موتورهای دیزل: قدرتمندتر، تمیزتر، کاراتر

دو دهه گذشته در زمینه ‌توسعه تکنولوژی موتورهای دیزل و در نتیجه خودروهای سواری دیزل تحولات شگرفی به وقوع پیوست که خودروهای سواری دیزل امروزی را متفاوت از نسلهای قبلی کرده است.
این موضوع باعث شد تا در سال ۲۰۰۴ میانگین خودروهای سواری دیزل شماره‌گذاری شده در اروپا برای همان سال به حدود ۵۲ درصد کل خودروهای سواری برسد. آمریکا تا سال ۲۰۲۰ میلادی ۳۰ درصد از کل خودروهای سواری تولیدی خود را به خودروهای سواری دیزل اختصاص خواهد داد و ژاپن برنامه فروش خودروهای سواری دیزل در سال ۲۰۰۶ را به ۵۰ درصد افزایش داده است.
زمانی از موتورهای دیزل تنها در کامیونها و اتوبوسها و وسایل نقلیه سنگین نظیر قطارها، کشتی‌ها و جرثقیل‌ها استفاده می‌شد، اما با پیشرفتهای عظیمی که در زمینه فناوری موتورهای دیزل صورت گرفته است و با اضافه شدن علم مکاترونیک که با کمک و یاری مهندسی برق و کنترل الکترونیک موتورها، در حال حاضر شاهد روی کار آمدن نسل جدیدی از خودروهای سواری دیزلی در اروپا و تا اندازه‌ای در آمریکا هستیم که به دلایل مزیت‌های عمده‌ای که این موتورها از نظر بازدهی بیشتر و آلایندگی کمتر دارند کاربرد آنها روز بروز گسترده می‌شود.
یک سوم از خودروهای سواری جدیدی که در اروپا فروخته می‌شود با استفاده از موتور دیزل ساخته شده‌اند که این رقم بطور فزاینده‌ای در حال افزایش است. رانندگان تاکسی و سایر خریداران اتومبیل در اروپا به دلیل مزیتهایی که استفاده از خودروهای دیزلی دارد از جمله کارآیی بیشتر سوخت، توان بالاتر و دوام بیشتر به سوی استفاده از این نوع خودروها روی آورده‌اند . در این میان تعداد اندکی از آمریکایی‌ها هستند که از این پیشرفتهای تازه و مزایای آن آگاه باشند . فناوری‌ای که نه‌تنها باعث کاهش انتشار گازهای آلاینده می‌شود بلکه سودمندی‌های فراوان دیگری هم دارد .
در اروپا هم اکنون استفاده از سواری های دیزلی در بخش حمل و نقل شهری و تاکسی ها عمومیت یافته است و به طرف خودروهای لوکسی مانند :
BMW و AUDI و MERCEDES BENZ و SAAB و VOLVO نیز کشیده شده است و خودروهای دیزلی با عملکرد بالاو دوام زیاد در این شرکت‌ها در حال ساخته شدن می‌باشند.
● مزیت افزایش عملکرد خودرو
موتورهای دیزل از یک مزیت ذاتی نسبت به خودروهای بنزینی برخوردار هستند که عبارت است از عملکرد بالا در راندمان سوخت، دوام بیشتر و آلایندگی کمتر .
مزیتهایی که موتورهای دیزل داشته است باعث شده است تا سالها به عنوان موتوری مناسب برای نصب در وسائل نقلیه سنگین و کامیونها مورد استفاده قرار بگیرد و در سراسر دنیا و از جمله در امریکا کاربرد گسترده ای داشته باشد . هم اکنون با پیشرفتهایی که در زمینه موتور دیزل صورت گرفته است همان مزیت ها را برای استفاده در خودروهای سبک و سواری که در اروپا تولید می شوند نیز بکار گرفته‌اند .
