موتورهای دیزل یکی از مهم‌ترین انواع موتورهای احتراق داخلی هستند که نقش کلیدی در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. این موتورها به دلیل بازدهی سوخت بالا، دوام بیشتر و قدرت تولیدی زیاد، در ماشین‌های سنگین، تجهیزات کشاورزی، نیروگاه‌های برق و کشتی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از برندهای مطرح در حوزه تولید موتورهای دیزل، دویتس (Deutz) است که با تولید موتورهای دیزلی پیشرفته، نقش مهمی در افزایش کارایی و کاهش آلایندگی این موتورها ایفا کرده است. با ما در فروشگاه دویتس مرکزی در این مطلب همراه شوید تا به شما بگوییم اساس کار موتورهای دیزل چیست؟
تاریخچه و توسعه موتورهای دیزل
موتورهای دیزل برای اولین‌بار در اواخر قرن نوزدهم توسط رودلف دیزل اختراع شدند. انگیزه اصلی او از توسعه این موتور، افزایش کارایی و کاهش مصرف سوخت نسبت به موتورهای بخار و بنزینی بود. رودلف دیزل تلاش کرد موتوری را طراحی کند که با استفاده از فشرده‌سازی هوا، سوخت را بدون نیاز به شمع مشتعل کند. این فناوری به دلیل بازدهی بالا و عملکرد بهینه، خیلی زود در صنایع مختلف مورد استقبال قرار گرفت.
با گذر زمان، موتورهای دیزلی دستخوش تحولات متعددی شدند. برند دویتس (Deutz) یکی از پیشگامان توسعه این فناوری است که از دهه‌های گذشته تا به امروز در تولید موتورهای دیزلی با کارایی بالا فعالیت دارد. امروزه موتورهای دیزل مدرن با فناوری‌های نوین، نظیر سیستم‌های تزریق مستقیم، فیلترهای کاهش آلایندگی و کنترل الکترونیکی سوخت، توانسته‌اند بهره‌وری بیشتری داشته باشند و میزان آلاینده‌های خروجی را به حداقل برسانند. این پیشرفت‌ها باعث شده موتورهای دیزل همچنان انتخاب اصلی برای صنایع سنگین و کاربردهای صنعتی باشند.
اجزای اصلی موتور دیزل
موتورهای دیزل از مجموعه‌ای از اجزای مکانیکی و سیستم‌های کنترلی تشکیل شده‌اند که به‌طور هماهنگ برای تولید نیروی محرکه کار می‌کنند. هر یک از این بخش‌ها نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد و افزایش بازدهی موتور ایفا می‌کنند. در ادامه، مهم‌ترین اجزای موتور دیزل و وظایف آن‌ها بررسی شده است:
- سیلندر و محفظه احتراق: محل اصلی انجام فرآیند احتراق که در آن هوای فشرده شده با سوخت ترکیب و مشتعل می‌شود. این بخش تأثیر مستقیمی بر توان خروجی موتور دارد.
- پیستون و میل‌لنگ: پیستون در داخل سیلندر حرکت می‌کند و نیروی حاصل از احتراق را به میل‌لنگ منتقل می‌کند. میل‌لنگ این انرژی را به حرکت چرخشی تبدیل کرده و در نهایت نیروی لازم برای حرکت وسیله را تأمین می‌کند.
- سیستم سوخت‌رسانی (انژکتورها و پمپ تزریق): این سیستم وظیفه دارد سوخت را با دقت بالا و در زمان مناسب به داخل سیلندر تزریق کند. انژکتورها سوخت را به قطرات ریز تبدیل می‌کنند تا احتراق کامل‌تری رخ دهد.
- سیستم روغن‌کاری و خنک‌کاری: موتورهای دیزل برای کاهش اصطکاک و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد، نیاز به روغن‌کاری و خنک‌کاری دارند. روغن‌کاری باعث کاهش سایش قطعات متحرک شده و سیستم خنک‌کننده از افزایش دمای موتور جلوگیری می‌کند.
- سیستم اگزوز و کاهش آلاینده‌ها: گازهای خروجی حاصل از احتراق از طریق سیستم اگزوز دفع می‌شوند. در موتورهای جدید، فیلترهای دوده و مبدل‌های کاتالیستی برای کاهش میزان آلاینده‌ها به کار می‌روند تا اثرات زیست‌محیطی موتورهای دیزل کمتر شود.
