نحوه‌ی کارکرد موتورهای دیزلی

در موتورهای برون سوز به مانند آنچه در موتورهای بخار قدیمی وجود داشت، سوخت در یک محوطه یا تنوره در خارج از موتور می‌سوخت و سپس گرمای حاصل به‌طور مستقیم و یا از طریق لوله‌هایی به بویلر و یا موتور بخار انتقال می‌یافت. در داخل موتورهای برون سوز حرکت پیستون به‌صورت افقی و یا به عبارتی ساده‌تر جلو - عقبی انجام می‌گیرد. موتورهای برون سوز برخلاف موتورهای درون‌سوز از راندمان پائینی برخوردار هستند چرا که به واسطه برون سوز بودن مقدار زیادی انرژی در مسیر جابجایی‌ها هدر می‌رود.

موتور دیزل که اولین بار توسط رودولف دیزل در سال 1982 اختراع شد یک موتور درون‌سوز و کمی متفاوت‌تر از موتورهای بنزینی ساخته شد. این موتور ابتدا با نیت استفاده از زغال‌سنگ به‌عنوان سوخت ساخته شد ولی در عمل سوخت آن نفت شد. رودولف دیزل که یک آلمانی بود، این موتور را در همان سال به نام خود به ثبت رساند. موتورهای دیزلی که امروزه با سوخت گازوئیل عمل می‌کنند، درواقع با استفاده از مکانیزم گرم شدن هوا در اثر یک فشار بسیار بالا، کار می‌کنند. در موتورهای بنزینی ابتدا هوا و سوخت با یک نسبت از قبل تعریف شده وارد سیلندر شده و سپس به کمک یک سیستم احتراق داخلی که عملش به جرقه‌زنی شمع ختم می‌شود، سوخت و هوا منفجر شده و پیستون را به حرکت در می‌آورد. اما در موتورهای گازوئیل سوز یا همان موتورهای دیزلی ابتدا هوا به تنهایی وارد پیستون شده و فشرده می‌شود. فشرده شدن هوا در اینجا 14 تا 25 بار بیشتر از موتورهای بنزینی انجام می‌گیرد که همین امر سبب ایجاد حرارتی در حدود 500 درجه سانتی گراد در درون سیلندر موتور دیزلی می‌شود و زمینه برای حضور سوخت که همان گازوئیل است، فراهم می‌شود.

گازوئیلی که توسط سیستم سوخت‌رسانی و توسط انژکتورها به صورت بخار و یا پودر درآمده، در حضور هوایی که از قبل در اثر اعمال فشار زیاد گرم شده منفجر می‌شود. این انفجار پس از ورود گازوئیل به داخل سیلندر صورت گرفته و سبب به حرکت درآمدن پیستون می‌شود. حرکت پیستون در موتورهای درون‌سوز به‌صورت عمودی و یا بالا – پائینی است و چون احتراق درون سیلندر صورت گرفته و یا به عبارتی درون‌سوز هستند راندمان در این نوع از موتورها به‌مراتب بیشتر است. امروزه این موتورها به‌عنوان یک نوع موتور اقتصادی و همه‌کاره در انواع کامیون‌ها، خودروهای راهسازی، خودروهای سنگین و حتی خودروهای سواری به کار می‌روند. اما بخش اعظمی از موتورهای گازوئیلی در ساخت موتور دیزل ژنراتور مورد استفاده قرار می‌گیرند. شاید اولین بار که رودولف دیزل یک موتور دیزلی را به‌عنوان اختراع خود ثبت می‌کرد تصور نمی‌کرد که این موتور ابداعی او تا چه میزان می‌تواند صنعت راه‌سازی، حمل‌ونقل و برق دنیا را متحول کند.

