آشنایی با موتور خودرو

موتور خودروچیست؟

موتوردر خودرو در واقع تولید کننده قدرت است. موتور خودرو مجموعه از تجهیزات مکانیکی و الکترونیکی است که در کنار یکدیگر باعث تولید قدرت می‌شوند. موتور خودرو از اجزای بسیار زیادی همچون: سیلندر، پیستون، سوپاپ، میل لنگ و… تشکیل شده است.

خودروها با توجه به کاربری از موتورهای گوناگونی استفاده می‌کنند. موتور خودرو ها عموما برحسب نوع سیلندر و آرایش سیلندرها نام گذاری می‌شوند.

به طور کلی باید گفت که حرکت نتیجه یک سری واکنش های شیمیایی و عملیات مکانیک در موتور خودرو می باشد. در نتیجه برای بررسی نحوه عملکرد موتور خودرو باید فرآیند های اتفاق افتاده درون موتور را به دو دسته اصلی تقسیم کنیم:

• واکنش های شیمیایی درون موتور خودرو

• فرآیند های مکانیک درون موتور خودرو

موتور خودرو ها از چه نوعی می باشند ؟

موتور خودرو نوعی موتور احتراق داخلی است. این نوع موتور‌ها با سوزاندن یک سوخت و آزاد سازی انرژی موجود در آن تولید انرژی و کار می‌کنند. در واقع اساس کار این موتورها را تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به کار مکانیکی تشکیل می‌دهد.

با سوزاندن یک سوخت می توان انرژی شیمیایی موجود در آن را آزاد کرد. لازمه سوخته شدن سوخت سه چیز است: سوخت، هوا، گرما (جرقه).

در موتور خودرو سوخت با نسبت مشخصی با هوا مخلوط شده و توسط جرقه شمع محترق می شود. انرژی حاصله از انبساط سوخت باعث حرکت پیستون در داخل سیلندر می‌شود و در نهایت این اتفاق باعث حرکت خودرو خواهد شد.

موتورهای چهار زمانه چیست ؟

موتور چهار زمانه یک تنوع بسیار معمول در موتور احتراق داخلی است. اکثر خودروهای مدرن با موتور احتراق داخلی 4 زمانه هستند که از بنزین یا سوخت دیزل استفاده می کنند.

در حین کار موتور، پیستون ها 4 مرحله را پشت سر می گذارند تا به هر چرخه قدرت برسند. تعریف یک رویداد حرکت پیستون به بالا یا پایین است. پس از اتمام 4 رویداد، چرخه کامل شده و آماده شروع مجدد است.

موتورهای 4 زمانه تعادل خوبی از قدرت، قابلیت اطمینان و کارایی را ارائه می دهند. وقتی نوبت به آلاینده ها می رسد، 4 زمانه هر رویداد را به صورت مکانیکی جدا می کند، که باعث کاهش انتشار می شود. همچنین روغن را از سوخت جدا می کند، که باعث کاهش قابل توجه انتشار مونوکسید کربن می شود. این ترکیب ویژگی های مطلوب باعث شده است که چهار زمانه امروزه در وسایل نقلیه مسافربری رتبه برتر را کسب کند

ترکیب سوخت و هوا در موتور خودرو

در زمان های گذشته وظیفه ترکیب سوخت و هوا را سیستم های مکانیکی بر عهده داشتند. سیستمی که این عملکرد را انجام می‌داد کاربراتور نام داشت. اساس کار کاربراتور را اثر ونتوری تشکیل می‌داد.

کابراتور با استفاده از تغییر فشار ایجاد شده و از طریق یک مجرای باریک که به آن ژیگلور گفته می‌شد سوخت را با نسبت مشخصی با هوا ترکیب می‌کرد. این نسبت در ایده‌آل ترین حالت باید مقدار ۱ واحد جرم سوخت به ۱۴.۷ واحد جرم هوا باشد. به این نسبت ایده‌آل نسبت استوکیومتریک نیز می‌گویند.

خودروهای قدیمی این نسبت باید دائما توسط یک مکانیک حرفه‌ای تنظیم شود؛ تا خودرو بتواند با کمترین میزان آلایندگی و مصرف سوخت کار کند.

ایسیو در ترکیب سوخت و هوا

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی امروزه وظیفه کاربراتور بر عهده ایسیو خودرو و انژکتور ها می باشد. در سال‌های اخیر آلودگی هوا و مصرف سوخت، تبدیل به دو مشکل اساسی برای خودروسازان شده است.

بر این اساس تمامی خودروسازان به دنبال کاهش آلاینده‌های تولیدی خودورها و مدیریت بهتر مصرف سوخت در خودروهای خود هستند.

با در نظر گرفتن این موضوع و با توجه به اینکه سیستم‌های کاربراتوری کنترل دقیق و درستی بر روی آلایندگی و مصرف سوخت نداشتند؛ سیستم‌های انژکتوری با کنترل ایسیو جایگزین آن‌ها شدند.

در سیستم‌های انژکتوری ایسیو خودرو با دریافت اطلاعات دقیق از وضعیت خودرو از طریق سنسور‌های مختلف، دائما در حال تصحیح نسبت سوخت به هوا است.

انژکتورها نیز با توجه به دستور ایسیو دائما میزان پاشش سوخت را کنترل می‌کنند. این کار باعث کنترل بهتر آلاینده‌های تولیدی و مدیریت بهتر مصرف سوخت در موتور خودرو شده است.

در خودرو های انژکتوری و به طور کل خودروهایی که توسط یک ایسیو (کامپیوتر) مدیریت می شوند، از یک دیاگ می‌توان برای عیب‌یابی استفاده کرد.

در موتور خودرو احتراق چگونه صورت می گیرد ؟

در موتورهای احتراق داخلی احتراق را با استفاده از گرما به وجود می‌آورند. در موتور خودرو مسئول تولید گرما بر عهده شمع خودرو است.

جرقه در موتور خودرو باید در زمان مناسبی زده شود، تا مخلوط متراکم شده سوخت و هوا در بهترین زمان و به صورت کامل سوخته شود. وظیفه تنظیم زمان جرقه در خودروهای قدیمی بر عهده دلکو بود؛ که با استفاده از تجهیزات مکانیکی این کار را با توجه به دور موتور انجام می‌داد.

باتری خودرو از نوع ۱۲ ولت می‌باشد؛ که برای تولید جرقه قدرتمندی که بتواند به خوبی مخلوط سوخت و هوا را محترق کند انرژی لازم را ندارد. به همین دلیل در سیستم جرقه زنی از کوییل استفاده می‌شود.

کوییل در واقع نوعی ترانسفورماتور افزاینده است که جریان برق ۱۲ ولت را به هزاران ولت و بیشتر تبدیل می‌کند .این ولتاژ بسیار بالا در خودروهای قدیمی توسط دلکو در بین شمع‌ها تقسیم می‌گشت تا احتراق مناسبی در موتور خودرو به وجود بیاید. در خودروهای جدید کلیه این وظایف به ایسیو خودرو واگذار گردید تا بهترین راندمان را از یک موتور احتراق داخلی خودرو بگیرد.

جمع بندی

موتور خودرو از یک فرآیند شیمیایی و و یک فرآیند مکانیکی برای ایجاد حرکت استفاده می کند. فرآیند شیمیایی یا همان واکنش آتش زا می باشد که در این مرحله نیرو شیمیایی به وسیله چرخه آتش ایجاد می شود. بعد از این مرحله وارد مرحله مکانیکی می شویم. در فرآیند مکانیکی حرکت عمودی ایجاد شده توسط واکنش شیمیایی به حرکت دورانی تبدیل می شود و به چرخ ها منتقل شده و در نهایت باعث حرکت و ایجاد نیروی پیشرانه در موتور خودرو می شود.

سوالات متداول

روش کار سیلندر و پیستون موتور خودرو چگونه است؟

به همین دلیل هم موتورهای احتراق داخلی خودرو را تحت عنوان چهار زمانه معرفی می‌کنند.

این مراحل به ترتیب عبارتند از:

مکش مخلوط سوخت و هوا

تراکم مخلوط سوخت و هوا

احتراق مخلوط سوخت و هوا

خروج دود حاصل از احتراق 

نقش استارت چیست؟

استارت همان گونه که از نامش کاملا پیداست نیرو لازم برای شروع فعالیت موتور خودرو را تامین می‌کند. در حقیقت استارتیک موتور کوچک الکتریکی است که با بهره از انرژی الکتریکی باتری خودرو و گردش چند لحظه‌ای میل لنگ، نیرو لازم برای مرحله مکش و تراکم دور نخست را مهیا می‌کند.