همه چیز درباره موتور احتراق داخلی
موتور احتراق داخلی امکان رانندگی طولانیمدت را فراهم میکند و دوام فوقالعاده بالایی دارد. برای راهاندازی موتور احتراق داخلی علاوه بر بنزین یا گازوئیل میتوان از سوختهای تجدیدپذیر یا جایگزینd مانند گاز طبیعی، پروپان، بیودیزل یا اتانول هم استفاده کرد. در این مقاله از مجله آچاره به بررسی این قطعه و نحوه عملکرد آن میپردازیم.
موتور احتراق داخلی چیست؟
موتورهای احتراق داخلی به عنوان موتورهای حرارتی طبقهبندی میشوند. در این موتورها احتراق مخلوط هوا و سوخت در داخل موتور، در یک محفظه احتراق اتفاق میافتد. مقداری از گازهای سوخته بخشی از چرخه احتراق جدید هستند. در واقع موتور احتراق داخلی انرژی حرارتی مخلوط هوا و سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند. به این نوع موتور، 4 کورس هم گفته میشود زیرا برای اجرای سیکل احتراق کامل، پیستون به 4 کورس نیاز دارد. در اصل نام کامل موتوری که خودروی سواری را حرکت میدهد، موتور احتراق داخلی پیستونی 4 زمانه یا به اختصار ICE (موتور احتراق داخلی) است.
اجزاء اصلی موتور احتراق داخلی
اجزای اصلی موتور احتراق داخلی عبارتند از: پیستون، سیلندر، سوپاپ ورودی، سوپاپ اگزوز، شمع جرقه / انژکتور سوخت، میل بادامک و میل لنگ. در ادامه با هر یک از این قطعات آشنا میشویم.
- پیستون: پیستون نقش اصلی را در موتور احتراق داخلی ایفا میکند. پیستون به صورت خطی از TDC (نقطه مرگ بالا) به BDC (نقطه مرگ پایین) در داخل سیلندر برای انجام کارهای مختلف حرکت میکند. رینگهایی روی پیستون نصب شدهاند که به عایقبندی گازهای احتراق و همچنین انتقال گرما از پیستون به سیلندر کمک میکنند. پیستون به کمک گژن پین به شاتون یا میله رابط متصل میشود. در حین کورس مکش، پیستون به ایجاد شارژ تازه در داخل محفظه کمک میکند. در حین کورس تراکم پیستون فشردهسازی شارژ را تقویت میکند. در عین حال پیستون در حین کورس تخلیه کمک میکند تا گازهای سوخته از محفظه، از طریق دریچه خروجی موتور خارج شوند.
- سیلندر: سیلندر قطعهای است که پیستون در آن حرکت میکند و در واقع احتراق در داخل سیلندر انجام میشود. در طول مکش، شارژ وارد سیلندر میشود. همچنین سوپاپ ورودی، سوپاپ اگزوز، انژکتور سوخت / شمع نیز بر روی سرسیلندر نصب شدهاند.
- سوپاپ ورودی: سوپاپ ورودی در پورت ورودی موتور قرار دارد که از آنجا شارژ تازه وارد سیلندر میشود. دریچه ورودی با چرخش میل بادامک باز و بسته میشود. سوپاپ ورودی در زمان مکش در وضعیت باز قرار دارد و در سایر کورسها بسته میماند.
- سوپاپ اگزوز: سوپاپ اگزوز در پورت اگزوز موتور قرار دارد که از آنجا گازهای خروجی به منیفولد اگزوز رها میشوند. باز و بسته شدن سوپاپ اگزوز با چرخش میل بادامک انجام میشود. سوپاپ اگزوز در هنگام کورس اگزوز در حالت باز قرار دارد و در سایر کورسها بسته میماند.
- شمع خودرو یا انژکتور سوخت: موتورهای بنزینی دارای شمع هستند، در حالی که موتورهای دیزلی انژکتور سوخت دارند. انژکتور سوخت به ورودی سوخت متصل است.
