محركات البنزين ومحركات الديزلGasoline (Petrol) and Diesel Engines

	محرك البنزينGasoline (Petrol) Engine	محرك الديزل Diesel Engine
الدورة الحرارية:	دورة أوتو (دورة ثبوت الحجم)	دورة ديزل (دورة ثبوت الضغط)
الوقود:	البنزين   C9H20	الديزل   C14H30
تقيم جودة الوقود: نقطة الوميض للوقود: كثافة الوقود: كثافة الطاقة للوقود:	رقم الأوكتان-  مقاومة الوقود  للصفع. في حدود  ≈ 80- 95 - 30 درجة مئوية 720 جم/ لتر 34.8 ميجا جول/ لتر44.4 ميجا جول/ كجم	رقم السيتان-   سرعة الإشعال (كفاءة بدأ الإدارة) في حدود ≈ 40- 55  + 60 درجة مئوية 850 جم/ لتر 38.6 ميجا جول/لتر45.4 ميجا جول/ كجم
نسبة الهواء للوقود:	12:1-18:1	الحمل الكامل 20:1  الحمل الخالي 100:1
نسبة الانضغاط:	8:1 – 12:1	14:1 – 25:1
الكفاءة الحرارية:	12% : 25%	25% : 36%
درجة حرارة العادم:	700 : 1000 درجة مئوية	500 : 600  درجة مئوية
القدرة النوعية	0.8- 1.6 كيلووات/ كجم	0.6- 0.72 كيلووات/ كجم
السرعة القصوى:	3500 : 7000 لفة/ دقيقة	2000 : 3500 لفة/ دقيقة
أقصى ضغط:	30: 40 بار	60: 80 بار
الضغط المتوسط البياني	7: 10 جوي	5: 6 جوي
الاستهلاك النوعي للوقود	300 جرام/ (كيلووات   ساعة)	230-260 جرام/(كيلووات ساعة)
السحب داخل الاسطوانة:	خليط وقود وهواء	هواء فقط
التحكم في القدرة:	كمي (زيادة كمية الخليط) الضغط على البدال يزيد كمية الخليط	كيفي (زيادة نسبة الوقود إلى الهواء) الضغط على البدال يزيد نسبة الوقود إلى الهواء
نوع الإشعال:	بالشرارة spark ignition SI	بالضغطcompression ignition CI
الفرق:	- توجد شمعات إشعال لإشعال الخليط- نظام إشعال  - يوجد خانق للتحكم في   كمية الشحنة- نظام وقود مغذي, أو   حقن وقود بنزين, ضغط منخفض- نظام خانق بدأ الحركة   للتقويم على البارد - ضغط للشحنة هواء+ بنزين (أثناء شوط الضغط)	- مضخة حقن الوقود- بخاخات, حقن مباشر   داخل الاسطوانة, حقن ضغط عالي  - ضغط هواء فقط (أثناء شوط الضغط) يستخدم عند تقويم (بدأ إدارة المحرك): - شمعة تسخين glow plug, - وفي الأجواء الباردة يستخدم: - سخان بمجمع السحب, resistive grid   heaters - سخان لجسم المحرك, Engine block heaters يستخدم لمنع تبلور الوقود: - سخان بخزان الوقود وحول أنابيب الوقود- إضافة   خاصة للوقود لمنع التبلور (جيل) التحكم في السرعة القصوى: - لا يوجد صمام خانق - منظم السرعة (المحركات القديمة) شكل غرفة الاحتراق:- غرفة مسبقة الاحتراق Pre-combustion chamber لمعظم   محركات الديزل - العديد من محركات الديزل بها مبرد لزيت المحرك يعمل   بالزيت - حجم صمامات السحب والعادم متساويان تقريباً, حيث أن صمام السحب يمر به الهواء   فقط, وأن المحرك يعمل عند سرعات بطيئة - بعض الصمامات لها روافع متدحرجة لتقليل الاحتكاك بين الكامة والرافعة - جدران الاسطوانة أكثر سمكاً - نظام بدأ الإدارة Starter يعطي عزم أعلى من نظام بدأ الإدارة للبنزين

 

