محركات البنزين ومحركات الديزل

محركات البنزين ومحركات الديزل

محركات البنزين ومحركات الديزل
Gasoline and Diesel Enginesوجه المقارنة محرك البنزين
Gasoline Engineمحرك الديزل
Diesel Engineالدورة الحرارية:
دورة أوتو (دورة ثبوت الحجم)دورة ديزل (دورة ثبوت الضغط)الوقود:
البنزينC9H20الديزلC14H30تقيم جودة الوقود:
نقطة الوميض للوقود:
كثافة الوقود:
رقم الأوكتان- مقاومة الوقود للصفع. في حدود ≈ 80- 95
- 30 درجة مئوية
720 جم/ لتر
رقم السيتان- سرعة الإشعال (كفاءة بدأ الإدارة) في حدود ≈ 40- 55
+ 60 درجة مئوية
850 جم/ لتر
نسبة الهواء للوقود:
12:1-18:1الحمل الكامل 20:1
الحمل الخالي 100:1نسبة الإنضغاط:
8:1 – 12:114:1 – 25:1الكفاءة الحرارية:
12% : 25%25% : 36%درجة حرارة العادم:
700 : 1000 درجة مئوية 500 : 600 درجة مئويةالقدرة النوعية
0.8- 1.6 كيلووات/ كجم0.6- 0.72 كيلووات/ كجمالسرعة القصوى:
3500 : 7000 لفة/ دقيقة2000 : 3500 لفة/ دقيقةأقصى ضغط:
30: 40 بار60: 80 بارالضغط المتوسط البياني
7: 10 جوي5: 6 جوي
السحب داخل الاسطوانة:
خليط وقود وهواءهواء فقطالتحكم في القدرة:
كمي (زيادة كمية الخليط)
الضغط على البدال يزيد كمية الخليطكيفي (زيادة نسبة الوقود إلى الهواء)
الضغط على البدال يزيد نسبة الوقود إلى الهواءنوع الإشعال:
بالشرارة spark ignition SIبالضغطcompression ignition CIالفرق:
- توجد شمعات إشعال لإشعال الخليط
- نظام إشعال
- يوجد خانق للتحكم في كمية الشحنة
- نظام وقود مغذي, أو حقن وقود بنزين, ضغط منخفض
- نظام خانق بدأ الحركة للتقويم على البارد
- ضغط للشحنة هواء+ بنزين (أثناء شوط الضغط)
- مضخة حقن الوقود
- بخاخات, حقن مباشر داخل الاسطوانة, حقن ضغط عالي
- ضغط هواء فقط (أثناء شوط الضغط)
يستخدم عند تقويم (بدأ إدارة المحرك):
- شمعة تسخين glow plug,
- وفي الأجواء الباردة يستخدم:
- سخان بمجمع السحب, resistive grid heaters
- سخان لجسم المحرك, Engine block heaters
يستخدم لمنع تبلور الوقود:
- سخان بخزان الوقود وحول أنابيب الوقود
- إضافة خاصة للوقود لمنع التبلور (جيل)
التحكم في السرعة القصوى:
- لا يوجد صمام خانق
- منظم السرعة (المحركات القديمة)
شكل غرفة الاحتراق:
- غرفة مسبقة الاحتراق Pre-combustion chamber لمعظممحركات الديزل
- العديد من محركات الديزل بها مبرد لزيت المحرك يعمل بالزيت
- حجم صمامات السحب والعادم متساويان تقريباً, حيث أن صمام السحب يمر به الهواء فقط, وأن المحرك يعمل عند سرعات بطيئة
- بعض الصمامات لها روافع متدحرجة لتقليل الاحتكاك بين الكامة والرافعة
- جدران الاسطوانة أكثر سمكاً
- نظام بدأ الإدارة Starter يعطي عزم أعلى من نظام بدأ الإدارة للبنزين
محرك البنزينمحرك الديزلالمميزات
- أرخص سعرا
- أقل ضوضاء
- أكثر انتشار
- توفر مضخات البنزين في جميع محطات التموين.
- مصمم ليعطي قدرة أعلى من محرك الديزل
- تسارع أعلى
- سهولة الصيانة
- تكلفة صيانة أقل
- سرعة السيارة أعلى (عدد لفات محرك البنزين أعلى)
- قدرة أعلى لنفس سعة المحرك بالنسبة للديزل (سرعة دوران أعلى للبنزين, واحتكاك أعلى للديزل)
- أكثر اقتصاد للوقود, يستخدم وقود أقل من محرك البنزين للحصول على نفس القدرة
- وقود الديزل به طاقة حرارية 12% أكثر من وقود البنزين
- نظام العادم يعيش أكثر, لأن عادم الديزل لا يسبب تآكل مثل عادم البنزين
- عمر تشغيلي أعلى, ثلاث أضعاف العمر لمحرك البنزين
- دورة الديزل أكثر كفاءة من دورة البنزين, وعليه محرك الديزل 30% إلى 40% أكثر اقتصاد في الوقود من محرك البنزين المشابه عند الحمل الكامل, وعند ثلث حمل يكون أكثر اقتصاد بمقدار 50%
