موتورهای خودرو چگونه کار می کنند ؟
آیا تا به حال کاپوت ماشین خود را باز کرده اید و فکر کرده اید که در آن چه خبر است؟ یک موتور خودرو برای افراد ناآشنا می تواند مانند یک مجموعه گیج کننده بزرگ از فلز، لوله و سیم به نظر برسد.
شاید بخواهید بدانید که چه اتفاقی در حال رخ دادن است، صرفاً از روی کنجکاوی. یا شاید در حال خرید یک ماشین جدید هستید و چیزهایی مانند "2.5 لیتری شیب چهار" و "توربوشارژ" و "فناوری استارت/استاپ" را می شنوید. همه اینها به چه معناست؟
در این مقاله، ایده اصلی پشت یک موتور را مورد بحث قرار می دهیم و سپس به جزئیات نحوه قرارگیری همه قطعات در کنار هم، مواردی که ممکن است دچار مشکل شوند و چگونه می توان عملکرد را افزایش داد، خواهیم پرداخت.
هدف یک موتور ماشین بنزینی تبدیل بنزین به حرکت است تا ماشین شما بتواند حرکت کند. در حال حاضر ساده ترین راه برای ایجاد حرکت از بنزین سوزاندن بنزین داخل موتور است. بنابراین، موتور خودرو یک موتور احتراق داخلی است - احتراق در داخل انجام می شود.
موتورهای احتراق داخلی انواع مختلفی دارند. موتورهای دیزلی یک نوع و موتورهای توربین گازی نوع دیگری هستند. هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.
موتور احتراق خارجی نیز وجود دارد. موتور بخار در قطارها و قایق های بخار قدیمی بهترین نمونه از موتورهای احتراق خارجی است. سوخت (زغال سنگ، چوب، روغن) در موتور بخار در خارج از موتور می سوزد و بخار ایجاد می کند و بخار باعث ایجاد حرکت در داخل موتور می شود. احتراق داخلی بسیار کارآمدتر از احتراق خارجی است، به علاوه یک موتور احتراق داخلی بسیار کوچکتر است.
بیایید در بخش بعدی به فرآیند احتراق داخلی با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.
اصل پشت هر موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی: اگر مقدار کمی سوخت با چگالی انرژی بالا (مانند بنزین) را در یک فضای کوچک و بسته قرار دهید و آن را مشتعل کنید، مقدار باورنکردنی انرژی به شکل گاز در حال انبساط آزاد می شود.
می توانید از آن انرژی برای اهداف جالب استفاده کنید. به عنوان مثال، اگر بتوانید چرخه ای ایجاد کنید که به شما امکان می دهد صدها بار در دقیقه انفجارهایی مانند این را به راه بیندازید، و اگر بتوانید آن انرژی را به روشی مفید مهار کنید، چیزی که دارید هسته موتور ماشین است.
تقریباً هر خودرویی با موتور بنزینی از چرخه احتراق چهار زمانه برای تبدیل بنزین به حرکت استفاده می کند. رویکرد چهار زمانه به افتخار نیکولاس اتو که در سال 1867 آن را اختراع کرد به عنوان چرخه اتو نیز شناخته می شود. چهار ضربه در انیمیشن به تصویر کشیده شده است. آن ها هستند:
• سکته مغزی مصرفی
• سکته فشاری
• سکته احتراق
• سکته اگزوز
پیستون توسط یک شاتون به میل لنگ متصل می شود. همانطور که میل لنگ می چرخد، اثر "تنظیم مجدد توپ" را دارد. در اینجا چیزی است که وقتی موتور چرخه خود را طی می کند اتفاق می افتد:
1. پیستون از بالا شروع می شود، سوپاپ ورودی باز می شود و پیستون به سمت پایین حرکت می کند تا موتور سیلندر پر از هوا و بنزین را وارد کند. این سکته مصرفی است. فقط کوچکترین قطره بنزین باید در هوا مخلوط شود تا کار کند. (قسمت اول انیمیشن)
2. سپس پیستون به سمت بالا حرکت می کند تا این مخلوط سوخت/هوا را فشرده کند. فشرده سازی انفجار را قوی تر می کند. (قسمت دوم انیمیشن)
3. هنگامی که پیستون به بالای حرکت خود می رسد، شمع جرقه ای منتشر می کند تا بنزین را مشتعل کند. شارژ بنزین در سیلندر منفجر می شود و پیستون را پایین می آورد. (قسمت سوم انیمیشن)
4. هنگامی که پیستون به قسمت انتهایی ضربه می زند، دریچه اگزوز باز می شود و اگزوز سیلندر را ترک می کند تا از لوله اگزوز خارج شود. (قسمت چهارم انیمیشن)
اکنون موتور برای چرخه بعدی آماده است، بنابراین بار دیگری از هوا و گاز دریافت می کند.