● کارآیی بهتر از نظر مصرف سوخت
دیزل‌های مورد استفاده در خودروهای سبک نسبت به خودروهای بنزینی مشابه و با توجه به نوع رانندگی و نوع خودرو بین ۲۰تا ۲۵ درصد سوخت کمتری مصرف می‌کنند . تاکسی‌های دیزلی لندن که مدل آنها مربوط به سالهای ۲۰۰۳-۲۰۰۲ بوده است در شهر به ازای هر ۲۵ تا ۲۷ مایل یک گالن گازوئیل مصرف کرده‌اند که این رقم برای سفرهای بیرون از شهر ۳۲تا ۳۴ مایل به ازای هر یک گالن گازوئیل بوده است .
● توان بیشتر
موتورهای دیزلی در مقایسه با موتورهای بنزینی، نیروی رانشی (گشتاور) بیشتری را در دور پائین‌تری از موتور ایجاد می‌کنند. این مزیت گشتاور بالاتر باعث می‌شود که فرآیند احتراق که به نام احتراق تراکمی نامیده می‌شود در این موتورها بهتر صورت بگیرد.
● دوام بیشتر :
موتورهای دیزل نسبت به موتورهای جرقه‌ای و بنزینی از دوام بیشتری برخوردار هستند. موتورهای دیزل مورد استفاده در خودروهای سبک هر گاه به خوبی تحت تعمیر و نگهداری قرار گیرند، معمولا بیش از ۵۰۰ هزار مایل می‌توانند کار کنند. فواصل تعمیر و نگهداری آنها نیز طولانی‌تر است. مثلا سازندگان موتور دیزلی مدل فورد ۴/۲ لیتری توربو توصیه می‌کنند که هر ۹۰۰۰ مایل یک بار بازدید و سرویس معمول موتور انجام گیرد در صورتیکه این رقم برای خودروهای بنزینی هر ۳۰۰۰ مایل یکبار باید انجام می‌گیرد .
حتی در این عصر جهانی‌سازی که ما در آن زندگی می‌کنیم بازارهای خودروهای سبک دیزلی در اروپا و ایالات متحده از یکدیگر جدا مانده است. در حالیکه رانندگان تاکسی در اروپا به اهمیت استفاده از خودروهای سبک دیزلی پی برده‌اند و با تکنولوژی جدید دیزل وضعیت عملکرد خودروهای خود را بهبود بخشیده‌اند و از آن به عنوان یک جایگزین قدرتمند برای خودروهای بنزینی قدیمی استفاده می‌کنند. در آمریکا این گستردگی هنوز به وجود نیامده است و همچنان شاهد بالا بودن مصرف سوخت و واردات مواد نفتی و افزایش آلاینده‌های محیط زیستی هستیم.
● کاهش انتشار آلاینده‌ها
فناوری جدید موتورهای دیزل باعث شده است که به میزان بسیار وسیعی از انتشار آلاینده‌های اکسید نیتروژن NOx و PM کاسته شود . درحال حاضر با راه پیدا کردن بازارهای آمریکای شمالی به اروپا رانندگان تاکسی در لندن از موتورهای فورد دیزلی ۴/۲ لیتری که به صورت تزریق مستقیم سوخت و با استفاده از توربوشارژر، اینترکولر کار می‌کند، استفاده می‌کنند. تعداد زیادی از تاکسی‌ها و ماشینهای حمل زباله از مزایای زیست محیطی و صرفه اقتصادی که اینگونه دیزل‌ها دارند، بهره می‌گیرند.
● دیزل‌های توانمند؛ فرصتهایی که سازندگان خودرو در پیش رو دارند
مصرف‌کنندگان اغلب به دنبال اتومبیل‌هایی هستند که سوخت کمتری را مصرف کنند و از نظر اقتصادی به صرفه‌تر باشند خصوصا به دنبال افزایش قیمت بنزین آنها به دنبال ماشینهایی هستند که با سوخت‌های جایگزین بنزین کار کنند. هر چند این روزها ماشینهای بنزینی با سوخت دوگانه عمومیت یافته‌اند، اما این ماشین ها قادر نیستند توان مورد نیازی را که از آنها انتظار می‌رود ارائه دهند. در این میان ماشینهایی که با موتور دیزل کار می‌کنند قادرند که گشتاور بالاتری را نسبت به موتورهای بنزینی تولید کنند. اکنون موتورهای دیزلی به بازار آمده‌اند که علاوه بر ارائه توان بالا قادرند که سرعت مورد نیازی را هم که در شاهراهها مورد نیاز است تامین کنند .
