موتور بنزینی و دیزلی از جمله موتورهای مکانیکی هستند که برای به حرکت آوردن یک وسیله استفاده می شوند. تفاوت این دو موتور به طور خلاصه نوع سوخت مورد استفاده در آن ها است. موتورهای بنزینی از سوخت بنزین برای به حرکت در آوردن شفت استفاده می کنند در حالی که موتور های دیزلی از گازوییل به عنوان سوخت استفاده می کنند. موتور بنزینی و دیزلی می تواند برای تولید برق نیز استفاده شود. بسیاری از پمپ های چاهی برای انتقال آب از موتور بنزینی و دیزلی استفاده می کنند.
تاریخچه موتور بنزینی
اولین موتور بنزینی کاربردی در سال 1876 توسط نیکولاس آگوست اتو ساخته شد اگر چه تلاش های بسیاری قبل از این محقق توسط اتین لنویر، سیگفرید مارکوس، جولیوس هوک و جورج برایتون انجام شده بود. برای دریافت مشخصات بیشتر در مورد موتور تک بنزینی و دیزلی با کارشناسان فروش در تماس باشید.
نسبت تراکم
در موتورهای احتراق داخلی یکی از پارامترهای بسیار مهم در کیفیت احتراق، نسبت تراکم هوا و سوخت در محفظه احتراق است. با توجه به اینکه هر ماده سوختی دارای نرخ احتراق متفاوتی است، موتورهای بنزینی معمولا دارای زمان بندی و طراحی متفاوتی نسبت به موتورهای دیزلی (سوخت دیزل) است.
به طور کلی موتورهای بنزینی دارای نسبت تراکمی بین 1:10 تا 1:13.5 است. این عدد به این معناست که به ازای هر واحد سوختی، باید 10 تا 13.5 واحد هوا وارد محفظه احتراق شود تا احتراق بازدهی لازم را داشته باشد.
افزایش نا مناسب نسبت تراکم موجب عامل مخربی به نام ضربه می شود. ضربه می تواند آسییب های جدی به پیستون و سیلندر موتور وارد کند. سوخت های دارای اکتان بالا معمولا نسبت های تراکم بالاتری را ایجاد می کنند زیرا این مدل از سوخت ها آهسته تر می سوزند و نرخ انبساط آن ها نیز پایین تر از سوخت های اکتان پایین است.
سرعت و بازدهی موتورهای بنزینی
موتورهای بنزینی دارای سرعت چرخشی بالاتری نسبت به موتورهای دیزل است. دلیل این موضوع پیستون های سبکتر و طراحی بهینه میل لنگ و اتصالات آن است. همچنین دلیل دیگر این موضوع می تواند احتراق سریع تر سوخت های بنزینی نسبت سوخت های دیزلی باشد. اما یکی از معایب موتورهای بنزینی بازدهی کمتر آن ها نسبت به موتورهای دیزلی است. دلیل این موضوع نسبت تراکم پایین تر موتورهای بنزینی نسبت به موتورهای دیزلی است. به طور معمول موتورهای بنزینی دارای بازدهی حرارتی در حدود 20% است که این عدد تقریبا نصف موتورهای دیزلی است. اگرچه موتورهای بنزینی امروزی با توجه به بهینه سازی هایی که انجام دادند مقدار بازدهی حرارتی را تا حد قابل قبولی افزایش دادند.
کاربردهای موتور بنزینی
موتورهای بنزینی دارای کاربردهای گسترده ای است که تعدادی از آن ها عبارتند از:
اتومبیل ها
موتورسیکلت ها
هواپیماها
قایق های موتوری
موتورهای کوچک مانند ژنراتورها برقی، ماشین چمن زنی و اره برقی
بسیاری از موتورهای بنزینی قبل از گسترش موتورهای دیزلی در بسیاری از ماشین های بزرگ مانند اتوبوس ها، کامیون ها و حتی لوکوموتیوها استفاده می شد.
طراحی موتورهای بنزینی
سیکل های کاری
موتورهای بنزینی ممکن است براساس نوع طراحی، چهار مرحله ای یا دو مرحله ای باشند. این مدل از موتورها به موتورهای 4 زمانه و 2 زمانه نیز معروف است.
