عند استخدام أو صيانة محرك في الحياة اليومية، يتساءل الكثيرون: هل تحتوي محركات الديزل على شمعات احتراق ؟ قد يبدو هذا السؤال بسيطًا، ولكنه في الواقع يمس الاختلافات الجوهرية بين مبادئ تشغيل محركات الديزل والبنزين. نقدم لكم في هذا المقال شرحًا مفصلًا للإجابة، ونساعدكم على فهم ما تعتمد عليه محركات الديزل في عملية الاشتعال.
جزء 1. هل تحتوي محركات الديزل على شمعات احتراق؟
هل تحتوي محركات الديزل على شمعة احتراق ؟ حسنًا، الجواب هو: لا.
تعمل محركات الديزل بنظام إشعال مستقل مقارنةً بمحركات البنزين، ولذلك لا تتطلب شمعات إشعال لإشعال الوقود. وتُعدّ وظيفة شمعة الإشعال في محرك البنزين بالغة الأهمية، إذ تُولّد شرارة داخل غرفة الاحتراق تُشعل خليط الهواء والوقود في الوقت المناسب. ويتم تنظيم هذه الشرارة، وهي ضرورية للتشغيل السليم للمحرك.
أما في محركات الديزل، فيشتعل الوقود تلقائيًا بعد حقنه في هواء ساخن مضغوط للغاية. لا يتطلب هذا الاشتعال شرارة، وبالتالي لا يستخدم محرك الديزل شمعات الاحتراق. في الأقسام التالية، سنوضح بالتفصيل كيفية إشعال محركات الديزل للوقود.
الجزء الثاني. كيف تشعل محركات الديزل الوقود؟
تعمل محركات الديزل على مفهوم يعرف باسم الاشتعال بالضغط، حيث تعتمد محركات الديزل على الحرارة المتولدة أثناء ضغط الهواء إلى ضغط ودرجة حرارة عالية جدًا بدلاً من استخدام مصدر خارجي للشرارة لغرض الاشتعال.
وهذه هي العملية بالتفصيل:
في أشواط انضغاط محركات الديزل، يُسحب الهواء فقط (وليس خليط الوقود والهواء كما في محركات البنزين) إلى الأسطوانة ويُضغط إلى ضغط عالٍ جدًا لتوليد درجات حرارة عالية جدًا، عادةً ما تتجاوز 500-700 درجة مئوية (932-1292 درجة فهرنهايت). في لحظة مناسبة، يُدخل وقود الديزل مباشرةً إلى غرفة الاحتراق؛ وعند مزجه مع الهواء المضغوط الساخن، يحترق تلقائيًا: احتراق بدون شرارات.
غالبًا ما تستخدم محركات الغاز تقنية الاشتعال بالشرارة لإشعال النار؛ في محركات الغاز، يتم ضغط الهواء والوقود أولاً قبل الاشتعال من خلال شمعة الاشتعال التي تخلق شرارة كهربائية في توقيت محدد لإشعال الاحتراق.
يعد الاشتعال بالضغط أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل محركات الديزل توفر كفاءة حرارية وعزم دوران أعلى في دورات منخفضة في الدقيقة؛ مما يجعلها الأنسب للاستخدام في الشاحنات والمولدات والآلات الثقيلة وغيرها من الأغراض الشاقة.
الجزء 3. كيف تبدأ محركات الديزل؟
على الرغم من أن محركات الديزل لا تستخدم شمعات الاحتراق مطلقًا، فإن بعض التطبيقات، والتي الغالبية العظمى منها خفيفة الاستخدام، تتضمن شمعات التوهج للمساعدة في التشغيل البارد أثناء الظروف الجوية السيئة.
تعتبر شمعات التوهج فريدة من نوعها مقارنة بشمعات الاحتراق حيث يتم استخدامها لتسخين الهواء في غرفة الاحتراق قبل بدء تشغيل المحرك.
أثناء تشغيل المحرك البارد في فصول الشتاء عندما تكون درجة حرارة الهواء منخفضة للغاية بحيث لا يتمكن وقود الديزل من الاحتراق تلقائيًا عند الحقن، تصبح شمعات التوهج ساخنة بسرعة كافية لدرجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية أو 1800 درجة فهرنهايت وتسخن درجات حرارة الهواء المحيط بشكل كافٍ لزيادة قابليتها للاشتعال التلقائي عند الحقن.
تُعدّ شمعات التسخين ضروريةً للغاية في مركبات الديزل الخفيفة مثل الشاحنات الصغيرة وشاحنات التوصيل والشاحنات التجارية الصغيرة. فبدون شمعات التسخين، يكاد يكون من المستحيل تشغيل محركات الديزل في ظروف الطقس البارد ؛ أما عند تسخينها إلى درجة حرارة التشغيل المعتادة، فإن حرارة الضغط ستكون كافيةً لإشعالها دون أي مساعدة خارجية.
الجزء 4. نظام تشغيل محرك الديزل: كيف يعمل؟
في التشغيل المنتظم، تُشغَّل محركات الديزل بمحرك بدء تشغيل كهربائي يُشغِّل دولاب الموازنة لتدوير المحرك. يُضغط هذا الدوران الهواء داخل الأسطوانات، مما يُتيح في النهاية تشغيل المحرك من خلال الاشتعال بالضغط.