	محرك البنزين	محرك الديزل
المميزات	- أرخص سعرا - أقل ضوضاء - أكثر انتشار - توفر مضخات إمداد البنزين في جميع محطات التموين. - مصمم ليعطي قدرة أعلى من محرك الديزل - تسارع أعلى - سهولة الصيانة - تكلفة صيانة أقل - سرعة السيارة أعلى (عدد لفات محرك البنزين أعلى) - قدرة أعلى لنفس سعة المحرك بالنسبة للديزل (سرعة دوران أعلى للبنزين, واحتكاك أعلى للديزل) - سهولة بدأ الإدارة, والقدرة على التكييف بالعمل في الأجواء الباردة - البنزين أقل تأثر بتلوث الوقود عن الديزل - له نسبة السطح/ للحجم أقل من محرك الديزل (النسبة تزيد مع زيادة نسبة الإنضغاط). وهي تدل على الفقد الحراري - له نسبة قدرة/وزن أعلى من محرك الديزل	- أكثر اقتصاد للوقود, يستخدم وقود أقل من محرك البنزين للحصول على نفس القدرة- وقود الديزل به طاقة حرارية 12% أكثر من وقود البنزين (حيث أن كثافة الديزل أعلى من كثافة البنزين, والطاقة بالنسبة للوقودين لنفس الوزن متقاربة, لذا فإن الطاقة الموجودة لنفس الحجم من الوقودين بالديزل أعلى) - نظام العادم يعيش أكثر, لأن عادم الديزل لا يسبب تآكل مثل عادم البنزين - عمر تشغيلي أعلى, ثلاث أضعاف العمر لمحرك البنزين بسبب تصميم وقوة الأجزاء وإن وقود الديزل له خاصية التزييت أفضل من وقود البنزين - دورة الديزل أكثر كفاءة من دورة البنزين, وعليه محرك الديزل 30% إلى 40% 40% أكثر اقتصاد في الوقود من محرك البنزين المشابه عند الحمل الكامل, وعند ثلث حمل يكون أكثر اقتصاد بمقدار 50% - أكثر أمان من ناحية أخطار الحريق (وقود  ذو نقطة وميض عالية, درجة حرارة  أنبوب العادم أقل, عدم وجود كبلات الضغط العالي للإشعال) - زيادة التلوث بمعدل أبطئ مع زيادة عمر المركبة, وبعض الملوثات مثل أكاسيد النيتروجين NOx تقل مع زيادة عمر المركبة. - مصمم ليعطي عزم أعلى من محرك البنزين - محرك الديزل يستخدم ثلث الوقود الذي يستخدمه محرك البنزين المشابه عند سرعة اللاحمل idle - تقطع السيارة بمحرك الديزل عدد كيلومترات أكثر لنفس السيارة بمحرك بنزين نفس   كمية الوقود - سعر وقود الديزل أرخص, تكلفة أقل في عملية التكرير - الكثير من أنظمة التحكم في ملوثات العادم لا يحتاجها محرك الديزل - لا يوجد مشاكل مع تعرض المحرك للمياه أو الرطوبة (مشاكل نظام الإشعال) - أقل مشاكل وأقل متطلبات صيانة - لا يوجد احتمال مشكلة الحريق الخلفي backfire  - أكثر مساواة لقدرة الاسطوانات (للمعايرة الدقيق لمضخة الحقن) - لا يؤثر على استقبال وإرسال الموجات اللاسليكية (عدم وجود شمعات إشعال, وملفات وأسلاك كهربائية) - لا يحدث انحباس بخاري vapor lock في أنابيب الوقود - وقود الديزل به خاصية التزييت أحسن من البنزين - يقبل الشحن الجبري لضغوط عالية (ليس هناك مشاكل بالحريق (الصفع) - نسبة أول أكسيد الكربون بالعادم تكاد تكون معدومة (يمكن استخدامه في الأمكان المغلقة والمناجم) - خصائص أحسن للعزم (نقطة أقصى عزم عند سرعات منخفضة, تحكم أحسن في الحركة عند السرعات البطيئة (الشاحنات)
العيوب	- أكثر استهلاكا للوقود - زيادة التلوث من العادم بمعدل عالي مع زيادة عمر المركبة - الملوثات من العادم لكل كيلومتر يكون أكثر من محرك الديزل المتساوي معه في المقاس, مع وجود نظم التحكم في التلوث لكل المحركين - أكثر تلوث للغازات المسببة لارتفاع درجة حرارة الجو* (زيادة 35%عن محرك الديزل), والهيدروكربون (زيادة 170% عن محرك الديزل), وأول أكسيد الكربون (زيادة 415% عن محرك الديزل)– وتزداد تلك النسب بمقدار 50% مع المقارنة بمحرك يعمل بالديزل الحيويBiodiesel - عرضة أكثر لحوادث الحريق, تسرب البنزين يؤدي إلى حدوث حريق - يحتاج إلى احتياطيات عالية