نمونه آن اتومبیلی است که شرکت توربو دیزل دوج در داکوتای آمریکا ساخته است و سرعت آن به ۲۲۲ مایل در ساعت می‌رسد . شرکت مهندسی Gale bank تنها یکی از شرکت‌های تامین قطعات بعد از فروش است که به قابلیت‌های بالقوه موتورهای دیزل پی برده است.
نه تنها راندمان مصرف سوخت موتورهای دیزل ۳۰ درصد بهتر از موتورهای مشابه بنزینی است بلکه به میزان ۲۵ درصد هم کمتر از موتورهای بنزینی دی اکسیدکربن تولید می‌کنند. بسیاری از شرکت‌هایی که ارائه‌د‌هنده خدمات پس از فروش هستند از مدتها خود را درگیر بازار موتورهای دیزلی کرده‌اند و و مشارکت ارزنده‌ای در زمینه این تکنولوژی انجام داده‌اند. در این میان شرکت گیل بانک با ارائه موتور توربو دیزل دوج توانسته رکورد سرعت را با ۲۲۲ مایل در ساعت ( ۳۵۵ کیلومتر در ساعت) بشکند.
در حال حاضر با پیشرفتهای قابل توجهی که در ساخت موتورهای دیزل جدید حاصل شده است، بازار فروش دیزل بر اساس عملکرد آن نامگذاری می‌شود. پیشرفت فناوری باعث شده است که سوخت گازوئیل با مقدار گوگرد خیلی کم به بازار عرضه شود. سیستم‌های تزریق سوخت در فشار بالا کار می‌کنند، مدیریت الکترونیک سوخت و توربو شارژهایی با ابعاد هندسی متغیر ariable geometry turbochargingv همه و همه منجر به ساخت موتورهای دیزل قدرتمند تر، تمیز‌تر و کارآتر شده است .
● نوآوری در فناوری موتورهای دیزل
استفاده از توربوشارژر یکی از مزایایی است که در فناوری ساخت خودرو مورد استفاده است و سبب شده است انقلابی در موتورهای دیزل جدید به وجود آید تا پاکیزه‌تر از گذشته کار کنند و توان و کارآیی بیشتری داشته باشند. در دیزل‌های مدرن نوعی از توربو شارژر مورد استفاده است که توربو با شکل هندسی متغیر نامیده می‌شود. این نوآوری در شکل توربوشارژر باعث شده است که توان بیشتری در طیف گسترده‌ا‌ی از دور موتور به دست آید که با توربوشارژرهای قدیمی که متناسب با سرعت گازهای خروجی دور آنها تغییر می‌کرد قابل مقایسه است.
در موتورهای دیزل جدید تزریق سوخت از طریق یک تزریق‌کننده پر فشار و با کنترل کامپیوتری صورت می‌گیرد، در صورتی که در موتورهای قدیمی سوخت به طور مستقیم به داخل سیلندر تزریق می‌شد و همین امر باعث شده است که ۴۰ درصد توان بیشتری به دست آید و ۳۰ درصد کاهش در مصرف سوخت صورت گیرد .تراشه کامپیوتری که تزریق سوخت را کنترل می کند سبب می‌شود با زمان‌بندی متغیری که برای تزریق سوخت انجام می‌دهد کارآیی مصرف سوخت را به حداکثر برساند و در مقایسه با دیزل های قدیمی سر و صدای کمتری هم تولید کند.
