موتور ماشین چگونه کار می‌کند ؟

موتور خودرو وظیفه تولید قدرت در ماشین را به عهده دارد که شکل و اندازه و روش کار موتور به سوخت آن بستگی دارد و با توجه به اینکه سوخت بسیاری از ماشین‌ها بنزین می‌باشد از موتور احتراق داخلی استفاده می‌شود.

مولد قدرت درون‌سوز نام دیگر موتورهای احتراق داخلی است که وظیفه آن تبدیل انرژی شیمایی موجود در سوخت به انرژی مکانیکی می‌باشد.

ابتدا انرژی شیمیایی سوخت توسط احتراق در داخل موتور به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود و این انرژی حرارتی باعث افزایش دما و فشار گازهای داخل موتور می‌گردد.

سپس این گاز در برابر مکانیزم های مکانیکی موتور براثر فشار زیاد منبسط می‌شود و این انبساط توسط اتصالات مکانیکی موتور بر روی شفت خروجی به یک حرکت دورانی تبدیل می‌شود.

منظور از موتورهای دو زمانه و چهارزمانه

موتورهای احتراق داخلی ازنظر چرخه کاری به موتورهای دو زمانه و چهارزمانه تقسیم‌بندی می‌شوند.

در موتورهای چهارزمانه به ازای هر دور گردش موتور یک قدرت به سیلندر انتقال می‌دهد درحالی‌که موتورهای دو زمانه به ازای هر یک دور گردش موتور یک قدرت خروجی به هر سیلندر منتقل می‌کند.

آشنایی با موتورهای کاربراتوری و موتور بنزینی انژکتوری

موتورهای احتراق داخلی بنزینی را ازنظر مکانیزم سوخت‌رسانی به دودسته تقسیم می‌کنند.

-موتورهای کاربراتوری

-موتورهای انژکتوری

موتورهای کاربراتوری

در موتورهای بنزینی مجهز به کاربراتور برای تأمین نسبت هوا به سوخت صحیحی متناسب با شرایط مختلف کاری موتور از دستگاهی به نام کاربراتور استفاده می‌شود.

کاربراتورها در انواع مختلفی طراحی و عرضه می‌شوند و بر روی موتورها نصب می‌گردند.

در سیستم کاربراتور کنترل نسبت هوا به سوخت تحت تأثیر عواملی مانند

سرعت در هوای عبوری از ونتوری کاربراتور

ارتفاع سوخت در پیاله کاربراتور

اندازه ژیگولر ها

و غیره آن‌ها کنترل می‌شود

معایب عمده سیستم سوخت‌رسانی مجهز به کاربراتور که تجدیدنظر در سیستم سوخت‌رسانی موتورهای بنزینی را ضروری کرد عبارت‌اند از:

• آلایندگی بالا
• یکنواخت توزیع نشدن هوا و سوخت در همه‌ی سیلندرها
• راندمان حجمی کم
• ضرورت تنظیم مکرر سیستم
• کنترل سوخت وابسته به شرایط محیطی

امروزه از چه موتورهای استفاده می‌کنند؟

امروزه با پیشرفت صنعت خودرو و عرضه انواع موتورهای جدید مانند موتورهای هیبریدی و الکتریکی، این صنعت وارد عصری جدید شده و روزبه‌روز هم در حال به‌روزرسانی و خلق ایده‌های جدید می‌باشد.

در ابتدا، ساده‌ترین تعریف برای عملکرد موتور خودرو این است که سوخت ماشین و هوا در محفظه احتراق باهم مخلوط می‌شوند و شمع خودرو جرقه‌ای در سیلندر ایجاد می‌کند و باعث انفجار می‌شود و درنتیجه هل دادن پیستون توسط سوپاپ و حرکت دادن شاتون باعث چرخیدن میل‌لنگ برای انتقال قدرت به جعبه‌دنده می‌شود و خودرو به حرکت درمی‌آید.

موتور از اجزایی زیر تشکیل‌شده:

سیلندر یا همان محفظه احتراق

 پیستون

 سوپاپ

 شاتون

میل‌لنگ

تسمه‌تایم

اجزای تشکیل‌دهنده موتور ماشین

سیلندر

سیلندر استوانه‌ای توخالی صیقلی شده است که قطر آن معادل قطر خارجی پیستون‌ها می‌باشد. سیلندر محفظه‌ای است که پیستون‌ها به‌طور عمودی در آن بالا و پایین می‌روند که البته اصطکاک باعث تولید حرارت اضافی و هدر رفتن انرژی می‌شود که می‌بایست تا حد امکان از آن جلوگیری کرد.

دلیل صاف و صیقلی بودن سطح داخلی سیلندر به خاطر کم کردن اصطکاک میان پیستون و جداره داخلی است. معمولاً جنس سیلندرها از چدن خاکستری یا آلیاژی از چدن می‌باشد

در اصل سیلندر را می‌توان ستون فقرات یا اسکلت اصلی موتور نامید.

پیستون

قطعه آلومینیومی استوانه‌ای شکل است که در محفظه توخالی سیلندر به‌وسیله شاتون به‌طور عمودی بالا و پایین می‌رود. پیستون انرژی حاصل از احتراق سوخت را به حرکت رفت و برگشتی تبدیل و به چرخ‌ها منتقل می‌کند و نیروهای تراکمی و انبساطی ناشی از احتراق را تحمل می‌کند. همه پیستون‌ها باید هم‌وزن باشند تا موتور دچار لرزش نشود.