نحوه قرارگیری سیلندرها
معمولا نحوه قرار گیری سیلندرهای موتورهای بنزینی بستگی به تعداد آن دارد. موتورهای دارای 1 تا 6 سیلندر دارای ساختار خطی و موتورهای دارای 2 تا 12 سیلندر دارای ساختار V شکل یا خورجینی است. موتورهای بنزینی خطی معمولا دارای سیستم خنک کاری با هوا است. البته در کنار سیستم خنک کاری با هوا، از آب نیز برای خنک کاری اطراف موتور استفاده می شود. موتورهای بنزینی خورجینی معمولا در دو محور سوار شده که به صورت نوبتی توان را به میل لنگ انتقال می دهند.
خنک کاری
موتورهای بنزینی توانایی خنک کاری هم با هوا (فین) و هم با سیال (رادیاتور) را دارند. مایع خنک کننده معمولا آب است که با ترکیباتی مانند اتیلن گلیکول یا پروپلین گلیکول مخلوط می شود. این ترکیب های دارای مزایایی از جمله پایین بودن دمای انجماد و بالا بودن دمای جوش آن ها نسبت به آب، جلوگیری از خوردگی، دارای روان کننده و مواد افزودنی برای محافظت از پمپ و بلبرینگ ها است.
جرقه
موتورهای بنزینی معمولا از شمع های با ولتاژ بالا برای جرقه استفاده می کنند. این شمع ها متناسب با طراحی می توانند به صورت کویل یا مغناطیسی باشند. در موتورهای بنزینی زمانبندی شروع احتراق و جرقه توسط سیستم مرکزی خودرو (ECU) کنترل می شود.
اندازه گیری توان
برای اندازه گیری توان موتورهای بنزینی از روشی به نام توان ترمز که بر روی فلایویل خودرو اندازه گیری می شود، استفاده می شود. واحد مورد نظر برای سنجش توان موتور معمولا اسب بخار است که در برخی موارد از کیلووات هم استفاده می شود. توان اندازه گیری شده از روی فلایویل در واقع توان مکانیکی خروجی از موتور است. واژه توان ترمز از ترمز هایی که در دینامومتر استفاده شده است تا بار وارده را اندازه گیری کند گرفته شده است. برای فهم هر چه بهتر توان خروجی از موتور بهتر است به مثال زیر توجه کنید. یک موتور بنزینی را در نظر بگیرید، فارغ از هر گونه اصطکاک و تلفات ترمودینامیکی داخل موتور توان جذب شده توسط پمپ آب، فن های رادیاتور و بسیاری دیگر از تجهیزات می تواند توان خروجی که به چرخ ها وارد می شود را کاهش دهند.
توان موتور همچنین توسط پمپ های چرخشی و کمپرسور تهویه هوا جذب می شود که با توجه به اینکه این موارد در هنگام تست موتور نصب نمی باشد، از این موارد نیز صرف نظر می شود. توان خروجی می توان متناسب با ارزش حرارتی سوخت، دمای هوای محیط، رطوبت و ارتفاع تغییر کند. برای ایجاد یک استاندارد مناسب در کشورهای اروپایی و آمریکایی تست توان موتور در دمای 25 درجه سانتی گراد، با رطوبت 50% و در ارتفاع سطح دریا انجام می شود. با توجه به تغییر این استاندارد ها در موتورهای دریایی (قایق های موتوری) استاندارد های به خصوصی برای این حالت از موتورها در نظر گرفته می شود. بسیاری از تست های توان موتور بنزینی امروزه با روش دینامومتر شاسی انجام می شود. در این مدل از تست توان، توان بر روی چرخ در حال چرخش اندازه گیری می شود که معمولا 15% تا 20% کمتر از روش سنجش توان برای میل لنگ یا فلایویل است. توان موتور در این حالت به صورت سیگنال های ویدیویی بر روی صفحه نمایش ارائه می شود.با توجه به توان مورد نیاز پمپ می توان از موتورهای با سایزهای مختلف استفاده کرد. ساختار و نحوه عملکرد موتور بنزینی و دیزلی تفاوت زیادی با یکدیگر دارند که در ادامه به آن ها پرداخته می شود.
تفاوت موتور بنزینی و دیزلی
موتور بنزینی و دیزلی علاوه بر تفاوت در نوع سوخت شان دارای تفاوت های بیشتری نیز است. موتور تک بنزینی به طور گسترده تری در خودروهای درون شهری استفاده می شود در حالی که موتور دیزلی برای ماشین های سنگین مانند کامیون ها و اتوبوس ها بیشتر کاربرد دارد. موتور بنزینی و دیزلی دارای تفاوت های گسترده ای هستند که در این قسمت به تعدادی از آن ها اشاره می شود.
ترکیب سوخت و هوا در موتور بنزینی در مرحله مکش صورت می گیرد در حالی که در موتور دیزلی در خود سیلندر ترکیب می شوند.
