جدول المحتويات
يحتاج سُكان العالم إلى أنواع مُختلفة من الطاقة في أغلب الأعمال التي يقومون بها في مُختلف المجالات، ولكن في بعض الأوقات ينقطع مصدر الطاقة بسبب وجود أي مُشكلة في التوصيل أو بسبب انقطاع من المصدر، وفي هذه الحالة يبحث المُستخدمين على البديل ومن البدائل التي تكون مُتاحة لبعض المُستخدمين هو مُحرك الديزل، وقد تطور هذا المُحرك عبر العديد من السنين من أجل تحسين الأداء الخاص به ليُلبي الاحتياجات الخاصة بالمُستخدمين.
ما هو محرك الديزل؟
يُعد مُحرك الديزل أحد أشهر المُحركات في الوقت الحالي نظرًا لأهميته في استخدامات مُختلفة، وهو أحد مُحركات الاحتراق الداخلي التي تعتمد على تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الديزل إلى طاقة حركية، ويهدف هذا المُحرك إلى تواجد مُحرك يمتلك كفاءة أكبر من المُحركات التقليدية التي تعمل بالبنزين، ويتم الحصول على هذه الكفاءة العالية عن طريق ارتفاع نسبة الضغط بداخل المُحرك عن النسبة التي تتواجد في مُحركات البنزين؛ حيث أن كفاءة المُحرك تزداد مع زيادة نسبة الضغط الموجودة به.
مخترع محرك الديزل
وُلد رودولف كريستيان كارل ديزل في العاصمة باريس بفرنسا في الثامن عشر من شهر مارس عام 1858، وهو مُهندس ميكانيكي، واختفى رودولف في الثلاثين من شهر سبتمبر عام 1913 ولم يتم العثور عليه، وقد قام رودولف ديزل بصناعة مُحرك الديزل المُستخدم حاليًا بهدف تكوين آلة قابلة للنقل تعمل عن طريق استخدام الزيت كـوقود لها، وتتميز هذه الآلة عن مُحرك البنزين التقليدي في تصميمها الأفضل واستهلاكها الأقل للوقود مما عمل على زيادة كفاءة المُحرك.
أول محرك ديزل
بدأ رودولف ديزل حياته المهنية في العاصمة باريس عندما عاد للعمل في منصب مُدير فرع شركة ليند المُختصة في صناعة آلات التجميد، وحصل وقتها على العديد من براءات الاختراع المُختلفة وقام بتقديم العديد من الابداعات المُختلفة، ومن أهم الاختراعات الخاصة به هي آلة التجميد البُخارية، والتي قام بتصميمها بُناءً على نظرية المُحركات الحرارية بالإضافة إلى بعض التصميمات القديمة بواسطة مُهندسين آخرين في وقتها، ونجح رودولف في إكمال وتشغيل أول مُحرك باسمه في عام 1897 بنجاح وبدأ بعد ذلك مصنعًا خاص بإنتاج مُحركات الديزل.
مكونات محرك الديزل
يتكون مُحرك الديزل من العديد من الأجزاء المُختلفة التي يمتلك كُل واحدًا منها دور مُختلف في عملية إنتاج الطاقة، وتنقسم إلى:
أجزاء ثابتة
تقوم الأجزاء الثابتة داخل مُحرك الديزل بربط باقي مُكونات المُحرك سويًا، كما يعمل على حفظ المكونات الداخلية، وهذه الأجزاء هي:
- هيكل المحرك: يعد الهيكل هو المُكون الخارجي التي يحتوي على باقي الأجزاء التي يتم تثبيتها بداخله، ويمتلك الهيكل من الناحية السُفلية قاعدة من أجل تثبيت المُحرك بشكل جيد، ويتواجد بداخله حوض مُخصص لحفظ الزيت الخاص بالمُحرك وأعلاه علبة المرفق، ويحتوي الهيكل على الأجزاء التي تتحرك من أجل إنتاج الطاقة بالإضافة إلى رأس الاسطوانة والكُتلة الخاصة بها.
- جسم الأسطوانة: تُعد الاسطوانة هي الجُزء الأساسي من مُكونات المُحرك، وهذا يعود إلى إتمام عملية حرق الوقود أو الزيت الخاص بالمُحرك بداخلها من أجل إنتاج الطاقة، وتمتلك الاسطوانة بطانة تُحاط بالماء من أجل الحفاظ عليها من الحرارة العالية والقيام بتبريدها.
