رودلف دیزل در سال 1892 (یعنی 16 سال پس از اختراع موتورهای بنزینی) ایده توسعه موتور دیزل را بنا نهاد. هدف او از این ایده، ساخت موتوری با راندمان بالاتر نسبت به موتورهای بنزینی آن زمان بود که راندمان مناسبی نداشتند. امروزه موتورهای دیزلی در تمام رده خودروها اعم از سواری و سنگین بکار می روند.
اختلاف های عمده بین موتور های بنزینی و گازوئیلی عبارتند از:
1. موتورهای بنزینی مخلوط سوخت و هوا را مکش کرده و پس از متراکم نمودن، با جرقه شمع آن را محترق می سازند. موتورهای دیزلی تنها هوا را مکش نموده، آن را متراکم می کند سپس سوخت را با فشار بالا در این هوای فشرده تزریق می نماید. حرارت ناشی از هوای فشرده به محض ورود سوخت آن را محترق می سازد.
2. نسبت تراکم موتورهای بنزینی بین 8 تا 12 می باشد در حالیکه نسبت تراکم در موتورهای دیزل بین 14 تا 25 می باشد و هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد موتور دیزل راندمان بهتری خواهد داشت.
3. موتورهای بنزینی یا از سیستم کاربراتوری استفاده می کنند که در آن هوا و سوخت قبل از ورود به سیلندر با هم مخلوط می شود یا از سیستم پاشش در پورت ورودی بهره می گیرند که در آن سوخت در ابتدای زمان مکش و در پورت ورودی (خارج از سیلندر) و با فشار پایین پاشیده می شود. این در حالیست که موتورهای دیزل از پاشش سوخت با فشار بالا و درون محفظه احتراق استفاده می کنند. توجه کنید که موتورهای دیزل شمع ندارند و تنها بواسطه حرارت ناشی از هوای متراکم شده سوخت را محترق می کنند. البته شایان ذکر است که در راستای بهبودعملکرد موتورهای بنزینی نیز تحقیقات بسیاری صورت پذیرفته است تا پاشش سوخت بصورت مستقیم انجام پذیرد که موتور GDI حاصل این تلاش می باشد.
4. انژکتور در موتورهای دیزل یکی از قطعات پیچیده می باشد که همواره موضوع بحث بسیاری از کارهای تجربی واقع شده است. در هر موتوری ممکن است در جای متفاوتی نصب شده باشد. انژکتور بایستی در برابر فشار و دمای بالای درون سیلندر مقاومت داشته و سوخت را بصورت مناسب به هوای فشرده وارد نماید. ایجاد چرخش مناسب در ذرات سوخت و توزیع مناسب آن در سیلندر از دیگر مسائل موتور دیزل می باشد. بنابراین در بعضی از موتورهای دیزل سوپاپهای مکش خاص، محفظه پیش احتراق و دیگر تجهیزات برای چرخش مناسب هوا درون محفظه احتراق و بهبود فرآیند احتراق بکار گرفته شده است.
از دیگر موارد قابل توجه در موتورهای دیزل نسبت تراکم بالای آن می باشد که می تواند قدرت بیشتری را تولید نماید. در حالیکه در موتورهای بنزینی بدلیل مخلوط بودن سوخت و هوا در حین تراکم محدودیت در نسبت تراکم وجود دارد. چرا که پدیده Knocking یا ضربه زدن (احتراق آنی تمام محتویات محفظه احتراق) رخ می دهد.
در بعضی از موتورهای دیزل یک رشته ملتهب درون سیلندر وجود دارد. هنگامی که موتور سرد است و فرآیند تراکم نمی تواند به اندازه کافی دمای هوا را جهت احتراق بالا ببرد، این رشته ملتهب که بصورت الکتریکی گرم می شود به فرآیند احتراق کمک می کند تا رژیم استارت سرد و گرم شدن موتور سپری شود.
امروزه در موتورهای پیشرفته دیزل تمام وظایف به کمک یک سِستم مدیریت موتور (ECM) کنترل می شود. این سِستم ریز اطلاعات موتور از قبیل دور، دمای آب، دبی جرمی هوای ورودی،فشار ریل سوخت،فشار Boost، موقعیت نقطه مرگ بالا و ... را دریافت کرده و توسط انژکتورها،شیر EGR، عملگر فشار Boost و ...... موتور را کنترل می نماید. همچنین در موتورهای بزرگ تر از رشته ملتهب نیز استفاده نمی شود. ECM با دریافت دمای هوای محیط و شرایط موتور آنرا در شرایط آب و هوای سرد ریتارد کرده و انژکتورها سوخت را در زمانی دیرتر پاشش می کنند.