- أكثر أمان من ناحية أخطار الحريق (وقود ذو نقطة وميض عالية, درجة حرارة أنبوب العادم أقل, عدم وجود كبلات الضغط العالي للإشعال)
- زيادة التلوث بمعدل أبطئ مع زيادة عمر المركبة, وبعض الملوثات مثل أكاسيد النيتروجين NOx تقل مع زيادة عمر المركبة.
- مصمم ليعطي عزم أعلى من محرك البنزين
- محرك الديزل يستخدم ثلث الوقود الذي يستخدمه محرك البنزين المشابه عند سرعة اللاحمل idel
- تقطع السيارة بمحرك الديزل عدد كيلومترات أكثر لنفس السيارة بمحرك بنزين نفس كمية الوقود
- سعر وقود الديزل أرخص, تكلفة أقل في عملية التكرير
- الكثير من أنظمة التحكم في ملوثات العادم لا يحتاجها محرك الديزل
- لا يوجد مشاكل مع تعرض المحرك للمياه أو الرطوبة (مشاكل نظام الإشعال)
- أقل مشاكل وأقل متطلبات صيانة
- لا يوجد احتمال مشكلة الحريق الخلفي backfire
- أكثر مساواة لقدرة الاسطوانات (للمعايرة الدقيق لمضخة الحقن)
العيوب
- أكثر استهلاكا للوقود
- زيادة التلوث بمعدل عالي مع زيادة عمر المركبة
- الملوثات من العادم لكل كيلومتر يكون أكثر من محرك الديزل المتساوي معه في المقاس, مع وجود نظم التحكم في التلوث لكل المحركين
- أكثر تلوث للغازات المسببة لارتفاع درجة حرارة الجو* (زيادة 35% عن محرك الديزل), والهيدروكربون (زيادة 170% عن محرك الديزل), وأول أكسيد الكربون (زيادة 415% عن محرك الديزل)- وتزداد تلك النسب بمقدار 50% مع المقارنة بمحرك يعمل بالديزل الحيوي Biodiesel
- عرضة أكثر لحوادث الحريق, تسرب البنزين يؤدي إلى حدوث حريق
- يحتاج إلى احتياطيات عالية لتخزين البنزين والتعامل معه
- وجود فقد كبير للقدرة عند السرعات المنخفضة نتيجة فقد الضخ pumping lossesحيث أن التحكم عن طريق الخانق
- أثقل وزناً, أجزاء أكبر لتحمل الإجهادات العالية
- أكثر ضوضاء, خاصة عند سرعة الحمل الخالي
- تعجيل أبطئ من محرك البنزين, ولكن يمكن التغلب على ذلك عن طريق تربو ديزل
- تغيير زيت المحرك بمعدل أعلى, بسبب تلوث الزيت عن طريق الديزل أعلى من البنزين
- في الأجواء الباردة تحتاج إلى إضافات للوقود لمنع تحوله إلى جيلي
- صعوبة بدأ التشغيل في الأجواء الباردة, بسبب الزيت الثقيل الذي يحتاجه محرك الديزل, وعدم وصول درجة حرارة غرفة الاحتراق إلى درجة الاشتعال الذاتي للديزل
- المحرك أغلى سعراً, حيث أن الأجزاء مصممة لتحمل إجهادات عالية
- رائحة بالعادم منفرة, لوجود نسبة من الكبريت بوقود الديزل
- يحتوي العادم على أكاسيد الكبريت SOx, التي عند اتحادها مع المياه تكون حامض الكبريتيك المسبب للأمطار الحامضية.
- أكثر تلوث بالنسبة للأجسام الصلبة (الهباب soot) (زيادة 70% عن محرك البنزين), أكسيد النيتروجين NOx (زيادة 55% عن محرك البنزين)- وتقل تلك النسب مع استخدام الديزل الحيوي Biodiesel
- تكلفة صيانة دورية أعلى, كمية زيت أكبر
- عدم توفر وقود الديزل في جميع محطات تموين الوقود, وعدم انتشار سيارات الديزل, أدت في بعض المناطق لارتفاع سعر وقود الديزل, وعدم تشجع المستهلك لشراء سيارات الديزل
***
* جدول مقارنة نسبة الغازات: الفرق في غازات العادم لمحرك البنزين, ومحرك الديزل الحيوي مقارنة بمحرك الديزل. محرك الديزل وضع كحد للمقارنة وينسب نسبة الغازات بالزائد والناقص عن انبعاث الديزل:
Biodiesel ديزل حيوي Gasoline Petro-Diesel ديزل- بترول -78% to -100%+35% 0 ثاني أكسيد الكربونGreenhouse Gases-55%-70% 0 جزئيات صلبة (هباب)
Particulates + or – 5%-55% 0 أكاسيد النيتروجين
Nitrous Oxides-55%+170% 0 هيدروكربون
Volatile Organics -45%+415% 0 أول أكسيد الكربون
Carbon Monoxide

AKPC_IDS += "225,";