كيف تعمل مضخة حقن الديزل؟

عندما تسحب سيارة أو شاحنة إلى محطة وقود ، بغض النظر عن نوع الوقود الذي تأخذه السيارة ، لا يسعك إلا أن تلاحظ أن وقود الديزل هو خيار دائمًا تقريبًا. إذا كانت سيارتك تعمل بالبنزين العادي الخالي من الرصاص ، فقد تتساءل لماذا لا يفعل الآخرون ذلك. ما الذي يجعل وقود الديزل مميزًا؟ إذا كانت تحتوي على خصائص "النخبة" ، فلماذا لا تستخدمها كل السيارات؟
هذه الأسئلة تؤدي إلى استفسارات أقل عن وقود الديزل نفسه وأكثر عن محرك الديزل ، ولماذا مثل تطوير مضخة حاقن الديزل في أواخر القرن التاسع عشر قفزة تكنولوجية إلى الأمام. الفكرة الرئيسية التي يجب وضعها في الاعتبار أثناء قراءتك هي أن محركات الديزل تستخدم الضغط المادي بدلاً من شرارة الإشعال الفعلية لجعل وقودها ساخنًا بدرجة كافية للاحتراق.

إن إشعال شيء ما على النار أو غليه أو "وضعه في فرن الميكروويف" كلها طرق واضحة لزيادة المحتوى الحراري لهذا الشيء. ولكن ليس من البديهي أن زيادة ضغط الغاز بشكل كبير دون السماح للحرارة بالدخول أو المغادرة يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الغرفة بشكل كبير.

في محرك الديزل ، يتم ضغط الهواء إلى ما يقرب من 1/15 إلى 1/20 من حجمه المعتاد قبل حقن وقود الديزل أو ضخه في المحرك. يصبح خليط الوقود والهواء ساخنًا بدرجة كافية ليحترق ، مما يؤدي إلى تمدد الأسطوانة (المكبس) في المحرك. كما هو الحال أثناء مرحلة ضغط الهواء ، لا يتم نقل الحرارة إلى المحرك أو خارجه ؛ التي تحدث فقط خلال مرحلة العادم.

يتكون نظام حقن الوقود في محرك الديزل من مضخة حقن, خط وقود و أ فوهة (وتسمى أيضًا الحاقن). عندما يتم ضغط الهواء ، يرتفع الضغط داخل الأسطوانة لفترة وجيزة إلى 400 إلى 600 رطل لكل بوصة مربعة (الغلاف الجوي الطبيعي أقل من 15 رطلاً لكل بوصة مربعة) ، مما يؤدي إلى دفع درجات الحرارة الداخلية في نطاق 800 درجة فهرنهايت إلى 1200 فهرنهايت (430 درجة مئوية إلى 650 ج).

يتميز محرك الديزل بنفس الدورات والترتيب المادي لمحرك البنزين ؛ إن عملية الاشتعال ، وليس الهيكل ، هي ما يميزهم عن بعضهم البعض. بشكل عام ، تكون أكثر موثوقية ، وتولد طاقة أكبر لكل كيلوغرام من الوقود وأكثر كفاءة بشكل عام ؛ يشكل وقود الديزل أيضًا خطرًا أقل من الحريق.

محركات الديزل لها عيوب مقارنة بنظيراتها التقليدية من البنزين. يجب أن تكون ذات بنية أكثر صلابة بسبب الضغوط العالية التي تتعرض لها خلال مرحلة ضغط الهواء ، والتي تمثل تحديًا هندسيًا ومنتجًا أكثر تكلفة. كما أن الضغوط العالية يمكن أن تجعل بدء تشغيل محركات الديزل أمرًا صعبًا.

يخضع محرك الديزل لدورة من أربع خطوات لإكمال حركة ضغط وتمدد واحدة للمكبس. أولها خطوة ضغط الهواء ؛ لأن نفس القدر من الحرارة يتم الاحتفاظ به في مساحة تتقلص بسرعة ، فإنه يؤدي إلى ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة. في المرحلة الثانية (الاشتعال) ، يظل الضغط ثابتًا حيث يبدأ الحجم في التوسع.

خلال المرحلة الثالثة ، التي تسمى شوط الطاقة ، ينخفض ​​كل من الحجم والضغط كما يفعل المحرك الشغل، في نهاية المطاف تشغيل السيارة. أخيرًا ، في مرحلة العادم ، يظل الحجم ثابتًا عند أعلى مستوى له ، ثم تبدأ الدورة من جديد عندما يتم سحب الهواء للضغط في المرحلة الأولى.

وقود محركات الديزل أثقل من البنزين ، لأنه مصنوع من بقايا النفط الخام مقارنة بالمنتجات الثانوية المتطايرة التي ينتج عنها تكوين البنزين. مثل الغاز العادي ، يأتي في عدد من الدرجات التي يمكن تخصيصها لاحتياجات محركات معينة.

يمكن أن يتسبب استخدام وقود الديزل الخاطئ في حدوث مشكلات تشغيلية من البداية السيئة إلى "الطقطقة والأزيز" إلى العادم المفرط الدخان.