در یک موتور، حرکت خطی پیستون ها توسط میل لنگ به حرکت دورانی تبدیل می شود. حرکت چرخشی خوب است زیرا ما قصد داریم به هر حال چرخ های ماشین را با آن بچرخانیم.
حالا بیایید تمام قطعاتی را که با هم کار می کنند تا این اتفاق بیفتد را بررسی کنیم، از سیلندرها شروع می کنیم.
درون خطی: سیلندرها در یک خط در یک بانک قرار گرفته اند
هسته موتور سیلندر است که پیستون در داخل سیلندر بالا و پایین می رود. موتورهای تک سیلندر برای اکثر ماشین های چمن زنی معمولی هستند، اما معمولاً اتومبیل ها بیش از یک سیلندر دارند (چهار، شش و هشت سیلندر معمول هستند). در موتورهای چند سیلندر، سیلندرها معمولاً به یکی از سه روش چیده می شوند: خطی ، V یا تخت (همچنین به عنوان مخالف افقی یا باکسر نیز شناخته می شوند)، همانطور که در شکل های بالا و پایین نشان داده شده است.
به طوری که آن چهار خطی که در ابتدا به آن اشاره کردیم موتوری است با چهار سیلندر که در یک خط چیده شده اند. پیکربندی های مختلف دارای مزایا و معایب متفاوتی از نظر صافی، هزینه ساخت و ویژگی های شکل هستند. این مزایا و معایب آنها را برای خودروهای خاص مناسب تر می کند.
V: استوانه ها در دو بانک قرار گرفته اند که در زاویه ای نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند.
سیلندر تخت: سیلندرها در دو طرف در طرف مقابل موتور قرار گرفته اند.
بیایید برخی از قطعات کلیدی موتور را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.
شمع جرقه ای را تامین می کند که مخلوط هوا/سوخت را مشتعل می کند تا احتراق رخ دهد. جرقه باید در لحظه مناسب اتفاق بیفتد تا همه چیز به درستی کار کند.
دریچه های ورودی و خروجی در زمان مناسب باز می شوند تا هوا و سوخت وارد شوند و از اگزوز خارج شوند. توجه داشته باشید که هر دو شیر در هنگام فشرده سازی و احتراق بسته می شوند تا محفظه احتراق آب بندی شود.
پیستون یک قطعه فلزی استوانه ای شکل است که در داخل سیلندر به سمت بالا و پایین حرکت می کند.
رینگ های پیستون یک مهر و موم کشویی بین لبه بیرونی پیستون و لبه داخلی سیلندر ایجاد می کنند. حلقه ها دو هدف را دنبال می کنند:
• آنها از نشت مخلوط سوخت/هوا و اگزوز در محفظه احتراق در حین فشرده سازی و احتراق به داخل مخزن جلوگیری می کنند.
• آنها مانع از نشت روغن در حوضچه به ناحیه احتراق می شوند، جایی که می سوزد و از بین می رود.
اکثر خودروهایی که "روغن می سوزانند" و باید هر 1000 مایل یک کوارت به آن اضافه شود، آن را می سوزانند زیرا موتور قدیمی است و حلقه ها دیگر به درستی آب بندی نمی کنند. بسیاری از وسایل نقلیه مدرن از مواد پیشرفته تری برای رینگ پیستون استفاده می کنند. این یکی از دلایلی است که باعث می شود موتورها بیشتر دوام بیاورند و بین تعویض روغن بیشتر حرکت کنند.
شاتون پیستون را به میل لنگ متصل می کند. می تواند در دو انتها بچرخد به طوری که با حرکت پیستون و چرخش میل لنگ زاویه ی آن تغییر کند.
میل لنگ حرکت بالا و پایین پیستون را به حرکت دایره ای تبدیل می کند، درست مانند میل لنگ روی جک در جعبه.
حوضچه دور میل لنگ را احاطه کرده است. حاوی مقداری روغن است که در کف سامپ (تبه روغن) جمع می شود.
در مرحله بعد، خواهیم آموخت که چه چیزی ممکن است با موتورها مشکل داشته باشد.
موتورهای خودرو می توانند انواع و اقسام مشکلات را داشته باشند
یک روز صبح بیرون می روی و موتورت می چرخد اما روشن نمی شود. اشتباه چه می تواند باشد؟ اکنون که می دانید یک موتور چگونه کار می کند، می توانید چیزهای اساسی را که می توانند موتور را از کار کردن باز دارند، درک کنید.
سه چیز اساسی ممکن است اتفاق بیفتد: ترکیب بد سوخت، عدم فشرده سازی یا عدم وجود جرقه. فراتر از آن، هزاران چیز جزئی می توانند مشکلاتی ایجاد کنند، اما اینها «سه مورد بزرگ» هستند. بر اساس موتور ساده ای که در مورد آن بحث کردیم، در اینجا خلاصه ای سریع از نحوه تأثیر این مشکلات بر موتور شما آورده شده است:
مخلوط سوخت بد می تواند به روش های مختلفی رخ دهد:
• بنزین شما تمام شده است، بنابراین موتور هوا می گیرد اما سوخت ندارد.
• ممکن است ورودی هوا مسدود شده باشد، بنابراین سوخت وجود دارد اما هوا کافی نیست.
• سیستم سوخت ممکن است سوخت بیش از حد یا خیلی کم را به مخلوط عرضه کند، به این معنی که احتراق به درستی رخ نمی دهد.
• ممکن است ناخالصی در سوخت (مانند آب در مخزن بنزین شما) وجود داشته باشد که از سوختن سوخت جلوگیری می کند.
عدم تراکم: اگر بار هوا و سوخت را نتوان به درستی فشرده کرد، فرآیند احتراق آنطور که باید کار نمی کند. عدم فشرده سازی ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:
• رینگ های پیستون شما فرسوده شده اند (به ترکیب هوا/سوخت اجازه می دهد در حین فشرده سازی از پیستون نشت کند).
• دریچه های ورودی یا خروجی به درستی آب بندی نمی شوند و دوباره در حین فشرده سازی نشتی ایجاد می کنند.
• یک سوراخ در سیلندر وجود دارد.
رایج ترین "سوراخ" در یک سیلندر جایی است که قسمت بالای سیلندر (نگهدارنده سوپاپ ها و شمع و همچنین به عنوان سرسیلندر ) به خود سیلندر متصل می شود. به طور کلی، پیچ و مهره سیلندر و سرسیلندر با یک واشر نازک بین آنها فشرده می شود تا از مهر و موم خوبی اطمینان حاصل شود. اگر واشر خراب شود، سوراخ های کوچکی بین سیلندر و سرسیلندر ایجاد می شود و این سوراخ ها باعث نشتی می شوند.
عدم وجود جرقه: جرقه ممکن است به دلایل مختلفی وجود نداشته باشد یا ضعیف باشد:
• اگر شمع شما یا سیم منتهی به آن فرسوده شده باشد، جرقه ضعیف می شود.
• اگر سیم قطع شده باشد یا از بین رفته باشد، یا اگر سیستمی که جرقه را به سیم می فرستد به درستی کار نکند، جرقه ای وجود نخواهد داشت.
• اگر جرقه خیلی زود یا خیلی دیر در چرخه اتفاق بیفتد (یعنی اگر زمان احتراق خاموش باشد)، سوخت در زمان مناسب مشتعل نمی شود.
خیلی چیزهای دیگر ممکن است اشتباه پیش برود. مثلا:
• اگر باتری تمام شده است، نمی توانید موتور را برگردانید تا آن را روشن کنید.
• اگر یاتاقان هایی که به میل لنگ اجازه می دهد آزادانه بچرخد فرسوده شده باشند، میل لنگ نمی تواند بچرخد بنابراین موتور نمی تواند کار کند.
• اگر سوپاپ ها در زمان مناسب یا اصلا باز و بسته نشوند، هوا نمی تواند وارد شود و اگزوز نمی تواند خارج شود، بنابراین موتور نمی تواند کار کند.
• اگر روغن شما تمام شود، پیستون نمی تواند آزادانه در سیلندر بالا و پایین حرکت کند و موتور گیر می کند.
در موتوری که به درستی کار می کند، همه این عوامل به خوبی کار می کنند. برای کارکردن موتور نیازی به کمال نیست، اما احتمالاً متوجه خواهید شد که همه چیز کمتر از حد عالی است.
همانطور که می بینید، یک موتور دارای تعدادی سیستم است که به آن کمک می کند تا کار خود را برای تبدیل سوخت به حرکت انجام دهد. در ادامه به زیرسیستم های مختلف مورد استفاده در موتورها نگاه خواهیم کرد.
شکل 5 : میل بادامک
اکثر زیرسیستم های موتور را می توان با استفاده از فناوری های مختلف پیاده سازی کرد و فناوری های بهتر می توانند عملکرد موتور را بهبود بخشند. بیایید به همه زیرسیستم های مختلف مورد استفاده در موتورهای مدرن نگاهی بیندازیم، که از قطار سوپاپ شروع می شود.
قطار سوپاپ شامل سوپاپ ها و مکانیزمی است که آنها را باز و بسته می کند. سیستم باز و بسته شدن میل بادامک نامیده می شود. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، میل بادامک دارای لوب هایی است که سوپاپ ها را بالا و پایین می کند.
