اتومبیل شما با بنزین یا گازوئیل کار می‌کند، اما تا به حال فکر کرده‌اید این سوخت‌ها چگونه به نیرویی تبدیل می‌شوند که چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورد؟ پاسخ این سوال در موتور احتراق داخلی نهفته است. این موتور شگفت‌انگیز، انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند و همانند قلب تپنده‌ی وسایل نقلیه عمل می‌کند. در این مقاله قصد داریم به دنیای faszinierende (فریبنده) موتورهای احتراق داخلی سفر کنیم و با اجزای آن‌ها، نحوه‌ی کارکردشان و انواع آن‌ها آشنا شویم. پس کمربندهایتان را ببندید!
موتور احتراق داخلی به زبان ساده
فرض کنید یک بطری خالی دارید. درون بطری مقداری هوا وجود دارد. حالا اگر کمی بنزین به آن اضافه کنید، مخلوطی از هوا و سوخت خواهید داشت. حال اگر جرقه‌ای به این مخلوط بزنید، چه اتفاقی می‌افتد؟ درست حدس زدید! احتراق یا سوختن رخ می‌دهد. در موتور احتراق داخلی نیز همین اتفاق می‌افتد، با این تفاوت که این فرآیند به صورت کنترل‌شده و درون محفظه‌ای در بسته به نام سیلندر انجام می‌گیرد. البته اگر این نوع از موتور دچار خرابی‌های شدید شود، شما مجبور به تعویض نیم موتور می‌شوید و باید با دلایل و علائم خرابی نیم موتور آشنا شوید.
درون این محفظه، سوخت با هوا مخلوط شده و سپس مشتعل می‌شود. احتراق باعث آزاد شدن انرژی زیادی به صورت گرما می‌شود. این گرما باعث انبساط شدید گازهای درون سیلندر شده و نیروی زیادی ایجاد می‌کند. نیروی حاصل از انبساط گازها، پیستون درون سیلندر را به سمت پایین حرکت می‌دهد. این حرکت رفت و برگشتی پیستون، به وسیله‌ی میل لنگ به چرخش تبدیل شده و در نهایت این چرخش به چرخ‌های خودرو منتقل می‌شود و باعث حرکت وسیله نقلیه می‌گردد.
اجزای اصلی موتور احتراق داخلی
اگرچه موتورهای احتراق داخلی انواع مختلفی دارند، اما اجزای اصلی آن‌ها کم و بیش مشابه است. بیایید با مهم‌ترین اجزای این موتور آشنا شویم:
- بلوک سیلندر (Cylinder Block): بدنه‌ی اصلی موتور است که سیلندرها درون آن قرار گرفته‌اند.
- سیلندر (Cylinder): محفظه‌های استوانه‌ای شکل هستند که در آن‌ها احتراق رخ می‌دهد.
- پیستون (Piston): قطعه‌ای استوانه‌ای شکل است که درون سیلندر حرکت می‌کند.
- سرسیلندر (Cylinder Head): درپوش سیلندر است که حاوی سوپاپ‌های هوا و سوخت می‌باشد.
- سوپاپ هوا (Intake Valve): وظیفه‌ی ورود هوا به درون سیلندر را بر عهده دارد.
- سوپاپ سوخت (Exhaust Valve): وظیفه‌ی خروج گازهای حاصل از احتراق را بر عهده دارد.
- شمع (Spark Plug): جرقه‌ای تولید می‌کند که باعث مشتعل شدن مخلوط سوخت و هوا می‌شود.
- میل لنگ (Crankshaft): حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل می‌کند.
- میل بادامک (Camshaft): سوپاپ‌های هوا و سوخت را در زمان‌های مناسب باز و بسته می‌کند.
- کاربراتور (Carburetor) یا سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری (Fuel Injection System): وظیفه‌ی مخلوط کردن سوخت با هوا را بر عهده دارد.
جهت خرید این محصول تماس بگیرید
چرخه‌ی کارکرد موتور احتراق داخلی
موتور احتراق داخلی بر اساس یک چرخه‌ی چهار مرحله‌ای به نام چرخه‌ی اتو (Otto Cycle) کار می‌کند. این چرخه شامل مراحل زیر است:
- مکش (Intake): سوپاپ هوا باز می‌شود و مخلوطی از سوخت و هوا به درون سیلندر مکیده می‌شود.
- تراکم (Compression): پیستون به سمت بالا حرکت کرده و مخلوط سوخت و هوا را فشرده می‌کند.
- احتراق (Combustion): شمع جرقه‌ای زده و مخلوط سوخت و هوا مشتعل می‌شود. احتراق باعث افزایش شدید فشار و دما درون سیلندر می‌شود.
- تخلیه (Exhaust): سوپاپ خروجی باز شده و گازهای حاصل از احتراق از سیلندر خارج می‌شوند.
این چرخه به طور مداوم در هر سیلندر تکرار می‌شود و نیروی لازم برای حرکت خودرو را فراهم می‌کند.
انواع موتورهای احتراق داخلی
همانطور که اشاره شد، موتورهای احتراق داخلی انواع مختلفی دارند. در ادامه به دو نوع رایج آن‌ها اشاره می‌کنیم:
موتور احتراق داخلی بنزینی (Spark-ignition engine):
این نوع موتور که در اکثر خودروهای سواری امروزی استفاده می‌شود، از شمع برای مشتعل کردن مخلوط سوخت و هوا استفاده می‌کند. موتورهای بنزینی به دلیل راندمان بالا و آلایندگی کمتر، محبوبیت زیادی دارند.
