تفاوت های گازوئیل و بنزین: همه چیزهایی که باید درباره این دو سوخت بدانید

در دنیای امروز، سوخت حرف اول را در صنعت حمل‌ونقل و صنایع مختلف می‌زند. در میان انواع فراورده‌های نفتی، بنزین و گازوئیل (دیزل) دو ستاره اصلی هستند که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. اما آیا تا به حال به تفاوت‌های بنیادین این دو سوخت فکر کرده‌اید؟ در این مقاله جامع، به بررسی عمیق تفاوت‌های گازوئیل و بنزین از منظر شیمیایی، فرآیند تولید، عملکرد موتور، مصرف سوخت و آلایندگی می‌پردازیم تا شما درک کاملی از این دو سوخت حیاتی پیدا کنید. با ما همراه باشید تا به مقایسه بنزین و گازوئیل بپردازیم و ببینیم گازوئیل بهتر است یا بنزین!

تفاوت‌های شیمیایی و فیزیکی: از ساختار تا ویژگی‌ها

بنزین و گازوئیل هرچند هر دو از نفت خام مشتق می‌شوند، اما در ترکیب و خواص فیزیکی خود تفاوت‌های چشمگیری دارند که منجر به عملکرد متفاوت آن‌ها در موتورها می‌شود:

عدد اکتان (بنزین) و عدد ستان (گازوئیل): معیارهای کیفیت احتراق

• عدد اکتان (بنزین): این عدد نشان‌دهنده مقاومت بنزین در برابر خودسوزی یا احتراق پیش از موعد (پدیده “کوبش” یا ” ناکینگ” موتور) است. بنزین با اکتان بالاتر، دیرتر و تحت فشار بیشتری مشتعل می‌شود. این ویژگی برای موتورهای بنزینی با نسبت تراکم بالا که نیاز به زمان‌بندی دقیق احتراق دارند، حیاتی است.
• عدد ستان (گازوئیل): برخلاف اکتان، عدد ستان نشان‌دهنده میزان تمایل گازوئیل به خودسوزی و اشتعال‌پذیری آن است. هرچه عدد ستان بالاتر باشد، گازوئیل سریع‌تر و راحت‌تر خود مشتعل می‌شود. این خاصیت برای موتورهای دیزل که سوخت در آن‌ها بر اثر فشرده‌سازی و گرمای ناشی از آن مشتعل می‌شود، اهمیت بسیار زیادی دارد و بر راه‌اندازی سرد موتور و نرمی عملکرد آن تأثیر می‌گذارد.

دانسیته (چگالی): تأثیر بر مصرف سوخت

گازوئیل عموماً چگالی بالاتری نسبت به بنزین دارد. به این معنی که در حجم برابر (مثلاً یک لیتر)، گازوئیل جرم و انرژی بیشتری دارد. این تفاوت در چگالی یکی از دلایل اصلی بازده انرژی بالاتر و مصرف سوخت کمتر در خودروهای دیزلی نسبت به بنزینی است.

نقطه جوش و اشتعال: ایمنی و عملکرد

• نقطه جوش: بنزین دارای نقطه جوش پایین‌تری است (حدود ۳۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد) در حالی که گازوئیل نقطه جوش بالاتری دارد (حدود ۱۸۰ تا ۳۸۰ درجه سانتی‌گراد). این تفاوت باعث می‌شود بنزین در دماهای پایین‌تر راحت‌تر تبخیر شود که برای احتراق در موتورهای بنزینی ضروری است.
• نقطه اشتعال: نقطه اشتعال حداقل دمایی است که یک مایع بخارات کافی برای تشکیل مخلوط قابل اشتعال با هوا را تولید می‌کند. بنزین نقطه اشتعال بسیار پایینی (حدود منفی ۴۳ درجه سانتی‌گراد) دارد و به همین دلیل بسیار فرار و قابل اشتعال است. در مقابل، گازوئیل نقطه اشتعال بالاتری (حدود ۵۲ درجه سانتی‌گراد) دارد که آن را نسبت به بنزین ایمن‌تر می‌کند، اما به این معنی است که برای احتراق نیاز به شرایط خاص‌تری دارد (مانند فشار و گرمای بالا در موتورهای دیزل).

