25

2025

-

09

لماذا تنبعث المحركات الديزل دخانًا أسود؟

المؤلف:


تُصدر محركات الديزل بسهولة دخانًا أسود من العادم عند الأحمال العالية.

تُصدر محركات الديزل بسهولة دخانًا أسود من العادم عند الأحمال العالية. يُعتقد عمومًا أنه عندما تكون حمولة محرك الديزل مرتفعة، تزداد كمية الوقود المحقون في غرفة الاحتراق، كما ترتفع درجة الحرارة فيها أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن التشكيل غير المنتظم لخليط محرك الديزل سيؤدي إلى تحلل وبلمرة وقود الاحتراق الذي لا يحصل على كمية كافية من الهواء في المنطقة المحلية داخل غرفة الاحتراق، مكوّنًا بذلك السخام (الكربون الأسود) تحت ظروف درجات حرارة عالية ونقص الأكسجين. دخان الفحم ليس كربونًا نقيًا، بل هو بوليمر يتكون بشكل رئيسي من الكربون (أكثر من 85%)، ولكنه يحتوي أيضًا على كميات صغيرة من الأكسجين والهيدروجين والرماد، ويختلف تركيبه حسب حمل محرك الديزل. عند جمع الدخان الأسود عبر فلتر وملاحظته تحت مجهر إلكتروني، يمكن رؤية أن قطر جزيئات الكربون الكبيرة في الدخان يبلغ حوالي 0.05 ميكرومتر. إن تفاعل التكسير عالي الحرارة أثناء الاحتراق في محركات الديزل أمرٌ لا مفر منه، خاصة في محركات الديزل ذات الاحتراق المختلط المكاني حيث يحيط الغاز عالي الحرارة بقطرات الزيت السائل، مما يخلق الظروف الأكثر ملاءمة لتفاعل التكسير. وتثبت التصوير عالي السرعة لعملية الاحتراق أن كمية كبيرة من الدخان الأسود ستظهر بالقرب من النقطة الميتة العليا، ولكن بشكل عام، يمكن للسخام أن يجد الهواء في عملية الاحتراق اللاحقة ويحترق تمامًا، فلا يبقى أي دخان أسود في العادم. ومع ذلك، إذا كان الهواء في الأسطوانة غير كافٍ وكان عملية الخلط بطيئة، ستنخفض درجة حرارة الأسطوانة بسبب التمدد، ولن يتمكن الكربون من الاحتراق وسيتجمع مكونًا السخام. يؤدي تشكيل دخان الفحم إلى تقليل كفاءة استهلاك الوقود في محركات الديزل ذات الاحتراق غير الكامل، ويزيد من درجة حرارة العادم، ويطلق دخانًا أسود من العادم. كما أن مساحة سطح غرفة الاحتراق تتغطى بالفحم، ولا يمكن زيادة الحمولة أكثر من ذلك. ويمكن أن يتسبب تراكم الكربون أيضًا في أعطال مثل تعثر حلقات المكبس أو المكابس، وعض الصمامات. لذلك، لا يُسمح لمحركات الديزل بالعمل تحت ظروف الحمل الزائد طويل الأمد.