- رأس الأسطوانة: يُغطي هذا الجُزء من المُحرك الجزء العلوي الخاص بالاسطوانة، ويوجد بداخل الرأس الصمامات الخاصة بالمُحرك التي تقوم بإدخال الهواء والهواء داخل الاسطوانة من أجل توليد الطاقة، كما تقوم أيضًا بإخراج المواد المُحترقة من الاسطوانة.
الأجزاء المُتحركة
تقوم هذه الأجزاء بنقل الحرارة المُوَلَدة من داخل الحيز الذي يتم بداخله إحراق الوقود، ومن ثَم تقوم بتحويل هذه الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية، وهذه الأجزاء هي:
- المكبس: يقوم هذه الجُزء بإغلاق الناحية السُفلية للاسطوانة ومِن ثم يقوم بنقل الطاقة الحرارية من داخل غُرفة الحرق إلى العمود المُرفق.
- عمود المرفق: هو عمود يعتمد في الحركة الخاصة به على قدر الحركة التي يتم نقلها إليه عبر ذراع التوصيل من جُزء المكبس.
- ذراع التوصيل: يعمل ذراع التوصيل على نقل الطاقة الحرارية التي يتم إنتاجها في الجُزء العلوي الخاص بالمكبس إلى عمود المرفق، وينتج عن نقل هذه الطاقة الحرارية تحويل الحركة الترددية التي تتواجد في المكبس إلى حركة دورانية في جُزء عمود المرفق.
الأجزاء الخاصة بـآليات التشغيل
تعمل هذه الأجزاء على التحكم في الحركة الخاصة وتعديلها بشكل دقيق لزيادة كفاءة عمل المُحرك، ويتكون الجزء الأساسي من عمود الحدبات الذي يقوم بالعمل على التوقيتات الخاصة بإغلاق وفتح الصمامات الخاصة بالمُحرك، وهذا من أجل دفع الأذرع لكي تفتح الصمامات عن طريق الحدبات، وتعمل الزنبركات المُختلفة على إعادة إغلاقها، وتمتلك الحدبات وظيفة اُخرى وهي تشغيل مضخات الوقود.
دورات الخدمات
تقوم هذه الأجزاء بإمداد المُحرك بالمصادر والمواد التي تُعد لازمة من أجل التشغيل بالإضافة إلى حمايته من الحرارة الزائدة التي تنتج من عملية الاحتراق، وهذه الدورات هي:
- دورة خروج العادم.
- دورة دخول الهواء.
- دورة التزييت والتبريد.
- دورة الوقود.
- دورة دوران المحرك وعكس الاتجاه الخاص به.
طريقة عمل محرك الديزل
يعمل مُحرك الديزل في عن طريق عمل دورة تُعرف باسم دورة الديزل الرباعية والتي تنقسم إلى أربعة أجزاء مُختلفة، وتبدأ الدورة بالجُزء الأول وهو السحب، وفي هذا الجزء يتحرك المكبس الخاص بالمُحرك من نُقطة تُعرف باسم النقطة الميتة العُليا نحو النُقطة الميتة السُفلى، وهذا يتسبب في حدوث خلخلة في ضغط الهواء المتواجد في غُرفة الاسطوانة والذي يُصبح أقل من الضغط الجوي، وينتج عن الفرق في ضغط الهواء دخول الوقود بالإضافة إلى شُحنة من الهواء إلى داخل غُرفة الاسطوانة، ليبدأ بعد ذلك الجُزء الثاني وهو جزء الضغط والذي يتحرك فيه المكبس من النُقطة السفلية الميتة نحو النُقطة الميتة العليا، وهذا يعمل على ضغط الوقود بجانب شُحنة الهواء، ليبدأ بعد ذلك جُزء الاشتعال؛ حيث تنفجر الشُحنة وتقوم بتحريك ودفع السطح الخاص بالمكبس نحو الأسفل، ويبدأ بعد ذلك الجُزء الأخير وهو العادم وفيه يتحرك المكبس الخاص بالمُحرك من النُقطة الميتة السفلى نحو النقطة الميتة العليا لكي يقوم بضغط بقايا الاحتراق الخاصة بالوقود ودفعه خارج الغرفة الخاصة بالاسطوانة.
ميزات محرك الديزل
- العمل على زيادة نسبة الانضغاط التي تتواجد في مُحركات الديزل مما يُخفض مُعدل الاستهلاك الخاص بالوقود وبالتالي زيادة الكفاءة الحرارية الخاصة بالمُحرك.
