عندما تم اختراع محرك الديزل ، والذي أصبح ذا أهمية كبيرة في حياتنا ، حيث أصبح المحرك أحد الأشياء الأساسية بعد الثورة الصناعية ، كانت الحاجة إلى محركات أكثر كفاءة وقوة هي الشيء الرئيسي لاختراع محركات الديزل التي قدمت طاقة عالية وكفاءة وقدرة كبيرة جدًا ، لذلك سنعرف متى تم اختراع محرك الديزل.

معلومات محرك الديزل

يعتبر محرك الديزل من محركات الاحتراق الداخلي البديلة للمحرك البخاري ، حيث يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في الديزل إلى طاقة حركية ، وجاء تطوير هذا المحرك ليكون أعلى كفاءة من محرك البنزين ، وزيادة الكفاءة عن طريق رفع نسبة الضغط في محركات الديزل ، وتراوحت نسبة الانضغاط بين 1.14 إلى 1.25 في الديزل ، بينما تراوحت النسبة في البنزين من 1.8 إلى 1.12 ، وتتناسب كفاءة المحرك بشكل مباشر مع نسبة الانضغاط ، كما أن محرك الديزل لديه مزايا عديدة أهمها ما يلي:

  • لديها كفاءة عالية مقارنة بالبنزين ، ولها قوة وعزم دوران أعلى.
  • وقود الديزل له تكلفة أقل مقارنة بباقي أنواع الوقود ، حيث أن الطاقة الكامنة للديزل أعلى من طاقة البنزين.
  • ارتفاع نسبة انضغاط البنزين مما يزيد من حجم ووزن المحرك ومحرك الديزل باهظ الثمن نسبيًا.
  • تستخدم محركات الديزل في المعدات التي تتطلب طاقة وعزم دوران عاليين.
  • يمكن الحصول على سرعات بطيئة مباشرة من المحرك دون الحاجة إلى خفض السرعة ، كما هو الحال في السفن الكبيرة.

متى تم اختراع محرك الديزل

انتشرت محركات البنزين بشكل كبير في الثمانينيات ، ولم تعطِ الكفاءة والقوة المطلوبتين ، الأمر الذي جعل الكثير من الناس يفكرون في كيفية الحصول على محرك عالي الكفاءة ، وفي عام 1892 تم اختراع فكرة محرك الديزل من قبل مهندس ألماني ومن هنا كان الاختراع ، وتم تسجيل براءة الاختراع عام 1893 بعد عام من الاختراع.

من هو مخترع محرك الديزل

أول من اخترع محرك الديزل كان المهندس الألماني رودولف ديزل عام 1892 ، وكان مهندسًا ميكانيكيًا طور آلة متحركة تستخدم الزيت كوقود لها باستخدام الديزل لتشغيلها. وقد نجح هذا الأمر معه وزاد بشكل كبير من كفاءة النقل والصناعة ، وأنشأ مصنعًا لتصنيع محركات الديزل. وعلى الرغم من نجاحاته واختراعاته المتميزة ، إلا أنه لم ينجح في عالم الأعمال بسبب الخسائر المالية التي تكبدها وتراكم الديون عليه بسبب الأزمة التي عرضته للنزاعات القانونية والأمراض.

أنواع محركات الديزل

هناك العديد من أنواع محركات الديزل التي يتم تصنيفها وفقًا لعدد من العوامل التي يتم قياسها من حيث الحجم والطاقة المنتجة ، ويتم تصنيفها إلى ثلاثة أنواع رئيسية ، على النحو التالي:

  • المحركات الصغيرة: تولد أقل من 252 حصاناً ، وهي من أكثر الأنواع إنتاجية ، وتستخدم في السيارات الصغيرة وبعض الآلات الزراعية والمولدات الكهربائية الصغيرة التي يتم تركيبها على القوارب ، ويتم ذلك بنظام الحقن المباشر ويتكون من أربع أو ست أسطوانات ، وتحتوي على شاحن توربيني مع مبردات.
  • محركات متوسطة: تتراوح قوتها من 252 إلى 1006 حصان ، يستخدم غالبيتها في الشاحنات الثقيلة ، وتعمل بالحقن المباشر بست أسطوانات بشاحن توربيني.
  • تنتج المحركات الكبيرة أكثر من 1006 حصان ، وتستخدم في السفن أو لتوليد الطاقة الكهربائية ، ويكون عملها بالحقن المباشر ، ولها شواحن توربينية ووسائل تبريد ، وتعمل بأقل من خمسمائة دورة في الدقيقة.

آلية عمل محرك الديزل

عمل محرك الديزل نوضحه وفق علم الديناميكا الحرارية الذي وصف عملية الديزل وآلية عملها بالطريقة التي تعمل بها جميع أنواع محركات الديزل الآن ، على النحو التالي:

يتم ضغط الغاز في ظل ظروف متساوية ، بحيث يتم ضغط الغاز بدون تبادل حراري مع البيئة الخارجية لنظام الضاغط ، ثم تضاف الحرارة إلى النظام مع الحفاظ على نفس الضغط ، ثم يتمدد الغاز متوازى ، ثم الحرارة إزالتها من آلة الضاغط مع الحفاظ على نفس الحجم.

يتم تشغيل المحرك وفقًا لدورة المكبس رباعية الأشواط والتي تتكون من أربعة أشواط للمكبس (سحب – ضغط – اشتعال – عادم) ودورتان للعمود المرفقي ، ثم يتحرك المكبس من أعلى نقطة ميتة إلى النقطة السفلية ، يسبب خللاً في ضغط الهواء في الاسطوانة لتقليل الضغط داخل الحجرة ويتم شحنه من الهواء والوقود في حجرة الأسطوانة ، ثم ينتقل المكبس من النقطة الميتة إلى أعلى أمامها الشحنة التي تتكون منها الهواء والوقود ، ثم تنفجر الشحنة وتدفع المكبس للأسفل ، وتضغط بقايا احتراق الوقود أمامه خارج حجرة الأسطوانة مع باقي الاسطوانات حتى يتوقف المحرك عن العمل.

بهذا تعلمنا متى تم اختراع محرك الديزل ، وتعلمنا معلومات عن محرك الديزل وآلية عمله ، والتي تعد إحدى عمليات احتراق الوقود في غرفة الاحتراق.