كيف يعمل محرك الديزل؟ إنه أكثر كفاءة حرارياً، ولكن هل يلوث أكثر؟

لا تزال محركات الديزل تحظى بشعبية كبيرة، رغم أنها تتعرض لضغوط متزايدة، بينما تزداد حصة محركات البنزين في السوق على حساب الديزل. ولكن، هل نعرف كيف يعمل محرك الديزل وما أهم الاختلافات بينه وبين محركات البنزين؟ سنشرح لك كيفية عمل محرك الديزل، لتتعرف على هذه الاختلافات وتتمكن من اختيار سيارتك المقبلة بشكل أفضل. على الأقل فيما يتعلق بالميكانيكا.

للبداية، دعنا نتعرف على أصل محركات الديزل. فقد طوّرها المهندس رودولف ديزل عام 1893. كان ديزل يعمل في شركة MAN، وهي شركة كانت تصنع في ذلك الوقت محركات عالية القدرة لتحريك المركبات الكبيرة. ومن هذه الفكرة نشأت الحاجة إلى ابتكار محرك ذي كفاءة حرارية أعلى. وفي النهاية أدى انفجار أحد محركاته التجريبية إلى إصابة المهندس ومساعديه بجروح خطيرة. ولحسن الحظ، استمرت الأبحاث وأثمرت.

طريقة عمل محرك الديزل: دورة الديزل

يشترك محرك الديزل مع محركات البنزين في معظم الميكانيكا، لكنه يعمل بطريقة مختلفة. فهو يعمل بأربعة أشواط، مثلها، إلا أن طريقة إحداث احتراق الغازويل مختلفة، وفي هذا يكمن اختلافه. وهذه هي الأشواط الأربعة التي تعمل بها محركات الاحتراق:

• السحب: في هذا الشوط الأول يُفتح صمام السحب، فيدخل الهواء ويتحرك المكبس إلى الأسفل. يصل المكبس في حركته إلى أدنى نقطة، فيمتلئ الحيز بالكامل بالهواء.
• الضغط: في الشوط الثاني يصعد المكبس من جديد، فيضغط الهواء، مما يرفع درجة حرارته استعداداً لوصول الوقود، وهو المسؤول عن تشغيل المحرك.
• الاحتراق: مع ضغط الهواء، وفي لحظة محددة، يحدث حقن الوقود المذرّذ، الذي عند ملامسته للهواء المضغوط ترتفع حرارته حتى تصل إلى ما بين 700 و900 درجة مئوية، فيشتعل ويدفع المكبس إلى الأسفل.
• العادم: يؤدي احتراق الوقود إلى ظهور الغازات المتبقية، التي تُطرد من المحرك عبر صمام العادم، بينما يدفعها الهواء الداخل الجديد عبر المسار نفسه، فيصبح الحيز نظيفاً وجاهزاً لبدء الدورة من جديد. تنتقل الغازات إلى العادم حيث تعالجها المرشحات التي تُركّب في المركبة الديزل لمنع وصول الغازات الملوثة إلى الغلاف الجوي.

لا تحتوي هذه المحركات على شرارة، إذ يحدث الاحتراق عند ملامسة الوقود المذرّذ للهواء المضغوط، ما يجعله محركاً أكثر كفاءة بكثير من الطريقة التي تُحدث بها هذا الانفجار في محرك البنزين. ومع ذلك، لا يتطلب الأمر فقط جدراناً أسمك وأكثر متانة، بل يحتاج أيضاً إلى عدة عناصر لتوليد الضغط المناسب لتشغيله.

كفاءة حرارية أعلى، ولكن تلوث جوي أكبر

الوقود أرخص، وكفاءته أفضل من البنزين. يعمل محرك الديزل بعدد دورات أقل، ولهذا قد يتمتع بعمر أطول. ويحتاج إلى صيانة أقل، لكن أعطاله أغلى في الإصلاح. كما أن الجميع يعلم ما يحدث لمحركات الديزل. التلوث أعلى من حيث مستويات أكاسيد النيتروجين (الغلاف الجوي)، ويدفع العديد من المدن إلى التفكير في حظر استخدام السيارات التي تعمل بالديزل.

ومع ذلك، هناك من يعتقد أن تقنية الديزل ستتطور وستنجو من الاختفاء الذي تفرضه اللوائح.

الفرق بين محرك البنزين ومحرك الديزل

الفرق الرئيسي بين محرك البنزين ومحرك الديزل هو الوقود. في البداية صُممت محركات الديزل لتعمل بالوقود نفسه المستخدم في الإنارة العامة، وهو وقود أثقل وأرخص من البنزين. وقد ثبت أنه وقود أكثر كفاءة للنقل الثقيل، ثم للمركبات الأصغر والأكثر شعبية، أي السيارات. وهو أقل تكريراً من البنزين، ويُطلق شوائب أكثر بعد الاحتراق.