مع ذلك، في ظل ظروف معينة، قد تكون معدات التشغيل الكهربائية القياسية غير موثوقة أو غير عملية. وهذه هي:
- منصات النفط البحرية
- أعمال المناجم أو الأنفاق تحت الأرض
- المناطق النائية بدون إمدادات الكهرباء
- الأماكن الخطرة أو المتفجرة
في مثل هذه الظروف، يعد Spring Starter هو البديل المثالي.
ما هو Spring Starter؟
بادئ التشغيل الزنبركي هو أداة مساعدة ميكانيكية غير كهربائية مصممة خصيصًا لمحركات الديزل. يبدأ التشغيل يدويًا أو ميكانيكيًا عن طريق لف زنبرك قوي. يُلف الزنبرك لأقصى حد ممكن، مما يخزن طاقة كافية، وعند إطلاقه، يدير عمود المرفق بسرعة كبيرة، مما يبدأ دورة الضغط اللازمة لتشغيل المحرك.
لا تتطلب هذه التقنية بطاريات أو أسلاكًا أو كهرباء، وبالتالي فهي موثوقة للغاية في ظروف العمل الشاقة أو الطوارئ. بادئات الزنبرك مناسبة بشكل خاص لما يلي:
- محركات الديزل في البيئات النائية أو القاسية
- مولدات الطوارئ الاحتياطية ومضخات الحريق
- التطبيقات الحرجة للسلامة حيث يمكن أن تفشل الأنظمة الكهربائية
إذا كنت بحاجة إلى حل تشغيل قوي وموثوق به لمحرك ديزل، فإننا نوصي بشدة باستخدام بادئ تشغيل زنبركي. فهو لا يحتاج إلى صيانة فحسب، بل يسمح أيضًا بتشغيل محركك في أي وقت تريده.
باختصار
لا تستخدم محركات الديزل شمعات احتراق، بل تعمل بنظام الاشتعال بالضغط. عند التشغيل في الطقس البارد، وخاصةً في الطقس البارد، يمكن استخدام شمعات التوهج لتكملة عملية الاشتعال عن طريق التسخين المسبق لغرفة الاحتراق.
إذا وجدت نفسك في تطبيق حيث تكون الموثوقية في نظام التشغيل أمرًا بالغ الأهمية، ففكر في استخدام Spring Starter، وهو قطعة من المعدات الميكانيكية التي لا تحتاج إلى طاقة ولا تتطلب صيانة كبيرة والتي توفر بدء تشغيل فعال للمحرك دون الاعتماد على الكهرباء.
إذا كنتَ مشغل معدات ديزل، أو فني صيانة، أو مورد قطع غيار ديزل، فنأمل أن تكون المقالة المذكورة أعلاه قد ساعدتك على فهم كيفية عمل محركات الديزل. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن بادئات التشغيل الزنبركية أو شرائها ، والتي تعمل على معظم محركات الديزل، يمكنك التواصل معنا للحصول على استشارة من خبرائنا وأسعار تنافسية!
الأسئلة الشائعة حول محركات الديزل
هل تحتوي محركات الديزل الجديدة على شمعات توهج؟
نعم، تستخدم العديد من محركات الديزل الحالية، وخاصةً في الشاحنات الخفيفة، شمعات التوهج للمساعدة في بدء التشغيل البارد عن طريق تسخين غرفة الاحتراق مسبقًا. مع ذلك، قد تستخدم محركات أخرى عالية التحمل شمعات توهج أخرى لبدء التشغيل البارد.
ما هي شمعات الاحتراق التي تحل محل الديزل؟
تستخدم محركات الديزل نظام الاشتعال بالضغط بدلاً من شمعات الاحتراق. تضغط هذه المحركات الهواء إلى درجة حرارة وضغط عاليين للغاية، ويشتعل وقود الديزل المحقون تلقائيًا دون شرارة.
لماذا عمر محركات الديزل أطول؟
تستمر محركات الديزل عادةً لفترة أطول بسبب تصنيعها باستخدام أجزاء أقوى مصممة لتحمل نسب ضغط ومستويات ضغط أعلى، كما أن احتراقها أكثر كفاءة، مما ينتج عنه إجهاد احتراق أقل في درجات الحرارة العالية على الأجزاء.
كما تساعد خصائص التزييت الفائقة لوقود الديزل على منع تآكل المحرك، مما يطيل عمره الافتراضي مقارنةً بمحركات البنزين. وتجتمع هذه الميزات لإطالة عمره الافتراضي.
ماذا يحدث إذا وضعت شمعات الاحتراق في محرك الديزل؟
لن يُجدي تركيب شمعات الاحتراق في محرك الديزل نفعًا، لأن محركات الديزل لا تستخدم شمعات الاحتراق لإحداث شرارة. تعتمد محركات الديزل على الاشتعال بالضغط، حيث يُشعل الوقود بدرجة حرارة عالية من الهواء المضغوط. ولن يُجدي تركيب شمعات الاحتراق في محرك الديزل نفعًا، وقد يُلحق الضرر بالمحرك أو يُسبب عطلًا فيه.