موتور احتراق داخلی دیزلی (Compression-ignition engine):
در این نوع موتور، مخلوط سوخت و هوا با گرمای حاصل از تراکم هوا مشتعل می‌شود. موتورهای دیزلی به دلیل گشتاور بالا و مصرف سوخت کمتر، در خودروهای سنگین و کامیون‌ها کاربرد زیادی دارند.
جهت خرید این محصول تماس بگیرید
مزایای موتورهای احتراق داخلی
- راندمان بالا
- قدرت و گشتاور مناسب
- تنوع و فراوانی
- قیمت مناسب
- سهولت تعمیر و نگهداری
معایب موتورهای احتراق داخلی
- آلایندگی
- تولید صدا
- لرزش
- راندمان پایین در دورهای پایین
- نیاز به سوخت فسیلی
آینده موتورهای احتراق داخلی
با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه‌ی خودروهای برقی، موتورهای احتراق داخلی هنوز هم نقش مهمی در صنعت حمل و نقل ایفا می‌کنند. با این حال، با توجه به افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، تلاش‌ها برای توسعه‌ی موتورهای احتراق داخلی با آلایندگی کمتر و راندمان higher (بالاتر) ادامه دارد. در حال حاضر یکی از جدیدترین و بهترین موتورهای بازار خودرو در ایران نیز موتور پیشرانه TU5 است که بر روی اکثر خودروهای نسل جدید استفاده شده است. همچنین در این مقاله می‌توانید با تفاوت‌ها و مقایسه موتور TU5 و XU7P آشنا شوید.
پرسش و پاسخ
۱. چه تفاوتی بین موتور احتراق داخلی بنزینی و دیزلی وجود دارد؟
موتورهای بنزینی از شمع برای مشتعل کردن مخلوط سوخت و هوا استفاده می‌کنند، در حالی که در موتورهای دیزلی، گرمای حاصل از تراکم هوا باعث احتراق می‌شود. موتورهای دیزلی راندمان و گشتاور بالاتری دارند، اما آلایندگی و صدای آن‌ها نیز بیشتر است.
۲. راندمان موتور احتراق داخلی به چه معناست؟
راندمان موتور به این معنی است که چه مقدار از انرژی ورودی به موتور به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود. راندمان موتورهای احتراق داخلی بین ۲۰ تا ۳۰ درصد است.
۳. آلایندگی موتورهای احتراق داخلی چه مشکلاتی ایجاد می‌کند؟
آلایندگی موتورهای احتراق داخلی می‌تواند باعث آلودگی هوا، باران‌های اسیدی و گرمایش جهانی شود. این آلاینده‌ها همچنین می‌توانند برای سلامت انسان مضر باشند و بیماری‌های تنفسی و قلبی عروقی را تشدید کنند.
۴. چه راهکارهایی برای کاهش آلایندگی موتورهای احتراق داخلی وجود دارد؟
برای کاهش آلایندگی موتورهای احتراق داخلی می‌توان از راهکارهای زیر استفاده کرد:
- استفاده از موتورهای با راندمان higher (بالاتر)
- استفاده از فیلترهای تصفیه دود
- استفاده از سوخت‌های cleaner (پاک‌تر) مانند گاز طبیعی یا برق
- توسعه‌ی خودروهای برقی و هیبریدی
۵. آینده‌ی موتورهای احتراق داخلی چه خواهد شد؟
با توجه به افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، انتظار می‌رود که در آینده شاهد استفاده‌ی بیشتر از خودروهای برقی و هیبریدی باشیم. با این حال، موتورهای احتراق داخلی هنوز هم در بسیاری از کاربردها، مانند حمل و نقل سنگین، نقش مهمی ایفا خواهند کرد.
۶. آیا موتورهای احتراق داخلی روزی به طور کامل از بین خواهند رفت؟
پیش‌بینی دقیق آینده‌ی موتورهای احتراق داخلی دشوار است. با این حال، با توجه به روندهای فعلی، به نظر می‌رسد که استفاده از این موتورها در آینده به تدریج کاهش یابد.
۷. چه منابعی برای مطالعه‌ی بیشتر در مورد موتورهای احتراق داخلی وجود دارد؟
منابع زیادی برای مطالعه‌ی بیشتر در مورد موتورهای احتراق داخلی وجود دارد. می‌توانید از کتاب‌های مرجع، مقالات علمی و وب‌سایت‌های تخصصی برای کسب اطلاعات بیشتر استفاده کنید.
۸. آیا می‌توان موتور احتراق داخلی را در خانه ساخت؟
بله، ساخت موتور احتراق داخلی در خانه امکان‌پذیر است. با این حال، این کار نیاز به دانش فنی، ابزار و تجهیزات مناسب دارد.
۹. چه نوع موتور احتراق داخلی برای من مناسب است؟
نوع موتور احتراق داخلی مناسب برای شما به عوامل مختلفی مانند نوع خودرو، نیازهای شما و بودجه‌تان بستگی دارد.
۱۰. آیا موتورهای احتراق داخلی خطرناک هستند؟
موتورهای احتراق داخلی می‌توانند خطرناک باشند. در صورت عدم استفاده‌ی صحیح و تعمیر و نگهداری مناسب، ممکن است دچار نقص فنی شده و باعث بروز حوادث شوند.