- قلة مُعدل حوادث الحرائق بسبب عدم اختلاط الوقود الخاص بالمُحرك مع الهواء خارج الغُرفة الخاصة بالاحتراق.
- امتلاكه لمعدل عزم دوران كبير أثناء عمله بسرعة منخفضة.
- تولُد نواتج من عملية الاحتراق بشكل أقل مُقارنة بأنواع المحركات الأُخرى.
- طول العمر الافتراضي للمُحرك.
- انخفاض تكلفة الوقود الخاص به مُقارنة بالمُحركات الأُخرى.
عيوب محرك الديزل
- ثقل الوزن الخاص بالمُحرك.
- ظهور بعض الأدخنة عند تشغيله على أحمال عالية.
- الدقة الخاصة بتصنيع نظام الحقن.
- حدوث بعض الأعطال أثناء التشغيل في درجات الحرارة المُنخفضة.
زيت محرك الديزل
خصائص زيت محرك الديزل
تمتلك الزيوت الخاصة بمُحرك الديزل مُعدل مُعين لمستوى اللزوجة من أجل إعطاء آداء أكبر للمُحرك وإطالة العُمر الخاص به، وتركز المُنظمة اليابانية المعروفة JASO على المواصفات التي تهتم بنظافة المكبس الموجود بداخل المحرك، بالإضافة إلى حماية قطار الصمام من التآكل ومقاومة عملية الأكسدة أثناء عمل المُحرك في درجات الحرارة المُرتفعة.
أفضل أنواع زيت محرك الديزل
تتواجد بعض الأنواع التي تشتهر عالميًا من حيث الجودة الخاصة بها وقدرتها على الحفاظ على المُحرك، ومن أشهر تِلك الأنواع:
- IDEMITSU Zepro Euro Spec 5W-40.
- جنرال موتورز Dexos2 Longlife 5W-30.
- إجمالي كوارتز 9000 5W-40.
- Lukoil سفر التكوين كلاريتش 5W-30.
- CASTROL TURBO DIESEL 0W-30.
- IDEMITSU Zepro Touring Pro 0W-30.
- Motul 8100 X-max 0W-30.
أسباب نقص الزيت في محرك الديزل
- زيادة الحرارة والضغط الذي يتعرض له الزيت مما يجعل اللزوجة الخاصة به تقل وبالتالي تقل الكفاءة الخاصة به.
- وجود خلل في حلقات المكبس والصمامات الخاصة بالمُحرك.
- العمل لمُدة طويلة دون زيادة مستوى الزيت في المُحرك.
- وجود عطل في أحد الأجزاء الخاصة بالمُحرك التي تتسبب في تسرب الزيت.
- اختلاط الوقود بالزيت داخل غُرفة الاحتراق مما يتسبب في خروج بعض الأدخنة.
أعطال محرك الديزل
- بدء التشغيل بصعوبة.
- عدم دوران المحرك.
- عدم استمرارية المحرك في الدوران.
- بطء سرعة دوران المُحرك.
- زيادة مُعدل استهلاك الوقود.
- عدم استجابة المُحرك في السرعات العالية.
سبب تأخر تشغيل محرك الديزل
- تواجد مياه في الوقود أو عدم نقائه.
- حدوث انسداد في المصفى الخاص بالوقود.
- خلل في التوقيت الخاص بمضخة الحقن.
- ضعف الأداء الخاص بالبخاخات أو تعطلها.
- عُطب في الصمام الخاص بـراجع الوقود.
- تسرب الوقود من الأنابيب الخاصة به.
- قلة الكفاءة الخاصة بـمضخة حقن الوقود.
- حدوث عطل في الشمعات الخاصة بعملية التسخين.
صوت محرك الديزل
- حدوث خلل في نظام البخاخات.
- بدء عملية التشغيل بشكل غير سليم عن طريق تحديد سرعة خاطئة.
- دخول هواء في المنظومة الداخلية للمحرك.
- خلل في التوقيت الخاص بمضخة الحقن.
- إنخفاض في مستوى الضغط الخاص بالاسطوانات داخل المحرك.
- تسرب وقود من الخطوط الخاصة بالبخاخات.
- انخفاض مستوى الضغط الخاص بالوقود بين مضخة الحقن والمرشح.
- خلل في منظومة البخاخات.
- وجود مُشكلة في طُلمبة ضخ الوقود.
