اختالفات بين محرك الديزل والبنزين
الاختلافات الرئيسية بين محرك الديزل والبنزين
- أنواع محركات الديزل
- أيهما أفضل سيارات الديزل أم البنزين
- الفرق بين مولدات الديزل والبنزين
-- دورة الوقود في محركات الديزل
- أفضل محرك ديزل
- دورة الوقود في محركات البنزين
- صيانة محركات البنزين
لان محركات إشعال الضغط تسحب الهواء فقط، يمكنها ضغطه إلى مستوى يعد أعلى بكثير منه في محرك إشعال الشرر باستخدام خليط الهواء والوقود. ومن خلال القدرة الشاملة التي يتحلى بها محرك الديزل؛ فإنه يعد أكثر محركات الاحتراق فعالية. وينتج عنه استهلاك أقل للوقود، مصحوب بانخفاض مستوى الملوثات في غاز العادم ومستويات ضوضاء أقل بكثير، كل ذلك يصب في صالح محرك الديزل.
خطوات تطوير أنظمة التحكم في محرك الديزل
تستمر الزيادة في الطلب على نظام حقن محرك الديزل نتيجة للقوانين الصارمة المتزايدة التي تحكم انبعاثات العادم والضوضاء والحاجة لاستهلاك وقود أقل. وعند النظر إلى نظام التحكم في المحرك من البداية؛ نجد أن التحكم كان يتم بطرق ميكانيكية، مثل مضخة الموزع. وكان من الصعب مع هذا النظام الحصول على كفاءة المحرك المثلى مع وجود قوانين التحكم في االنبعاثات. ثم كانت مرحلة التطور التالية وهي مضخة التوزيع الإلكترونية )F-COVEC )من Zexel .وآخر أجيال نظام حقن الديزل هو الحقن المباشر للقضيب المشترك CRDI والذي يتكون حاليًا من مستشعرات مختلفة تستشعر حالات عمل المحرك. وتستخدم المشغلات للتأثير على حالات العمل بالتبعية، وذلك بمعالجتها بجهاز إلكتروني وبوحدة التحكم. وتعالج وحدة التحكم البيانات المكتسبة من المستشعرات لتحديد أفضل حالات العمل ثم توجه المشغلات تبعًا لذلك. ولنبدأ بالتشغيل الاساسي للمحرك لمعرفة متطلبات التحكم بدقة.
أساسيات حول الاحتراق:
وقود الديزل
الديزل أو وقود الديزل هو قطارة تفاصلية معينة من زيت الوقود )البترول في الغالب( يستخدم كوقود لمحرك الديزل. وباعتباره خليطا هيدروكربونيًا؛ فإنه يتم الحصول عليه بالتقطير التفاصلي للنفط الخام في ضغط جوي بين 250 و350 درجة مئوية. ويعد وقود الديزل زيت وقود وهو أكثف من البنزين بنسبة 18 %تقريبًا. ومع ذلك فإن وقود الديزل يحتوي على كميات كبيرة من
الكبريت. وفي أوروبا؛ أجبرت معايير الانبعاثات مصافي النفط على تقليل مستوى الكبريت في وقود الديزل لأ نه يضر بالبيئة. فالكبريت يمنع استخدام مرشح أجسام الديزل الحفازة للتحكم في انبعاثات أجسام الديزل. ومع ذلك؛ فإن خفض الكبريت يقلل زلوقية الوقود، بمعنى أنه يجب وضع إضافات في الوقود للمساعدة في تزييت مكونات نظام الحقن. ويحتوي الديزل على 18 %تقريبًا طاقة أكثر لكل وحدة كمية من الوقود، بما يساهم - بالإضافة إلى زيادة كفاءة محركات الديزل - في توفير الوقود.
