نحوه کار کردن موتور ماشین

نحوه کار کردن موتور ماشین

احتراق دروني :

جهت پي بردن به نحوه كاركرد موتورهاي احتراق دروني , به كار بردن تصوير ذهني شما موثر خواهد بود .يك مثال خوب در اين راستا توپهاي جنگي قديمي هستند كه شما احتمالا آنها را در فيلمهايا موزه ها ديده ايد . در آنجا سربازها درون لوله توپ را با باروت پركرده سپس يك گوي فلزي ( كه همان توپ است ) را درون آن قرار مي دهند و با روشن كردن فيتيله اي كه به باروت متصل مي شود عمل شليك صورت ميگيرد . به اين عمل احتراق دروني ميگويند , ولي تجسم اينكه اين چه ارتباطي با موتور خودرودارد كمي مشكل است.

مثال

مثال نزديكتر به موضوعمان مي تواند اين باشد : فرض كنيد كه شما يك تكه لوله پليكا با قطر حدودا هفت و نيم سانتي و به طول حدودا يك متر را در اختيار داريد . اگر شما يك سر آن را كاملا ببنديد و يك قطره بنزين درون لوله بريزيد , سپس يك سيب زميني را با فشار به درون لوله بفرستيد ( البته من پيشنهاد ميكنم كه همچين كاري را انجام ندهيد و فقط فرض آن كافي مي باشد ) چيزي كه به دست خواهيم آورد يك وسيله است كه در عام به آن توپ سيب زميني مي گويند . وقتي كه سوخت آن وسيله را با يك جرقه آشنا نماييد , اتفاق جالبي كه مي افتد اين است كه سيب زميني مي تواند تا حدود 150 متر به هوا پرتاب شود.

خوروهای امروزی

توپ سيب زميني از همان ايده اي كه پشت موتور هاي درون سوز است استفاده مي نمايد . اگر شما مقدار خيلي ناچيزي از يك سوخت با انرژي بالا ( مانند بنزين ) را در يك محوطه بسته كوچك قرار دهيد و آن را مشتعل سازيد , مقدارقابل توجهي انرژي آزاد خواهد شد آنهم به صورت گاز منبسط . شما مي توانيد از اين انرژي جهت پرتاب يك سيب زميني به 150 متري استفاده نماييد. دراين حالت انرژي تبديل به حركت سيب زميني مي شود . شما همچنين مي توانيد از اين انرژي جهت مصارف جالبتري استفاده نماييد . براي مثال اگر شما بتوانيد يك چرخه به وجود آوريد كه بتواند اين انفجارها را صد بار در دقيقه انجام دهد و اگر شما بتوانيد انرژي توليدي را جهت كارهاي مفيد مهار نماييد چيزي كه به دست مي آيد ساختار موتور يك ماشين است . 

تقريبا تمامي خودروهاي امروزي جهت تبديل بنزين به حركت از موتورهايي كه به آنها چهار زمانه ميگويند استفاده مي نمايند . به اين سيستم چهار زمانه همچنين چرخه اتو نيز ميگويند( otoo cycle ) . كه اين نام براي يادبود نيكولاي اتو مخترع اين سيستم در سال 1867 ميلادي مي باشد .

پیستون

يك قطعه به نام پيستون جانشين سيب زميني در توپ سيب زميني مي باشد . اين پيستون توسط يك شاتون به ميل لنگ متصل مي شود . با چرخش ميللنگ حالت دوباره مسلح شدن توپ را به وجود مي آورد . اينجا اتفاقاتي را كه در چرخه موتور رخ مي دهند را ليست مي كنيم .پيستون در بالا شروع مي كند , سوپاپ ورودي باز ميشود , پيستون به طرف پايين حركت مي كند تا به موتور اجازه دهد كه سيلندر پر از هوا و بنزين شود . به اين عمل سيكل تنفس مي گويند . فقط مقدار خيلي خيلي كمي بنزين لازم است كه با هوا مخلوط شود تا اين سيستم درست عمل كند .سپس پيستون باز ميگردد تا اين مخلوط هوا و سوخت را فشرده سازد , اين عمل فشرده سازي احتراق يا انفجار را به مراتب قويتر و موثرتر مي سازد .

وقتي كه پيستون به بالاي سيكل مي رسد , شمع اقدام به توليد يك جرقه مي نمايد تا بنزين مشتعل شود . مقدار بنزين موجود درسيلندر محترق گشته و پيستون را با فشار به سمت پايين ميراند . وقتي كه پيستون به قسمت پايين چرخه مي رسد , سوپاپ تخليه باز شده و دود و مواد خروجي به سمت سيستم اگزوز خودرو هدايت مي شوند حال موتور آماده است براي چرخه يا سيكل بعدي و سپس مجددا سوپاپ ورودي باز مي شود وسيلندر پر از هوا و سوخت مي شود .

دو مسئله ديگر كه ذكر آنها حائض اهميت مي باشد عبارتند از :

موتورهاي درون سوز انواع مختلفي دارند . موتورهاي با توربين گازي يك نوع ديگر از اين نوع موتورها مي باشد . موتورهايي كه به صورت توربين گازي مي باشند مزاياي قابل توجه و معايبي دارند , اما بزرگترين عيب آنها در حال حاضر هزينه بالاي ساخت مي باشد. در نتيجه در حال حاضر زياد مقرون به صرفه نمي باشد كه اين سيستم را برروي خودروها به كار گيرند موتورهايي هم وجود دارند كه به آنها موتورهاي احتراق خارجي يا برون سوز مي گويند . بهترين مثال براي اينگونه موتورها , قطارهاي قديمي و قايقهاي بخاري مي باشند .