فشار تراکم در موتور بنزینی و دیزلی بسیار متفاوت است. میزان فشار تراکم بیشتر موتورهای بنزینی در حدود 10 بار و موتورهای دیزلی در حدود 35 بار است.
احتراق در موتور بنزینی و دیزلی نیز تفاوت زیادی دارد. در مرحله احتراق در موتور بنزینی با کمک شمع صورت می گیرد. در موتور بنزینی ابتدا ترکیب سوخت و هوا وارد سیلندر شده سپس با جرقه زمان بندی شده شمع احتراق صورت می گیرد. در موتور های دیزلی احتراق براساس فشار تراکم صورت می پذیرد. عمل احتراق در موتور تک نفتی در فشار حدودی 35 بار و دمای 600 درجه سانتی گراد صورت می پذیرد.
موتور بنزینی و دیزلی دارای سیکل های کاری متفاوتی هستند. موتور بنزینی براساس سیکل اتو کار می کند در حالی که موتور دیزلی براساس سیکل دیزل کار می کند.
یکی از مهمترین تفاوت های موتور بنزینی و دیزلی، مقدار راندمان این دو موتور است. موتور بنزینی می تواند بازدهی بین 26 تا 30% داشته باشد. درحالی که موتور دیزلی دارای بازدهی در حدود 40% است. تفاوت گسترده بازدهی در بین این دو موتور باعث شده است که بسیاری از تولید کنندگان تولید موتور های دیزلی را ترجیح دهند. اگرچه طراحی و تولید این نوع موتورها دارای پیچیدگی های به مراتب بیشتر از موتورهای بنزینی است.
موتور بنزینی و دیزلی دارای بازه زمانی استارت متفاوتی هستند. در موتور بنزینی به واسطه احتراق با کمک شمع، موتور زودتر شروع به کار می کند. در حالی که در موتور دیزلی به واسطه احتراق با توجه به ضریب تراکم و فشار بالا، موتور دیرتر شروع به کار می کند. ضریب تراکم یکی از معیارهای مهم در موتورهای احتراق داخلی است که به واسطه آن می توان مقدار بازدهی موتور را براساس مصرف یک واحد سوخت تعیین کرد.
موتور بنزینی و دیزلی از جمله موتورهای مکانیکی هستند که برای به حرکت آوردن یک وسیله استفاده می شوند. تفاوت این دو موتور به طور خلاصه نوع سوخت مورد استفاده در آن ها است. موتورهای بنزینی از سوخت بنزین برای به حرکت در آوردن شفت استفاده می کنند در حالی که موتور های دیزلی از گازوییل به عنوان سوخت استفاده می کنند. موتور بنزینی و دیزلی می تواند برای تولید برق نیز استفاده شود. بسیاری از پمپ های چاهی برای انتقال آب از موتور بنزینی و دیزلی استفاده می کنند.
تاریخچه موتور بنزینی
اولین موتور بنزینی کاربردی در سال 1876 توسط نیکولاس آگوست اتو ساخته شد اگر چه تلاش های بسیاری قبل از این محقق توسط اتین لنویر، سیگفرید مارکوس، جولیوس هوک و جورج برایتون انجام شده بود. برای دریافت مشخصات بیشتر در مورد موتور تک بنزینی و دیزلی با کارشناسان فروش در تماس باشید.
نسبت تراکم
در موتورهای احتراق داخلی یکی از پارامترهای بسیار مهم در کیفیت احتراق، نسبت تراکم هوا و سوخت در محفظه احتراق است. با توجه به اینکه هر ماده سوختی دارای نرخ احتراق متفاوتی است، موتورهای بنزینی معمولا دارای زمان بندی و طراحی متفاوتی نسبت به موتورهای دیزلی (سوخت دیزل) است.
به طور کلی موتورهای بنزینی دارای نسبت تراکمی بین 1:10 تا 1:13.5 است. این عدد به این معناست که به ازای هر واحد سوختی، باید 10 تا 13.5 واحد هوا وارد محفظه احتراق شود تا احتراق بازدهی لازم را داشته باشد.
افزایش نا مناسب نسبت تراکم موجب عامل مخربی به نام ضربه می شود. ضربه می تواند آسییب های جدی به پیستون و سیلندر موتور وارد کند. سوخت های دارای اکتان بالا معمولا نسبت های تراکم بالاتری را ایجاد می کنند زیرا این مدل از سوخت ها آهسته تر می سوزند و نرخ انبساط آن ها نیز پایین تر از سوخت های اکتان پایین است.
