همه چیز درباره موتور ( ENGINE )خودرو ۲
انواع موتورهای چهار زمانه
۵ دلیل نابودی موتور ماشین، ENGINE چیست، اجزای موتور خودرو pdf،انواع موتور خودرو، انواع موتور ماشین ،انیمیشن طرز کار موتور خودرو، برترین موتور برقی، طرز کار موتور ،طرز کار موتور اتکینسون ،طرز کار موتور خودرو ،طرز کار موتور دو زمانه، طرز کار موتور دیزل ،قطعات موتور خودرو ماشین چگونه حرکت میکند؟ موتور چیست، موتور خودرو pdf، موتور ماشین پراید ،موتور ماشین چگونه کار میکند، موتور ماشین ویکی پدیا
موتورهای چهار زمانه به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از :
موتورهای اشتعال جرقه ای:در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از یک جرقه استفاده می‌شود.
موتورهای دیزل:در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از حرارت ایجاد شده در محفظه سیلندر و اتاقک احتراق استفاده می‌شود (این حرارت بالا به علت فشردگی زیاد سیال ایجاد می‌شود).
تفاوت موتورهای اشتعال جرقه‌ای و موتورهای دیزل در اینست که در موتورهای اشتعال جرقه‌ای در مرحله مکش مخلوط هوا سوخت (که اغلب بنزین یا گاز طبیعی است) وارد سیلندر می‌شود و پس از آنکه در مرحله تراکم این مخلوط در اتاقک احتراق فشرده شد در یک زمان مناسب (زمان بندی اشتعال )عمل انفجار مخلوط مذکور بوسیله یک جرقه انجام می‌گیرد.
در حالیکه در موتورهای دیزل در مرحله مکش هوای خالی به داخل محفظه سیلندر مکیده می‌شود و در مرحله تراکم نیز فقط هوای خالی در اتاقک انفجار فشرده می‌شود لیکن میزان فشردگی در موتورهای دیزل بیشتر از موتورهای اشتعال جرقه‌ای است. این فشردگی بالا باعث ایجاد حراست زیادی می‌گردد که به محض ورود سوخت در مرحله توان باعث احتراق آن می‌گردد.
ساختمان موتور چهارزمانه
موتورهای چهارزمانه خود گروهی از موتورهای احتراق داخلی هستند. موتورهای احتراق داخلی برای کار کردن به یک سری قطعات و سیستم‌ها نیازمندند. نظیر سیستم سوخت رسانی ، بدنه موتور ، سیستم سوپاپ‌ها ، سیستم خنک کننده و … لیکن موتورهای چهارزمانه دارای مکانسیم‌هایی می‌باشند که انجام چهار مرحله مکش ، تراکم ، توان و تخلیه را به صورت مجزا ممکن می‌سازد (در موتورهای دوزمانه مراحل مکش و توان و تخلیه و تراکم با هم انجام می‌شوند) این مکانسیم‌ها عبارتند از:
سیستم سوخت رسانی و تنظیم سوخت
سیستم سوپاپ‌ها:که عمل ورود و خروج گازها را بطور دقیق کنترل می کند
مانیفولد هوا و مانیفولد دود
سیستم زمان بندی اشتعال
طرز کار
طرز کار هر دو نوع موتورهای چهارزمانه یعنی موتورهای اشتعال جرقه‌ای و موتورهای دیزل تا حد زیادی شبیه به هم است. لیکن در مواردی نیز با یکدیگر تفاوت دارد در ذیل اصول کلی کار موتورهای چهارزمانه را ذکر می‌کنیم.
مرحله اول (مرحله مکش) :
در این مرحله سوپاپ ورودی هوا همزمان با حرکت رو به پایین پیستون درون سیلندر باز می‌شود. با این عمل مخلوط هوا و سوخت (در موتورهای اشتعال جرقه‌ای) و هوای خالی (در موتورهای دیزل) وارد محفظه سیلندر شده و آنجا را پر میکند.
مرحله دوم (مرحله تراکم) :
این مرحله از لحظه‌ای شروع می‌شود که پیستون از پایین‌ترین نقطه مکانی خود شروع میکند به حرکت رو به بالا. در این مرحله هر دو سوپاپ هوا و دود بسته‌اند. پیستون سیال موجود در محفظه سیلندر را در داخل اتاقک احتراق واقع در سه سیلندر فشرده میکند.