ویسکوزیته (گرانروی): روانکاری و پاشش سوخت

گازوئیل نسبت به بنزین ویسکوزیته (گرانروی) بیشتری دارد. این ویژگی هم بر پاشش سوخت و هم بر روانکاری در موتورهای دیزل تأثیر می‌گذارد. ویسکوزیته مناسب گازوئیل به روانکاری اجزای پمپ سوخت و انژکتورها کمک می‌کند. با این حال، ویسکوزیته بیش از حد می‌تواند منجر به پاشش نامناسب و احتراق ناقص شود.

ترکیبات هیدروکربنی: زنجیره‌های کربنی متفاوت

بنزین عمدتاً از هیدروکربن‌های سبک‌تر با زنجیره‌های کربنی کوتاه‌تر (معمولاً C5 تا C12) تشکیل شده است. این زنجیره‌های کوتاه‌تر باعث می‌شوند بنزین فرارتر و اشتعال‌پذیرتر باشد. در مقابل، گازوئیل از هیدروکربن‌های سنگین‌تر با زنجیره‌های کربنی بلندتر (معمولاً C12 تا C20) تشکیل شده است که به آن چگالی و نقطه جوش بالاتر و قابلیت احتراق تحت فشار را می‌بخشد.

میزان گوگرد و سایر افزودنی‌ها: اهمیت استانداردهای زیست‌محیطی

در گذشته، گازوئیل حاوی مقادیر بالاتری از گوگرد بود که در هنگام احتراق، اکسیدهای گوگرد (SOx) تولید می‌کرد و به آلودگی هوا و باران اسیدی منجر می‌شد. با پیشرفت تکنولوژی و وضع استانداردهای زیست‌محیطی سخت‌گیرانه، میزان گوگرد در گازوئیل به شدت کاهش یافته (گازوئیل با گوگرد فوق‌کم یا ULSD) تا آلایندگی‌ها کمتر شوند. هر دو سوخت بنزین و گازوئیل حاوی افزودنی‌هایی هستند که برای بهبود عملکرد، محافظت از موتور، کاهش رسوبات و جلوگیری از خوردگی طراحی شده‌اند.

تفاوت در فرآیند تولید: پالایش نفت خام

هر دو فراورده‌های نفتی از نفت خام و در پالایشگاه‌ها تولید می‌شوند، اما از برش‌های مختلفی از برج تقطیر به دست می‌آیند:

• بنزین: عمدتاً از برش‌های سبک‌تر نفت خام در فرآیند تقطیر به دست می‌آید. همچنین برای افزایش کیفیت و عدد اکتان آن، از فرآیندهایی مانند “کراکینگ” (شکستن زنجیره‌های کربنی بلند)، “ریفرمینگ” (بازآرایی مولکول‌ها) و افزودن ترکیبات اکسیژن‌دار استفاده می‌شود.
• گازوئیل: از برش‌های سنگین‌تر نفت خام (پس از برش‌های بنزین و نفت سفید) در برج تقطیر حاصل می‌شود. برای تولید گازوئیل با کیفیت، فرآیندهایی مانند “هیدروتریتینگ” (کاهش گوگرد) و بهبود عدد ستان نیز انجام می‌شود.

تفاوت در نوع موتورهای مورد استفاده: جرقه‌ای در برابر فشاری

تفاوت‌های شیمیایی و فیزیکی بنزین و گازوئیل، نیاز به موتورهای با طراحی کاملاً متفاوت را ایجاب کرده است:

موتورهای بنزینی (جرقه‌ای)

در موتورهای بنزینی (معروف به موتورهای احتراق داخلی جرقه‌ای یا SI)، بنزین با هوا مخلوط شده، این مخلوط در سیلندر فشرده می‌شود و سپس توسط جرقه شمع مشتعل می‌شود. این فرآیند احتراق سریع و کنترل‌شده برای موتورهایی که نیاز به دور موتور بالا و پاسخ‌دهی سریع دارند، مناسب است.