سرعت و بازدهی موتورهای بنزینی
موتورهای بنزینی دارای سرعت چرخشی بالاتری نسبت به موتورهای دیزل است. دلیل این موضوع پیستون های سبکتر و طراحی بهینه میل لنگ و اتصالات آن است. همچنین دلیل دیگر این موضوع می تواند احتراق سریع تر سوخت های بنزینی نسبت سوخت های دیزلی باشد. اما یکی از معایب موتورهای بنزینی بازدهی کمتر آن ها نسبت به موتورهای دیزلی است. دلیل این موضوع نسبت تراکم پایین تر موتورهای بنزینی نسبت به موتورهای دیزلی است. به طور معمول موتورهای بنزینی دارای بازدهی حرارتی در حدود 20% است که این عدد تقریبا نصف موتورهای دیزلی است. اگرچه موتورهای بنزینی امروزی با توجه به بهینه سازی هایی که انجام دادند مقدار بازدهی حرارتی را تا حد قابل قبولی افزایش دادند.
کاربردهای موتور بنزینی
موتورهای بنزینی دارای کاربردهای گسترده ای است که تعدادی از آن ها عبارتند از:
اتومبیل ها
موتورسیکلت ها
هواپیماها
قایق های موتوری
موتورهای کوچک مانند ژنراتورها برقی، ماشین چمن زنی و اره برقی
بسیاری از موتورهای بنزینی قبل از گسترش موتورهای دیزلی در بسیاری از ماشین های بزرگ مانند اتوبوس ها، کامیون ها و حتی لوکوموتیوها استفاده می شد.
طراحی موتورهای بنزینی
سیکل های کاری
موتورهای بنزینی ممکن است براساس نوع طراحی، چهار مرحله ای یا دو مرحله ای باشند. این مدل از موتورها به موتورهای 4 زمانه و 2 زمانه نیز معروف است.
نحوه قرارگیری سیلندرها
معمولا نحوه قرار گیری سیلندرهای موتورهای بنزینی بستگی به تعداد آن دارد. موتورهای دارای 1 تا 6 سیلندر دارای ساختار خطی و موتورهای دارای 2 تا 12 سیلندر دارای ساختار V شکل یا خورجینی است. موتورهای بنزینی خطی معمولا دارای سیستم خنک کاری با هوا است. البته در کنار سیستم خنک کاری با هوا، از آب نیز برای خنک کاری اطراف موتور استفاده می شود. موتورهای بنزینی خورجینی معمولا در دو محور سوار شده که به صورت نوبتی توان را به میل لنگ انتقال می دهند.
خنک کاری
موتورهای بنزینی توانایی خنک کاری هم با هوا (فین) و هم با سیال (رادیاتور) را دارند. مایع خنک کننده معمولا آب است که با ترکیباتی مانند اتیلن گلیکول یا پروپلین گلیکول مخلوط می شود. این ترکیب های دارای مزایایی از جمله پایین بودن دمای انجماد و بالا بودن دمای جوش آن ها نسبت به آب، جلوگیری از خوردگی، دارای روان کننده و مواد افزودنی برای محافظت از پمپ و بلبرینگ ها است.
جرقه
موتورهای بنزینی معمولا از شمع های با ولتاژ بالا برای جرقه استفاده می کنند. این شمع ها متناسب با طراحی می توانند به صورت کویل یا مغناطیسی باشند. در موتورهای بنزینی زمانبندی شروع احتراق و جرقه توسط سیستم مرکزی خودرو (ECU) کنترل می شود.
اندازه گیری توان
برای اندازه گیری توان موتورهای بنزینی از روشی به نام توان ترمز که بر روی فلایویل خودرو اندازه گیری می شود، استفاده می شود. واحد مورد نظر برای سنجش توان موتور معمولا اسب بخار است که در برخی موارد از کیلووات هم استفاده می شود. توان اندازه گیری شده از روی فلایویل در واقع توان مکانیکی خروجی از موتور است. واژه توان ترمز از ترمز هایی که در دینامومتر استفاده شده است تا بار وارده را اندازه گیری کند گرفته شده است. برای فهم هر چه بهتر توان خروجی از موتور بهتر است به مثال زیر توجه کنید. یک موتور بنزینی را در نظر بگیرید، فارغ از هر گونه اصطکاک و تلفات ترمودینامیکی داخل موتور توان جذب شده توسط پمپ آب، فن های رادیاتور و بسیاری دیگر از تجهیزات می تواند توان خروجی که به چرخ ها وارد می شود را کاهش دهند.