الديزل الحيوي
يمكن الحصول على الديزل الحيوي من زيت الخضروات والدهون الحيوانية. والديزل الحيوي هو وقود غير أحفوري ويتكون من إستر الكيل (الميثيل عادة) بدلا من الألكان، والهيدروكربونات العطرية في الديزل المشتق من البترول. ولكن، لا توصي شركة هيونداي موتور باستخدام الديزل الحيوي في أي محرك ديزل.
تأثير المركب المخلوط
تتكون مجموعة من رواسب الاحتراق المختلفة عند احتراق وقود الديزل. وتعتمد نواتج التفاعل هذه على تصميم المحرك، وتصميم نظام الحقن، وخرج قدرة المحرك، وحمولة العمل وينتج أولآ H2O وثاني أكسيد الكربون غير الضار CO2 .كما تنتج المواد التالية بتركيزات أقل نسبيًا:
▪ أول أكسيد الكربون CO
▪هيدروكربونات غير محترقة HC
▪أكسيد النيتروجين NOx
▪ثاني أكسيد الكبريت SO2 وحمض الكبريتيك H2SO4
▪ جزيئات السخام
عندما يكون المحرك باردًا؛ فإن مكونات غاز العادم التي تلحظ فورأ هي الهيدروكربونات غير المؤكسدة أو المؤكسدة جزئيًا فقط التي تظهر في شكل دخان أبيض أو أزرق، والالديهايد قوي الرائحة.
الأقسام الفرعية لنظام حقن الديزل
في نظام حقن وقود الديزل ينقسم توصيل الوقود وتسليمه إلى تسليم منخفض الضغط ومرتفع الضغط. ويتكون نظام حقن الديزل عمو ًما من الاقسام الرئيسية التالية:
▪نظام تسليم الوقود، ويشمل خزان الوقود وخطوط الإمداد، ومرشح الوقود، ومضخة الإمداد الأولية )الكهربية أو الميكانيكية(، ومضخة الضغط المرتفع، وأنبوب الضغط المرتفع.
▪ نظام مساعدة البدء ويشمل شمعات الاشعال ووحدة التحكم في شمعات الاشعال سواء كانت منفصلة أو داخل وحدة التحكم في المحرك.
▪نظام حث الهواء، ويشمل مرشح الهواء وإعادة تدوير غاز العادم
▪نظام العادم، ويشمل محفز الأكسدة ومرشح الاجسام CRDI فقط
▪ نظام التحكم الإلكتروني، ويشمل المستشعرات والمشغلات مضخة التوزيع الإلكتروني وCRDI فقط
▪نظام الفراغ
مرشح الوقود وفاصل الماء
الملوثات في الوقود قد تؤدي إلى تلف نظام الحقن. ولذا، فإن هذا الأمر يستلزم استخدام مرشح الوقود الموافق خصيصا لمتطلبات نظام حقن معين، وإلا فإنه لا يمكن ضمان العمل دون أخطاء ولا إطالة عمر الخدمة. يمكن أن يحتوي وقود الديزل على ماء سواء في شكل مترابط مستحلب أو حر مثل تكثف الماء بسبب تغير درجات الحرارة. إذا دخل هذا الماء نظام الحقن؛ فيمكن أن يؤدي إلى التلف نتيجة التآكل.
المصباح التحذيري لفاصل الماء
أدت زيادة عدد محركات الديزل المستخدمة في سيارات الركاب إلى الحاجة لجهاز تحذير تلقائي ينبه السائق عند الحاجة إلخراج الماء من فلتر الوقود.
طريقة تصريف الماء
يحتاج نظام حقن الديزل إلى مرشح ماء مع خزان ماء، ويجب إفراغ الماء منه على فترات منتظمة أو عند إضاءة المصباح التحذيري لفاصل الماء. افتح سدادة التصريف لأخراج الماء من خزان الماء. فإذا لم يخرج ماء؛ فافتح سدادة تصريف الهواء في أعلى عنصر المرشح.