- عدم إغلاق البخاخات.
- انخفاض مستوى ضغط البخاخات عند فتحها.
- احتكاك رأس الاسطوانة بالمكبس الخاص بالمُحرك.
أسباب ارتفاع حرارة محرك الديزل
- زيادة الحمل على مُحرك الديزل.
- انسداد المُبرد في مضخة الحريق.
- عدم تبديل حرارة الزيت بشكل صحيح.
- حدوث تسريب من الاسطوانة داخل المُحرك.
إصلاح ارتفاع حرارة محرك الديزل
- اضافة غطاء مياه لمعرفة إذا كان القدر كافي للتبريد، وتجديدها بشكل دوري.
- تحريك المروحة يدويًا في حالة توقفها، وضبط جهاز شد الحزم لإنشاء مستوى توتر مُناسب.
- فحص وتعديل زوايا الحقن في حالة إن كانت ضيقة.
ما الفرق بين محرك الديزل والبنزين؟
ينتشر حول العالم العديد من المُحركات التي تستخدم لتوليد الطاقة للعديد من المجالات المتنوعة، ومن أشهر أنواع هذه المحركات هي الديزل والبنزين، ويتميز كُل منهم بمميزات ترجح الكفة الخاصة به في بعض الحالات عن النوع الآخر، وفي الجدول المُقبل سوف نستعرض سويًا أهم الفروق بين مُحرك الديزل ومحرك البنزين.
| وجه المقارنة | محرك الديزل | محرك البنزين |
| الطاقة | يولد الديزل كمية طاقة أكبر من محرك البنزين | يولد محرك البنزين كمية طاقة أقل من محرك الديزل |
| التلوث | يتسبب محرك الديزل في تلوث أكبر | يتسبب محرك البنزين في تلوث أقل |
| الأداء | 20% | 30% |
| الفرق التشغيلي | يتم الحقن في النهاية للاشتعال | يتم امتصاص خليط الوقود في الهواء ويشتعل مع شرارة |
| نسبة الضغط | لا يسترد فقدان الطاقة | يسترد فقدان الطاقة عن طريق زيادة معدل الضغط |
| خليط الوقود | يعمل عن طريق ضغط بين 16 و24 بار. | يتم ضبط خليط الهواء والبنزين تلقائيًا |
كيف تحول محرك البنزين الى محرك ديزل بدون أي تغيرات؟
لا يمكن تحويل مُحرك البنزين إلى محرك ديزل بسبب وجود العديد من الاختلافات الأساسية في التقنية المُستخدمة والتصميم الخارجي والداخلي لهم، ومن أهم هذه الاختلافات التي لا يُمكن تغييرها عدم وجود شمعة الاحتراق أو كما تُعرف باسم البواجي في مُحرك الديزل، وأن مُحرك الديزل يعمل عن طريق الضغط العالي الذي يحتاج إلى معادن مُعينة تتحمل الضغط العالي.
تحويل محرك الديزل الى غاز
يمكن تشغيل مُحرك غاز من نوع HBO على محركات الديزل ولكنها يتم تركيبها بصعوبة، ويوجد طريقتين مُختلفتين لتركيبة وهُم إعادة الصياغة بشكل كامل ونظام الوقود المزدوج.
إعادة الصياغة
يتم في هذه الطريقة تحويل مُحرك الديزل الأساسي بشكل كامل إلى مُحرك يعمل بالغاز، ويتم ضبط مُستوى الضغط الخاص به إلى 1:12 لكي يستطيع المُحرك تمرير الوقود، ولكن هذه الطريقة يوجد بها عيب وهو التكلفة العالية بالإضافة إلى ضعف العزم والقوة الخاصة بالمُحرك.
نظام الوقود المزدوج
يعمل المُحرك بهذا النظام في البداية باستخدام الوقود الخاص بالديزل ومِن ثَم يتم استخدام المُخفض الخاص بالغاز، ويتم تغذية الخلية في الغرفة المُخصصة للاحتراق عبر صمام المدخل ليسير الأكسجين بجانب الغاز، ويتم تشغيل وقود الديزل عند وصول المكبس إلى أعلى مركز ميت ليصل إلى درجة حرارة 900 درجة، وتُعد هذه الدرجة كافية لإشعال الغاز ذاتيًا.
