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.
در ادامه با سایت یدک مال همراه باشید
انواع موتور خودرو
سازندگان خودرو از طرحهای مختلف سیلندر برای موتورهای خاص استفاده میکنند، عمدتاً به منظور افزایش قدرت بیشتر یا اطمینان از اینکه موتور در فضای تنگ زیر کاپوت قرار میگیرد. در اینجا، ما رایجترین چیدمان سیلندر موتور خودرو را بررسی میکنیم.
۱- موتور سر راست: در موتور مستقیم، سیلندرها از جلو به عقب در یک خط موازی با خودرو قرار گرفته اند. این چیدمان استفاده از سیلندرهای بیشتری را ممکن میسازد. موتورهای مستقیم معمولاً در اتومبیلهای قدرتمند سالون مانند BMW و مرسدس یافت میشوند.
۲- موتور خطی: چیدمان خطی زمانی است که سیلندرها در کنار هم و در حالت عمودی در امتداد موتور، عمود بر اتومبیل قرار گرفته اند. این اجازه میدهد تا یک موتور کوچک و جمع و جور با اجزای دیگر (رادیاتور، باتری، سیستم خنک کننده) در خارج نصب شود. موتورهای خطی رایجترین نوع موتور خودرو هستند و در بیشتر خودروهای هاچ بک و خانوادههای کوچک یافت میشوند.
۳-موتور V شکل: موتور “V” به شکلی که سیلندرها هنگام مشاهده از جلو مرتب شده اند، اشاره دارد. سیلندرهای موتور V در زاویه ۶۰ درجه در طرف خود نصب شده اند و دو ردیف رو به بیرون قرار دارند و توسط میل لنگ در پایه شکل V به هم متصل شده اند. از آنجایی که میتوان سیلندرهای زیادی را روی یک موتور سبک V فشار داد، آنها معمولاً در سوپراسپرت ها و سایر خودروهای درجه یک یافت میشوند.
۴-موتور تخت: چیدمان یک موتور مسطح زمانی است که سیلندرها به صورت افقی نصب شده و دو ردیف آن رو به بیرون است. اگرچه موتورهای مسطح چندان رایج نیستند، اما موتورهای مسطح را به دلیل ارائه مرکز ثقل پایین در محفظه موتور، که به جابجایی کمک میکند، بسیار مورد توجه قرار میدهند. یکی از بزرگترین تولید کنندگان موتورهای سیلندر تخت، پورشه است که از موتور تخت شش در اتومبیل اسپرت افسانه ای خود ۹۱۱ استفاده میکند.
وظایف موتور خودرو
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.
قطعات موتور خودرو
انواع مختلفی دارد اما قطعات اصلی در تمام آنها مشترک است. قطعاتی که عملکرد صحیح همه آنها در کنار هم به بازدهی کامل موتور منجر میشود، اما کوچکترین مشکل در کار هر کدام میتواند قطعات دیگر را نیز دچار معضلاتی کند و آسیب به هریک موجب آسیب به باقی قطعات شود.
در ادامه با این قطعات بیشتر آشنا میشوید
۱- بلوک سیلندر :اولین و اصلیترین بخش موتور خودرو همان بدنه یا تنه اصلی موتور است که آن را اصطلاحا بلوک سیلندر مینامند. این قطعه که از بخشهای اصلی موتور خودرو محسوب میشود، نقش فونداسیون موتورهای احتراق داخلی را بازی میکند. چرا که سیلندرها، سرسیلندر، پیستون، شاتون، کارتل، رینگ و میللنگ را در خود جای میدهد. از آنجا که عمل جرقهزنی و احتراق درون این بلوک انجام میشود باید مقاومت دمایی بالایی داشته باشد. بنابراین آن را از ریختهگری آلیاژی مانند آلومینیوم یا چدن میسازند.