موتورهای دیزل (فشاری)

در موتورهای دیزل (معروف به موتورهای احتراق فشاری یا CI)، تنها هوا به شدت در سیلندر فشرده می‌شود تا دمای آن به حدی بالا رود که وقتی گازوئیل به صورت پودر در این هوای داغ پاشیده می‌شود، بلافاصله خودبه‌خود مشتعل گردد. به همین دلیل، موتورهای دیزل نیازی به شمع جرقه ندارند و به دلیل نسبت تراکم بسیار بالاتر، کارایی بیشتری دارند.

تفاوت در مصرف سوخت و آلایندگی: بازده و ردپای زیست‌محیطی

میزان مصرف سوخت

موتورهای دیزل به دلیل بازده حرارتی بالاتر و چگالی انرژی بیشتر گازوئیل، عموماً مصرف سوخت کمتری (بر حسب لیتر بر کیلومتر یا مایل بر گالن) نسبت به موتورهای بنزینی با قدرت مشابه دارند. این به معنای پیمایش مسافت بیشتر با یک باک سوخت مشابه است.

انواع آلاینده‌ها

هر دو نوع موتور آلاینده‌هایی را تولید می‌کنند، اما نوع و میزان آن‌ها متفاوت است:

• موتورهای بنزینی: عمدتاً تولیدکننده اکسیدهای کربن (CO)، هیدروکربن‌های نسوخته (HC) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) هستند. با استفاده از کاتالیست‌های سه‌گانه، میزان این آلاینده‌ها به شدت کاهش یافته است.
• موتورهای دیزل: در گذشته، عمده آلایندگی آن‌ها شامل ذرات معلق (PM) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) بود. با معرفی گازوئیل با گوگرد فوق‌کم (ULSD) و استفاده از فیلترهای ذرات دیزل (DPF) و سیستم‌های کاهش انتخابی کاتالیستی (SCR) برای کنترل NOx، آلایندگی موتورهای دیزل جدید به شدت کاهش یافته و حتی در برخی موارد از موتورهای بنزینی نیز پاک‌تر شده‌اند.

مزایا و معایب: کدام سوخت مناسب‌تر است؟

کاربردهای رایج: هر سوخت برای چه منظوری؟

• بنزین: عمدتاً در خودروهای سواری سبک، موتورسیکلت‌ها، قایق‌های کوچک، و ابزارهای باغبانی و صنعتی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سوخت برای وسایلی که نیاز به شتاب سریع و عملکرد دینامیک دارند، ایده‌آل است.
• گازوئیل: انتخاب اصلی برای وسایل نقلیه سنگین مانند کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، قطارها، کشتی‌ها، ماشین‌آلات کشاورزی و ساختمانی، و ژنراتورهای برق صنعتی است. قدرت و گشتاور بالای موتورهای دیزل، آن‌ها را برای حمل بارهای سنگین و کاربردهای صنعتی ایده‌آل می‌سازد.

نتیجه‌گیری

تفاوت‌های گازوئیل و بنزین فراتر از رنگ و بوی آن‌هاست. این دو فراورده نفتی با ترکیبات شیمیایی، خواص فیزیکی و مکانیزم‌های احتراق متفاوت، برای انواع خاصی از موتورها و کاربردها بهینه شده‌اند. درک این تفاوت‌ها نه تنها به شما کمک می‌کند تا انتخاب بهتری برای وسیله نقلیه خود داشته باشید، بلکه دیدگاه عمیق‌تری نسبت به پیچیدگی‌های صنعت سوخت و نقش آن در زندگی روزمره ما فراهم می‌آورد. با پیشرفت تکنولوژی، هر دو سوخت و موتورهای مربوطه در حال بهبود مستمر هستند تا کارایی بیشتر و آلایندگی کمتری داشته باشند.بنزین به دلیل قدرت احتراق بالا، با مصرف کمتر می‌تواند نیروی زیادی تولید کند. این سوخت به خاطر سبکی و فرّار بودن بیشتر، سریع‌تر تبخیر شده و راحت‌تر آتش می‌گیرد.در مقابل، موتورهای گازوئیلی قدرت و گشتاور بالاتری دارند. به همین دلیل، گازوئیل انتخاب اصلی برای خودروهای سنگین و ماشین‌آلات صنعتی است که به نیروی محرکه قوی نیاز دارند.