تا سال ۲۰۰۶ که استفاده از دیزل‌ها با سوختی که حداقل گوگرد ممکن را داشته باشد اجباری خواهد شد میزان انتشار مواد آلاینده و از جمله ذراتی که در مبدل‌های کاتالیستی به دام می‌افتند کاهش پیدا خواهد کرد و کاهش میزان اکسیدهای نیتروژن باعث خواهد شد که موتورهای دیزل باز هم تمیزتر به بازار عرضه شود .
● بازار رو به رونق خودروهای سبک دیزلی
این بازار روز به روز در حال گسترش است و بستر مناسبی را برای بسیاری از شرکتها فراهم می‌کند تا در این زمینه سرمایه‌گذاری کنند.
● نسل جدید موتورهای دیزل برای خودروهای سواری و سبک
فناوری ساخت موتورهای دیزل در کشورهای اروپایی و آمریکایی و خصوصا دراروپا با پیشرفت‌های شگرفی در زمینه ساخت و طراحی نسل جدید موتورهای دیزل صورت گرفته است هم اکنون تعداد زیادی از خودروهای سواری سبک با استفاده از موتور دیزل ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرد چون این نوع خودروها مزایای زیادی در مقایسه با موتورهای بنزینی دارند از جمله اینکه بین ۲۰ تا ۶۵ درصد سوخت کمتری مصرف می‌کنند به طوریکه در هر ۱۰۰ کیلومتر ۴ لیتر گازوئیل مصرف می‌کنند و این در حالی است که بهترین خودروهای بنزینی بیش از ۶ لیتر به ازای هر ۱۰۰ کیلومتر مصرف می‌کنند.
موتورهای دیزلی ۲۴ درصد CO۲ کمتری تولید می‌کنند و ۳۰ درصد نیز گاز مونواکسید کربن کمتری را وارد جو می‌کنند بنابراین از نظر آلایندگی محیط زیست هم باعث می‌شوند که کمتر محیط زیست آلوده شود . همه اینها در کنار یک سری مزیت‌های فنی مثل تولید گشتاور بالاتر و راندمان کاری بیشتر باعث شده است که هم اکنون در فرانسه ۶۰ درصد خودروهای سواری از نوع دیزلی باشند این رقم در آلمان حدود ۵۰ درصد است و در آمریکا به علت عدم آشنایی که با این فن آوری وجود دارد و هنوز عمومیت پیدا نکرده است این رقم حدود ۲۰۵ است که در تمام این کشورها رو به افزایش است .
استفاده از موتورهای دیزلی مدرن باید در کنار خودروهای گاز سوز توسعه پیدا کند چون ماهیت موتورهای دیزل به گونه‌ای است که در آینده به هر حال سوخت‌های فسیلی رو به پایان خواهند گذاشت و می‌توان با استفاده از سوخت‌های گیاهی و بیوفیول هم کار کرد .
● دلیل انتخاب دیزل
از هنگامی که مهندس رودولف دیزل آلمانی در بیش از ۱۰۰ سال پیش موتور دیزل را اختراع کرد تا به حال بشر برای مصارف مختلف، استفاده‌های بسیار زیادی از این ماشین ارزشمند کرده است. از دیزل ژنراتورها تا دیزل پمپ‌ها و از دیزل کمپرسورها گرفته تا کامیونها و جرثقیل و اتوبوس و سواری ... همه و همه با قدرت موتورهای دیزل کار کرده‌اند پیشرفتهایی که اخیرا در زمینه بهبود کار اینگونه موتورها انجام گرفته است باعث شده است که امروزه کاربرد این موتورها گسترش بیشتری پیدا کند زمانی شرکت بنز خودرو سواری گازوئیلی می‌ساخت و اکنون دوباره این کار در حال انجام است خصوصا به دلیل قوانین شدید زیست محیطی که این روزها در اروپا و آمریکا و ژاپن با شدت اعمال می شود استفاده از موتورهای دیزل پاک رونق گرفته است.