انژکتور سوخت بعد از فشرده شدن هوا توسط پیستون، قطرات سوخت را در داخل محفظه اسپری میکند. شمع به باتری خودرو متصل است و زمانی که پیستون مخلوط هوا و سوخت را در داخل سیلندر فشرده میکند، شمع باعث ایجاد جرقه میشود تا سوخت را مشتعل کند. - میل بادامک: میل بادامک مکانیزم عملکرد سوپاپ ورودی و خروجی موتور است. میل بادامک توسط میل لنگ از طریق تسمه تایم یا زنجیر تایم هدایت میشود.
- میل لنگ: میل لنگ شفتی است که در اثر حرکت چرخشی لنگ میچرخد. فلایویل در یک انتهای میل لنگ قرار دارد و همچنین انتهای دیگر دارای یک قرقره برای انتقال نیرو به میل بادامک با استفاده از تسمه تایم است.
موتور احتراق داخلی چگونه کار میکند؟
احتراق که سوختن هم نامیده میشود، فرآیند شیمیایی برای آزادسازی انرژی از ترکیب سوخت و هوا است. در موتور احتراق داخلی (ICE)، احتراق سوخت در خود موتور اتفاق میافتد. در نتیجه موتور با انرژی حاصل از احتراق شروع به کار خواهد کرد.
موتور از یک سیلندر ثابت و یک پیستون متحرک تشکیل شده است. گازهای احتراق در حال انبساط به پیستون فشار وارد میکنند تا میل لنگ را بچرخاند. درنهایت از طریق سیستم دندهها در پیشرانه، حرکت چرخهای خودرو شروع میشود.
امروزه دو نوع موتور احتراق داخلی در حال تولید هستند. این دو نوع شامل موتور بنزینی با احتراق جرقهای و موتور دیزلی با احتراق تراکمی میشود. بیشتر اینها موتورهای چرخه چهار زمانه هستند که در سیستم آنها برای تکمیل چرخه به چهار کورس پیستون نیاز است. این چرخه شامل چهار فرآیند مختلف مکش هوای موتور، فشرده سازی، احتراق، سیکل احتراق و اگزوز میشود.
موتورهای دیزلی با اشتعال جرقهای، از نظر نحوه تامین و احتراق سوخت با سیستمهای احتراق تراکمی متفاوت هستند. در موتور جرقهای، سوخت با هوا مخلوط شده و طی فرآیند مکش به داخل سیلندر وارد میشود. پس از این که پیستون مخلوط سوخت و هوا را فشرده میکند، جرقه آن را مشتعل کرده و احتراق شروع میشود.
انبساط گازهای حاصل از احتراق، پیستون را در حین سیکل احتراق فشرده میکند. در موتورهای دیزلی هوا به موتور وارد و سپس فشرده میشود. موتورهای دیزلی سوخت را با سرعت مناسب و اندازهگیریشده به هوای فشرده داغ میپاشند و باعث مشتعل شدن آن میشوند.
محاسبه رایگان هزینه تعمیرات خودرو و تعویض روغن و تعویض باتری خودرو !
چرخه کامل موتور احترق داخلی
چرخه کامل موتور برای موتور احتراق داخلی 4 زمانه دارای مراحل زیر است:
- مکش هوا
- فشردهسازی
- انبساط
- سیستم تخلیه دود (اگزوز)
کورس به حرکت پیستون، بین دو نقطه مرگ بالا و پایین گفته میشود.
اکنون که میدانیم اجزای موتور احتراق داخلی کدامند، میتوانیم آنچه در هر کورس چرخه موتور اتفاق میافتد را بررسی کنیم. در ادامه با موقعیت پیستون در ابتدای هر کورس و جزئیات مربوط به رویدادهایی که در سیلندر رخ میدهد آشنا خواهیم شد.
