ما هو الديزل وما هو البنزين؟ البنزين والديزل نوعان من المحاليل المستخدمة كوقود في السيارات والشاحنات، وهي شائعة الاستخدام ومشهورة. كلاهما مشتق من النفط الخام ويصنف على أنه منتجات مكررة. أساس هذين النوعين من الوقود هما الهيدروكربونات الموجودة في الزيت؛ ومع ذلك، هناك اختلافات. يستخدم التقطير التجزيئي للحصول على البنزين والديزل. وطبعا كل واحد ينفصل في مرحلة مختلفة بسبب اختلاف درجة حرارة الغليان.
ما هو الديزل وما هو البنزين؟
الديزل والبنزين هما نوعان من الوقود المستخدمان في تشغيل المركبات، ولكل منهما خصائص واستخدامات مختلفة:
الديزل:
يُستخدم بشكل رئيسي في محركات الديزل.
يتميز بكثافة أعلى ونقطة اشتعال أعلى من البنزين.
يُستخدم غالبًا في الشاحنات الثقيلة والباصات والمعدات الكبيرة.
يُعتبر أكثر كفاءة في استهلاك الوقود مقارنة بالبنزين.
البنزين:
يُستخدم في محركات البنزين.
يتميز بكونه أخف وزنًا وله نقطة اشتعال أقل من الديزل.
يُستخدم بشكل شائع في السيارات الصغيرة والمتوسطة.
يُفضل للقيادة على السرعات العالية وللمسافات القصيرة.
كلا النوعين من الوقود مشتقان من النفط الخام ولكن يتم تكريرهما بطرق مختلفة لتلبية متطلبات محركات السيارات المختلفة.
ما هو البنزين؟
هذا الوقود عبارة عن خليط من الألكانات والألكانات الحلقية التي يتم الحصول عليها من تقطير النفط الخام. يتراوح طول سلسلة الكربون لكل جزيء بنزين من 5 إلى 12. ويستخدم البنزين بشكل عام في “محركات الاحتراق الداخلي” بهدف زيادة السرعة. وهذا الوقود أخف من الديزل وأفضل من حيث إنتاج التلوث.
ما هو الديزل؟
وتشمل تركيبة هذا الوقود الألكانات وسلاسل الكربون بشكل عام. يحتوي كل جزيء على سلسلة كربون مكونة من 12 ذرة كربون. وقود الديزل أثقل نسبيًا وأقل تطايرًا وأكثر لزوجة من البنزين. يستخدم هذا الوقود بشكل عام في “محركات الإشعال بالضغط”.
ما هي التشابه بين البنزين والديزل؟
التشابه بين البنزين والديزل يكمن في عدة نقاط أساسية:
المصدر: كلاهما مشتق من النفط الخام.
الاستخدام: يُستخدمان كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي في السيارات.
الطاقة: يحتويان على طاقة كيميائية تُحول إلى طاقة ميكانيكية لتشغيل المركبات.
الإنتاج: يتم تكرير كل من البنزين والديزل من النفط الخام عبر عمليات صناعية.
على الرغم من هذه التشابهات، يختلفان في الخصائص الكيميائية والفيزيائية وطريقة الاستخدام في محركات السيارات المختلفة.
البنزين مقابل الديزل
يحتوي النفط الخام على مئات الأنواع المختلفة من الهيدروكربونات، وجميعها ممزوجة معًا ولها شوائب مختلفة اعتمادًا على مصدر النفط الخام. لإنتاج البنزين أو الديزل أو أي منتج بترولي آخر، يجب فصل الهيدروكربونات عن طريق تكريرها بشكل أو بآخر:
تختلف أطوال سلاسل الهيدروكربون، وكلما كانت السلسلة أطول، تتمتع جميعها بنقاط غليان أعلى تدريجيًا، لذلك يمكن فصلها جميعًا بعملية تسمى التقطير التجزيئي. أثناء العملية، يتم تسخين النفط الخام في عمود التقطير ويتم استخلاص السلاسل الهيدروكربونية المختلفة كأبخرة وفقًا لدرجة حرارة التبخر ثم إعادة تكثيفها.
يتكون البنزين من خليط من الألكانات والألكانات الحلقية بأطوال سلسلة تتراوح بين 5-12 ذرة كربون. تغلي هذه بين 40 و 205 درجة مئوية. البنزين أو الديزل عبارة عن ألكانات تحتوي على 12 ذرة كربون أو أكثر. وتتراوح درجة غليانها بين 250 و350 درجة مئوية.
الفرق بين الديزل والبنزين
هذين الوقودين مختلفان في العديد من الجوانب. يتكون البنزين بشكل أساسي من مزيج من الهيدروكربونات بطول 7 (هيبتان) أو 8 (تريميثيلبنتان)؛ بينما يشتمل الديزل على مزيج من الهيدروكربونات البترولية في نطاق 8 (أوكتان) إلى 21 (إندوديكان). الصيغة الكيميائية للبنزين هي C8H18 والصيغة الكيميائية للديزل هي C12H23.
ونظرًا لأن الديزل يحتوي على نسبة أعلى من ذرات الكربون لكل جزيء، فإنه ينتج ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون بنسبة 13% تقريبًا أكثر من البنزين. يتم وضع الديزل في مكانة أعلى من البنزين من حيث محتوى الطاقة. ويساوي محتوى الطاقة في البنزين 33.7 ميغا جول لكل كيلوغرام، والديزل يساوي 36.7 ميغا جول لكل كيلوغرام؛ ونتيجة لذلك، يتقدم وقود الديزل بنسبة 16% على منافسه في هذا المجال.
نوع الاحتراق في الديزل والبنزين
وتتراوح “درجة حرارة الاشتعال الذاتي” للبنزين بين 247 و280 درجة مئوية. هذه النقطة هي أدنى درجة حرارة تشتعل فيها المادة تلقائياً دون أي محفز خارجي كالشرارة أو اللهب في الجو العادي. وبطبيعة الحال، لكي يحترق الوقود والأكسجين في السيارة بشكل كامل، لا بد من وجود شرارة. من ناحية أخرى، تبلغ درجة الاشتعال الذاتي للديزل 210 درجة مئوية، ولا يحتاج إلى شرارة للاشتعال. يتم استخدام زيادة ضغط الوقود فقط لإحداث الانفجار. ويتم ضغط خليط الوقود والأكسجين بشكل أكبر، مما يرفع درجة حرارة الخليط إلى درجة الانفجار.
نقطة الحريق والاشتعال
“نقطة الوميض” هي أدنى درجة حرارة يكون فيها الوقود جاهزًا للاحتراق في حالة البخار. في هذه المرحلة، هناك بالتأكيد حاجة للهب لإحداث الاشتعال. يتم حساب درجة الحرارة هذه على أنها -43 درجة مئوية للبنزين و96-52 درجة مئوية للديزل. عند درجة حرارة “نقطة الإشعال”، يحترق بخار الوقود لمدة 5 ثوانٍ على الأقل بعد بدء الإشعال. درجة الحرارة هذه أعلى بحوالي 10 درجات من نقطة الاشتعال لكلا الوقودين.
محركات الديزل والبنزين
اعتمادًا على عملية الاحتراق والمفهوم العام للمحرك، يمكن أن يكون محرك الديزل أكثر كفاءة بنسبة تصل إلى 40% من محرك البنزين الذي يتم إشعاله بالشرارة والذي يتمتع بنفس خرج الطاقة، مع ثبات باقى العوامل، خاصة مع محركات الديزل منخفضة الضغط الجديدة.
تبلغ القيمة الحرارية لوقود الديزل حوالي 45.5 ميجاجول لكل كيلوجرام (MJ/kg)، وهي أقل قليلاً من البنزين، الذي يبلغ 45.8 ميجاجول/كجم. ومع ذلك، فإن وقود الديزل أكثر كثافة من البنزين ويحتوي على طاقة حجمية أكبر بحوالي 15% (حوالي 36.9 ميجا جول/لتر مقارنة بـ 33.7 ميجا جول/لتر). مع الأخذ في الاعتبار الفرق في كثافة الطاقة، فإن الكفاءة الإجمالية لمحرك الديزل لا تزال أعلى بحوالي 20٪ من محرك البنزين، على الرغم من أن محرك الديزل أثقل أيضًا.
هيكل محركات الديزل والبنزين
يختلف هيكل محركات الديزل عن محركات البنزين. محركات البنزين لا تحتوي على شمعات إشعال وتعمل على أساس ضغط الهواء وتسخينه، وبالطبع حقن الوقود في اللحظة المناسبة، أما في محركات البنزين فإن شمعات الإشعال هي التي تشعل خليط الوقود والهواء. بالإضافة إلى ذلك فإن محركات الديزل تعتمد على الحقن المباشر للوقود، في حين أن العديد من محركات البنزين تعمل على أساس حقن الوقود في مشعب الهواء، مما يقلل من فرصة اشتعال الديزل إلى الصفر تقريباً.
في حالة محركات البنزين ذات الحقن المباشر والتي تحتوي على هيكل حقن وقود مماثل لمحركات الديزل، فلا يمكنك أن تأمل أن يعمل المحرك بوقود الديزل لأن نسبة الضغط لهذه المحركات أقل من محركات الديزل، في حين أن زمن حقن الوقود يكون قليلاً مختلفة عن محركات الديزل. نظرًا لاختلاف هيكله عن البنزين، فإن الديزل يؤدي إلى إتلاف مضخة الوقود ودائرة الوقود وفلتر الوقود وأخيرًا الحاقنات، ولهذا السبب، في حالة حدوث مثل هذا الخطأ، يجب تصريف الديزل بسرعة وغسل النظام بأكمله.
تحويل محرك البنزين إلى الديزل
البعض يطرح هذا السؤال مع أنه ليس له أي أساس علمي، مثلاً يقولون إنهم لاحظوا أنهم فعلوا مثل هذا الشيء في سيارة نيسان أو باترول فان. في الواقع، مثل هذا الشيء ممكن، ولكن أولا وقبل كل شيء، فهو غير قانوني في بلدنا، وبعد ذلك سوف تواجه مشاكل في المستندات.
ثانيا، عند تغيير نظام السيارة، قد تنشأ مشاكل لها، ولكن، كما قلنا، ليس مستحيلا، من ناحية أخرى، يجب أن تضع في اعتبارك أيضا أن تكلفة هذا العمل مرتفعة أيضا.