اکثر موتورهای مدرن دارای چیزی هستند که بادامک های سقفی نامیده می شوند. این بدان معنی است که میل بادامک در بالای سوپاپ ها قرار دارد، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است. بادامک های روی شفت، سوپاپ ها را مستقیما یا از طریق یک اتصال بسیار کوتاه فعال می کنند. موتورهای قدیمی از یک میل بادامک استفاده می کردند که در مخزن نزدیک میل لنگ قرار داشت.
یک تسمه تایم یا زنجیر تایم میل لنگ را به میل بادامک متصل می کند تا سوپاپ ها با پیستون ها هماهنگ باشند. میل بادامک به گونه ای تنظیم شده است که با یک دوم سرعت میل لنگ بچرخد. بسیاری از موتورهای با کارایی بالا دارای چهار سوپاپ در هر سیلندر هستند (دو سوپاپ برای ورودی، دو سوپاپ برای اگزوز)، و این ترتیب به دو میل بادامک در هر سیلندر نیاز دارد، از این رو عبارت "بادامک دوگانه بالای سر" آمده است.
شکل 6 : سیستم جرقه زنی
سیستم جرقه زنی (شکل 6) یک بار الکتریکی با ولتاژ بالا تولید می کند و آن را از طریق سیم های جرقه زنی به شمع ها منتقل می کند. شارژ ابتدا به یک توزیع کننده می رسد که به راحتی می توانید آن را در زیر کاپوت اکثر خودروها پیدا کنید. توزیع کننده یک سیم در مرکز دارد و چهار، شش یا هشت سیم (بسته به تعداد سیلندرها) از آن خارج می شود. این سیم های جرقه زنی شارژ را به هر شمع می فرستند. موتور به گونه ای زمان بندی شده است که تنها یک سیلندر در هر لحظه از توزیع کننده جرقه دریافت می کند. این رویکرد حداکثر صافی را فراهم می کند.
در بخش بعدی نحوه روشن شدن، خنک کردن و گردش هوای موتور خودروی شما را بررسی خواهیم کرد.
نمودار جزئیات نحوه اتصال یک سیستم خنک کننده و لوله کشی
سیستم خنک کننده در اکثر خودروها از رادیاتور و پمپ آب تشکیل شده است. آب از طریق گذرگاه های اطراف سیلندرها به گردش در می آید و سپس از طریق رادیاتور عبور می کند تا خنک شود. در چند خودرو (به ویژه فولکس واگن بیتل های قبل از 1999 )، و همچنین بیشتر موتورسیکلت ها و ماشین های چمن زنی، موتور به جای آن با هوا خنک می شود (می توانید موتور هوا خنک را، از باله هایی که بیرون هر سیلندر را تزئین می کنند تشخیص دهید. گرما را از بین می برد.). خنک کننده هوا موتور را سبک تر اما داغ تر می کند و به طور کلی عمر موتور و عملکرد کلی را کاهش می دهد.
بنابراین اکنون می دانید که چگونه و چرا موتور شما خنک می ماند. اما چرا گردش هوا اینقدر مهم است؟ اکثر خودروها به طور معمول تنفس می کنند، به این معنی که هوا از فیلتر هوا و مستقیماً به داخل سیلندرها جریان می یابد. موتورهای با کارایی بالا و کم مصرف مدرن یا توربوشارژ یا سوپرشارژ هستند، به این معنی که هوای وارد شده به موتور ابتدا تحت فشار قرار می گیرد (به طوری که مخلوط هوا/سوخت بیشتری را می توان در هر سیلندر فشرده کرد) تا عملکرد را افزایش دهد. مقدار فشار را بوست می گویند. یک توربوشارژر از یک توربین کوچک متصل به لوله اگزوز برای چرخاندن یک توربین فشرده کننده در جریان هوای ورودی استفاده می کند. یک سوپرشارژر مستقیماً به موتور متصل می شود تا کمپرسور را بچرخاند.
از آنجایی که توربوشارژر از اگزوز داغ برای چرخاندن توربین و فشرده سازی هوا استفاده مجدد می کند، قدرت موتورهای کوچکتر را افزایش می دهد. بنابراین، یک موتور چهار سیلندر با جرعه جرعه می تواند اسب بخاری را ببیند که ممکن است انتظار داشته باشید که یک موتور شش سیلندر آن را تولید کند و در عین حال 10 تا 30 درصد مصرف سوخت بهتری داشته باشد.
افزایش کارایی موتور عالی است، اما وقتی کلید را برای روشن کردن آن بچرخانید دقیقاً چه اتفاقی می افتد؟ سیستم راه اندازی از یک موتور استارت الکتریکی و یک شیر برقی استارت تشکیل شده است. هنگامی که کلید احتراق را می چرخانید، موتور استارت موتور را چند دور می چرخاند تا فرآیند احتراق شروع شود. برای چرخاندن یک موتور سرد به یک موتور قدرتمند نیاز است. موتور استارت باید بر موارد زیر غلبه کند:
• تمام اصطکاک داخلی ناشی از رینگ های پیستون
• فشار تراکم هر سیلندر یا سیلندرهایی که اتفاقاً در حرکت فشاری قرار دارند.
• انرژی مورد نیاز برای باز و بسته کردن سوپاپ ها با میل بادامک
• همه چیزهای دیگری که مستقیماً به موتور متصل هستند، مانند پمپ آب، پمپ روغن، دینام و غیره.
از آنجایی که انرژی زیادی مورد نیاز است و از آنجایی که یک خودرو از یک سیستم الکتریکی 12 ولتی استفاده می کند، صدها آمپر برق باید به موتور استارت وارد شود. شیر برقی استارت اساساً یک کلید الکترونیکی بزرگ است که می تواند جریان زیادی را تحمل کند. هنگامی که کلید احتراق را می چرخانید، شیر برقی را برای تغذیه موتور فعال می کند.
در مرحله بعد، ما به زیرسیستم های موتور نگاه می کنیم که آنچه را که وارد می شود (روغن و سوخت) و آنچه خارج می شود (اگزوز و آلاینده ها) را حفظ می کنند.
سیستم اگزوز خودرو شما شامل لوله اگزوز و صدا خفه کن است
وقتی صحبت از تعمیر و نگهداری روزانه خودرو به میان می آید، احتمالاً اولین نگرانی شما میزان بنزین موجود در ماشین شما است. گازی که میزنید چطور سیلندرها رو برق میزنه؟ سیستم سوخت موتور، گاز را از باک بنزین پمپ می کند و آن را با هوا مخلوط می کند تا مخلوط هوا/سوخت مناسب به داخل سیلندرها جریان یابد. سوخت در خودروهای مدرن به دو روش رایج تحویل می شود: تزریق سوخت در بندر و تزریق مستقیم سوخت.
در یک موتور تزریق سوخت، مقدار مناسب سوخت به صورت جداگانه به هر سیلندر یا درست بالای سوپاپ ورودی (پاشش سوخت درگاه) یا مستقیماً به سیلندر (پاشش مستقیم سوخت) تزریق می شود. خودروهای قدیمی کاربراتوری می شدند، جایی که گاز و هوا توسط کاربراتور با جریان هوا به داخل موتور مخلوط می شد.
نفت نیز نقش مهمی دارد. سیستم روانکاری اطمینان حاصل می کند که هر قسمت متحرک موتور روغن دریافت می کند تا بتواند به راحتی حرکت کند. دو بخش اصلی که به روغن نیاز دارند، پیستون ها هستند (بنابراین می توانند به راحتی در سیلندرهای خود بلغزند) و یاتاقان هایی که به چیزهایی مانند میل لنگ و میل بادامک اجازه می دهند آزادانه بچرخند. در اکثر خودروها، روغن توسط پمپ روغن از ظرف روغن مکیده می شود، از فیلتر روغن عبور می کند تا هرگونه ریزش از بین برود و سپس تحت فشار زیاد روی یاتاقان ها و دیواره های سیلندر پاشیده می شود. سپس روغن به داخل سامپ می ریزد، جایی که دوباره جمع می شود و چرخه تکرار می شود.
اکنون که در مورد برخی از وسایلی که در ماشین خود قرار می دهید مطلع شدید، بیایید به برخی از چیزهایی که از آن بیرون می آید نگاهی بیندازیم. سیستم اگزوز شامل لوله اگزوز و صدا خفه کن است. بدون صدا خفه کن، چیزی که می شنوید صدای هزاران انفجار کوچک است که از لوله اگزوز شما خارج می شود. صدا خفه کن صدا را کم می کند.
سیستم کنترل انتشار در خودروهای مدرن شامل یک مبدل کاتالیزوری، مجموعه ای از حسگرها و محرک ها و یک کامپیوتر برای نظارت و تنظیم همه چیز است. به عنوان مثال، مبدل کاتالیزوری از یک کاتالیزور و اکسیژن برای سوزاندن هر گونه سوخت استفاده نشده و برخی مواد شیمیایی دیگر در اگزوز استفاده می کند. یک سنسور اکسیژن در جریان اگزوز اطمینان حاصل می کند که اکسیژن کافی برای کار کاتالیزور وجود دارد و در صورت لزوم موارد را تنظیم می کند.
به جز بنزین، چه چیز دیگری به ماشین شما نیرو می دهد؟ سیستم الکتریکی از یک باتری و یک دینام تشکیل شده است. دینام توسط یک تسمه به موتور متصل می شود و برای شارژ باتری برق تولید می کند. باتری برق 12 ولتی را برای هر چیزی که در خودرو به برق نیاز دارد (سیستم جرقه زنی، رادیو، چراغ های جلو، برف پاک کن ها، شیشه ها و صندلی های برقی، کامپیوترها و غیره) از طریق سیم کشی خودرو در دسترس قرار می دهد.
اکنون که همه چیز را در مورد زیرسیستم های اصلی موتور می دانید، بیایید راه هایی را بررسی کنیم که می توانید عملکرد موتور را افزایش دهید.
افزودن توربوشارژر به موتور خودرو می تواند به افزایش قدرت و عملکرد کلی آن کمک کند.
با استفاده از تمام این اطلاعات، می توانید متوجه شوید که راه های مختلفی برای بهبود عملکرد موتور وجود دارد. سازندگان خودرو دائماً با همه متغیرهای زیر بازی می کنند تا موتور را قدرتمندتر و/یا مصرف سوخت را بیشتر کنند.
افزایش جابجایی: جابجایی بیشتر به معنای قدرت بیشتر است زیرا می توانید در هر دور موتور گاز بیشتری بسوزانید. می توانید با بزرگتر کردن سیلندرها یا با افزودن سیلندرهای بیشتر، جابجایی را افزایش دهید. به نظر می رسد که دوازده سیلندر حد عملی باشد.
نسبت تراکم را افزایش دهید: نسبت تراکم بالاتر تا یک نقطه قدرت بیشتری تولید می کند. با این حال، هرچه بیشتر مخلوط هوا/سوخت را فشرده کنید، احتمال ترکیدن خود به خود در شعله بیشتر می شود (قبل از اینکه شمع جرقه بزند). بنزین های با اکتان بالاتر از این نوع احتراق زودرس جلوگیری می کنند. به همین دلیل است که خودروهای با عملکرد بالا معمولاً به بنزین با اکتان بالا نیاز دارند - موتورهای آنها از نسبت تراکم بالاتری برای دریافت قدرت بیشتر استفاده می کنند.
مواد بیشتری در هر سیلندر قرار دهید: اگر بتوانید هوا (و در نتیجه سوخت) بیشتری را در یک سیلندر با اندازه معین جمع کنید، می توانید قدرت بیشتری را از سیلندر دریافت کنید (به همان روشی که با افزایش اندازه سیلندر) افزایش سوخت مورد نیاز برای احتراق توربوشارژرها و سوپرشارژرها هوای ورودی را تحت فشار قرار می دهند تا به طور موثر هوای بیشتری را در یک سیلندر جمع کنند.
هوای ورودی را خنک کنید: فشرده سازی هوا دمای آن را افزایش می دهد. با این حال، شما دوست دارید خنک ترین هوای ممکن را در سیلندر داشته باشید زیرا هرچه هوا گرمتر باشد، هنگام احتراق کمتر منبسط می شود. بنابراین، بسیاری از خودروهای توربوشارژ و سوپرشارژر دارای اینترکولر هستند. اینترکولر یک رادیاتور مخصوص است که هوای فشرده از آن عبور می کند تا قبل از ورود به سیلندر خنک شود.
اجازه دهید هوا راحت تر وارد شود: همانطور که پیستون در مسیر ورودی به سمت پایین حرکت می کند، مقاومت هوا می تواند نیروی موتور را از بین ببرد. مقاومت هوا را می توان با قرار دادن دو سوپاپ ورودی در هر سیلندر به طور چشمگیری کاهش داد. برخی از خودروهای جدیدتر نیز از منیفولدهای ورودی صیقلی برای از بین بردن مقاومت هوا در آنجا استفاده می کنند. فیلترهای هوای بزرگتر نیز می توانند جریان هوا را بهبود بخشند.
اجازه دهید هوا از اگزوز راحت تر خارج شود: اگر مقاومت هوا خروج اگزوز از سیلندر را سخت کند ، قدرت موتور را از بین می برد. مقاومت هوا را می توان با افزودن یک سوپاپ اگزوز دوم به هر سیلندر کاهش داد. خودرویی با دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی دارای چهار سوپاپ در هر سیلندر است که عملکرد را بهبود می بخشد. وقتی یک آگهی خودرو می شنوید که به شما می گوید ماشین چهار سیلندر و 16 سوپاپ دارد، چیزی که تبلیغ می گوید این است که موتور در هر سیلندر چهار سوپاپ دارد.
اجازه دهید هوا از اگزوز راحت تر خارج شود: چگونه می توان عملکرد خروجی اگزوز را بهبود بخشید. وقتی هوا برای خروج از سیلندر به داخل اگزوز جریان می یابد، در برخورد با مقاومتی به نام مقاومت هوا برخورد می کند. این مقاومت می تواند جریان خروجی را متعادل کند و در نتیجه قدرت موتور را کاهش دهد.
برای کاهش مقاومت هوا، یک راهکار متداول استفاده از سوپاپ اگزوز دوم در هر سیلندر است. در یک خودرویی که دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی دارد، هر سیلندر با چهار سوپاپ تجهیز شده است. این به معنای این است که در هر سیلندر دو سوپاپ برای جریان ورودی هوا و دو سوپاپ برای جریان خروجی اگزوز وجود دارد.
استفاده از تعداد بیشتری سوپاپ در هر سیلندر، عملکرد موتور را بهبود می بخشد. زمانی که در مورد یک خودرویی که دارای چهار سیلندر و 16 سوپاپ است صحبت می کنید، این به معنای این است که در هر سیلندر، چهار سوپاپ وجود دارد.
اگر لوله اگزوز خیلی کوچک باشد یا صدا خفه کن مقاومت زیادی در برابر هوا داشته باشد، این می تواند باعث فشار برگشتی شود که همین اثر را دارد. سیستم های اگزوز با کارایی بالا از هدرها، لوله های دم بزرگ و صدا خفه کن های جریان آزاد برای حذف فشار برگشتی در سیستم اگزوز استفاده می کنند. وقتی می شنوید که یک خودرو دارای "اگزوز دوگانه" است، هدف این است که با داشتن دو لوله اگزوز به جای یکی، جریان اگزوز را بهبود بخشید.
همه چیز را سبک تر کنید: قطعات سبک وزن به عملکرد بهتر موتور کمک می کند. هر بار که پیستون تغییر جهت می دهد، انرژی مصرف می کند تا حرکت را در یک جهت متوقف کند و آن را در جهت دیگر شروع کند. هر چه پیستون سبک تر باشد، انرژی کمتری مصرف می کند. این امر باعث بهره وری بهتر سوخت و همچنین عملکرد بهتر می شود.
تزریق سوخت: تزریق سوخت امکان اندازه گیری بسیار دقیق سوخت را به هر سیلندر می دهد. این باعث بهبود عملکرد و مصرف سوخت می شود.
در ادامه به برخی از سوالات رایج مرتبط با موتور که توسط خوانندگان ارسال شده است، پاسخ خواهیم داد.
در اینجا مجموعه ای از سوالات مرتبط با موتور از خوانندگان و پاسخ آنها آمده است:
تفاوت بین موتور بنزینی و موتور دیزلی چیست؟
در موتور دیزلی شمع وجود ندارد. در عوض، سوخت دیزل به سیلندر تزریق می شود و گرما و فشار ضربه فشرده سازی باعث مشتعل شدن سوخت می شود. سوخت دیزل چگالی انرژی بالاتری نسبت به بنزین دارد، بنابراین موتور دیزل مسافت پیموده شده بهتری دارد.
تفاوت موتور دو زمانه و چهار زمانه چیست؟
اکثر اره های زنجیری و موتورهای قایق از موتورهای دو زمانه استفاده می کنند. یک موتور دو زمانه فاقد سوپاپ متحرک است و هر بار که پیستون به بالای چرخه خود برخورد می کند شمع جرقه می زند. سوراخی در قسمت پایینی دیواره سیلندر باعث ورود گاز و هوا می شود. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، فشرده می شود، شمع جرقه احتراق را مشتعل می کند و اگزوز از سوراخ دیگری در سیلندر خارج می شود. شما باید روغن را در یک موتور دو زمانه با گاز مخلوط کنید زیرا سوراخ های دیواره سیلندر مانع از استفاده از حلقه ها برای آب بندی محفظه احتراق می شود. به طور کلی، یک موتور دو زمانه نسبت به اندازه خود قدرت زیادی تولید می کند زیرا چرخه های احتراق دو برابر در هر چرخش اتفاق می افتد. با این حال، یک موتور دو زمانه بنزین بیشتری مصرف می کند و مقدار زیادی روغن می سوزاند، بنابراین آلودگی بسیار بیشتری دارد.
شما در این مقاله به موتورهای بخار اشاره کردید - آیا موتورهای بخار و سایر موتورهای احتراق خارجی مزایایی دارند؟
مزیت اصلی موتور بخار این است که می توانید از هر چیزی که می سوزد به عنوان سوخت استفاده کنید. به عنوان مثال، یک موتور بخار می تواند از زغال سنگ، روزنامه یا چوب برای سوخت استفاده کند، در حالی که یک موتور احتراق داخلی به سوخت مایع یا گازی خالص و با کیفیت بالا نیاز دارد.
چرا یک موتور هشت سیلندر وجود دارد؟
چرا به جای آن یک سیلندر بزرگ با همان جابجایی هشت سیلندر نداشته باشیم؟ چند دلیل وجود دارد که چرا یک موتور بزرگ 4.0 لیتری به جای یک سیلندر بزرگ 4 لیتری، هشت سیلندر نیم لیتری دارد. دلیل اصلی صاف بودن است. یک موتور V-8 بسیار نرمتر است زیرا به جای یک انفجار بزرگ، هشت انفجار با فواصل مساوی دارد. دلیل دیگر شروع گشتاور است. هنگامی که شما یک موتور V-8 را راه اندازی می کنید، فقط دو سیلندر (1 لیتر) را از طریق تراکم آنها به حرکت در می آورید، اما با یک سیلندر بزرگ باید 4 لیتر را فشرده کنید.
موتورهای 4 سیلندر و V6 چه تفاوتی دارند؟
عرضه Fusion V6 Sport 2017 به صورت استاندارد با موتور 2.7 لیتری EcoBoost با 380 پوند فوت
تعداد سیلندرهایی که یک موتور شامل آن است، عامل مهمی در عملکرد کلی موتور است. هر سیلندر حاوی یک پیستون است که داخل آن پمپ می شود و آن پیستون ها به میل لنگ متصل می شوند و می چرخند. هر چه تعداد پیستون های پمپاژ بیشتری وجود داشته باشد، حوادث احتراق بیشتری در هر لحظه اتفاق می افتد. این بدان معناست که در زمان کمتری می توان برق بیشتری تولید کرد.
موتورهای چهار سیلندر معمولاً در پیکربندی های "مستقیم" یا "داخلی" تولید می شوند در حالی که موتورهای 6 سیلندر معمولاً به شکل فشرده تر "V" پیکربندی می شوند و بنابراین به عنوان موتورهای V6 شناخته می شوند. موتورهای V6 موتور انتخابی خودروسازان آمریکایی بودند زیرا قدرتمند و کم صدا هستند، اما فناوری های توربوشارژ موتورهای چهار سیلندر را قدرتمندتر و برای خریداران جذاب تر کرده است.
از لحاظ تاریخی، مصرف کنندگان خودروهای آمریکایی دماغ خود را به سمت موتورهای چهار سیلندر می چرخانند و معتقد بودند که آنها کند، ضعیف، نامتعادل و در شتاب کوتاه هستند. با این حال، زمانی که خودروسازان ژاپنی، مانند هوندا و تویوتا، در دهه 1980 و 90 شروع به نصب موتورهای چهار سیلندر بسیار کارآمد در خودروهای خود کردند، آمریکایی ها قدردانی جدیدی از موتور جمع و جور پیدا کردند. مدل های ژاپنی مانند تویوتا کمری به سرعت از مدل های مشابه آمریکایی پیشی گرفتند.
موتورهای چهار سیلندر مدرن از مواد سبک تر و فناوری توربوشارژ مانند موتور EcoBoost فورد استفاده می کنند تا عملکرد V-6 را از موتورهای چهار سیلندر کارآمدتر افزایش دهند. آیرودینامیک و فناوری های پیشرفته، مانند آن هایی که مزدا در طرح های SKYACTIV خود استفاده می کند، استرس کمتری را بر این موتورهای توربوشارژ کوچک تر وارد می کند و کارایی و عملکرد آنها را بیشتر می کند.
در مورد آینده V6، در سال های اخیر اختلاف بین موتورهای چهار سیلندر و V6 به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. اما موتورهای V-6 هنوز هم کاربردهای خود را دارند و نه تنها در خودروهای پرفورمنس. کامیون هایی که برای یدک کشی تریلر یا حمل بار استفاده می شوند، برای انجام این کارها به قدرت V-6 نیاز دارند. قدرت در این موارد مهمتر از کارایی است.
چه نوع موتوری در خودروها استفاده می شود؟
موتور خودرو یک موتور احتراق داخلی است. موتورهای احتراق داخلی انواع مختلفی دارند. موتورهای دیزلی یک نوع و موتورهای توربین گازی نوع دیگری هستند.
کارکرد موتور ماشین چیست؟
هدف یک موتور ماشین بنزینی تبدیل بنزین به حرکت است تا ماشین شما بتواند حرکت کند.
موتور خودرو از چه قطعاتی تشکیل شده است؟
هسته موتور سیلندر است که پیستون در داخل سیلندر بالا و پایین می رود. سایر قطعات کلیدی عبارتند از شمع، سوپاپ ها، پیستون، رینگ های پیستون، شاتون، میل لنگ و مخزن.
گام به گام موتور خودرو چگونه کار می کند؟
تقریباً هر خودرویی با موتور بنزینی از چرخه احتراق چهار زمانه برای تبدیل بنزین به حرکت استفاده می کند. آنها عبارتند از سکته ورودی، ضربه فشرده سازی، سکته مغزی احتراق و سکته اگزوز.
چرا موتور من روشن نمی شود؟
سه چیز اساسی ممکن است اتفاق بیفتد: ترکیب بد سوخت، عدم فشرده سازی یا عدم وجود جرقه. فراتر از آن، هزاران چیز جزئی می توانند مشکلاتی ایجاد کنند، اما اینها «سه مورد بزرگ» هستند.
گردآوری : بخش خودرو بیتوته