مرحله سوم (مرحله توان) :
در این مرحله سیال موجود در اتاقک احتراق منفجر می‌گردد (در موتورهای اشتعال جرقه‌ای اینکار بوسیله یک جرقه الکتریکی و در موتورهای دیزل بواسطه تزریق سوخت انجام می‌شود) در این مرحله نیز سوپاپ‌ها بسته‌اند. انرژی آزاد شده از سوختن مواد فسیلی باعث ایجاد نیروی فشارندگی پیستون می‌گردد که باعث پایین رفتن پیستون می‌شود.
مرحله چهارم (مرحله تخلیه) :
در این مرحله گازهای ناشی از سوختن سیال تمام محفظه سیلندر را پر کرده‌اند در این مرحله سوپاپ دود باز می‌شود تا گازهای داغ ناشی از احتراق را از طریق مانیفولد دود از موتور خارج کند. حرکت رو به بالای سیلندر نیز به عمل تخلیه گازها کمک میکند.
پس از طی شدن این چهار مرحله که در دو دور چرخش میل لنگ انجام شده است. یک چرخه موتور چهار زمانه انجام شده است. و برای ادامه یافتن تولید توان این چرخه دوباره به ترتیب فوق و از مرحله اول از سر گرفته می‌شود. لازم به ذکر است که اکثر موتورهای امروزی بیش از یک سیلندر دارند که درکنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. لیکن این مراحل در همه آنها بصورت همزمان اتفاق نمی‌افتد. مثلا هیچ وقت ممکن نیست که در دو سیلندر عمل انفجار صورت گیرد. این امر به خاطر شکل بخصوص میل لنگ و نیز …. کار کردن موتور است.
کاربرد
موتورهای چهارزمانه امروزه پرکاربردترین موتورهای احتراقی هستند که در طیف وسیعی از خودروها به کار می‌روند. و علت آن نیز شتاب بالای این موتورها و نیز کارآیی و انعطاف پذیری زیاد این موتورهاست.
سیلندر موتور
ریشه لغوی
کلمه سیلندر (Cylinder) یک کلمه انگلیسی است که به شکل دست نخورده در زبان فارسی استعمال می‌شود. معنای اصلی سیلندر «استوانه» می‌باشد.
دید کلی
سیلندر موتور به قسمت استوانه‌ای شکل موتور گفته می‌شود که قطعات دیگر نظیرپیستون درون آن قرار گرفته و بالا و پایین می‌روند. شکل کلی سلندرها یک استوانه‌ای است که از هر دو طرف باز است. به عنوان مثال اگر قسمت تحتانی یک لیوان را از جایی ببریم که قطر آن با قطر دهانه لیوان یکسان باشد یک سیلندر ساخته‌ایم. سیلندر موتور در تمامی موتورهای احتراق داخلی (خواه چهارزمانه
باشد خواه دوزمانه) وجود دارد.
لیکن شکل آن متناسب با نوع موتور متفاوت است. همچنین ابعاد سیلندر نیز متناسب با توان اسمی موتور و تعداد سیلندرهای آن متفاوت است. در معنای کاربردی کلمه سیلندر نه تنها به یک استوانه توخالی بلکه به بدنه اصلی موتور گفته می‌شود که شامل سیلندرها و نیز پوسته پوشاننده اطراف آنها مجاور عبور آب برای خنک کاری سیلندر و نیز مجاری روغن گفته می‌شود. سیلندر قسمت اصلی یک موتور است و سایر قسمت‌های موتور به آن وصل می‌شوند.
تاریخچه
اصولا هر موتور احتراقی برای تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی حداقل به یک سیلندر نیاز
دارد (اعم از موتورهای احتراق داخلی یا موتورهای احتراق خارجی) حتی قبل از سال ۱۷۰۰ میلادی موتورهایی ساخته شده بودند که دارای سیلندر بودند. لیکن اولین کاربرد واقعی و عملی سیلندر با اختراع اولین موتور بخار توسط جیمز وات در سال ۱۷۶۹ اتفاق افتاد. وی یک موتور بخار ساخته بود که از یک سیلندر و یک پیستون و یک چرخ طیار تشکیل شده بود. از آن تاریخ تا به امروز هر موتور احتراقی که ساخته شده است. در ساختمان خود قسمت سیلندر را داشته است. لیکن شکل ، اندازه ، نحوه قرارگیری و آرایش سیلندرها و تعداد آنها در بلوک سیلندر با توجه به قدرت مورد نیاز و اندازه موتور متفاوت بوده است.
