لكي تنجح عملية احتراق وقود الديزل داخل المحركات لا بد من مروره عبر عدة خطوات وشروط أساسية سنتعرف عليها في هذه المقالة
وعادة يوجد نظام وقود الديزل في المولدات الكهربائية الكبيرة التي تحتوي داخلياً على محركات متوسطة الحجم إلى الكبيرة.
تابعوا معنا المقالة لنتعرف على الشروط الواجب توافرها لإنجاح عملية الاحتراق داخل غرفة احتراق محرك الديزل، والخطوات العملية المتبعة داخل غرفة الاحتراق.
احتراق وقود الديزل داخل محرك المولد الكهربائي
ذكرنا في مقدمة المقالة عن أن عملية إنجاح احتراق وقود الديزل يتطلب توفر شروط خاصة.
وهنا سوف نستكمل ذكر الشروط التي يجب توفرها حتى تنجح عملية الاحتراق وهي:
- دقة التذرير.
- ارتفاع السرعة النسبية بين قطرات الوقود وجزئيات الهواء.
- ارتفاع درجة الحرارة للحد المطلوب ﻹشعال الخليط خلال موعده المحدد.
- خلط قطرات الوقود مع الأكسجين.
ويتم كل من تذرية الوقود ودفعه وانتشاره بواسطة أجهزة الحقن والتحكم بدرجة حرارة الخليط عن طريق نسبة الانضغاط وأبعاد اﻷسطوانة وطريقة تبريدها.
ويعتمد خلط الوقود مع الهواء على أجهزة الحقن والشحن وشكل حيز الاحتراق المحصور بين رأس اﻷسطوانات وجدارها وأعلى المكبس.
ولكن ما هي الخطوات التسلسلية المعتمدة في عملية الاحتراق؟ هذا ما سنجيب عنه في هذه المقالة.
خطوات احتراق وقود الديزل داخل المحركات
إليك الخطوات التسلسلية في عملية الاحتراق وفق التالي:
أولاً: حقن الوقود
أولى مراحل الاحتراق هي حقن الوقود داخل غرفة الاحتراق بمحرك الديزل وذلك بواسطة مضخة الحقن الخاصة والرشاش.
وتتوقف جودة التذرية على الآتي:
- عدد ثقوب الرشاش، غالباً محرك حقن مباشر.
- الحالة الفنية ﻷجزاء منظومة الحقن، مثل (الرشاش – مضخة الحقن- مضخة التحضير- أنابيب التوصيل- المنقيات).
- نوعية وخصائص الوقود المستخدم.
- موضع الرشاش بداخل غرفة الاحتراق.
ثانياً: حركة الهواء
لكي تتم عملية خلط الوقود بالهواء بشكل جيد يجب توفير عامل مهم وهو تحريك الهواء جيداً داخل غرفة الاحتراق أثناء دخول الوقود.
ويحدث هذا في معظم غرف الاحتراق حتى في أبسطها نوع من اﻹثارة، وتقليب للهواء الكافي للمحركات ذو اﻷسطوانات الكبيرة.
ولكن اﻷمر يختلف قليلاً بالمحركات ذات اﻷسطوانة اﻷصغر حجماً، حيث تحتاج ﻷنواع خاصة من غرف الاحتراق بها شروط معينة يتم بواسطتها إعداد خليط من الوقود والهواء للاحتراق الكامل خلال فترة بسيطة جداً.
ثالثاً: درجة الحرارة
تتحكم كل من نسبة الانضغاط في المحرك وأبعاده في رفع درجة حرارة الخليط إلى الحد المطلوب لاشتعاله فوراً.
رابعاً: تبخر الوقود
يدخل وقود الديزل إلى غرفة الاحتراق مندفعاً بداخلها على شكل ضباب بواسطة الرشاش.
وهناك تتقابل ذرات الوقود مع الهواء الذي يملأ اﻷسطوانة والذي ارتفعت درجة حرارته نتيجة لللإنضغاط إلى 700 درجة مئوية تقريباً.
ومع ارتفاع درجة حرارة الوقود وتبخره يختلط مع الهواء جيداً، بالتالي يبدأ بعضه في الاشتعال الذاتي.
ما يترتب عن الاشتعال الذاتي في زيادة درجة الحرارة التي بدورها تساعد في إشعال بقية الوقود المتبخر.
ولكن قبل ذلك يتم تبخر الوقود وخلطه جيداً مع الهواء ثم اشتعاله خلال أقصر وقت ممكن داخل اﻷسطوانة.
قد يهمك: أفضل أنواع المولدات الكهربائية : الدليل الشامل لاختيار المولد المناسب
خامساً: اشتعال الوقود
يشتعل بخار الوقود بمجرد تكون الخليط، وعليه يبدأ الاحتراق من السطح الخارجي لقطرة الوقود ثم يتدرج معها بعد ذلك أثناء اندفاعها خلال الهواء الساخن.
حيث تتحد الغازات المتكونة منها بعد تبخرها مع جزئيات الهواء القريبة منها أي أن خطوات الحقن ثم التبخر والخلط ثم الاشتعال تحدث بسرعة عالية جداً للنقط المتناثرة المفردة.
سادساً: البحث عن اﻷكسجين
يستمر الاحتراق ويزيد كلما قابلت الوقود اﻷكسجين النقي في طريقها وينتج عن اندفاع قطرة الوقود في سيرها تخلف الغازات المحترقة.
ويتعرض سطح جديد للقطرة إلى مزيد من اﻷكسجين فيحترق وهكذا حتى استهلاك كامل القطرة غير أن كمية اﻷكسجين الموجودة في اﻷسطوانة محدودة فبتتابع اندفاع القطرات تجد كل قطرة منها أكسجين أقل من سابقتها.
ونتيجة لذلك تجد القطرات الواصلة في إيجاد اﻷكسجين المطلوب للاحتراق الكامل السريع مما يسبب بطء عملية الاحتراق عند مراحلها اﻷخيرة.
قد يهمك: ما وظيفة AVR في المولدات الكهربائية؟
الخاتمة
تمر عملية احتراق وقود الديزل إلى عدة مراحل أساسية وهي:
- مرحلة تكوين الخليط.
- اﻹشعال.
- الاحتراق النهائي.
- نواتج الاحتراق.
قد يهمك: أهمية صيانة المولدات الكهربائية – دليل شامل
المصدر: Heywood, J.B., 1988. “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-Hill, New York