نکته: جهت افزایش قدرت و کشش خودرو از چندین سیلندر و پیستون در خودرو استفاده می‌کنند

سوپاپ

یکی از قطعات قارچ مانند در موتور ماشین است که وظیفه کنترل ورود و خروج هوا و دود را دارد. این قطعه پولکی شکل دریچه‌ها روی سر سیلندر را مسدود می‌کند.

موارد موردنیاز برای سوختن: ماده سوختنی، اکسیژن و حرارت می‌باشد. هر موتور برای سوختن باید اکسیژن را از محیط بیرون دریافت کند و سپس دود حاصل را خارج نماید.

برای تولید نیرو در موتور خودرو گاز واردشده باید به‌قدری متراکم شود که بعد از انفجار انرژی جنبشی ایجادشده که باعث حرکت پیستون‌ها می‌شود و محیط این عملیات مشخص است که باید کاملاً بسته باشد. پس سوپاپ‌ها بهترین وسیله برای این عمل هستند تا در زمان مناسب ارتباط با بیرون را قطع و وصل کنند.

شاتون

شاتون پمپ‌های پیستون را به میل‌لنگ متصل می‌کند و به همین خاطر باید در حین سبک بودن مقاومت بالایی داشته باشد. وظیفه شاتون انتقال نیروی که در زمان قدرت روی پیستون وارد می‌شود به‌وسیله شاتون به میل‌لنگ منتقل می‌گردد.

از لحاظ ساختاری شاتون یک میله‌ای است که یک سر آن دایره توخالی سر دیگر آن دایره کوچک توخالی دارد که شاتون از سر بزرگش به دو قسمت تقسیم می‌شود. سر کوچک آن از یک یاتاقان تشکیل‌شده که به پیستون متصل می‌شود و همچنین سربزرگ به میل‌لنگ وصل می‌گردد.

توجه داشته باشید که این قسمت هم‌زمان با یک بوش روی میل‌لنگ نصب می‌شود تا براثر کارکرد خودرو، پس از مدتی دچار سایش و اصطکاک نشود.

موتورهای Inline یا خطی

موتور خطی از ساده‌ترین موتورهای خودرو در جهان است. موتورها ازلحاظ آرایش سیلندرهای دسته‌بندی می‌شوند. در این موتور سیلندرها پشت سرهم و بافاصله منظم قرارگرفته‌اند و هم‌چنین میل‌لنگ نیز در داخل موتور در راستای سیلندرها قرارگرفته است.

 اکثر خودروسازان خارجی و داخلی از این نوع موتور در خودروهای خود استفاده می‌کنند که دارای انواع چهار سیلندر، شش سیلندر و هشت سیلندر است.

محبوب‌ترین و پر‌استفاده‌ترین موتور در دنیا، موتورهای چهار سیلندر خطی هستند؛ زیرا این نوع از موتورها دارای فشردگی قطعات و کارایی بیشتری هستند و حتی در مواردی این نوع از موتورها قابل‌مقایسه با انواع شش یا هشت سیلندر خطی هم هستند.

موتورهای V یا خورجینی

در موتورهای خورجینی، آرایش سیلندرها روبه‌روی هم است. قرارگیری سیلندرها روبه‌رو هم مانند کلمه V می‌باشد.

مزیت این نوع موتورها استفاده بیشتر از سیلندرهای بیشتر جهت بالا بردن قدرت و راندمان موتور است. هم‌چنین شکل این موتور، به طرز خیلی جالبی وزن آن را کاهش می‌دهد

امروزه از این موتور در خودروهای پیشرفته و لوکس همانند مرسدس بنز و بی ام و استفاده می‌کنند؛ اما به گفته کارشناسان، این موتور دارای استهلاک بیشتری نسبت به موتورهای خطی است و نسل آن نیز رو به انقراض است.

موتورهای W

این نوع از موتور برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ توسط شرکت‌های فولکس‌واگن و بوگاتی به‌طور مشترک طراحی و تولیدشده است.

آرایش سیلندر در موتورهای W مانند جهت بیشتر کردن سیلندر می‌باشد و نحوه قرارگیری سیلندرها به شکل W است. این موتورها کارکرد مشابهی با موتورهای v دارند با این تفاوت که در موتور W، تعدادی سیلندر در مرکز موتور نیز وجود دارند که باعث افزایش تعداد سیلندر می‌شود.

این موتور دارای انواع ۱۲ سیلندر و ۱۶ سیلندر است که نوع ۱۶ سیلندر در حال حاضر بر روی بوگاتی ویرون مورداستفاده قرارگرفته.

موتور OPOC

نام این موتور مخفف کلمات Opposed Piston Opposed Cylinder به معنی موتور مخالف پیستون مخالف سیلندر است. جهت مخالف پیستون‌ها حرکت کردن. در این نوع از موتور، در هر سیلندر دو پیستون وجود دارد.

 درواقع پیستون‌ها در جهت خلاف هم جلو و عقب می‌روند و در فضای خالی بین آن‌ها، احتراق انجام می‌شود. مزیت بسیار خوب این موتورها، وزن بسیار سبک و مصرف سوخت کم‌تر است. خیلی وقت است از این موتورها در صنعت خودروسازی استفاده نمی‌شود.