سوخت موتور دیزل چیست؟ انواع سوخت و کیفیتشان

سوخت موتور دیزل یکی از مهم‌ترین منبع‌های انرژی در چندین صنعت گوناگون، از جمله حمل‌ونقل، کشاورزی و تولید برق است. این سوخت مایع، حاصل فرایند پالایش نفت خام بوده و به‌دلیل چگالی بالا و انرژی قابل‌توجه، به‌عنوان یک گزینه عالی برای موتورهای دیزلی شناخته می‌شود. موتورهای دیزلی به‌دلیل راندمان بالا و گشتاور قوی، در خودروهای سنگین، کشتی‌ها، قطارها و بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی به کار گرفته می‌شوند.

سوخت دیزل به‌دلیل ساختار مولکولی خاص خود، نسبت به بنزین دارای ویژگی‌های متفاوتی است. این تفاوت‌ها بر عملکرد موتور، میزان آلایندگی و هزینه‌های عملیاتی تأثیر دارند. در این نوشتار از مجله پارسیان دیزل، به بررسی انواع سوخت‌های دیزل، ویژگی‌های آن‌ها و تأثیرشان بر عملکرد موتور خواهیم پرداخت. همچنین به مقایسه سوخت دیزل با سایر سوخت‌های فسیلی و راهنمای انتخاب سوخت مناسب برای موتورهای دیزلی خواهیم پرداخت.

انواع سوخت‌های مورد استفاده در موتورهای دیزل

پیش تر انواع سیستم سوخت رسانی موتورهای دیزلی را معرفی کرده بودیم؛ اگرچه گازوئیل رایج‌ترین سوخت مورد استفاده در موتورهای دیزل است، اما انواع دیگری از سوخت‌ها نیز می‌توانند در این موتورها به کار روند. هر یک از این سوخت‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

1. گازوئیل استاندارد: این نوع گازوئیل، رایج‌ترین و پراستفاده‌ترین سوخت در موتورهای دیزلی است. گازوئیل استاندارد از تقطیر نفت خام به دست می‌آید و دارای ویژگی‌هایی مشخص مانند چگالی، نقطه اشتعال و عدد اکتان است.
2. گازوئیل با گوگرد کم (ULSD): این نوع گازوئیل دارای مقدار بسیار کمی گوگرد است و به منظور کاهش آلایندگی موتورهای دیزلی تولید می‌شود. گازوئیل ULSD به دلیل کاهش انتشار اکسیدهای گوگرد، تأثیر مثبتی روی محیط زیست دارد.
3. زیست‌دیزل: زیست‌دیزل از منبع‌های تجدیدپذیر مانند روغن‌های گیاهی و چربی‌های حیوانی گرفته می‌شود. کاربست زیست‌دیزل به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند.
4. گاز طبیعی فشرده (CNG): CNG گازی است بی‌رنگ و بی‌بو است که از متان تشکیل می‌شود. این سوخت را می‌توان به جای گازوئیل در برخی از موتورهای دیزلی استفاده کرد. CNG دارای مزایایی مانند کاهش انتشار آلاینده‌ها و افزایش عدد اکتان است.
5. سوخت‌های مصنوعی: سوخت‌های مصنوعی از منبع‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، باد و آب تولید می‌شوند. این سوخت‌ها می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی در موتورهای دیزلی شوند و به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کنند.

ویژگی‌های سوخت دیزل و تاثیر آن بر عملکرد موتور

سوخت دیزل دارای ویژگی‌های خاص خود است که بر عملکرد موتور تأثیر مستقیم دارد. برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های این سوخت عبارتند از:

• چگالی بالاتر نسبت به بنزین: این ویژگی باعث می‌شود که انرژی بیشتری در واحد حجم سوخت ذخیره شود و در نتیجه راندمان موتور افزایش یابد.
• نقطه اشتعال بالاتر از بنزین: این ویژگی باعث می‌شود که خطر آتش‌سوزی در هنگام کار با سوخت دیزل کاهش یابد.
• عدد اکتان متفاوت با بنزین: عدد اکتان در سوخت دیزل به عنوان عدد ستان شناخته می‌شود و نشان‌دهنده مقاومت سوخت در برابر خودسوزی است.
• گران‌روی: گران‌روی سوخت دیزل به دما وابسته است و با کاهش دما افزایش می‌یابد. گران‌روی بالا باعث می‌شود که پاشش سوخت در موتور با مشکل مواجه شود و عملکرد موتور را زیر تأثیر بگیرد.
• گوگرد: وجود گوگرد در سوخت دیزل باعث افزایش آلایندگی موتور می‌شود. به‌همین دلیل در سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی برای کاهش میزان گوگرد در سوخت دیزل انجام شده است.