نحوه کارکرد موتور دیزل
موتورهای دیزل بر اساس چرخه چهارزمانه کار می‌کنند که شامل مراحل مکش، تراکم، احتراق و تخلیه است. این موتورها برخلاف موتورهای بنزینی، برای اشتعال نیاز به شمع ندارند، بلکه با فشرده‌سازی هوا، دمای آن را تا حدی بالا می‌برند که سوخت به‌طور خودکار مشتعل شود. این فرآیند باعث بازدهی بالاتر و مصرف سوخت بهینه‌تر در مقایسه با موتورهای بنزینی می‌شود. در ادامه، هر مرحله از این چرخه به‌صورت تخصصی بررسی می‌شود.
۱. مکش: ورود هوا به سیلندر
در این مرحله، پیستون از نقطه بالایی سیلندر به سمت پایین حرکت می‌کند و دریچه ورودی باز می‌شود. این حرکت باعث ایجاد خلأ در سیلندر شده و هوای تازه را از طریق منیفولد ورودی به داخل سیلندر می‌کشد. برخلاف موتورهای بنزینی، در موتورهای دیزل فقط هوا وارد سیلندر شده و سوخت هنوز تزریق نمی‌شود.
۲. تراکم: فشرده‌سازی هوا و افزایش دما
پس از تکمیل مرحله مکش، دریچه ورودی بسته شده و پیستون از پایین به سمت بالا حرکت می‌کند. این حرکت باعث فشرده شدن هوا داخل سیلندر می‌شود. میزان فشرده‌سازی در موتورهای دیزل نسبت به موتورهای بنزینی بسیار بیشتر است (نسبت تراکم معمولاً بین 14:1 تا 23:1 است). این فشرده‌سازی باعث افزایش شدید دما (حدود ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد) می‌شود که برای احتراق سوخت کافی است.
۳. احتراق: تزریق سوخت و اشتعال خودبه‌خودی
در این مرحله، انژکتور سوخت مقدار دقیقی از گازوئیل را با فشار بالا به داخل محفظه احتراق پاشش می‌کند. به دلیل دمای بسیار بالای هوا در سیلندر، سوخت بلافاصله مشتعل شده و باعث انفجار کنترل‌شده‌ای می‌شود. این احتراق باعث می‌شود که پیستون با نیروی زیادی به سمت پایین حرکت کند و انرژی مکانیکی تولید شود. این فرآیند بدون نیاز به شمع جرقه‌زن انجام می‌شود، که یکی از تفاوت‌های اصلی موتور دیزل با موتور بنزینی است.
۴. تخلیه: خروج گازهای حاصل از احتراق
پس از احتراق و تولید انرژی، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می‌کند و دریچه تخلیه باز می‌شود. گازهای حاصل از احتراق از طریق سوپاپ خروجی به سیستم اگزوز هدایت شده و از موتور خارج می‌شوند. این مرحله باعث می‌شود سیلندر برای یک چرخه جدید آماده شود.
تفاوت احتراق موتور دیزل با موتور بنزینی
در موتورهای دیزلی، احتراق بدون نیاز به شمع جرقه‌زن و تنها از طریق فشرده‌سازی هوا انجام می‌شود، درحالی‌که در موتورهای بنزینی، مخلوط سوخت و هوا باید توسط شمع جرقه بزند تا احتراق رخ دهد. این تفاوت باعث می‌شود که موتورهای دیزل بازدهی بالاتر و دوام بیشتری داشته باشند و در عین حال، مصرف سوخت کمتری نسبت به موتورهای بنزینی داشته باشند.
سیستم‌های فرعی موتور دیزل
علاوه بر اجزای اصلی، موتورهای دیزل دارای سیستم‌های پشتیبانی‌کننده‌ای هستند که عملکرد بهینه موتور را تضمین می‌کنند. این سیستم‌ها شامل سیستم سوخت‌رسانی، خنک‌کاری، روغن‌کاری و کنترل آلایندگی هستند که هر یک نقش مهمی در افزایش بازدهی و کاهش استهلاک موتور دارند.