لتخزين البنزين والتعامل معه - وجود فقد كبير للقدرة عند السرعات المنخفضة نتيجة فقد الضخpumping losses حيث أن التحكم عن طريق الخانق - يتأثر بالأجواء الرطبة - خطورة العمل في الأماكن المغلقة (أبخرة قابلة للاشتعال, غاز أول أكسيد الكربون بالعادم - الشوشرة على مواجات الإتصال والإرسال والاستقبال - قد يسبب التعامل مع نظام الإشعال التعرض لجهد كهربائي عالي - يحتاج إلى أنظمة متعددة للتحكم في غازات العادم - لا يحتاج إلى صندوق تروس ذو نقلات متعددة كما هي الحاجة لمحركات الديزل - المحرك معرض لظاهرة الصفع detonation, الإشعال المبكر pre ignition نتيجة متاعب الحريق.	- أثقل وزناً, أجزاء أكبر لتحمل الإجهادات العالية - نسبة منخفضة للقدرة/ الوزن, وتتحسن مع استخدام الشحن الجبري - أكثر ضوضاء, خاصة عند سرعة الحمل الخالي - تعجيل أبطئ من محرك البنزين, ولكن يمكن التغلب على ذلك عن طريق تربو ديزل - تغيير زيت المحرك بمعدل أعلى, بسبب تلوث الزيت عن طريق الديزل أعلى من البنزين - المحرك حساس لتلوث وقود الديزل بالماء أو الأتربة, يحتاج إلي تغيير فلتر الوقود بشكل دوري أكثر من فلتر البنزين - يتعرض المحرك لظاهرة الدق diesel knock نتيجة تأخر فترة الإشعال للوقود المحقون مما يؤدى إلى إشتعال كمية كبيرة من الوقود مرة واحدة تعمل على أرتفاع الضغط  وحدوث ظاهرة الدق - في الأجواء الباردة يحتاج إلى إضافات للوقود لمنع تحوله إلى جيلي - صعوبة بدأ التشغيل في الأجواء الباردة, بسبب الزيت الثقيل الذي يحتاجه محرك الديزل, وعدم وصول درجة حرارة غرفة الاحتراق إلى درجة الاشتعال الذاتي للديزل - المحرك أغلى سعراً, حيث أن الأجزاء مصممة لتحمل إجهادات عالية - رائحة بالعادم منفرة, لوجود نسبة من الكبريت بوقود الديزل- يحتوي العادم على أكاسيد الكبريت SOx , التي عند اتحادها مع المياه تكون حامض الكبريتيك المسبب   للأمطار الحامضية.  - أكثر تلوث بالنسبة للأجسام الصلبة (الهباب soot) (زيادة 70% عن محرك البنزين), أكسيد النيتروجينNOx (زيادة 55% عن محرك البنزين)- وتقل تلك النسب مع استخدام الديزل الحيوي Biodiesel - تكلفة صيانة دورية أعلى, كمية زيت أكبر - يسبب الحاقن مشاكل في الصيانة حيث يشكل الضغط المتبقي بأنابيب الوقود بإصابات بليغة - غازات عادم محرك الديزل تسبب سرطان الرئة - محركات الديزل لها نطاق سرعة ضيق (مدى السرعة بين أقصى عزم وأقصى قدرة) ولذا يحتاج إلى صندوق تروس متعدد النقلات تصل إلي 16 نقلة في الشاحنات -  الديزل عرضة لتكون مواد صمغية وبلورات بالوقود - عدم توفر وقود الديزل في جميع محطات تموين الوقود, وعدم انتشار سيارات الديزل, أدت في بعض المناطق لارتفاع سعر وقود الديزل, وعدم تشجع المستهلك لشراء سيارات الديزل

* rial'>* جدول مقارنة نسبة الغازات: الفرق في غازات العادم لمحرك البنزين, ومحرك الديزل الحيوي مقارنة بمحرك الديزل. محرك الديزل وضع كحد للمقارنة وينسب نسبة الغازات بالزائد والناقص عن انبعاث الديزل:

Biodiesel ديزل حيوي	Gasoline	Petro-Diesel  ديزل- بترول
-78% to -100%	+35%	0	ثاني أكسيد الكربون Greenhouse Gases
-55%	-70%	0	جزئيات صلبة (هباب)Particulates
+ or - 5%	-55%	0	أكاسيد النيتروجين  Nitrous Oxides
-55%	+170%	0	هيدروكربونVolatile Organics
-45%	+415%	0	أول أكسيد الكربونCarbon Monoxide

يضاف على الجدول أكاسيد الكبريت SOx التي هي مرتفعة في محركات الديزل عن محركات البنزين

Emissions	Petrol up to	Diesel up to
Carbon Monoxide	63% less	-
Hydrocarbons	40% less	70% less
Oxides of Nitrogen	82% less	99% less
Carbon Dioxide	13% less	-
Particulates	50% less	98% less