توسعه و تکامل خودروهای دیزلی مدرن که امروزه بنام خودروهای دیزل سبز یا پاک معروف هستند مرهون پیشرفت درتکنولوژی پیشرفته احتراق رقیق – سوز، تکنولوژیهای پیشرفته انتشارات دیزل و تکنولوژیهای تهیه سوخت مناسب است. اکثر شرکتهای خودروسازی جهان بویژه شرکتهای اروپایی سهم قابل توجهی از تولیدات خود را روی خودروهای مجهز به موتورهای دیزل متمرکز نموده‌اند. در سال ۲۰۰۴ میلادی میانگین خودروهای سواری شماره‌گذاری شده در اروپا حدود ۵۲ درصد بوده است. در بعضی از این کشورها مانند اتریش این میزان به ۹۰ درصد می‌رسد. در آمریکا نشانه‌هایی از فروش خودروهای لوکس به چشم می‌خورد. در ژاپن نیز سهم عمده‌ای از تولیدات کارخانجات خودروسازی به تولید، استفاده و صادرات خودروهای دیزلی اختصاص یافته است.
دیزل‌هایی که آلاینده نیستند (Clean diesel&#۰۳۹;s) نقش حیاتی را در اقتصاد آمریکا بازی می‌کنند. کیفیت زندگی بستگی به عوامل متعددی دارد از جمله کارآیی و ایمنی که در بخش انرژی اعمال می شود و جذابیت‌هایی که استفاده از دیزل دارد باعث شده است که کاربردی گسترده داشته باشد از جمله :
ایمنی – سوخت مورد استفاده در دیزل بسیار مطمئن تر و ایمن تر از بنزین و سوخت های مشابه است . گازوئیل نسبت به بنزین خیلی کمتر قابل اشتعال و انفجار است.
گازوئیل با ارزش حرارتی بین ۱۰ تا ۲۰ درصد ارزش حرارتی بالاتری نسبت به بنزین دارد .
بازدهی امروزه موتورهای دیزل غیر آلاینده‌ای که ساخته می‌شوند بین ۱۰ تا ۳۰ درصد اقتصادی‌تر از موتورهایی هستند که ۱۰ سال پیش ساخته می‌شد .
عملکرد فناوری جدید موتورهای دیزل باعث شده است که حجم توانی که از ماشین گرفته می‌شود نسبت به سایر فناوری‌ها بیشتر باشد – به طوریکه از یک واحد حجمی سوخت انرژی بیشتری به دست می‌آید .
دوام و پایداری- شهرت موتورهای دیزل به دلیل همین دوام و سخت کاری آنهاست که می‌توانند صدها هزار مایل مسافت را طی کنند و این باعث می‌شود که در منابع ما صرفه‌جویی صورت گیرد .
بهبود مستمر - موتورهای دیزل در طی این سالها پیشرفتهای زیادی کرده اند کاهش میزان مواد آلاینده منتشره در هوا در تمام انواع دیزل صورت گرفته است و باید از این بابت سپاسگزار فناوری جدید باشیم . امروزه کامیونها و اتوبوس‌ها ۸ برابر پاکیزه‌تر از دیزل‌هایی هستند که طی همین ده - دوازده سال گذشته ساخته می‌شدند.
● آینده خودروهای سواری دیزل
‌پیش‌بینی می‌شود که با پیشرفت زمان بر تعداد خودروهای سواری دیزل در اروپا افزوده و از تعداد خودروهای سواری بنزینی کاسته خواهد شد. در آمریکا تا سال ۲۰۲۰ میلادی قرار است ۳۰ درصد از کل خودروهای سواری را خودروهای سواری دیزل تشکیل دهد. در ژاپن برنامه این است که تا سال ۲۰۰۶ میلادی ۵۰ درصد از خودروهایی که در بازار به فروش می‌رسد را خودروهای سواری دیزل تشکیل بدهد.

مراجع:
www.caranddriver.com
www.automobilemag.com
www.automotive.com
شهرام اسلامی

منبع : مجله گسترش صنعت