بیشتر بخوانید: معرفی و بررسی بهترین روغن موتور دیزلی بازار

نحوه تولید سوخت دیزل

سوخت دیزل به عنوان یکی از فرآورده‌های اصلی پالایش نفت خام، از طریق فرایند تقطیر جزءبه‌جزء نفت خام تولید می‌شود. در این فرایند، نفت خام را حرارت می‌دهند تا اجزاء مختلف آن بر اساس نقطه جوش‌شان، از هم جدا شوند. گام‌های تولید سوخت دیزل به شرح زیر است:

1. تقطیر اولیه: در این مرحله نفت خام را حرارت می‌دهند تا به بخار مبدل شود. سپس این بخار را سرد می‌کنند تا به شکل مایع‌های گوناگون با نقطه جوش‌های متفاوت درآید. یکی از این مایع‌ها، گازوئیل خام است که حاوی ترکیبات آروماتیک و ناخالصی‌هایی است.
2. هیدروکراکر: گازوئیل خام را وارد واحد هیدروکراکر می‌کنند. در این واحد، مولکول‌های بزرگ هیدروکربنی شکسته شده و به مولکول‌های کوچکتر و سبک‌تر مبدل می‌شوند. این فرایند باعث بهبود کیفیت سوخت و کاهش میزان گوگرد و آروماتیک‌ها می‌شود.
3. تقطیر ثانویه: گازوئیل حاصل از هیدروکراکر را دوباره تقطیر می‌دهند تا ترکیبات سبک و سنگین از یکدیگر جدا شوند.
4. آمیختن افزودنی‌ها: در گام آخر، افزودنی‌هایی مانند بهبوددهنده عدد ستان، ضد اکسیدان و رنگ به گازوئیل اضافه می‌شود تا کیفیت سوخت بهبود یابد و از خوردگی و اکسیداسیون آن جلوگیری شود.

مقایسه سوخت دیزل با سایر سوخت‌های فسیلی

سوخت دیزل به‌عنوان یکی از سوخت‌های فسیلی، با سوخت‌های دیگری مانند بنزین، نفت کوره و گاز طبیعی مقایسه می‌شود. هر یک از این سوخت‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

• مقایسه سوخت دیزل با بنزین
  • چگالی: سوخت دیزل چگالی بالاتری نسبت به بنزین دارد و در نتیجه انرژی بیشتری در واحد حجم ذخیره می‌کند.
  • نقطه اشتعال: نقطه اشتعال سوخت دیزل بالاتر از بنزین است و خطر آتش‌سوزی آن کمتر است.
  • عدد اکتان/ستان: عدد اکتان در بنزین و عدد ستان در سوخت دیزل نشان‌دهنده مقاومت سوخت در برابر خودسوزی است. عدد ستان سوخت دیزل به‌معمول کمتر از عدد اکتان بنزین است.
  • کاربرد: سوخت دیزل به‌عمده در موتورهای دیزلی خودروهای سنگین، کشتی‌ها، قطارها و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود، در حالی که بنزین در موتورهای بنزینی خودروهای سبک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• مقایسه سوخت دیزل با نفت کوره
  • چگالی: نفت کوره چگالی بالاتری نسبت به سوخت دیزل دارد.
  • گران‌روی: گران‌روی نفت کوره بیشتر از سوخت دیزل است؛ یعنی: روان‌تر از آن نیست.
  • کاربرد: نفت کوره به‌عنوان سوخت در دیگ‌های بخار و کوره‌های صنعتی به کار می‌رود، در حالی که سوخت دیزل در موتورهای احتراقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• مقایسه سوخت دیزل با گاز طبیعی
  • شکل فیزیکی: گاز طبیعی به صورت گاز و سوخت دیزل به صورت مایع است.
  • آلایندگی: گاز طبیعی نسبت به سوخت دیزل آلایندگی کمتری دارد.
  • کاربرد: گاز طبیعی در نیروگاه‌ها، صنایع و خودروهای گازسوز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بررسی کیفیت سوخت دیزل و تاثیر آن بر موتور

کیفیت سوخت دیزل به طور مستقیم بر عملکرد، طول عمر و آلایندگی موتور تأثیر دارد. یک سوخت دیزل با کیفیت بالا، دارای مشخصات فیزیکی و شیمیایی مطلوب بوده و عاری از ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها است.