دیزل ژنراتور

در دیزل ژنراتورها انرژی حاصل از سوختن گازوئیل به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. برحسب نوع طراحی دیزل ژنراتور توان‌های متفاوتی از 1 کیلووات ساعت تا 2000 کیلووات ساعت از خروجی دستگاه می‌توان گرفت. به دلیل گرم شدن موتور ژنراتور دیزلی، با طراحی مکانیزمی خاص در این نوع موتورها، بدنه‌ی موتور خنک نگه داشته می‌شود. سیستم خنک‌کننده‌ی موتور ژنراتور دیزلی معمولاً با هوا و یا آب کار می‌کند. در سیستم خنک‌کننده‌ی آبی از رادیاتور برای خنک کردن موتور استفاده می‌شود. سیستم پره دار رادیاتور از یک‌سو به لوله‌های مخصوصی متصل است که آب را در اطراف موتور ژنراتور دیزلی به گردش درمی‌آورد و از سوی دیگر در تماس با محیط اطراف آبی را که گرم شده خنک می‌کند و دوباره به اطراف موتور ژنراتور دیزلی منتقل می‌کند. در نوع دیگری از موتور ژنراتور دیزلی، بدنه‌ی موتور به‌صورت پره دار طراحی شده که مستقیم در تماس با هوا خنک نگه داشته می‌شود. موتورهای دیزلی قدیمی ساخت شوروی و اروپای شرقی از این نوع بودند.

گازوئیل نسبت به بنزین کمتر فرار بوده و قدرت اشتعال آن هم به مراتب از بنزین کمتر است به همین دلیل، موتور ژنراتور دیزلی از ایمنی بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی برخوردار است. بر اساس ادعای سازندگان موتور ژنراتور دیزلی، این موتورها به دلیل متصاعد شدن مواد مضر کمتر در اثر سوختن گازوئیل، در مقایسه با موتورهای بنزینی، آسیب کمتری به محیط‌زیست می‌زنند، درحالی‌که بر اساس تست‌ها و آزمایش‌های مکرری که توسط سازمان‌های محیط‌زیستی انجام‌شده تفاوت چندانی بین این دو نوع سوخت ازنظر آلایندگی مشاهده نشده است و در واقع آلایندگی بالای این موتورها از بزرگ‌ترین نقطه ضعف‌های این‌گونه موتورهاست. با این وجود این موتورها نقش بسیار کمتری را در ایجاد آلودگی ناشی از گاز CO₂ دارند. تحمل فشارهای بیشتر توسط موتور ژنراتور دیزلی در مقایسه با موتورهای بنزینی نشان از جان سخت بودن این موتورها دارد. از این رو موتور ژنراتور دیزلی با وجود هیکل و جثه‌ی بزرگ‌تر و گاهی‌ قیمت تمام‌ شده‌ی بیشتر، به دلیل جان سخت بودن و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه بوده و از سوی شرکت‌های بازرگانی مانند شرکت تجارت و صنعت سعدی بیشتر پیشنهاد می‌شود. شاید موتورهای دیزلی در صنعت خودروهای سبک و سواری‌ها جای خود را به موتورهای برقی و یا بنزینی بدهند، ولی بسیار بعید به نظر می‌رسد که بتوان جایگزینی برای موتور ژنراتور دیزلی، حداقل در چند سال آینده پیدا کرد. با این وجود هر روز شرکت‌های بزرگ بازرگانی به مانند شرکت تجارت و صنعت سعدی مدل‌ها و طرح‌های جدیدتری از دیزل ژنراتور با کارایی های متنوع به بازار عرضه می‌کنند. انواع دیزل ژنراتورها شامل دیزل ژنراتورهای دو زمانه، چهار زمانه، خطی و خورجینی است. تقسیم بندی موتور ژنراتور دیزلی به صورت دو زمانه و چهار زمانه بر اساس تعداد دفعات احتراق درون سوز در هر دور گردش میل لنگ صورت می‌گیرد و همچنین تقسیم بندی موتور ژنراتور دیزلی به صورت خطی و خورجینی بر اساس شکل قرارگیری سیلندرها انجام شده است. همچنین گاهی موتورهای دیزل بر اساس میزان توان خروجی بر حسب اسب بخار نام‌گذاری می‌شوند. سیستم سوخت‌رسانی موتور ژنراتور دیزلی شامل پمپ انژکتور (وظیفه دارد میزان سوخت و فشار لازم جهت پرتاب یا پاشش سوخت را تنظیم کند)، انژکتورها (سوخت را به صورت بخار یا پودر در می‌آورند تا برای احتراق مناسب باشد)، فیلترهای سوخت (جهت جداسازی ذرات معلق و در یک‌کلام تصفیه‌ی سوخت کاربرد دارد)، لوله‌های انتقال سوخت و توربوشارژر (که هوای ورودی به سیلندر را افزایش می‌دهد) است.