تقسیمات و انواع سیلندر
همانطور که ذکر شد سیلندرها دارای طیف وسیعی از اندازه و تعداد می‌باشند. لیکن تقسیم‌بندی سیلندرها را می‌توان بر اساس نحوه ساخت و ریخت داخلی آنها انجام داد. چرا که هر گروه از سیلندرها در ابعاد و تعداد مختلف ساخته می‌شوند. بدنه موتورها یا همان بلوک سیلندر معمولا به شکل ریخته‌گری و از جنس چدن یا آلیاژ آلومینیم می‌سازند. در حین ساخت این قطعه ریخته‌گری مجاری عبور آب را نیز در درون آن تعبیه می‌کنند. پس از تولید بدنه مجاری عبور روغن از طریق سوراخکاری در بدنه بلوک سیلندر ایجاد می‌شوند. البته ممکن است این مجاری نیز در مرحله ریخته‌گری تعبیه شوند. برای سیلندرهایی که پیستون درون آنها حرکت میکند می‌توان یکی از ساختارهای زیر را بکار برد.
ساختار
سیلندرها استوانه‌های توخالی هستند که محل بالا و پایین رفتن پیستون می‌باشند. لیکن چگونگی و کیفیت سطح داخلی سیلندرها که در تماس با پیستون است بسیار مهم است. دیواره‌های چدنی یا آلو مینیمی سیلندرها به منظور فراهم آوردن یک سطح صاف برای حرکت پیستونها باید صیقل زده شود. صیقلی بودن سطح داخلی سیلندرها به خاطر کم کردن اصطکاک میان پیستون و جداره سیلندر است. البته بدیهی است که اصطکاک باعث تولید حرارت اضافی و هدر رفتن انرژی می‌شود که می‌بایست تا حدامکان از آن جلوگیری کرد. برای این منظور از روغن نیز استفاده می‌شود. سیلندرها و بوش‌ها دارای سطح پرداخت شده‌ای (صیقل خورده) می‌باشند که دارای هاشورهای (شیارهای) بسیار کوچکی است که به شکل متقاطع و در حین حرکت بالا و پایین سنگ سمباده در درون سیلندر ایجاد شده است. این هاشورهای متقاطع از گیر کردن رینگ‌های پیستون جلوگیری کرده و در ضمن سطحی را برای نگهداری روغن روان‌ساز فراهم می‌آورند
کاربردها
همانگونه که گفته شد، سیلندر موتور جزیره لاینفک موتورهای احتراقی می‌باشد. چنانچه ساختار سیلندر به شکل امروزی مورد استفاده، وجود نداشت. استفاده ازموتورهای احتراقی تولید کننده توان ، عملا غیر ممکن بود.
یپستون
ریشه لغوی
پیستون شکل دست نخورده کلمه (Piston) است که از زبان انگلیسی به زبان ما وارد شده است و به یکی از قطعات موتور اطلاق می‌شود.
ساختمان پیستون
پیستونها به شکل یک استوانه توخالی هستند که یک سر آنها بسته و سر دیگرشان بازاست که از طریق این سر و بوسیله شاتون به میل لنگ متصل می‌شود البته معمولا قطر پیستون در سر باز آن بیشتر است. به عنوان یک مثال اگر یک استکان را برگردانید تقریبا شکل کلی یک پیستون را خواهید دید.
طول پیستونها معمولا کمی بیشتر از قطرشان است و تا حد امکان سبک ساخته می‌شوند. پیستونها می‌بایست دارای استحکام لازم بوده و کیفیت بالایی داشته باشند در ضمن می‌بایست بتوانند به خوبی حرارت را هدایت کنند. هدایت حرارت در پیستون بسیار حیاتی است زیرا در غیر اینصورت پیستون بسیار داغ شده و خطر چسبیدن آن بر اثر انبساط به جداره سیلندر پیش می آید.
