مولتيفويل هو أي نوع من المحركات ، أو المراجل ، أو السخان أو أي جهاز آخر يحرق الوقود ، وهو مصمم لحرق أنواع متعددة من الوقود في تشغيله. أحد التطبيقات الشائعة للتكنولوجيا متعددة الوقود هو في الأماكن العسكرية ، حيث قد لا يتوفر وقود التوربينات الديزل أو الغاز المستخدم عادة أثناء العمليات القتالية للمركبات أو وحدات التسخين. تمتلك المحركات والمراجل متعددة الوقود تاريخًا طويلًا ، ولكن الحاجة المتزايدة إلى إنشاء مصادر وقود بخلاف البترول لأغراض النقل والتدفئة وغيرها من الاستخدامات أدت إلى زيادة تطوير تكنولوجيا الوقود متعدد الاستخدامات للاستخدام غير العسكري أيضًا ، مما أدى إلى توفير العديد من الوقود المرن تصاميم المركبات في العقود الأخيرة.
يتم إنشاء محرك متعدد الوقود بحيث تسمح نسبة الضغط الخاصة به بإطلاق وقود الأوكتان الأدنى من أنواع الوقود البديلة المقبولة. تعزيز المحرك ضروري لتلبية هذه المتطلبات العالية. تحتوي المحركات متعددة الوقود أحيانًا على إعدادات تبديل يتم ضبطها يدويًا لأخذ أوكتان أو أنواع مختلفة من الوقود.
التاريخ
بالفعل في عام 1903 ، قدم المهندس الألماني جوزيف فولمر أول شاحنة من NAG ، قسم السيارات من AEG ، الذي كان يعمل بمحرك متعدد الوقود. يعمل محرك البنزين الذي يعمل بقوة 50 حصانًا مع إشعال مغناطيسي وكاربورير ، تم تصميمه لكل من البنزين والكحول.
منذ أن كان من الصعب الحصول على أنواع الوقود المتخصصة في الأيام الأولى من تاريخ السيارات ، استخدم العديد من المصنعين نسبياً محركات متعددة الوقود. ومع توسع شبكة محطات الوقود ، فقدت هذه التصاميم أهميتها. واليوم ، تحظى المحركات متعددة الوقود بشعبية خاصة في القطاع العسكري ، حيث يتم في الغالب البحث عن أكبر استقلال ممكن عن أنواع الوقود المحددة.
مبدأ العمل
يعمل محرك المزيج وفقًا لعملية otto ، حيث يبدأ الاحتراق بواسطة اشتعال أو شرارة من قابس شعلة. يحدث تكوّن الخليط القابل للاحتراق خارج غرفة الاحتراق ؛ في carburetor أو عن طريق حقن الوقود في مشعب السحب.
يتم تشكيل خليط من الوقود والهواء خارج غرفة الاحتراق. في الظروف العادية ، يحتوي الهواء على 80٪ نيتروجين (N 2) و 20٪ أكسجين (O 2). بسبب وجود الأوكسجين ، هذا الخليط قابل للاشتعال. يتم امتصاص الخليط إلى غرفة الاحتراق بواسطة ضغط سلبي يتم توليده أثناء السكتة الدماغية. بعد ضربة المدخل يتبع ضربة الضغط: يتم ضغط الخليط. بعد الانضغاط شرارة يجلب الخليط للاشتعال. هذا يسبب ارتفاع الضغط والذي بدوره يؤدي إلى زيادة حجم. تترجم الزيادة في الحجم إلى ضربة العمل ، في هذه المعركة يتم العمل على البيئة ، على سبيل المثال على مركبة أو مضخة. في تصميم محرك خليط كلاسيكي ، يتم طلب عملية Carnot.
نشأ محرك المزيج المصنوع من الحاجة إلى التمييز مع محرك الديزل. مع محرك الديزل ، يتم خلط الوقود فقط مع الهواء في نهاية الضغط.
الوقود
الوقود لمحرك الخليط عادة ، ولكن ليس على سبيل الحصر ، البنزين. نتيجة لذلك ، يتم استخدام محرك البنزين المستخدم بشكل غير صحيح كمرادف لمحرك المحرك أو المحرك.
غاز طبيعي
بنزين
E85 أو الإيثانول الحيوي
كيروسين
LPG
النيتروميثان
الميثانول
متغيرات السيارات
المحركات متعددة الوقود هي محركات ترددية ذاتية الإشعال تعمل على مبدأ الديزل. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي بعض إصدارات المحركات على إشعال شرارة ، حيث لا تشتعل جميع أنواع الوقود بشكل صحيح بدونها. تنوع أنواع الوقود مثل البنزين أو البترول أو الكيروسين أو وقود الزيت النباتي أو الإيثانول أو غاز الخشب أو الزيت الثقيل ، يعتمد على خواصها ، على سبيل المثال ، رقم السيتان ورقم الأوكتان واللزوجة على الإنشاءات المختلفة (انظر أيضًا محرك الاحتراق الداخلي نظرة عامة على تكنولوجيا الحقن).