در بازار ایران توسط شرکت‌های بازرگانی مختلف همچون شرکت تجارت و صنعت سعدی، برندهای مختلفی از موتور ژنراتور دیزلی در بازار ارائه شده است که موتور ژنراتور دیزلی پرکینز و موتور ژنراتور دیزلی VOLVO این نوع هستند. البته قیمت دیزل ژنراتور بر اساس نوع برندها و کیفیت آن‌ها متفاوت است.

البته شرکت‌هایی هم هستند که اصطلاحاً به آن‌ها کوپله کار گفته می‌شود. این شرکت‌ها دیزل ژنراتور تولید نمی‌کنند، بلکه موتور ژنراتور دیزلی و ژنراتور را به‌صورت جداگانه از شرکت‌های معتبر تهیه‌کرده، بدنه را خود طراحی کرده و قطعات را بر روی آن‌ها سوار می‌کنند. این شرکت‌ها با بهره‌گیری از قطعات متنوع، دیزل ژنراتورهای متنوع تولید می‌کنند. معمولاً‌ قیمت دیزل ژنراتورهای تولیدی توسط این شرکت‌ها رقابتی‌تر بوده و بر اساس نیاز و کشش بازار محصولاتشان را تولید می‌کنند. شرکت‌های کوپله کار معروفی در دنیا فعالیت دارند که از آن جمله می‌توان به برندهای معروف اف جی ویلسون و کامینز پاور اشاره کرد. معمولاً شرکت‌های بزرگ تولیدکننده‌ی موتور دیزلی و ژنراتور قطعات خود را بدون هیچ کم و کاستی برای شرکت‌های کوپله کار ارسال می‌کنند. از این ‌رو کیفیت دیزل ژنراتورهای تولیدی توسط شرکت معتبری چون استمفورد انگلستان، با دیزل ژنراتور شرکت کوپله کاری مثل ویزا (Visa) ایتالیا که قطعاتش را از استمفورد دریافت می‌کند هیچ تفاوت کیفیتی ندارد در حالیکه قیمت دیزل ژنراتور تولیدی ممکن است از دیزل ژنراتور تولیدی در خود شرکت استمفورد ارزان‌تر هم باشد. کیفیت کار این شرکت‌های کوپله کار بیشتر به نوع شاسی (بدنه) که می‌سازند، دقت در اسمبل یا مونتاژ کردن قطعات و نوع قطعاتی که در تابلو برق از آن استفاده می‌کنند و سیستم‌های کنترلی نصب‌شده بر روی موتور و . . . وابسته است. معمولاً کوپله ای که در خارج از کشور انجام می‌گیرد به کوپله فابریک معروف است.  تفاوتی وجود ندارد که شرکت کوپله کار در کدام کشور مستقر باشد، بلکه بیشتر نوع و کیفیت کوپله کاری آن‌ها مهم است. به‌طور مثال به دفعات دیده شده که یک موتور برق کوپله شده در ایران و یا حتی افغانستان، کیفیتی به مراتب بالاتر از موتور برقی که در آمریکا و یا یک کشور اروپایی کوپله شده است، داشته است.