مواد ساختمانی
موادی که برای ساختن پیستونها بکار می‌روند عبارتند ازچدن خاکستری، فولاد ریخته گری ، و آلیاژ آلومینیوم. از چدن یا فولاد معمولا در ساختار پیستونهای موتورهای سنگین که به سرعت زیاد و شتاب آنی نیاز ندارند استفاده می‌شود. در اغلب موتورهای اتومبیلها از پیستونهایی استفاده می‌شود که با آلیاژ آلومینیوم ساخته شده‌اند. دلیل این تفاوت اینست که مواد بکار رفته در پیستونهای اتومبیلها با وزن سبکتر خود اجازه کار در سرعت‌های بیشتر و انعطاف پذیری در سرعت‌های مختلف را به پیستونها می‌دهند.
از طرف دیگر در بعضی از موتورهای سنگین از پیستونهای آلیاژ آلومینیومی به لحاظ داشتن خواص رسانش گرمایی مناسب این ماده استفادهمی‌شود بدین ترتیب که استفاده از آن ، کنترل بهتر حرارت محفظه احتراق را فراهم آورده و بنابراین باعث کنترل بهتر احتراق می‌گردد. پیستونهای چدنی در مقابل فرسودگی مقاومت بیشتری داشته شی کمتری در داخل سیلندر نسبت به پیستونهای آلومینیومی نیاز دارند (اصطلاح لقی پیستون به فاصله میان پیستون و جداره سیلندر گفته می شود). پیستونها چدنی گاهی اوقات با قلع یا یک فلز مخصوص روکش داده می‌شوند تا جلای صاف‌تر و مقاومت بهتری در مقابل فرسودگی بوجود آورند.
قسمت‌های اصلی پیستون
قسمت‌های اصلی پیستون عبارتند از سر یا تاج ، شیارهای رینگ ، سطوح پیستون ، بدنه یا دامن و سوراخ انگشتی.
سر یا تاج پیستون
این قسمت سطح بالایی پیستون است معمولا دایره‌ای شکل است و نیروی تولید شده توسط سوخت مستقیما روی آن وارد می‌شود سر بعضی از پیستونها خصوصا پیستونهای موتورهای دوزمانه وموتورهای دیزلی فرمدار ساخته می‌شود.
شیارهای رینگ
شیارهای محل قرار گرفتن رینگها در قسمت بالای پیستون می‌باشند در هر پیستون معمولا ۳تا ۵ شیار رینگ وجود دارد. پایین‌ترین شیارها متعلق به رینگ‌های روغن می‌باشد و همین دلیل در ته این شیار منافذی برای ورود روغن به داخل پیستون تعبیه شده است.
سطوح پیستونها
تکیه گاهها یا سطوح عبارتست از لبه‌هایی که بین شیارهای رینگ قرار گرفته‌اند بگونه‌ای که رینگها را در شیارهای خود نگه داشته و حمایت می‌کنند.
بدنه یا دامن پیستون
بدنه پیستون به قسمت خارجی آن گفته می‌شود که در زیر شیارهای رینگ قرار دارد. پیستون توسط بدنه در حالت راست قرار می‌گیرد.
طرز کار پیستون
همانگونه که ذکر شد پیستون اولین قطعه متحرک موتور است که باعث می‌شود تا انرژی آزاد شده از احتراق سوخت در دسترس قرار بگیرد. بدین منظور پیستون با حرکات خود ابتدا باعث ورود هوا و یا مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر می شود.(در هنگام حرکت به سمت پایین) ، سپس باعث فشرده شدن مخلوط مذکور می‌گردد و در ضمن به نحو رضایت بخشی از نشت کردن گازها جلوگیری میکند (در هنگام حرکت رو به بالا) ، پس از عمل احتراق انرژی آزاد شده توسط پیستون جذب شده و با کمک شاتون به میل لنگ منتقل می‌گردد. و در نهایت پیستون باعث بیرون راندن گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر می‌گردد.
کاربرد ویژه
از پیستون در ساختمان موتورهای احتراق خارجی و موتورهای رفت و برگشتی استفاده می‌شود.