على الرغم من أن المحركات متعددة الوقود تعمل عادة على مبدأ الديزل ، فإنها تختلف في بناء محركات الديزل النقية ، والتي تم تصميمها فقط لوقود الديزل. من ناحية ، يجب توفير الحلول التقنية من أجل زيادة درجة حرارة الخليط بحيث تشتعل جميع أنواع الوقود المستخدمة بشكل عفوي داخل تأجيل الاشتعال المسموح به. يمكن القيام بذلك عن طريق زيادة الضغط أو تسخين هواء السحب. في المقابل ، يمكن تحقيق التسخين بالهواء المتحصل عن طريق الشحن دون الحاجة إلى المبرد ، أو إعادة تدوير غاز العادم أو التسخين الكهربائي في جهاز السحب. أيضا دعم هو شرارة قابس شعلة توهج المستخدمة في غرفة الاحتراق.
من ناحية أخرى ، يجب توصيل مضخة الحقن بدائرة زيت التشحيم ، لأن بعض أنواع الوقود المستخدمة ليس لها تأثير تشحيم. يعمل محرك Lohmann بدون حاقن وبدون كربوريور.
عند تصميم جميع الأختام ، ينبغي أيضًا ملاحظة أنه لا يتم مهاجمتها من قبل أنواع الوقود المختلفة.
تشمل محركات الوقود المتعددة المعروفة:
محرك كروي الأوسط
محرك اسبيت
محرك Lohmann
محرك توهج المكونات (Lanz Bulldog)
محرك الغاز
نظرة عامة على الوقود
يمكن استخدام كل من الوقود الأحفوري والوقود المتجدد:
غاز البترول المسال ، المعروف أيضا باسم Autogas (غاز البترول المسال = غاز البترول المسال / البروبان ، حتى الغاز منخفض الضغط) المعروف
الغاز الطبيعي (الغاز الطبيعي المضغوط = الغاز الطبيعي المضغوط أو الغاز الطبيعي المسال = الغاز الطبيعي المسال)
وقود البنزين مثل البنزين أو الكحول
زيوت خفيفة مثل وقود الديزل والديزل الحيوي
زيوت ثقيلة
غبار الفحم
المميزات والعيوب
سلبيات
عيب محرك خليط هو الحد في الحد الأقصى للضغط نسبة قابلة للتحقيق ، بسبب خطر طرق. بالنسبة للبنزين ، فإن نسبة الضغط القصوى (الآمنة) هي حوالي 15: 1. بعض الدراجات النارية الرياضية المعاصرة عالية الأداء ، تمتلك الدراجات النارية بالفعل نسبة انضغاط تبلغ 14: 1 في المصنع ، دون إضافة إضافات خاصة لدفع حدود القرقعة أو الحد التفجير أبعد من ذلك. تحقق محركات الديزل كفاءة حرارية أعلى بكثير لأن نسبة الضغط يمكن أن ترتفع إلى 40: 1. ونتيجة لذلك ، فإن محرك المزيج لديه استهلاك وقود أعلى.
العيب الثاني هو أن أنواع الوقود قابلة للاشتعال بشكل كبير ، وبالتالي تتبخر بالفعل عند درجات الحرارة المنخفضة. عند درجة حرارة خارجية تبلغ 10 درجات مئوية ، هناك بالفعل خطر انفجار في محرك غاز البترول المسال. خزان الوقود لمحرك الخليط هو واجب ثقيل.
فوائد
من المزايا الهامة لمحرك الخليط هو الإصدار الأخف ، الذي يفيد سعر التكلفة.
المحرك يستخدم أساسا من قبل الجيش. إذا كان العرض من الوقود راكدًا ، لا يزال بإمكان المركبات القيادة لأن بإمكانها التبديل بسهولة نسبية إلى وقود آخر متوفر.
تطبيقات
اليوم استخدام محركات متعددة الوقود يقتصر على المركبات العسكرية ، وخاصة الدبابات. مثال على ذلك هو دبابة المعركة الرئيسية ليوبارد 2 من الجيش الألماني.
في الاستخدام العام والخاص z متعددة الوقود. أما بالنسبة لتزويد المزارع البعيدة بالطاقة في محطات التوليد المشترك ، فإنها توفر الطاقة الكهربائية والحرارة.
يمكن العثور على محركات توهج متعددة الوقود في الجرارات القديمة والديزل البحرية. كما يمكن اعتبار محركات الديزل ذات السكتة الدماغية الثنائية التي تستخدم بكثافة في السفن بمثابة متغير فني لمحركات الوقود المتعدد ، حتى وإن كانت محدودة بالفعل لأسباب اقتصادية (تكاليف الوقود المنخفضة) في الغالب على النفط الثقيل.
محركات multifuel عسكرية
أحد الاستخدامات الشائعة لهذه التكنولوجيا هو في المركبات العسكرية ، بحيث يمكن تشغيل مجموعة واسعة من أنواع الوقود البديلة مثل البنزين أو وقود الطائرات. ويُنظر إلى هذا الأمر مرغوبًا في إطار عسكري حيث قد يؤدي عمل العدو أو عزل الوحدة إلى الحد من عرض الوقود المتاح ، وعلى العكس من ذلك ، قد تصبح مصادر الوقود العدو أو المصادر المدنية متاحة للاستخدام.
من الاستخدامات الكبيرة لمحرك عسكري متعدد الوقود هو سلسلة LD المستخدمة في شاحنات M35 2 1⁄2 طن و M54 5 طن التي تم تصنيعها في الفترة ما بين 1963 و 1970. تم تصميمها باستخدام تصميم MAN باستخدام تقنية MAN. أنواع مختلفة من الوقود بدون تحضير. كان وقودها الأساسي هو الديزل رقم 1 ، رقم 2 ، أو AP ، ولكن 70٪ إلى 90٪ من أنواع الوقود الأخرى يمكن مزجها بالديزل ، اعتمادًا على مدى سلاسة تشغيل المحرك. يمكن استخدام البنزين منخفض الأوكتان التجاري والبنزين الجوي في حالة إضافة زيت المحرك ، ويمكن استخدام وقود الطائرات Jet A و B و JP-4 و 5 و 7 و 8 في زيت وقود الطوارئ رقم 1 و 2. من الناحية العملية ، استخدموا وقود الديزل فقط ، ولم تكن هناك حاجة أبدا إلى تكتيكتهم التكتيكية ، وفي الوقت المحدد تم استبدالهم بمحركات الديزل التجارية.
في الوقت الحالي ، تستخدم مجموعة واسعة من المركبات العسكرية الروسية محركات متعددة الوقود ، مثل دبابة T-72 (وقود الديزل متعدد الوقود) و T-80 (توربين الغاز متعدد الوقود).
الاستخدام غير العسكري
تم تصميم العديد من أنواع المحركات وغيرها من آلات توليد الحرارة لحرق أكثر من نوع واحد من الوقود. على سبيل المثال ، يمكن لبعض السخانات والغلايات المصممة للاستخدام المنزلي حرق الخشب والكريات ومصادر الوقود الأخرى. توفر هذه المرونة والأمان الوقود ، ولكنها أكثر تكلفة من محركات الوقود الموحدة القياسية. أحيانًا يتم تصميم المواقد المحمولة بوظائف متعددة الوظائف ، وذلك من أجل حرق أي وقود يتم العثور عليه أثناء نزهة.
أدت حركة إنشاء بدائل للسيارات التي تعمل فقط على البنزين إلى زيادة كبيرة في عدد السيارات المتاحة التي تستخدم محركات متعددة الوقود ، وعادة ما تسمى هذه المركبات بمركبة وقود ثنائي الوقود أو مركبة وقود مرن.
قضايا ضعف الأداء
المحركات المتعددة الوقود لا تتعرض بالضرورة للقوة ، ولكن في الواقع ، واجهت بعض المحركات مشاكل في الطاقة بسبب التنازلات في التصميم الضرورية لحرق أنواع متعددة من الوقود في نفس المحرك. ولعل المثال الأكثر شهرة من المنظور العسكري هو محرك L60 الذي استخدمه قائد دبابات القتال الرئيسي البريطاني ، والذي أدى إلى أداء بطيء للغاية – في الحقيقة ، كان مارك I Chieftain (الذي يستخدم فقط للتدريب وأنشطة مماثلة) ضعيف جدا أن بعضهم كانوا غير قادرين على تركيب ناقلة صهريج. وكانت إحدى المسائل الخطيرة بنفس القدر هي أن التغيير من وقود إلى آخر غالباً ما يتطلب ساعات من الإعداد.
سلسلة LD الولايات المتحدة لديها انتاج الطاقة مقارنة بالديزل التجارية في ذلك الوقت. لقد تم تقويضه لشاحنة حمولة 5 أطنان ، ولكن هذا كان حجم المحرك نفسه ، وكان الديزل البديل أكبر وأقوى بكثير. محركات LD كانت تحرق وقود الديزل بشكل سيء وكانت مدخنة جدا ، وكان نموذج LDT-465 النهائي شاحن توربيني إلى حد كبير لتنظيف العادم ، كان هناك زيادة صغيرة في الطاقة.