گازوئیل (سوخت موتورهای دیزلی) نسبت به بنزین سنگین تر و روغنی تر می باشد و قابلیت تبخیر آن نسبت به بنزین کمتر است. همچنین نقطه جوش گازوئیل از آب بالاتر می باشد. از آنجا که تعداد کربنهای گازوئیل بیشتر از بنزین می باشد ( بنزین C8H18 و گازوئیل C14H30 ) عمل پالایش آن نیز سریعتر از بنزین و بهمین دلیل از بنزین ارزانتر است.
گازوئیل دارای دانسیته انرژی بالاتری نسبت به بنزین می باشد (حدود 1.2 برابر). این مساله بعلاوه راندمان کاری بهتر موتور دیزل، بیانگر دلیل پیمایش بیشتر موتور دیزل در مقایسه با موتور بنزینی مشابه می باشد.
ظرف دو سال گذشته فروش خودروهای دیزل رده سواری افزایش چشم گیری داشته است. در سال 2001 فروش این خودروها در اروپای غربی با تولید 5.45 میلیون خودرو 12% رشد داشته که حدود 36.1% فروش کل خودروهای رده سواری را در بر می گرفت. در سال 2002 این رقم به 5.92 میلیون خودرو رسیده که قریب به 9% رشد بیشتر را نشان می دهد و این میزان حدود 40.8% فروش کل خودروهای رده سواری بوده است. دو شرکت عمده VW Audi Group , DimlerChrysler برای اولین بار خودروهای سواری دیزلی بیشتری نسبت به بنزینی در اروپای غربی فروخته اند و سومین شرکت، PSA، اکنون 50% از محصولات رده سواری خود را دیزل تولید می کند؛ این آمار بیانگر رشد روزافزون خودروهای سواری دیزل می باشد که دو عامل مهم را به یدک می کشد صرفه اقتصادی در مصرف سوخت ( گازوئیل به جای بنزین) و کارآمد بودن آن (راندمان بالا نسبت به موتورهای بنزینی.
کلمه دیزل نام یک مخترع آلمانی به نام دکتر رودلف دیزل است که در سال 1892 نوع خاصی از موتورهای احتراق داخلی را به ثبت رساند، به احترام این مخترع اینگونه موتورها را موتورهای دیزل می*نامند.
دید کلی
موتورهای دیزل ، به انوع گسترده*ای از موتورها گفته می*شود که بدون نیاز به یک جرقه الکتریکی می*توانند ماده سوختنی را شعله*ور سازند. در این موتورها برای شعله*ور ساختن سوخت از حرارت*های بالا استفاده می*شود. به این شکل که ابتدا دمای اتاقک احتراق را بسیار بالا می*برند و پس از اینکه دما به اندازه کافی بالا رفت ماده سوختنی را با هوا مخلوط می*کنند.
همانگونه که می*دانید برای سوزاندن یک ماده سوختی به دو عامل حرارت و اکسیژن نیاز است. اکسیژن از طریق مجاری ورودی موتور وارد محفظه سیلندر می*شود و سپس بوسیله پیستون فشرده می*گردد. این فشردگی آنچنان زیاد است که باعث ایجاد حرارت بسیار بالا می*گردد. سپس عامل سوم یعنی ماده سوختنی به گرما و اکسیژن افزوده می*شود که در نتیجه آن سوخت شعله*ور می*شود.
تاریخچه
در سال 1890 میلادی آکروید استوارت حق امتیاز ساخت موتوری را دریافت کرد که در آن هوای خالص در سیلندر موتور متراکم می*گردید و سپس (به منظور جلوگیری از اشتعال پیش*رس) سوخت به داخل هوای متراکم شده تزریق می*شد، این موتورهای با فشار پایین بودند. و برای مشتعل ساختن سوخت تزریق شده از یک لامپ الکتریکی و یا روشهای دیگر در خارج از سیلندر استفاده می*شد.
در سال 1892 دکتر رودلف دیزل آلمانی حق امتیاز موتور طراحی شده*ای را به ثبت رساند که در آن اشتعال ماده سوختنی ، بلافاصله بعد از تزریق سوخت به داخل سیلندر انجام می*گرفت. این اشتعال عامل حرارت زیادی بود که در اثر تراکم زیاد هوا بوجود می*آمد. وی ابتدا دوست داشت که موتور وی پودر زغال سنگ را بسوزاند ولی به سرعت به نفت روی آورد و نتایج قابل توجهی گرفت.