ضدیخ گازوییل یا گرم‌کن سوخت و… برای این پیشرانه‌ها استفاده می‌شود. همچنین چون کارکرد پیشرانه دیزل به داغ شدن هوا در سیلندر وابسته است، روشن شدن این پیشرانه در سرمای زیاد ممکن است کمی به سختی انجام شود. ضمن اینکه ضریب تراکم بالای این پیشرانه‌ها نیز منجر به استارت سخت‌تر آنها می‌شود.
مصرف سوخت، قیمت و آلاینده ها:
مصرف سوخت موتورهای دیزلی، به صرفه‌تر بوده و هزینه‌های کمتری به مالک خودرو تحمیل می کند. اما در مقابل، قیمت این پیشرانه‌ها کمی بالاتر است. ضمن اینکه برخلاف تصور عموم، امروزه موتورهای دیزلی بسیار پاک‌تر از گذشته و حتی پاک‌تر از نمونه‌های بنزینی هستند و گازهای گلخانه‌ای کمتری تولید می‌کنند. به همین خاطر است که در بحث خودروهای هیبریدی، از موتورهای بنزینی استفاده می‌شود تا آلایندگی آنها در مجموع کاهش یابد.
کاهش دهنده های آلاینده:
برای موتورهای بنزینی به منظور کاهش آلاینده‌های تولیدی از کاتالیزور استفاده می‌شود. این در حالی است که در موتورهای دیزل برای کاهش آلاینده‌ها، فیلتر دوده و همچنین سیستم SCR برای پاشش مایع ادبلو به کار می‌رود.
در این مقاله سعی شد به مواردی اشاره شود تا تفاوت موتورهای دیزلی با بنزینی به طور کلی گفته شود با شناخت تفاوتهای هر دو موتور می‌توانید درک بهتری از نحوه استفاده و کاربرد آنها داشته باشید و بهترین انتخاب را داشته باشید.
منابع:
