موتور درون سوز، قلب خودروهای قدیمی و بسیاری از خودروهای امروزی بوده و در حرکت وسیله نقلیه نقش اصلی را دارد. با اینکه این موتور در حال کنار رفتن و جایگزینی با موتورهای برقی است، اما کماکان به عنوان مهمترین موتور در وسایل نقلیه محسوب شده و در اغلب خودروها به چشم میخورد. در این مطلب قصد داریم در خصوص موتور درون سوز و انواع آن صحبت کنیم و با نحوه عملکرد آنها آشنا شویم.
"*"فیلدهای ضروری را نشان می دهد
موتور درون سوز چیست؟
موتور درون سوز به موتوری گفته میشود که عملیات احتراق سوخت در محیطی بسته تحت عنوان محفظه احتراق انجام میشود. در واقع در این موتورها احتراق سوخت، آزاد شدن انرژی نهفته در سوخت، حرکت میل لنگ و خروج توان ایجاد شده همگی در یک فضای بسته صورت میگیرد. برای همین به موتور درون سوز، پیشرانه احتراق داخلی نیز گفته میشود. در این پیشرانه سوخت و هوا در داخل سیلندرها متراکم شده و این ترکیب با کمک یک جرقه در موتورهای بنزینی یا در اثر تراکم بالا در موتورهای دیزلی منفجر شده و انرژی آزاد میشود. سوخت موتورهای درون سوز یا احتراق داخلی میتواند شامل بنزین، گازوئیل، گاز شهری سیانجی، گاز مایع LPG و LNG و غیره باشد.
نحوه عملکرد موتور درون سوز یا احتراق داخلی
موتورهای درون سوز بر اساس آزادسازی انرژی نهفته در سوخت و تبدیل آن به حرکت دورانی و گردش میل لنگ کار میکنند. این موتورها با چرخههای پیچیدهای که در درونشان در حال تکرار است، انرژی ذخیره شده در سوخت را به حرکت تبدیل میکنند. منظور از چرخهها عملیات ترکیب سوخت و هوا، سوزاندن ترکیب در محفظه احتراق و انتقال انرژی به سیستم و در نهایت حرکت پیستون و حرکت خودرو است.
- ترکیب سوخت و هوا: مخلوط دقیق سوخت و هوا در فضای مخصوص
- اشتعال ترکیب یا احتراق: ایجاد جرقه الکتریکی توسط سیستم اشتعال که منجر به احتراق ترکیب سوخت و هوا میشود
- انتقال و گسترش انرژی: انرژی حاصل از اشتعال به شکل گرما و فشار افزایش و گسترش مییابد
- حرکت پیستون: انتقال انرژی به پیستون که حرکت به سمت پایین را منجر شده و نیروی مکانیکی تولید میشود
- انتقال انرژی به چرخ و حرکت خودرو: انتقال نیروی مکانیکی به چرخها به وسیله سیستم انتقال و حرکت خودرو
اجزای تشکیل دهنده موتور درون سوز
موتورهای درون سوز شامل اجزای مختلفی هستند که همگی در کنار هم به انجام نقش و وظیفه خود میپردازند:
- سیلندر: سیلندر بخش اصلی موتور محسوب شده و پیستون در آن به حرکت در میآید.
- سرسیلندر: این بخش در بالای سیلندر قرار دارد و نیروی محرک سوپاپ، نگهدارنده شمعها و غیره محسوب میشود.
- میل لنگ: این قطعه از دیگر اجزای موتور درون سوز است که حرکت خطی پیستونها را به حرکت دورانی تبدیل میکند.
- سیستم هوارسانی: این بخش تامین هوای محفظه سیلندر را بر عهده دارد.
- سیستم سوخت رسانی: این سیستم فرآیند تامین سوخت را بر عهده دارد.
- سیستم خنک کننده: سیستم خنک کننده شرایط ایدهآلی را برای کارکرد موتور در دمای استاندارد تعریف شده مهیا میکند.
- سیستم روغن کاری: این سیستم وظیفه به حداقل رسیدن اتلاف قدرت ناشی از اصطکاک بین قطعات متحرک را عهدهدار است.