عوامل موثر بر کیفیت سوخت دیزل

در ادامه عواملی که بر کیفیت سوخت اثر دارند را بیان کرده ایم:

• میزان گوگرد: گوگرد موجود در سوخت دیزل باعث خوردگی قطعه‌های موتور، افزایش سایش و تولید اکسیدهای گوگرد می‌شود که آلودگی هوا را بیشتر می‌کند. استانداردهای نو، میزان مجاز گوگرد در سوخت دیزل را به‌شدت کاهش داده‌اند.
• عدد ستان: عدد ستان نشان‌دهنده مقاومت سوخت در برابر خودسوزی است. عدد ستان پایین باعث می‌شود سوخت زودتر خودسوزی کرده و به موتور آسیب برساند.
• نقطه ابری شدن: دمایی است که در آن کریستال‌های پارافین در سوخت شروع به تشکیل می‌کنند و باعث گرفتگی فیلتر سوخت می‌شوند. این پدیده در هوای سرد مشکل‌ساز است.
• نقطه سوختن: دمایی است که در آن بخار سوخت با هوا مخلوط شده و سوزش‌پذیر می‌شوند. نقطه بالای سوختن، ایمنی سوخت را افزایش می‌دهد.
• پایداری اکسیداسیونی: سوخت دیزل در مجاورت با هوا اکسید شده و تولید رسوبت می‌کند. پایداری پایین اکسیداسیونی باعث کاهش عمر مفید سوخت و ایجاد رسوب در سامانه سوخت‌رسانی می‌شود.
• ناخالصی و آب: وجود ناخالصی و آب در سوخت باعث خوردگی قطعه‌های موتور، رشد باکتری‌ها و کاهش عملکرد سوخت می‌شود.

تاثیر کیفیت سوخت بر موتور

در ادامه بیان می کنیم که کیفیت سوخت چه تاثیری روی موتور خواهد داشت:

• کاهش مصرف سوخت: سوخت باکیفیت، باعث بهبود احتراق و افزایش راندمان موتور می‌شود.
• کاهش آلایندگی: سوخت با گوگرد کم و عدد ستان مناسب، آلایندگی موتور را کاهش می‌دهد.
• افزایش عمر موتور: سوخت باکیفیت باعث کاهش سایش قطعه‌های موتور و افزایش طول عمر آن می‌شود.
• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: استفاده از سوخت باکیفیت باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری موتور می‌شود.

تاثیر نوع سوخت بر مصرف سوخت موتور دیزل

نوع سوختی که در موتور دیزل استفاده می‌شود، روی میزان مصرف سوخت تأثیر مستقیم دارد. عامل‌های گوناگونی در این زمینه نقش دارند که عبارتند از:

• چگالی انرژی: سوختی که چگالی انرژی بالاتری داشته باشد، انرژی بیشتری در هر واحد حجم خود ذخیره کرده‌است. در نتیجه، برای تولید انرژی، مقدار کمتری از سوخت، مورد نیاز است.
• عدد ستان: عدد ستان مناسب باعث احتراق کامل و کارآمد سوخت می‌شود. احتراق کامل به‌معنای آن است که بیشترین انرژی ممکن از سوخت گرفته می‌شود. در نتیجه مصرف سوخت کاهش می‌یابد.
• گران‌روی: گران‌روی پایین باعث پاشش بهتر سوخت در محفظه احتراق و اختلاط بهتر آن با هوا می‌شود. این امر به احتراق کامل‌تر و کاهش مصرف سوخت کمک می‌کند.
• آلاینده‌ها: وجود ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها در سوخت باعث کاهش راندمان احتراق و افزایش مصرف سوخت می‌شود.
• افزودنی‌ها: برخی از افزودنی‌ها می‌توانند به بهبود احتراق و کاهش مصرف سوخت کمک کنند.

راهنمای انتخاب سوخت مناسب برای موتور دیزل

انتخاب سوخت مناسب برای موتور دیزل، یک عامل کلیدی در بهینه‌سازی عملکرد، افزایش طول عمر و کاهش آلایندگی موتور است. سوخت دیزل باکیفیت باید عاری از ناخالصی‌ها، دارای عدد ستان مناسب و میزان گوگرد کم باشد. عدد ستان نشان‌دهنده مقاومت سوخت در برابر خودسوزی است. گوگرد باعث خوردگی قطعه‌های موتور و افزایش آلایندگی می‌شود. همچنین، نقطه ابری شدن سوخت نباید در دمای محیط کارکرد موتور، به گونه‌ای باشد که باعث گرفتگی فیلتر سوخت شود. برای انتخاب بهترین سوخت، به مشخصات فنی موتور خود مراجعه کرده و از سوخت‌هایی استفاده کنید که با استانداردهای ملی و بین‌المللی مطابق باشند.

افزون بر کیفیت سوخت، شرایط محیطی نیز در انتخاب نوع سوخت مؤثر است. در منطقه‌های سردسیری، کاربست سوخت‌هایی با افزودنی‌های ضد یخ می‌تواند از مشکلات ناشی از یخ‌زدگی سوخت جلوگیری کند. همچنین، نوع کاربری موتور نیز در انتخاب سوخت مؤثر است. برای مثال، موتورهای دیزلی که در شرایط کاری سنگین و مداوم کار می‌کنند، به سوختی باکیفیت بالاتر و عدد ستان مناسب‌تر نیاز دارند.