استبدال مرشح الوقود
1-نظف مبيت المرشح
2 فك عنصر المرشح بتدويره عكس اتجاه عقارب الساعة
3 .نظف سطح تلامس المرشح
4 ركب عنصر مرشح جديدًا، واربطه بتدويره في اتجاه عقارب الساعة.
وضع
يجب إفراغ النظام عند استبدال أي من مكونات نظام الديزل. إذا كان النظام يوجد به هواء؛ فسيكون من الصعب بدء المحرك أو قد يعمل بشكل سيئ. وتختلف طريقة تفريغ الهواء من طراز آلخر. ولذا يجب الرجوع إلى دليل الورشة أو المالك لالستزادة من المعلومات.
صمام تصريف الضغط
تحتوي بعض المرشحات مثل CRDI Bosch على صمام تصريف الضغط الموجود في أعلى مجموعة مرشح الوقود. وفي حالة وجود إعاقة داخل المرشح أو في جانب مخرج المرشح؛ فإن صمام تصريف الضغط يفتح، بما يتيح للوقود العودة إلى خزان الوقود.
أنظمة تسخين الوقود
يتحول وقود الديزل إلى مادة هالمية في درجات الحرارة دون التجمد. فتتشكل كريستالات البارافين في الوقود، جاعلة المزيج المعلق الهلامي يظهر مغيما. وعندما تمر تلك الشرائح المعلقة عبر المرشح؛ فإنها تسد سطح التمرير الدقيق. وخلال فترة بسيطة؛ لن يتدفق الوقود عبر المرشح إلى مضخة الحقن. والنتيجة: يفقد المحرك الطاقة ويتوقف عن العمل. ولا يضمن ديزل الشتاء المصمم خصيصا للاستخدام في الشتاء عمل المحرك بسالسة. وقد تم اختبار ديزل الشتاء في المعمل عند درجة -20 مئوية / -4 فهرنهايت (حسب الدولة). وفي درجات الحرارة التي تكون أقل و / أو رياح التجميد؛ لا يبدو أن المحرك سيعمل. ومهما يكن؛ فإن المحرك سيعمل بصورة سيئة؛ بما يؤدي إلى استهلاك قدر كبير من الوقود. وبعد انسداد مرشح الوقود؛ فإن وصول الحرارة قد يحل المشكلة بسرعة. ويطلق على الحل: أنظمة تسخين الوقود.
سخان وقود الديزل Delphi( في عبوة)
في أنظمة حقن الديزل للقضيب المشترك Delphi؛ يمكن تركيب شريط ثنائي المعدن داخل عبوة مرشح الوقود. وفي الأحوال الباردة؛ فإن الوقود العائد من مضخة الضغط المرتفع يوجه عبر مبيت المرشح ليمتزج مع الوقود الجديد المتجه إلى مضخة الضغط المرتفع. ونتيجة للاحتكاك والانضغاط داخل مضخة الضغط المرتفع؛ فإن درجة حرارة وقود التسرب تزيد بسرعة. وعندما تصل الحرارة إلى 40 °مئوية تقريبًا؛ فإن الشريط ثنائي المعدن يحرر الكرة المعدنية ليغلق المنفذ، بما يتيح للوقود العائد التدفق إلى خزان الوقود.
نظام التسخين الأولي (Delphi/Bosch)
يتم إبعاد قرصي تلامس معدنيين باستخدام 4 أشباه موصلات. وتوقع لوحة زنبركية الضغط للمحافظة على التلامس. ومع وصول التيار؛ تبدأ أشباه الموصالت في السخونة، وبالتالي تسخين وقود الديزل المار فوقها. وفي أنظمة Bosch؛ يوجد عنصر تسخين مرشح الوقود بين رأس المرشح وعنصر المرشح. وفي أنظمة Delphi؛ يوجد عنصر التسخين بجانب مرشح الوقود. ويعمل السخان باستخدام الاشارات من مستشعر حرارة الوقود المثبت في مبيت المرشح.
أنظمة مساعدة البدء
أنظمة مساعدة البدء مسؤولة عن ضمان كفاءة البدء البارد وتقصير فترة الإحماء، وهي حقيقة ترتبط كثيرا بانبعاثات العادم. ولقدح شمعات الاشعال؛ تزود وحدة التحكم في االأشعال بمرحل قدرة وعدد من إشارات الدخل، مثل درجة حرارة سائل التبريد، والطرف L( لمراقبة جهد النظام(، وسرعة المحرك وكمية الوقود المحقون )لحساب مدة التسخين اللاحقة(. وتتحكم مثالً في مدة توهج شمعات الاشعال أو تحتوي على وظائف السلامة والمراقبة. ولتفادي انخفاض الجهد؛ تزود شمعات الاشعال بالتيار عبر مسامير أو
قوابس مخددة مناسبة. وتتشابه وظائف شمعة إشعال ومفتاح بدء محرك الديزل مع مفتاح الاشعال والبدء المستخدم في محرك إشعال الشرر. فالانتقال لموضع "تشغيل الاشعال" يبدأ عملية التسخين الأولي ويضيء مؤشر شمعة الاشعال. وعندما ينطفئ ثانية؛ فإنه يدل على أن شمعات الاشعال ساخنة بما يكفي لبدء المحرك. وفي مرحلة البدء التالية؛ فإن قطيرات الوقود المحقون تشتعل في الهواء الساخن المضغوط. والحرارة المحررة نتيجة لذلك تؤدي إلى بدء عملية الاحتراق. وفي مرحلة الإحماء التي تلي بدء المحرك الناجح؛ يساهم التسخين الأولي في عمل المحرك دون أعطال والحصول على تشغيل ولا تعشيق للمحرك دون دخان. وفي نفس الوقت؛ عندما يكون المحرك باردًا؛ فإن التسخين الأولي يقلل ضوضاء الاحتراق. يمكن أن تكون وحدة التحكم في الاشعال مرفقة أو موجودة في وحدة التحكم في المحرك بحيث يمكن استخدام المعلومات المتاحة في وحدة التحكم في المحرك للتحكم الأمثل في شمعات الاشعال وفقً لخاصة.
شمعة الاشعال:
شمعة الاشعال هي أنبوب معدني مقاوم للتآكل والغازات الحارة. وتحتوي على عنصر توهج السخان مضمن في مسحوق أكسيد المغنسيوم. ويتكون عنصر السخان من مقاومين متصلي المجموعة: سلك السخان في رأس أنبوب التوهج، وسلك التحكم. وحيث تظل مقاومة أسلاك السخان مستمرة فعليًا بغض النظر عن الحرارة؛ فإن سلك التحكم يصنع من مادة ذات مكافئ حراري موجبPTC .وتزيد مقاومته بسرعة مع زيادة الحرارة أكثر مما هو عليه في حالة شمعات الاشعال )التقليدية( السابقة. وهذا يعني أن شمعات الاشعال الجديدة تتميز ببلوغ درجة الحرارة المطلوبة للاشعال أسرع بكثير )850 درجة مئوية خالل 4 ثوان(. كما تتميز بدرجة حرارة ثابتة منخفضة بما يعني أن حرارة شمعات الاشعال محدودة بمستوى غير حرج. والنتيجة أن شمعة الاشعال يمكن أن تظل عاملة لمدة تصل إلى 3 دقائق بعد بدء المحرك.
عنصر التسخين:
بدالً من شمعات الاشعال؛ يستخدم عنصر التسخين في نظام CRDI Delphi .يوجد عنصر التسخين في مجمع السحب. والتحكم فيه مشابه لتحكم شمعات الاشعال. والفرق الوحيد هو إشارة الضغط الجوي الإضافية المطلوبة لحساب كثافة الهواء لتفادي تلف عنصر التسخين بسبب زيادة الحرارة.
تشخيص شمعة الاشعال
يجب فحص نظام التوهج عند وجود شكاوى بشأن القدرة على البدء البارد وظهور دخان بعد بدء المحرك. وفي محركات الديزل الحديثة؛ يمكن قراءة رموز تشخيص المشاكل. ويشمل فحص نظام التوهج قياس استهالك التيار لشمعات الاشعال. ولذلك يمكن استخدام مشبك أمبير. يبلغ استهالك التيار لشمعة الاشعال 10-15 أمبير تقريبًا، وعليه فإن إجمالي استهلاك التيار في محرك ديزل رباعي الأسطوانات يبلغ 40-60 أمبير تقريبًا. ويؤدي قياسإجمالي استهلاك التيار إلى النتيجة التالية:
40أمبير - كل شمعات الاشعال سليمة
30أمبير - يوجد شمعة إشعال معيبة
20أمبير - يوجد شمعتا إشعال معيبتان
10أمبير - يوجد ثالث شمعات إشعال معيبة
0أمبير - كل شمعات الاشعال معيبة أو المنصهر تالف
يجب تنظيف شمعة الاشعال بفرشاة قبل قياس المقاومة. فإن كانت المقاومة المقيسة لا نهائية؛ فإن شمعة الاشعال تكون تالفة. وتبلغ قيمة المقاومة المقيسة عادة أقل من 1 أوم. لا يوصى بتوصيل شمعة الاشعال مباشرة بالبطارية، لأن ذلك قد يؤدي إلى التلف. كذلك يمكن التعرض لإصابة شخصية.
أعطال شمعة الاشعال العادية تنتج عن الخطأ في توقيت الحقن أو الخطأ في طريقة رش الحاقن، أو توزيع الوقود غير الصحيح، أو الاحتراق الناقص الناتج عن تسرب الزيت في حلقات الكباس أو موجه الصمام. تأكد أن الحز نظيف عند تركيب شمعة الاشعال. واحرص دائما على ربط شمعات الاشعال ومسمار التوصيل بعزم الربط.
إعادة تدوير غاز العادم
كما سبق؛ تساعد إعادة تدوير غاز العادم في تقليل تكون أكسيد النيتروجين. ومع هذه الخاصية؛ يتم تحويل جزء من غازات العادم إلى منطقة السحب أثناء التحميل الجزئي. ولا يقتصر ذلك على تقليل محتوى الأكسجين، ولكنه يقلل أيضأ من معدل الاحتراق ودرجة حرارة الذروة في مقدمة الشعلة، بما ينتج عن انخفاض انبعاثات أكسيد النيتروجين. وفي حالة إعادة تدوير الكثير من غاز العادم بما يزيد عن 40 %من مقدار هواء السحب؛ فإن السخام وانبعاثات أكسيد الكربون والهيدروكربونات واستهالك الوقود تزيد بسبب نقص الأكسجين. وتتحقق إعادة التدوير عادةً بتوجيه أنبوب من مجمع العادم إلى مجمع المدخل. ويعمل صمام التحكم EGR العامل بالملف أو كهربيًا - في الدائرة على تنظيم وتوقيت تدفق الغاز. ويجب الانتباه إلى أن إعادة تدوير غاز العادم تقلل كفاءة وقود المحرك، وبالتالي زيادة إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون بدلا من انبعاثات أخرى كثيرة من أكسيدات النيتروجين.
إعادة تدوير غاز العام في أنظمة CRDI
مبرد إعادة تدوير غاز العادم:
في محركات الديزل الحديثة؛ يتم تبريد غاز إعادة تدوير غاز العادم من خالل مبدل الحرارة للسماح بتقديم كتلة أكبر في الغاز المعاد تدويره.