- و سایر قطعات و سیستمها نظیر رینگهای پیستون، سیستم سوپاپها، سیستم برقی، میل بادامک و یاتاقانها
بررسی انواع موتور درون سوز
موتورهای احتراق داخلی را بر اساس شاخصها و فاکتورهای متفاوتی میتوان دستهبندی کرد:
"*"فیلدهای ضروری را نشان می دهد
-
موتور درون سوز دیزل
موتور دیزلی از پرکاربردترین و رایجترین انواع موتور درون سوز است که در حال حاضر از نمونههای بنزینی پاکتر بوده و از نظر اقتصادی و آلایندگی به صرفهتر است. این موتورها طبق سیکل دیزل کار میکنند. موتورهای دیزلی از گشتاور بالاتری نسبت به نمونههای بنزینی برخوردار هستند. به همین جهت برای صنایع سنگین و خودروهای تجاری گزینه بهتری میباشند.
-
موتور درون سوز اوتو
سیکل اوتو فرآیندی ترمودینامیکی است که شامل چهار مرحله اصلی مکش، تراکم، احتراق و تخلیه میشود. در هر یک از مراحل عملیات خاصی صورت میگیرد تا در نهایت آزادسازی انرژی سوخت و هوا رخ دهد.
-
موتور درون سوز اتکینسون
چرخه کاری موتورهای اتکینسون مشابه موتورهای اوتو است. تنها تفاوت در زمان باز و بسته شدن سوپاپ هوا است. بعد از مراحل مکش و آغاز تراکم و بالا آمدن پیستون، سوپاپ هوا کمی دیرتر بسته میشود تا کمی از مخلوط سوخت و هوا به سیلندر بعدی فرستاده شود. این نحوه از عملکرد موتور باعث میشود تا مصرف سوخت کم شود. برای همین است که از این موتورها در خودروهای هیبریدی و کم مصرف استفاده میشود.
-
موتور درون سوز وانکل
موتور وانکل از دیگر انواع موتور درون سوز است که با عناوین موتور دوار یا روتاری نیز شناخته میشود. در این موتورها از یک محفظه بیضی شکل به عنوان سیلندر استفاده شده و یک قطعه سهگوش دوار در داخل آن دوران میکند. در موتورهای وانکل به دلیل اینکه مقداری از هوای تازه وارد شده و دود مانده از انفجار قبلی با هم ترکیب میشوند، آلایندگی زیادی دارند. روانکاری آنها هم سخت و پیچیده است.
-
موتور دو زمانه
موتورهای دو زمانه مطابق با سیکل اوتو کار کرده و دارای چهار عمل اصلی مکش، تراکم، احتراق و تخلیه میباشند. تنها تفاوت در عدم وجود سوپاپ است و ورود سوخت و هوا و خروج دود از سیلندر بر اساس حرکت پیستون در موتور انجام میشود. در حال حاضر موتورهای دو زمانه تیراژ تولید کمی دارند و تنها برای مصارف خاصی همچون برخی از موتورسیکلتهای کراس و دستگاههای کشاورزی تولید و استفاده میشوند.
-
موتور چهار زمانه
موتورهای چهار زمانه از رایجترین موتورها در لوازم نقلیه امروزی هستند و اغلب با استفاده از سوخت بنزین و یا گازوئیل کار میکنند. در این موتورها هر یک از عملیات اصلی یعنی مکش، تراکم، احتراق و تخلیه در یک بار حرکت پیستون انجام میشوند.
جمع بندی
در این مطلب از سایت گلپانیا در خصوص موتور درون سوز صحبت کردیم و با انواع آن آشنا شدیم. موتورهای درون سوز شامل انواع مختلفی از نظر سوخت مصرفی، سیکل کاری، نحوه آرایش و قرارگیری سیلندرها و غیره هستند. در حال حاضر رایجترین موتور درون سوز، پیشرانه چهار زمانه است. تمام موتورها از اصول کاری مشابه برخوردار هستند و تنها به دلیل تفاوتهای ساختاری ممکن است عملکردشان کمی متفاوت باشد.
سوالات متداول
- انواع موتور درون سوز بر اساس نحوه قرارگیری و آرایش سیلندر کدام است؟
موتورهای درون سوز با آرایشهای متفاوتی تولید میشوند که از جمله آنها باید به موتور خطی، موتور V یا خورجینی، موتور VR و موتور W اشاره کرد. نسخههای خطی و V شکل نسبت به انواع دیگر رایجتر هستند.
- انواع سیستم سوخترسانی موتور درون سوز کدام است؟
کاربراتور، انژکتور و انژکتور GDI، سیستمهای موتورهای درون سوز از زمان ظهور تا به امروز محسوب میشوند.