توان موتور همچنین توسط پمپ های چرخشی و کمپرسور تهویه هوا جذب می شود که با توجه به اینکه این موارد در هنگام تست موتور نصب نمی باشد، از این موارد نیز صرف نظر می شود. توان خروجی می توان متناسب با ارزش حرارتی سوخت، دمای هوای محیط، رطوبت و ارتفاع تغییر کند. برای ایجاد یک استاندارد مناسب در کشورهای اروپایی و آمریکایی تست توان موتور در دمای 25 درجه سانتی گراد، با رطوبت 50% و در ارتفاع سطح دریا انجام می شود. با توجه به تغییر این استاندارد ها در موتورهای دریایی (قایق های موتوری) استاندارد های به خصوصی برای این حالت از موتورها در نظر گرفته می شود. بسیاری از تست های توان موتور بنزینی امروزه با روش دینامومتر شاسی انجام می شود. در این مدل از تست توان، توان بر روی چرخ در حال چرخش اندازه گیری می شود که معمولا 15% تا 20% کمتر از روش سنجش توان برای میل لنگ یا فلایویل است. توان موتور در این حالت به صورت سیگنال های ویدیویی بر روی صفحه نمایش ارائه می شود.با توجه به توان مورد نیاز پمپ می توان از موتورهای با سایزهای مختلف استفاده کرد. ساختار و نحوه عملکرد موتور بنزینی و دیزلی تفاوت زیادی با یکدیگر دارند که در ادامه به آن ها پرداخته می شود.
تفاوت موتور بنزینی و دیزلی
موتور بنزینی و دیزلی علاوه بر تفاوت در نوع سوخت شان دارای تفاوت های بیشتری نیز است. موتور تک بنزینی به طور گسترده تری در خودروهای درون شهری استفاده می شود در حالی که موتور دیزلی برای ماشین های سنگین مانند کامیون ها و اتوبوس ها بیشتر کاربرد دارد. موتور بنزینی و دیزلی دارای تفاوت های گسترده ای هستند که در این قسمت به تعدادی از آن ها اشاره می شود.
ترکیب سوخت و هوا در موتور بنزینی در مرحله مکش صورت می گیرد در حالی که در موتور دیزلی در خود سیلندر ترکیب می شوند.
فشار تراکم در موتور بنزینی و دیزلی بسیار متفاوت است. میزان فشار تراکم بیشتر موتورهای بنزینی در حدود 10 بار و موتورهای دیزلی در حدود 35 بار است.
احتراق در موتور بنزینی و دیزلی نیز تفاوت زیادی دارد. در مرحله احتراق در موتور بنزینی با کمک شمع صورت می گیرد. در موتور بنزینی ابتدا ترکیب سوخت و هوا وارد سیلندر شده سپس با جرقه زمان بندی شده شمع احتراق صورت می گیرد. در موتور های دیزلی احتراق براساس فشار تراکم صورت می پذیرد. عمل احتراق در موتور تک نفتی در فشار حدودی 35 بار و دمای 600 درجه سانتی گراد صورت می پذیرد.
موتور بنزینی و دیزلی دارای سیکل های کاری متفاوتی هستند. موتور بنزینی براساس سیکل اتو کار می کند در حالی که موتور دیزلی براساس سیکل دیزل کار می کند.
یکی از مهمترین تفاوت های موتور بنزینی و دیزلی، مقدار راندمان این دو موتور است. موتور بنزینی می تواند بازدهی بین 26 تا 30% داشته باشد. درحالی که موتور دیزلی دارای بازدهی در حدود 40% است. تفاوت گسترده بازدهی در بین این دو موتور باعث شده است که بسیاری از تولید کنندگان تولید موتور های دیزلی را ترجیح دهند. اگرچه طراحی و تولید این نوع موتورها دارای پیچیدگی های به مراتب بیشتر از موتورهای بنزینی است.
موتور بنزینی و دیزلی دارای بازه زمانی استارت متفاوتی هستند. در موتور بنزینی به واسطه احتراق با کمک شمع، موتور زودتر شروع به کار می کند. در حالی که در موتور دیزلی به واسطه احتراق با توجه به ضریب تراکم و فشار بالا، موتور دیرتر شروع به کار می کند. ضریب تراکم یکی از معیارهای مهم در موتورهای احتراق داخلی است که به واسطه آن می توان مقدار بازدهی موتور را براساس مصرف یک واحد سوخت تعیین کرد.
پمپ پکیج، مشخصات برندها و انواع