ملاحظة:
عند استبدال تدفق الهواء الكتلي MAF في المحركات المزودة بمرشح الأجسام المحفزة، يجب إعادة ضبط القيم باستخدام -HI Pro SCAN
صمام التحكم في الهواء
صمام التحكم في الهواء يعمل بملف الغرض من صمام التحكم في الهواء هو تقليل الضغط الزائد في مجمع السحب لزيادة معدل إعادة تدوير غاز العادم. ويتحكم في صمام التحكم في الهواء مشغل صمام التحكم الذي يتلقى الفراغ من ملف صمام التحكم في الهواء. ويعمل صمام التحكم في الهواء على سرعات المحرك المنخفضة، وينغلق عندما يتوقف المحرك.
صمام التحكم في الهواء يعمل بموتور التيار المستمر
في المركبات ذات مرشح الأجسام المحفزة، يستخدم صمام التحكم في الهواء العامل بموتور التيار المستمر. ووظائفه هي ذاتها في النوع العامل بالملف. ولاعادة إنشاء مرشح الاجسام المحفزة؛ تعمل وحدة PCM/ECM على الإغلاق الجزئي للصمام، لتقليل كمية هواء السحب بما ينتج عن درجات حرارة مرتفعة في العادم والتي تكون الزمة لحرق أجسام السخام.
مشغل التدويم المتغير
نظرا لانخفاض سرعة هواء السحب مع سرعة المحرك المنخفضة؛ يتأثر المدّوم وبالتالي لا يصبح خليط الهواء / الوقود كافيًا، بما ينتج عن انخفاض قدرة المحرك وارتفاع انبعاثات العادم. يتصل مشغل التدويم المتغير VSA بذراع يتصل بها أربعة صمامات تحكم في التدويم (واحد لكل اسطوانة). وتظل منافذ السحب الأخرى (واحد لكل اسطوانة)دون تحكم (مفتوحة).وفي حالة الالتعشيق والتحميل الجزئي؛ يزيد مشغل التدويم المتغير سرعة هواء السحب بسد أحد منفذي السحب؛ بالتالي زيادة تأثير المدّو وبالتالي تقليل انبعاثات المحرك وزيادة عزم المحرك. ولتكييف موضع الموتور ولمنع التلف في الموتور نتيجة رواسب الكربون؛ فإن مشغل التدويم المتغير يتحرك لوضع الفتح والغلق الكامل عند إيقاف مفتاح الاشعال.
ملاحظة:
عند استبدال مشغل التدويم المتغير، يجب إعادة ضبط القيم باستخدام Pro SCAN-HI.
محفز الأكسدة
مرشح الأجسام المحفزة
مضخة الفراغ
مضخة حقن وقود الموزع
مشغل المضخة
الحواقن
فوهة الفتحة
فوهة المحور الخانق
تسليم منخفض الضغط
صمام التحكم في الضغط:
حاجز زيادة التدفق:
تسليم مرتفع الضغط
الحلقة الدوارة بزنبرك. وعندما تدور تعمل فصوص الكامة على دوارات الحلقة على تحويل الحركة الدائرية لعمود التشغيل إلى حركة دوارة ترددية للوحة الكامة. ويحتجز كباس الموزع في لوحة الكامة بقطعة التركيب الاسطوانة ويثبت في موضعه في لوحة الكامة بمسمار. ويتم ضغط كباس الموزع ألعلى إلى الموضع العلوي األوسط النهائي بالكامات على لوحة الكامة، ويضغطه زنبركا ارتداد الكباس متماثال الترتيب ثانية ألسفل إلى الموضع السفلي الأوسط النهائي. ويقع أحد زنبركي ارتداد الكباس بالقرب من أحد الطرفين في رأس الموزع، واآلخر في الطرف الآخر، وتوجه قوتهما إلى الكباس عبر عنصر ربط. كما أن هذين الزنبركين يمنعان لوحة الكامة من القفز عن الدوارات أثناء التسارع الشديد. وقد تم مطابقة أطوال زنبركي الارتداد مع بعضهما بحيث لا يتحرك الكباس عن الموضع الأوسط.
المشاركات
ليست هناك تعليقات:
اضافة تعليق