۱. سیستم سوخت‌رسانی: چگونگی تأمین و تزریق سوخت به داخل سیلندر
این سیستم شامل پمپ سوخت، انژکتورها و فیلترهای سوخت است. پمپ، سوخت را با فشار بالا از مخزن به انژکتورها می‌رساند، و انژکتورها آن را به‌صورت قطرات ریز داخل محفظه احتراق اسپری می‌کنند. این فرآیند باید با دقت بالایی انجام شود تا احتراق کامل و بدون هدررفت انرژی صورت گیرد.
۲. سیستم خنک‌کاری: جلوگیری از افزایش بیش از حد دمای موتور
در حین کارکرد، دمای موتور دیزل به‌شدت افزایش می‌یابد، به همین دلیل سیستم خنک‌کاری وظیفه دارد حرارت اضافی را دفع کند. این سیستم شامل رادیاتور، مایع خنک‌کننده، پمپ آب و فن خنک‌کننده است که با جریان یافتن مایع خنک‌کننده در اطراف سیلندرها، گرما را جذب کرده و از طریق رادیاتور دفع می‌کند.
۳. سیستم روغن‌کاری: کاهش اصطکاک و افزایش عمر قطعات
برای کاهش اصطکاک و جلوگیری از فرسایش قطعات، موتور دیزل از سیستم روغن‌کاری استفاده می‌کند. پمپ روغن، روغن موتور را به قسمت‌های مختلف نظیر یاتاقان‌ها، میل‌لنگ و دیواره سیلندرها پمپ می‌کند. این امر علاوه بر کاهش اصطکاک، باعث خنک‌کنندگی جزئی و افزایش طول عمر قطعات نیز می‌شود.
۴. سیستم اگزوز و کنترل آلایندگی: نقش فیلترهای دوده و فناوری‌های کاهش آلاینده
موتورهای دیزل به دلیل نوع احتراق، نسبت به موتورهای بنزینی آلاینده‌های بیشتری تولید می‌کنند. برای کاهش این آلاینده‌ها، سیستم اگزوز شامل فیلتر دوده (DPF) و مبدل کاتالیستی طراحی شده است. این سیستم، دوده و اکسیدهای نیتروژن را فیلتر کرده و میزان آلایندگی را تا حد ممکن کاهش می‌دهد، که یکی از چالش‌های اصلی موتورهای دیزل در سال‌های اخیر بوده است.
موتور دیزلی کدام کمپانی بهتر است؟
علاوه بر دویتس، برندهای معتبر دیگری نیز در زمینه تولید موتورهای دیزل فعالیت دارند. کامینز (Cummins) یکی از پیشروهای صنعت دیزل است که موتورهای آن در ماشین‌آلات سنگین، کامیون‌ها و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. پرکینز (Perkins) نیز یک برند مشهور بریتانیایی است که موتورهای دیزلی با عملکرد بالا برای تجهیزات کشاورزی و ژنراتورها تولید می‌کند. همچنین، کاترپیلار (Caterpillar) با ارائه موتورهای قدرتمند و بادوام، یکی از بهترین گزینه‌ها برای ماشین‌آلات معدنی و صنعتی به شمار می‌رود. این برندها، در کنار دویتس، از برترین تولیدکنندگان موتورهای دیزلی در جهان هستند که هرکدام ویژگی‌های منحصربه‌فردی برای کاربردهای مختلف دارند.
پایان
موتورهای دیزل با بهره‌گیری از چرخه چهارزمانه، احتراق خودبه‌خودی و بازدهی بالای سوخت، یکی از قدرتمندترین و کارآمدترین گزینه‌ها برای صنایع سنگین، حمل‌ونقل و تولید انرژی هستند. تفاوت آن‌ها با موتورهای بنزینی در قدرت بالاتر، دوام بیشتر و مصرف سوخت بهینه‌تر باعث شده که همچنان انتخاب اصلی برای ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات سنگین باشند. اگر به دنبال یک موتور دیزلی قدرتمند، کم‌مصرف و بادوام هستید، پیشنهاد می‌کنیم از موتورهای دویتس (Deutz) استفاده کنید. بازرگانی دویتس مرکزی به‌عنوان نمایندگی معتبر موتورهای دویتس 912 و دویتس 913، بهترین مدل‌ها و قطعات جانبی را با قیمت مناسب و خدمات پس از فروش حرفه‌ای ارائه می‌دهد. برای خرید و دریافت مشاوره تخصصی، همین حالا با فروشگاه مرمزی دویتس تماس بگیرید و موتور دیزلی مناسب نیاز خود را انتخاب کنید.