به طور خلاصه، انتخاب سوخت مناسب برای موتور دیزل، مستلزم توجه به عامل‌هایی مانند کیفیت سوخت، شرایط محیطی، نوع کاربری موتور و استانداردهای موجود است. با انتخاب سوخت مناسب، می‌توانید از عملکرد بهینه موتور، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و کاهش آلایندگی محیط زیست بهره‌مند شوید.

جمع بندی

موتورهای دیزل یکی از انواع موتورهای احتراقی هستند که از سوخت دیزل به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. این موتورها به دلیل بازدهی بالاتر، قدرت بیشتر و مصرف سوخت کمتر نسبت به موتورهای بنزینی، در کاربردهای صنعتی، حمل و نقل سنگین و تجهیزات کشاورزی بسیار محبوب هستند. سوخت دیزل که از پالایش نفت خام به دست می‌آید، دارای چگالی انرژی بالاتری است و در نتیجه انرژی بیشتری را در هر واحد سوخت فراهم می‌کند.

یکی از ویژگی‌های برجسته موتورهای دیزل، فرایند احتراق بدون جرقه است که در آن هوا به شدت فشرده می‌شود و سوخت دیزل به داخل سیلندر تزریق می‌شود، که این فشرده‌سازی باعث خوداشتعالی سوخت می‌گردد. این ویژگی موجب افزایش بهره‌وری موتور و کاهش مصرف سوخت می‌شود. با این حال، موتورهای دیزل نیز به دلیل تولید بیشتر ذرات معلق و گازهای آلاینده مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) مورد نقد قرار گرفته‌اند. به همین دلیل، توسعه فناوری‌های جدید برای کاهش آلایندگی و افزایش کارایی این موتورها همچنان یک حوزه پژوهشی مهم است.

به طور کلی، سوخت دیزل همچنان یک منبع انرژی حیاتی در صنایع مختلف است، هرچند که فشارهای زیست‌محیطی و مقررات سخت‌گیرانه‌تر باعث شده تا مهندسان به سمت بهبود فناوری‌های مربوط به موتورهای دیزل و استفاده از انواع سوخت جایگزین موتور دیزلی و پاک‌تر سوق داده شوند.

پیشروموتور پارسیان دیزل

سوالات متداول

• چرا موتورهای دیزل نسبت به موتورهای بنزینی کارآمدتر هستند؟
  موتورهای دیزل به دلیل نسبت تراکم بالاتر و فرایند احتراق بدون جرقه، بازدهی بیشتری دارند. این موتورها انرژی بیشتری را از سوخت دیزل استخراج می‌کنند و به همین دلیل مصرف سوخت کمتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند.
• آیا موتورهای دیزل آلاینده‌تر از موتورهای بنزینی هستند؟
  موتورهای دیزل معمولاً میزان بیشتری از ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن (NOx) تولید می‌کنند که آلاینده‌های مهمی به حساب می‌آیند. با این حال، با پیشرفت فناوری‌هایی مانند فیلترهای ذرات و سیستم‌های کاهنده NOx، میزان آلایندگی موتورهای دیزل به طور قابل توجهی کاهش یافته است.
• مزایای استفاده از سوخت دیزل چیست؟
  سوخت دیزل دارای چگالی انرژی بالاتری است، بنابراین وسایل نقلیه دیزلی می‌توانند مسافت بیشتری را با یک مخزن سوخت طی کنند. همچنین، موتورهای دیزل به دلیل ساختار قوی‌تر خود، دوام بیشتری دارند و برای کاربردهای سنگین و صنعتی مناسب‌تر هستند.
• معایب استفاده از سوخت دیزل چیست؟
  معایب اصلی سوخت دیزل شامل تولید آلاینده‌های بیشتر نسبت به بنزین، هزینه بالاتر سوخت و موتور دیزل، و همچنین مسائل مربوط به نگهداری است. علاوه بر این، صدای بیشتر و لرزش موتورهای دیزل نیز می‌تواند مشکل‌ساز باشد.
• آیا می‌توان از سوخت‌های جایگزین در موتورهای دیزل استفاده کرد؟
  بله، می‌توان از سوخت‌های جایگزین مانند بیودیزل در موتورهای دیزل استفاده کرد. بیودیزل از منابع گیاهی و حیوانی تولید می‌شود و سوخت پاک‌تری محسوب می‌شود. استفاده از بیودیزل می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش وابستگی به نفت خام کمک کند.