نحوه احتراق موتور دیزل چگونه است؟

احتراق در موتورهای دیزل یکی از مراحل کلیدی در فرآیند تولید قدرت است. این مقاله به بررسی چگونگی انجام احتراق در موتورهای دیزل می‌پردازد و اجزای مختلف و فرآیندهای مرتبط با آن را توضیح می‌دهد.

1. مقدمه

موتورهای دیزل به دلیل بازده بالای سوخت و توانایی کارکرد در شرایط سخت، به طور گسترده‌ای در وسایل نقلیه سنگین، کشتی‌ها، و ژنراتورهای برق استفاده می‌شوند. برخلاف موتورهای بنزینی، موتورهای دیزل از فرآیند احتراق تراکمی برای اشتعال سوخت استفاده می‌کنند.

2. اصول اولیه احتراق در موتور دیزل

احتراق در موتور دیزل به چهار مرحله اصلی تقسیم می‌شود:

1. تنفس: هوای تازه به داخل سیلندر مکیده می‌شود.
2. تراکم: هوا درون سیلندر به شدت فشرده می‌شود.
3. احتراق: سوخت به هوا تزریق می‌شود و به دلیل دمای بالا، به صورت خودبخودی می‌سوزد.
4. تخلیه: گازهای حاصل از احتراق از سیلندر خارج می‌شوند.

3. مراحل احتراق

3.1. مرحله تنفس

در این مرحله، پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند و باعث ایجاد یک فشار منفی در سیلندر می‌شود که هوای تازه را از طریق سوپاپ‌های ورودی به داخل می‌کشد.

3.2. مرحله تراکم

پس از ورود هوا به داخل سیلندر، سوپاپ‌های ورودی بسته می‌شوند و پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند. این حرکت باعث فشرده شدن هوای داخل سیلندر می‌شود. نسبت تراکم در موتورهای دیزل بین 14:1 تا 25:1 متغیر است که بسیار بالاتر از موتورهای بنزینی است.

3.3. مرحله احتراق

در این مرحله، زمانی که پیستون به نزدیک نقطه مرگ بالا (TDC) می‌رسد، سوخت دیزل به داخل هوای فشرده و داغ تزریق می‌شود. به دلیل دمای بالای هوا، سوخت به صورت خودبخودی مشتعل می‌شود. این احتراق سریع و ایجاد فشار بالا، پیستون را به سمت پایین حرکت می‌دهد و نیروی لازم برای حرکت موتور را تولید می‌کند.

3.4. مرحله تخلیه

پس از اینکه پیستون به پایین‌ترین نقطه خود رسید، سوپاپ‌های تخلیه باز می‌شوند و گازهای حاصل از احتراق به بیرون رانده می‌شوند. سپس، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می‌کند تا سیلندر را برای چرخه بعدی آماده کند.

4. ویژگی‌های مهم احتراق در موتور دیزل

4.1. احتراق خودبخودی

یکی از ویژگی‌های مهم موتورهای دیزل این است که احتراق به صورت خودبخودی انجام می‌شود. این به دلیل دمای بالای هوای فشرده است که هنگام تزریق سوخت، به سرعت احتراق را شروع می‌کند.

4.2. فشار بالای تراکم

فشار بالای تراکم در موتور دیزل باعث افزایش کارایی و بازده سوخت می‌شود. این فشار بالا همچنین موجب می‌شود که موتورهای دیزل بتوانند در شرایط سخت و بارهای سنگین عملکرد خوبی داشته باشند.

4.3. سیستم تزریق سوخت

سیستم تزریق سوخت در موتور دیزل بسیار دقیق و پیچیده است. این سیستم باید سوخت را با فشار بالا و به صورت یکنواخت و دقیق به داخل سیلندر تزریق کند تا احتراق بهینه و کارآمد باشد.

5. تکنولوژی‌های پیشرفته در احتراق موتور دیزل

5.1. سیستم تزریق سوخت مستقیم

تکنولوژی تزریق سوخت مستقیم (Direct Injection) به موتورهای دیزل اجازه می‌دهد که سوخت را مستقیماً به داخل سیلندر تزریق کنند، که این امر باعث بهبود کارایی و کاهش مصرف سوخت می‌شود.

5.2. سیستم‌های کنترل الکترونیکی

سیستم‌های کنترل الکترونیکی پیشرفته می‌توانند فرآیند تزریق سوخت و احتراق را با دقت بالا کنترل کنند. این سیستم‌ها می‌توانند زمانبندی تزریق، مقدار سوخت، و شرایط احتراق را بهینه‌سازی کنند.

5.3. توربوشارژرها

توربوشارژرها به موتورهای دیزل اجازه می‌دهند که هوای بیشتری را به داخل سیلندر مکیده و فشرده کنند، که این امر منجر به افزایش قدرت و کارایی موتور می‌شود.

6. نتیجه‌گیری

احتراق در موتورهای دیزل یک فرآیند پیچیده و حیاتی است که نیازمند دقت بالا و تکنولوژی‌های پیشرفته است. درک بهتر این فرآیند می‌تواند به بهبود عملکرد و کارایی موتورهای دیزل کمک کند و مصرف سوخت و آلایندگی‌های ناشی از آن‌ها را کاهش دهد.

موتورهای دیزل با بهره‌گیری از سیستم‌های تزریق سوخت پیشرفته و تکنولوژی‌های مدرن، توانسته‌اند به یکی از مهم‌ترین اجزای صنعت حمل و نقل و تولید انرژی تبدیل شوند.

مطلب مرتبط :‌چگونگی احتراق در موتور دیزل

انتهای مطلب