سوخت ( ذغال سنگ , چوب , نفت , …. ) در يك موتور بخار در بيرون موتور مي سوزد تا بخار به وجود آورد , و اين بخار توليدي تبديل به حركت در موتورميشود . البته موتورهاي درونسوز سيار دقيقتر ( سوخت كمتري نسبت به مسيري كه طي مي كنند ) از موتورهاي برون سوز مي باشند , بعلاوه اينكه موتورهاي درونسوز بسيار كوچكتر و سبكتر از موتورهاي برون سوزمي باشند .

سيلندر :

يكي از بخشهاي اصلي موتورسيلندر آن مي باشد . پيستون در درون سيلندر به حركت در مي آيد . موتوري كه اينجا در موردش صحبت شد يك موتور يك سيلندر است ,مانند يك ماشين چمن زني , در موتورهاي چند سيلندر , سيلندرها معمولا به سه گونه آرايش مي يابند : خطي – خورجيني يا تخت . در تصوير زير يك موتور چهار سيلندر با آرايش خطي را مشاهده مي نماييد:

در تصوير زير يك موتور شش سيلندر با آرايش خورجيني را مشاهده ميفرماييد كه در اين حالت سيلندرها نسبت به يكديگر از زاويه مشخص برخوردارند: .

درتصوير زير يك موتور چهار سيلندر با آرايش تخت را مشاهده مي فرماييد در اين حالت سيلندرها در دوطرف افقي به صورت متضاد نسبت به هم قرار مي گيرند .

حالات مختلف قرار گرفتن سيلندرها باعث شخصيتهاي متنوعي براي موتور مي شوند كه عبارتند از نرمي در كاركرد , قيمت توليد , اندازه و شكل ظاهري كه اين آرايشها براي خودروهاي مختلف باكاربردهاي مختلف به كار گرفته مي شوند .

شمع :

شمع تامين كننده جرقه اي است كه باعث احتراق مخلوط هوا و سوخت مي شود . اين جرقه بايد در زمان صحيح صورت گيرد تا باعث شود ساير اجزا به درستي عمل كنند .

سوپاپها :

سوپاپهاي ورودي و خروجي بايد در زمان مقرر باز شوند تا مخلوط هوا و سوخت را به داخل سيلندر و دود را به خارج هدايت نمايند . در زمان فشرده سازي و احتراق سوپاپها بايد كاملا بسته باشند تا احتراق به صورت صحيح صورت گيرد .

پيستون :

يك قطعه استوانه اي شكل مي باشد كه در سيلندر حركت مي كند .

رينگ پيستون :

رينگ پيستون قسمتي است كه باعث آب بندي فاصله بين ديواره بيروني پيستون و ديواره داخلي سيلندر مي شود . اين رينگ دو خاصيت دارد :

– در زمان فشرده سازي و احتراق از فرار مخلوط هواوسوخت از اطراف پيستون جلوگيري مي كند .

از ورود روغن به محوطه احتراق از اطراف سيلندر جلوگيري مي كند .

بيشتر خودروهايي كه روغن سوزي دارند و روغن كم مي كنند به اين علت است كه رينگ پيستونهاي آنها خاصيت خود را از دست داده اند و روغن از آنها گذشته و به محفظه احتراق راه مي يابد . در اين صورت روغن نيز با مخلوط هوا و سوخت مي سوزد .

محفظه احتراق :

محوطه اي است كه عمل فشرده سازي و احتراق در آن صورت مي گيرد .

با بالاو پايين رفتن پيستون , شما مي توانيد مشاهده نماييد كه محفظه احتراق تغيير اندازه ميد هد . در اين محفظه حداكثر بزرگي و حداقل كوچكي اندازه يك مقدار مشخص مي باشد . اختلاف بين اين دو اندازه را حجم موتور مي نامند كه آن مقداررا با مقياس ليتر يا سي سي ( سانتيمتر مكعب كه هر 1000 سانتيمتر مكعب برابر يك ليتر است ) مي سنجند . پس اگر شما يك موتور 4 سيلندر داريد كه حجم هر سيلندر نيم ليتر يا 500 سي سي باشد نتيجتا شما يك موتور 2 ليتر در اختيار داريد . اگر شما يك موتور شش سيلندر خورجيني با حجم هر سيلندر به همان اندازه يعني نيم ليتر در اختيارداشته باشيد نتيجتا شما يك موتور سه ليتر وي شش داريد .

در حالت عمومي حجم موتور نمايانگر قدرت موتور است . يك سيلندر با حجم 500 سي سي ميتواند دو برابر يك سيلندر با حجم 250 سي سي مخلوط هوا و سوخت درخود جاي دهد . پس نتيجتا شما مي توانيد انتظار حدود دوبرابر قدرت بيشتر از سيلندر بزرگتر داشته باشيد ( البته اگر تمام مقياسها ديگر برابر باشند ) . پس براي بالا بردن قدرت موتور شما مي توانيد تعداد سيلندرها را بيشتر كنيد و يا حجم موتور را بالا ببريد ( يا هر دو )

شاتون :

شاتون پيستون را به ميللنگ متصل مي كند . دو سر اتصال شاتون قابل چرخش مي باشد تا بدين وسيله با قرار گرفتن در زواياي مختلف باعث انتقال حركت بين پيستون و ميللنگ گردد .

ميل لنگ :

اين وسيله باعث تبديل حركت طولي پيستون به حركت گردشي با دوراني مي شود .

مخزن روغن :

ميل لنگ در مخزن روغن واقع مي شود . اين مخزن داراي ميزاني روغن مي باشد كه در پايين ( كارتر ) مي باشد .

ادامه مطلب