لماذا تدوم محركات الديزل لفترة أطول من محركات الغاز؟

دعونا نوضح شيئا منذ البداية. نحن لا نتحدث عن محركات الديزل للتطبيقات البحرية أو للمركبات ذات الـ 18 عجلة. أو محركات الديزل المجنونة للقطارات. نحن نتحدث عن محركات الديزل لسيارات الركاب والشاحنات الصغيرة التي تتفوق على نظيراتها التي تعمل بالغاز في تطبيقات التشابه مقابل التشابه.

في الأساس، يتعلق الأمر بالشاحنات الصغيرة. يمكنك الحصول على الديزل الخاص بك في رام، وفورد، وجي إم سي، وشيفي، وكلها شاحنات – أو في حالة جنرال موتورز، التي تتضمن أيضًا سيارات الدفع الرباعي القائمة على هيكل سوبربان/تاهو، بما في ذلك جي إم سي يوكون ويوكون XL. (لكن آسف، عشاق كاديلاك، عشاق إسكاليد لم يعد بإمكانهم تنفس انبعاثات الديزل بعد الآن.)

من أجل السهولة، فكر في محطة طاقة منتشرة في كل مكان، محرك LZ0 Duramax المزود بشاحن توربيني سعة 3.0 لتر والمستخدم في جميع منتجات جنرال موتورز التي لا تبيعها كاديلاك. ذلك لأن جنرال موتورز ستبيع لك إما ذلك Duramax، أو محرك V-8 يعمل بالغاز في مركبات GMC وChevy. ومن الناحية النظرية، يجب أن تستمر محركات الديزل لفترة أطول، على الرغم من وجود مجموعة من الفروق الدقيقة التي يجب مناقشتها.

لماذا عادة ما تكون محركات الديزل أكثر متانة؟ سنبدأ بفكرة أساسية واحدة، وهي أن محركات الديزل تعمل بوقود يعمل أيضًا كمواد تشحيم. لكن من الممتع أكثر أن نتحدث عن هذا من خلال كلمة رائعة حقًا، “المداهنة”. ما يعنيه ذلك هو المفتاح لتفوق محركات الديزل على محركات الغاز.

تعمل سيارات الغاز بوقود أقل زلقًا مع خصائص تشحيم أقل. غالبًا ما يتم وصف زيوت المحركات من حيث اللزوجة، والتي تعد في الأساس مقياسًا لكيفية تدفقها، ولكن التشحيم هو مقياس لمدى مقاومة أي سائل للاحتكاك. وهذه العوامل مترابطة. أنت تريد أن تقلل الأسطح الزلقة في المحركات من التآكل، وتستفيد محركات الديزل من حقيقة أن الوقود نفسه يعد مادة تشحيم أقوى. يتمتع وقود الديزل أيضًا بلزوجة أكبر من البنزين، ويعمل كطلاء على الأسطح المعدنية.

يعتبر الديزل وقودًا “أكثر ثراءً” حيث يحتوي على طاقة أكثر بنسبة 13٪ من البنزين أيضًا. وهذا يتيح بناء مختلف لمحركات الديزل مما يؤدي أيضًا إلى طول عمرها. تعمل محركات الديزل بنسبة ضغط أعلى لأنها لا تستخدم الإشعال بالشرارة، مثل محركات الغاز. وبدلاً من ذلك، يؤدي الضغط نفسه إلى اشتعال الوقود.

كل هذا هو حلقة ردود الفعل. نظرًا لأنه لا يمكنك الحصول على الإشعال إلا من خلال نسبة ضغط أعلى، فيجب عليك بناء محرك لإنتاج ذلك. ويعود ذلك أساسًا إلى الحاجة إلى رافعة أطول لتحريك المكبس لمسافة أبعد، حيث لا يمكنك الحصول على مزيد من الضغط إلا باستخدام رافعة أطول. للقيام بذلك يتطلب ما يسمى شوطًا أطول، وبينما تتحرك الأشواط الأطول بشكل أبطأ (أي عند عدد دورات أقل في الدقيقة)، بفضل عودة الطاقة الأكثر ثراءً للديزل، فإنها تنتج عزم دوران أكبر بسرعات أبطأ.

محركات الديزل لا تزيد سرعتها. وقد تتساءل لماذا لا يتعين عليك زيادة سرعة محرك الديزل إلى أعلى مستوى لإنتاج عزم دوران أكبر. توقف: إذا كنت لا تعرف هذا بشكل مباشر، فانظر إلى مقياس سرعة الدوران في محرك الديزل مقابل مقياس سرعة الدوران في سيارة الغاز. لاحظ الخط الأحمر الأقل بكثير للديزل. الآن، لماذا يكون هذا هو الحال؟ تؤدي ضربة المكبس الأطول التي ذكرناها بشكل مباشر إلى انخفاض عدد دورات المحرك في الدقيقة اللازمة لإنتاج الدفع. و”ثراء” الوقود المذكور آنفًا يمكّن من زيادة عزم الدوران لكل شوط.

المعادلة العكسية هي أن محركات الغاز لها أشواط أقصر، ولكنها تقلب تلك الأشواط بسرعة أكبر لتوليد الطاقة خلال نطاق دوراتها. ولكن هناك جانب سلبي لصراخ الدورات. المزيد من الثورات في الدقيقة يشبه تسريع الوقت. أو، حقا، ارتداء تسريع. مع زيادة السرعة، تتعرض لمزيد من الضرر، ومع السرعة الأقل، ستشهد أجزاء كثيرة من المحرك تآكلًا أقل.

لذا فإن الديزل سوف يستمر لفترة أطول، أليس كذلك؟ من المحتمل. لتحمل إساءة الاستخدام الإضافية للضغط العالي، يجب أن يتم بناؤها بشكل زائد، مع أسطوانات وكتل أكثر قوة بالإضافة إلى أعمدة مرفقية، وعادة ما تحصل على أعمدة كامات متينة مدفوعة بالتروس – بدلاً من الحزام -. كل ذلك يشير إلى أن محرك الديزل يجب أن يعيش أطول من محرك البنزين.

ومع ذلك، فإن بنائها الأكثر قوة يكلف مقدمًا أكثر. ما عليك سوى تسعير أي شاحنة أو سيارة دفع رباعي تعمل بالديزل موديل 2026 مقابل خيار الغاز. يمكن أيضًا أن تكون صيانة هذه الأجزاء شديدة التحمل أكثر تكلفة. ومع ذلك، هناك بطانة فضية. يعد محرك Duramax Chevy المدمج الذي يبلغ 25 ميلاً في الغالون للمدينة/الطريق السريع أفضل بكثير من 17 ميلاً في الغالون مجتمعة لإصدار V-8. على مدى خمس سنوات، ستنفق 2750 دولارًا إضافيًا على الوقود لهذا الغاز V-8، حتى مع الأخذ في الاعتبار الديزل الأكثر تكلفة، والذي قد يؤدي فقط إلى ميل عائد الاستثمار مدى الحياة نحو الديزل على الغاز.