۲- سیلندر : فضای استوانهای درون بلوک سیلندر است که فضای حرکت پیستون را فراهم میکند. سیلندر هسته مرکزی موتور خودرو محسوب میشود. جنس دیواره سیلندر برحسب جنس بلوک سیلندر آلومینیومی یا چدنی است. سیلندرها تعداد و آرایشهای مختلفی در موتورهای گوناگون دارند و همین نحوه چیدمان آنها کنار هم نوع موتور را مشخص میکند.
♦ آرایش خطی: سیلندرها در این چینش در یک راستا و پشت هم قرار میگیرند. آرایش سیلندرها در تمام موتورهای ۴ سیلندر خطی است. به طور کلی موتور بسیاری از اتومبیلهای امروزی همین آرایش خطی دارند.
♦ آرایش خطی زاویه دار: در این نوع چینش، سیلندرهای خطی با زاویه ۱۵ تا ۶۰ درجه نسبت به زاویهی قائم قرار دارند. موتورهایی با این آرایش، به دلیل فضای اریب درون سیلندرها از مرکز ثقل پایینتری برخوردار هستند.
♦ آرایش خورجینی: در این چینش که آرایش V شکل نیز نامیده میشود سیلندرها در دو ردیف خطی به شکل عدد ۷ (هفت) در مقابل هم قرار میگیرند. موتورهای با این آرایش عموما ۱۲ سیلندر دارند.
برای آرایش سیلندرها مدلهای دیگری مانند خطی جناغی، جناغی دو ردیفه، آرایش تخت، آرایش رادیکال و آرایش دوار نیز وجود دارد اما این موارد کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. مثلا آرایش دوار معمولا در موتورهای هواپیماهای سمپاش استفاده میشود.
۳-سرسیلندر : همانطور که از نامش مشخص است دقیقا در بالای سیلندرها قرار دارد. این قطعه آلومینیومی بالای بلوک سیلندر قرار میگیرد و اتاقک احتراق، شمعها و سوپاپهای دود و هوا را در خود جای میدهد. بخاری آب و روغن هم که وظیفه خنک کردن اتاقک احتراق را برعهده دارند در این قطعه تعبیه شدهاند. میل سوپاپ و منیفولد گاز و هوا هم در این قطعه جاسازی میشوند. بنابراین سرسیلندر از اهمیت بسیاری در موتور برخوردار است. سرسیلندرها سه دسته دارند؛
دسته اول: سرسیلندر تکی با سرمایش آبی
دسته دوم: سرسیلندر تکی با سرمایش هوا
دسته سوم: سرسیلندر چندتایی
۴-واشر سرسیلندر : این قطعه نیز اهمیت ویژهی خود را دارد. وظیفه آن عایقبندی سرسیلندر و بلوک سیلندر و اتصالات این دو است تا مانع از ورود و نشت مایعات از بدنه موتور شود. همچنین از مخلوط شدن آب و روغن درون اتاقک احتراق نیز جلوگیری میکند. در نتیجه نیاز است که از متریالی با کیفیت مناسب برای وظیفهای که بر عهده دارد ساخته شود.