بیشتر بخوانید: روشن شدن چراغ چک موتور به چه معناست؟
کورس 1 – مکش هوا
در ابتدای کورس مکش هوا، پیستون به TDC (نقطه مرگ بالا) نزدیک است. دریچه ورودی باز میشود و پیستون شروع به حرکت به سمت BDC (نقطه مرگ پایین) میکند. هوا یا مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر کشیده میشود.
این کورس، مکش هوا نام دارد زیرا هوای تازه وارد موتور میشود. زمانی که پیستون در BDC قرار دارد، کورس ورودی به پایان میرسد. در طول کورس مکش هوا، موتور انرژی مصرف میکند. در این حالت میل لنگ به دلیل اینرسی قطعات، در حال چرخش است.
کورس 2. فشردهسازی
کورس فشردهسازی با پیستون در BDC، پس از پایان کورس مکش هوا شروع میشود. در طول کورس فشردهسازی، هر دو سوپاپ ورودی و خروجی بسته میشوند و پیستونها به سمت TDC حرکت میکنند. با بسته شدن هر دو دریچه، هوا فشرده میشود و زمانی که پیستون به TDC نزدیک است، به حداکثر فشار میرسد.
تعمیرات تخصصی خودرو و تعویض روغن و تعویض باتری خودرو با تیم حرفهای آچاره
قبل از این که پیستون به TDC برسد، در طول کورس فشردهسازی برای موتور بنزینی جرقه ایجاد میشود. در همین شرایط برای موتورهای دیزل، سوخت تزریق میشود. در طول کورس فشردهسازی، موتور بیشتر از کورس مکش هوا انرژی مصرف میکند.
مطلب پیشنهادی: جوش آوردن خودرو
کورس 3. انبساط
کورس انبساط با پیستون در TDC شروع میشود و هر دو سوپاپ ورودی و خروجی هنوز بسته هستند. احتراق مخلوط هوا و سوخت در پایان کورس فشردهسازی شروع میشود که باعث افزایش قابلتوجه فشار در داخل سیلندر خواهد شد. فشار داخل سیلندر، پیستون را به سمت پایین و به سمت BDC هل میدهد. موتور فقط در حین حرکت نیرو، انرژی تولید میکند.
کورس 4. تخلیه دود (اگزوز)
کورس اگزوز با پیستون در BDC و پس از پایان کورس انبساط شروع میشود. در طول این کورس، دریچه اگزوز باز است. حرکت پیستون از BDC به سمت TDC بیشتر گازهای خروجی را از سیلندر به داخل لولههای اگزوز هل میدهد.
در طول کورس تخلیه دود یا اگزوز، موتور انرژی مصرف میکند. همانطور که میبینید، برای داشتن یک چرخه احتراق کامل (موتور) پیستون باید 4 کورس را انجام دهد. این بدین معنی است که در یک چرخه موتور، دو چرخش کامل میل لنگ (720 درجه) انجام میشود و تنها کورسی که گشتاور (انرژی) تولید میکند، کورس انبساط است. بقیه کورسها فقط نیرو مصرف میکنند.
جمعبندی
موتور احتراق داخلی موتوری است که در آن سوختن سوخت در فضایی محدود به نام محفظه احتراق اتفاق میافتد. در این واکنش گرمازا بین سوخت و اکسیدکننده، گازهایی با دما و فشار بالا ایجاد میشوند. این گازها میتوانند منبسط شوند.
ویژگی بارز موتور احتراق داخلی این است که کار مفید با انبساط گازهای داغ انجام شده و مستقیماً باعث حرکت میشود. موتورهای احتراق داخلی بیشتر برای پیشرانه متحرک در خودروها، تجهیزات و سایر ماشینآلات قابلحمل بکار میروند. در این مقاله از مجله آچاره با موتور احتراق آشنا شدیم. شما میتوانید سوالات و دیدگاههای خود را در بخش نظرات با ما درمیان بگذارید تا پاسخ خود را درکوتاهترین زمان از کارشناسان آچاره دریافت کنید.
