Integrated Training Center - ITC

محرك الديزل هو من محركات الاحتراق الداخلي حيث يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في وقود السيارات المعروف بالغازولين إلى طاقة حركية. أول من اخترع المحرك الديزل هو المهندس الألماني رودولف ديزل في عام 1892 والهدف من وراء هذا الاختراع هو إيجاد محرك ذو كفاءة أعلى من كفاءة محرك البنزين. وتأتي الزيادة في الكفاءة من ارتفاع نسبة الضغط (compresses ratio) في محركات الديزل حيث تتراوح ما بين 1:14 إلى 1:25 أما البنزين فيتراوح ما بين 1:8 إلى 1:12 وكما هو معروف أن كفاءة المحرك تتناسب طرديا مع نسبة الضغط.
يمكن تفسير كيفية عمل محرك الديزل استنادًا إلى الترموديناميكا التي تصف عملية الديزل (Diesel Process) على النحو التالي:

يتم ضغط الغاز تحت ظروف إيزونتروبية أي أن الغاز يضغط دون تبادل للحرارة مع المحيط الخارجي للآلة الضاغطة(النظام).
إضافة حرارة للمنظومة مع الاحتفاظ بنفس الضغط (isobaric).
تمدد الغاز إيزونتروبيا.
إخراج الحرارة من الآلة الضاغطة مع المحافظة على نفس الحجم.
طريقة عمل المحرك تسمى دورة المكبس باسم دورة أوتو الرباعية.. تتم هذه الدورة في أربعة أشواط للمكبس (سحب-ضغط-اشتعال-عادم) ولفتين للعمود المرفقى.
الشوط الأول: شوط السحب
وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة العُليا إلى النقطة الميتة السُفلى محدثًا خلخلة في ضغط الهواء داخل غرفة الاسطوانة فيقل الضغط داخل الغرفة أقل من الضغط الجوى فتتمكن شحنة من الهواء والوقود بالدخول إلى غرفة الاسطوانة.
الشوط الثاني: شوط الضغط.

وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة السُفلى إلى النفطة الميتة العُليا ضاغطًا أمامه الشحنة المكونة من الهواء والوقود.

الشوط الثالث: شوط الاشتعال.

وقبل نهاية شوط الضغط بقليل تنفجر الشحنة وبذلك تعمل على دفع سطح المكبس إلى أسفل.

الشوط الرابع:شوط العادم.

وفيه يتحرك المكبس من النقطة الميتة السُفلى إلى النقطة الميتة العُليا ضاغطًا أمامه بقايا احتراق الوقود خارج غرفة الاسطوانة وهكذا مع باقي الاسطوانات إلى أن يتوقف المحرك.

عملية السحب

وتكون في المنطقة المحصورة بين سطح السائل المُراد ضخه وخط التماثل للمضخة، ويسمى الارتفاع بين هذين النقطتين بارتفاع السحب الاستاتيكي، وفيه هذه المنطقة يكون الضغط أقل من الضغط الجوي – ضغط السائل – لتتم عملية السحب بصورة سليمة. وفي حالة عدم انخفاض الضغط بصورة سليمة لأسباب مختلفة سنناقشها لاحقاً في نفس البحث تحدث ظاهرة البخبخة (أي دخول فقاعات من من الهواء في المائع) مما يؤدي إلى اضطراب المضخة وحدوث أصوات عالية أثناء تشغيلها، وقد تصل الخطورة أحياناً إلى حدوث تلفيات في الأجزاء الداخلية للمضخة.

عملية التوصيل

أما عملية التوصيل، فتكون في المنطقة المحصورة بين خط التماثل للمضخة، والسطح المُراد الوصول بالمائع إليه. ويسمى الارتفاع بين هذين النقطتين بارتفاع التوصيل الاستاتيكي، وعند نهاية هذه المنطقة يعود الضغط مجدداً للضغط الجوي، وذلك بخروج السائل من منطقة السحب. وتختلف المضخات على حسب قدرة كل منها على الامداد بالارتفاع الأكبر مقارنة بأقل طاقة مطلومة ممكنة، ويعتمد هذا الاختلاف على عوامل عديدة منها اتجاه ميل الريشة في المضخات الدورانية كما تقدم، فمن المعلوم أن المراوح الأمامية تعطي أكبر ارتفاع ممكن مقارنة بالمراوح الخلفية أما النصف قطرية فتعتبر متوسطة الارتفاعات.