۵- بوش سیلندر : این قطعه استوانهای فولادی یا چدنی، به منظور ایجاد محیطی مناسب برای حرکت پیستون درون سیلندر قرار میگیرد. بوش سیلندر در ناحیهای که با رینگهای پیستون در تماس است دچار سایش میشود و ممکن از بعد از گذشت زمان نیاز به تعویض داشته باشد. بوش سیلندر سه نوع دارد که عبارتند از؛
– بوش سیلندر آبگرد یا مرطوب
– بوش سیلندر خشک
– بوشهای سیلندر شیاردار
۶-واتر پمپ : این قطعه که پولی پمپ آب نیز نامیده میشود جزوی از سیستم خنککننده اتومبیل بوده و وظیفه تنظیم دمای موتور به وسیله جریان مداوم آب و ضد یخ یا ضد جوش را بر عهده دارد. در حقیقت این قطعه همین آب را بین رادیاتور و بلوک سیلندر به گردش درمیآورد. این کار در زمانی که موتور در حرکت است و دمای آن در اثر احتراق مداوم بسیار بالا رفته، مانع از جوش آوردن آن میشود و هنگام سرد بودن موتور، کمک میکند تا دمای آن هرچه سریعتر به گرمای مورد نظر برسد
۷- پیستون : بخش متحرک درون سیلندر را پیستون مینامند. حرکت بالا به پایین پیستون عمل جرقهزنی و احتراق را تکمیل کرده، موجب انبساط گازهای ناشی از احتراق میشود. در حقیقت چهار مرحله موتورهای احتراق داخلی با توجه به حرکت همین پیستون صورت میگیرد. پیستون انرژی حاصل از احتراق گازهای منبسط شده درون سیلندر را توسط شاتون (میل رابط) به میللنگ منتقل میکند. این قطعه معمولا چدن یا فولاد ریختهگری یا آلومینیوم است
۸- میللنگ : این قطعه حرکت خطی پیستون را تبدیل به حرکت چرخشی(دورانی) میکند. در واقع نیروی حاصل از حرکت رفت و برگشت پیستونها قادر به چرخش درآوردن چرخها نیست، بلکه این حرکت دورانی میل لنگ است که چرخها را به حرکت درمیآورد. میل لنگ توسط یاتاقان بر بلوک سیلندر سوار میشود. میل لنگ همچنین نیروی لازم برای چرخش دینام پمپ هیدرولیک فرمان، پمپ روغن، کمپرسور کولر و واتر پمپ را تامین میکند که توسط تسمه، میل سوپاپ یا دنده میل بادامک به آنها منتقل میشود.
۹- کارتر : کارتر به محفظهای گفته میشود که میللنگ در آن قرار دارد. این قطعه که در میان تعمیرکاران به کارتل هم معروف است بزرگترین محفظه درون موتور را تشکیل میدهد و از میللنگ و شاتون محافظت میکند. کف کارتر مخزنی قرار دارد که روغن داغ خارج شده از موتور درون آن جمع شده و برای بازگشت به موتور خنک میشود. پمپ روغن نیز درون این محفظه قرار دارد که روغن موتور را به سمت میللنگ و دیگر قسمتهای موتور پمپ میکند.
۱۰- سوپاپ : این قطعه به دو دسته سوپاپهای ورودی (هوا) و سوپاپهای خروجی (دود) تقسیم میشود که کانالهای هوا و دود را از محفظه احتراق جدا میکنند. گاهی روی واشر سر سیلندر و گاهی روی بلوک سیلندر قرار میگیرد و وظیفه کنترل ورود سوخت و هوا به داخل سیلندر و همچنین خروج گازهای ناشی از احتراق را از درون آنها به عهده دارد. سوپاپ نیز از آلیاژهای مقاوم به گرما ساخته میشود.
۱۱ – میل سوپاپ یا میل بادامک : باز و بسته شدن سوپاپهای موتور ماشین توسط میل بادامکها انجام میشود. میل سوپاپ توسط بادامکهایی که به ورودی سوپاپها متصل هستند باز و بسته شدن آنها را کنترل میکند. زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپها نیز بر عهدهی میل بادامک است. تنظیم این زمان بندی با اتصالی که توسط تسمهتایم بین میل بادامک و میل لنگ برقرار شده است صورت میگیرد. کمبود روغن در موتور به این قطعه نیز آسیب میزند. قطعات میل بادامک عبارتند از؛ ∗ اتصال ∗ صفحه قفل ∗ میله فشار ∗ واشر∗ یاتاقان یا بلبرینگ
۱۲ – شمع : عمل جرقهزنی برای ایجاد احتراق درون سیلندرها توسط شمع صورت میگیرد. این جرقه از برقی که با حرکت تناوبی دلکو یا به وسیله کویل به شمع خودرو رسیده است ایجاد میشود. شمعها معمولا روی سرسیلندر قرار میگیرند. شمعها از عایقی از جنس چینی، الکترود و واشر تشکیل میشوند. عموما خودروسازان برای هر سیلندر یک شمع به کار میبرند اما گاهی در برخی اتومبیلها برای هر سیلندر دو شمع استفاده میشود. شمعها انواع مختلفی دارند که عبارتند از؛ ♦ شمع گرم ♦ شمع سرد ♦ شمع نیکلی ♦ شمع ایریدیومی ♦ شمع پلاتینیومی ♦ شمعهای چند الکترودی
۱۳-تسمه تایم : این قطعه حیاتی زمانبندی حرکت سوپاپها را کنترل میکند و گاهی با چرخ دنده یا زنجیرتایم جایگزین میشود. تسمه تایم که از جنس لاستیک و دندانه دار طراحی شده به میللنگ و میل بادامک متصل است و این دو را همزمان با هم حرکت میدهد. تسمه تایم همچنین پمپ آب و پمپ روغن را نیز به حرکت در میآورد.