أفضل محرك ديزل في العالم
تقوم العديد من الشركات الرائدة حاليًا بصناعة إصدارات مُختلفة من محركات الديزل من أجل العديد من الاستخدامات المُختلفة ولكن بشكل أكبر من أجل السيارات، وتوجد قائمة بأفضل مُحركات الديزل من حيث أقواها وأكثرها صمودًا، وهي:
- محرك DCi.
- محركات HDi/TDCi.
- محركات TDI.
- محركات CDI.
- محركات BMW.
- محركات Toyota.
- محركات JTD / MJT.
- محركات CRDI.
أفضل محرك ديزل في العالم
يتم عمل قائمة بشكل دوري لترتيب أفضل المُحركات من نوع الديزل حول العالم ويتم تحديثها بشكل مُستمر، وتشمل هذه القائمة العديد من الشركات المُتميزة في هذه الصناعة والتي تُعرف بشكل كبير في العديد من الدول حول العالم، وفي العام 2021 احتلت شركة بيجو المركز الأول في قائمة أفضل مُحركات الديزل في العالم بمُحركها Peugeot 908، ويتميز هذا المُحرك بقوته الكبيرة التي تقوم بإنتاج قوة تُقدر بحوالي 730 حصان.
سخانات محرك الديزل
تعُرف سخانات مُحرك الديزل باسم شمعة التوهج أو شمعة التسخين، وهي جزء يُستخدم من أجل تسريع عملية تشغيل مُحرك الديزل في درجات الحرارة المُنخفضة، وهذا يعود إلى امتصاص رأس الاسطوانة وجسمها الحرارة التي تنشأ عن ضغط خليط الوقود الذي يؤدي إلى منع اشتعال الخليط.
قد تُستخدم بعض السخانات من النوع الكهربائي صغيرة الحجم في الغُرف الثانوية للاحتراق داخل المُحرك من أجل تسهيل عملية الاشتعال في حالة تعثرها.
تتكون الشمعة من قطعة مستقيمة من المعدن المُشابه للقلم والتي يتواجد في مُقدمتها عُنصر مُناسب للتسخين، ويقوم هذا العُنصر بالتسخين عبر خاصية المُقاومة الكهربائية التي يمتلكها عن طريق مرور التيار الكهربائي خلاله، ليبدأ في التوهج والتدفئة بعد ذلك لبدء عملية الاشتعال.
سيارات بمحرك ديزل
تقوم العديد من الشركات العالمية المُختصة بصناعة السيارات بفئاتها المُختلفة بإصدار العديد من السيارات المُختلفة التي تعمل بمُحرك الديزل، وتضم القائمة العديد من الشركات الرائدة وتشمل السيارات الآتية:
- كاديلاك إسكاليد.
- شيفروليه كولورادو.
- شيفروليه إكسبرس.
- شيفروليه سلفرادو 1500.
- شيفروليه سابربن.
- فورد F-150.
- جيب رانجلر.
- جييب جلادييتور.
- لاند روفر رينج روفر.
لماذا لا يستخدم محرك الديزل شمعات احتراق ؟
يعمل مُحرك الديزل بناءً على فكرة ضغط الهواء العالي؛ حيث يُضغَط الهواء بشكل كبير من أجل رفع حرارته حتى تصل إلى الدرجة المُناسبة للاشتعال الذاتي، ومن ثَم يتم حقن الوقود الخاص بالمُحرك على هيئة رذاذ ذو ضغط عالي، وبالتالي لا يحتاج مُحرك الديزل إلى مصدر اشتعال، بينما يحتاج إلى نُقطة اشتعال ذات درجة حرارة عالية فقط، وهي أقل درجة حرارة يُمكن حدوث اشتعال فيها بالهواء وهذا يُؤدي إلى صعوبة الاحتراق داخل مُحركات الديزل عكس مُحركات البنزين، وهذا يزيد من مُعدل الأمان الخاص بمُحرك الديزل.
أسعار محرك الديزل
| الموديل | السعر |
| محرك الديزل ZS1100 | 600 دولار أمريكي |
| Deutz 912 913 محرك ديزل | 5 آلاف – 8 آلاف دولار أمريكي |
| rpm 22kw 24kw ديزل | 1950 دولار أمريكي |
| ENGINE-2V80 الديزل | 900 دولار أمريكي |
| محرك الديزل يفانغ ريكاردو 4100 | 700 – 1700 دولار أمريكي |
| DEUTZ 2 اسطوانة المحرك F2L912 ديزل | 2180 دولار أمريكي |
| محرك ديزل Cummins Q Series QSF2.8 | 4700 دولار أمريكي |