۱۴- فلایویل : از دیگر قطعات موتور فلایویل است. فلایویل یا چرخ طیار قطعهای بشقابی شکل و سنگین است که وظیفه انتقال نیرو به گیربکس را بر عهده دارد. فلایویل این کار را به وسیله دیسک و صفحه که روی آن نصب است انجام میدهد. همچنین نیروی دریافتی از میل لنگ را ذخیره میکند تا در زمانهای افت فشار موتور از آن استفاده کند. این قطعه توسط پیچ و مهرههای مخصوص خود به میللنگ وصل میشود. اطراف فلایویل، دنده دنده است که این حالت موجب درگیری دنده استارت با موتور میشود.
۱۵-شاتون : این قطعه اهرمی شکل، موظف به برقراری اتصال میللنگ و پیستون و تبدیل حرکت خطی پیستون به حرکت چرخشی میللنگ است. یاتاقان میللنگ بین این دو قرار دارد و مانع ایجاد اصطکاک بین آنها میشود. در صورت سایش میللنگ و شاتون روی هم خودرو یاتاقان میزند. متریال این قطعه از جنس فولاد آلیاژی یا فولاد سخت است تا مقاومت لازم را در برابر ضربههای احتراقی پیستون داشته باشد. شاتون دارای دو سر با اندازههای متفاوت و یک ساقه که این دو سر را به هم وصل میکند است. سر بزرگ شاتون به میل لنگ و سر کوچکش به پیستون متصل میشود.
۱۶- فنر سوپاپ : این قطعه به ثبات سوپاپ در جای خود کمک میکند. در واقع در صورتی که سطح مقطع سوپاپ در جای خود محکم نباشد احتمال نشت مایعات در زمان احتراق یا تراکم بالا میرود. این فنر با محکم کردن سوپاپ در جای خود احتمال این نشت را تا حد امکان از بین میبرد.
۱۷- رینگ پیستون : این رینگ که به تعداد پیستونها مورد استفاده قرار میگیرند، حلقههای چدنی بسیار مقاومی در برابر حرارت، اما با قابلیت انعطافپذیری هستند که عمل عایقبندی پیستونها را هنگام حرکت درون سیلندرها انجام میدهند. رینگ پیستون روی پیستون قرار گرفته و اتصال آنها به وسیله بستهایی حلقهای صورت میگیرد.
۱۸- پمپ روغن : وجود پمپ روغن که آن را به قسمتهای مختلف برساند برای عملکرد بیاشکال و کاهش استهلاک خودرو بسیار الزامی است. پمپ روغن نیروی لازم برای کار را از میللنگ تامین میکند. این نیرو توسط تسمهتایم یا زنجیر تایم به آن منتقل میشود. این پمپ در مدار روغن کاری که مسیری معین به سمت قطعات مختلف موتور ماشین است، روغن را به آنها میرساند. پمپ روغن درون کارتر قرار دارد.
۱۹- توربوشارژ : یک موتور مکانیکی مجزا است که در کنار موتور قرار میگیرد و راندمان آن را بالا میبرد. این موتور، مقدار هوای ورودی به داخل موتور اصلی را از طریق تزریق این هوا به درون محفظه احتراق افزایش داده و در نتیجه توان خروجی موتور را بالاتر میبرد. توربوشارژ خود توسط گازهای خروجی از موتور که ازاگزوز موتور خارج میشوند به حرکت در میآید. در واقع توربوشارژ از دو بخش اصلی توربین و کمپرسور تشکیل شده است
۲۰- سوپرشارژ : این قطعه که در واقع یک کمپرسور هوا است پیشتر و قبل از رواج استفاده از توربوشارژ برای بالاتر بردن توان خروجی موتور مورد استفاده قرار میگرفت. کمپرسور سوپرشارژ در مقابل سوپاپ هوا قرار میگرفت و چگالی هوای ورودی به درون محفظه احتراق را افزایش میداد و به این ترتیب احتراق را بهتر و توان خروجی را افزایش میداد. تفاوت سوپرشارژ و توربوشارژ استفاده سوپرشارژ از نیروی موتور برای انجام وظیفه خود بود. این مساله خود موجب تضعیف موتور میشد.
۲۱ – موتور استارت : استارت خود موتوری الکتریکی است که موتور خودرو به وسیله آن شروع به کار میکند. استارت که در بخش انتهایی موتور خودرو سوار میشود، شروع به کار موتور را با درگیر کردن چرخدنده خود و چرخدندههای روی فلایویل فعال میکند. این موتور الکتریکی قدرتمند از قطعات زیر تشکیل شده است. ∗ آرمیچر ∗ زغال ∗ بالشتک ∗ دنده استارت ∗ اتوماتیک استارت
۲۲ -سوپاپ پیسیوی : پیستونهای متحرک همانطور که در بالای خود باعث تغییر حجم میشود، در پایین خود که کارتر وجود دارد نیز باعث تغییر حجم هوا میشوند. سوپاپ پیسیوی کار تهویه کارتر(کارتل) را انجام میدهند یا در حقیقت شیر کنترل تهویه کارتر هستند. تغییر حجم صورت گرفته به وسیله حرکت پیستون در بخش کارتر باعث ایجاد ضرباتی منظم میشود که سوپاپ پیسیوی که یک نوع سوپاپ یکطرفه است با خارج کردن این هوای فشرده شده، جلوی این ضربات را میگیرد.
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.
اصطلاح حجم موتور خودرو یعنی چه؟
داخل موتور، پیستون ها در حال به صورت رفت و برگشتی در حال حرکت هستند و داخل سیلندر ها بالا و پایین می روند در نتیجه میل لنگ را می چر خانند. میزان حجم داخل یک سیلندر وقتی پیستون داخل آن در حرکت است، تغییر می کند. در طی چرخه احتراق به صورت هم زمان، حجم دیگر سیلندرها با حرکت پیستون ها در داخل آنها تغییر می کند. بنابراین در حالی که حجم یک سیلندر در حال تغییر است، دیگر سیلندرها نیز تغییر می کند، بنابراین حجم کل موتور ثابت می ماند.
رابطه حجم موتور خودرو با قدرت موتور چیست؟
قدرت و گشتاور مکمل هم در پیشرانه خودروها هستند که موجب افزایش سرعت و قدرت کلی یک خودرو می شوند. گشتاور بیشترین تاثیر را در بحث شتاب اولیه و شتاب در زمان شروع به حرکت خودرو، دارد که هرچه مقدار آن در در تعداد دور پایین، بیشتر باشد یعنی موتور خودروی شما در بحث شتاب اولیه، توانایی بیشتری دارد.حجم موتور میزان قدرت موتور و گشتاور تولیدی آن و میزان سوخت مصرفی موتور را تعیین می کند. حجم موتور بیشتر قدرت بیشتری تولید می کند و حجم موتور کمتر مصرف سوخت کمتری دارد.
علائم گرفتگی موتور خودرو
۱-موتور روشن نمی شود : وقتی موتور گیر می کند، ممکن است ماشین روشن نشود. به صورت اصولی شما باید بتوانید ماشین را روشن کنید و وسایل الکترونیکی مانند فن بخاری، چراغ ها و رادیو را روشن کنید.
۲-نقص فیزیکی : گاهی اوقات گرفتگی موتور خودرو به این دلیل است که قطعه داخلی شل شده و خود را در قطعه دیگری قرار می دهد. اگر این چیزی مانند شاتون پیستون باشد، می تواند از طریق بلوک موتور نفوذ کند. بررسی بلوک موتور مشکل را آشکار می کند زیرا قطعات در موارد شدید ممکن است از قسمت بالایی عبور کنند.
۳- سیم های سوخته: دقت داشته باشید که موتور به خودی خود سیم های سوخته ایجاد نمی کند. این چیزی است که پس از از کار افتادن موتور اتفاق می افتد. وقتی استارت میخواهد موتور را بچرخاند، مشکلات بیشتری رخ میدهد. استارت قادر به چرخاندن موتور نیست، بنابراین سیم ها شروع به گرم شدن بیش از حد می کنند. این زمانی است که شما بوی سوختگی را احساس می کنید.
۴- صداهای موتور:کمی قبل از گیر کردن موتور، ممکن است متوجه صداهای عجیب و غریب موتور شوید، گاهی اوقات این صداها به صورت ضربه ای خفیف ظاهر می شوند یا ممکن است یک ضربه ضعیف باشد. در هر صورت، با شنیدن صدای تق تق، موتور به طور کامل از کار می افتد. این صدا اغلب با برخورد شاتون پیستون به میل لنگ همراه است.
هر موتور دارای میدان قدرتی است که میزان اسب بخار و گشتاور تولیده شده بر اساس چرخش میل لنگ را نمایش می دهد. به بیان کلی، هرچه تعداد دور موتور بیشتر باشد، قدرت بیشتری در محدوده سرعتی تعریف شده، تولید خواهد گشت.
یک موتور بزرگتر که می تواند با هر دور چرخش در دقیقه سوخت بیشتری بسوزاند، معمولاً بیشتر از یک موتور کوچکتر با همان تعداد دور سوخت مصرف می کند. این مسئله هنگام انتخاب و خرید یک خودرو جدید بسیار مهم است. چرا که خودرو های قدرتمندتر و موتورهای بزرگتر معمولاً هزینه بیشتری داشته و از سوخت بیشتری نسبت به موتورهای کوچکتر استفاده می کنند.
موتورهای کوچک معمولاً متناسب با خودرو هایی هستند که بیشتر در داخل شهر استفاده می شوند. این موتورها عملکرد کافی را برای سفرهای کوتاه مانند رفتن به فروشگاه های شهری، مدرسه و دفتر کار فراهم می کنند.
موتورهای بنزینی جز موتورهای احتراق داخلی هستند و دارای جرقه اشتعالی هستند که با سوختهای فرار مانند بنزین کار میکنند. در موتورهای بنزینی هوا و سوخت از طریق فشرده سازی با یکدیگر مخلوط میشوند.
موتورهای دیزلی مانند موتورهای بنزینی نوعی از موتورهای احتراق داخلی هستند و به عنوان موتور احتراق تراکمی نیز شناخته میشوند. در موتورهای دیزلی سوخت به داخل محفظه احتراق تزریق میشود و با دمای بالا در این محفظه دچار اشتعال میشود.
موتورهای دیزلی فقط میتوانند هوا را فشرده کنند و نمیتوانند سوخت را فشرده کنند و هنگامی که سوخت به محفظه احتراق وارد میشود، خود به خود احتراق مییابد. تزریق سوخت در داخل محفظه احتراق با دمای بالا میتواند انفجار های لازم برای حرکت پیستونها را بدون ایجاد دخالت جرقه داخلی ایجاد کند