موتور خودرو، موتورخانه خودرو است. این موتور مسئول سوزاندن سوخت در سیستم احتراق داخلی و تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی برای به حرکت درآوردن خودرو است. موتور با ترکیب هوا و سوخت، احتراق مخلوط و ایجاد انفجارهای کنترل‌شده در سیلندرهای خود کار میکند. این انفجارها انرژی ایجاد می‌کنند که پیستون‌ها را حرکت می‌دهد و از طریق اتصالات مکانیکی، چرخ‌های خودرو را به حرکت در می‌آورد.
همه موتورها نوع خاصی از انرژی را به انرژی مکانیکی مورد نیاز برای حرکت خودرو تبدیل می‌کنند. در حالی که انرژی پایه در موتورهای احتراق داخلی شیمیایی است، در خودروهای برقی الکتریکی است. در حالی که موتورهای خودرو از نظر اندازه، پیکربندی و منبع انرژی متفاوت هستند، عملکردهای تبدیل انرژی مشابهی را برای کارکرد روان خودرو انجام می‌دهند.
سیستم موتور خودرو بر اساس اصل تبدیل انرژی عمل میکند. در یک موتور احتراق داخلی، انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود، در حالی که در یک وسیله نقلیه الکتریکی، انرژی الکتریکی موتورهای الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
مطابق با مباحث آموزش مکانیکی در یک موتور احتراق داخلی معمولی، این فرآیند با ورود هوا و سوخت به سیلندرهای موتور آغاز می‌شود. پس از آن، شمع این مخلوط را مشتعل میکند و باعث انفجاری می‌شود که گرما تولید میکند و گازها را منبسط میکند و پیستون‌ها را به سمت پایین هل می‌دهد و حرکت خطی ایجاد میکند.
در مرحله بعد، پیستون‌ها از طریق شاتون‌ها به میل لنگ متصل می‌شوند که این حرکت خطی را به حرکت چرخشی تبدیل میکند. سپس انرژی چرخشی به سیستم انتقال قدرت منتقل می‌شود و چرخ‌های خودرو را به حرکت در می‌آورد و به سایر اجزا مانند ترمزها و سیستم فرمان خودرو نیرو می‌دهد.
این چرخه ورود هوا، فشرده‌سازی، نیرو و اگزوز، که به عنوان چرخه چهار زمانه شناخته می‌شود، ادامه می‌یابد و تضمین میکند که خودرو در حال کار است. با این حال، موتورهای مدرن از فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند سیستم‌های تزریق سوخت، توربوشارژرها و زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها برای بهینه‌سازی کارایی و عملکرد استفاده می‌کنند. از سوی دیگر، جدیدترین فناوری - موتورهای خودروهای الکتریکی - برای ایجاد حرکت به اصول الکترومغناطیسی متکی هستند و احتراق را به طور کامل دور می‌زنند.
اجزای سیستم موتور خودرو چیست؟
یک موتور خودرو از اجزای مختلفی تشکیل شده است که همگی وظیفه به حرکت درآوردن خودرو را بر عهده دارند. این بخش بر روی اجزای یک موتور احتراق داخلی معمولی تمرکز خواهد کرد.
بلوک سیلندر
هسته موتور - مهمترین جزء موتور خودرو - است. این بلوک سیلندرها را که به میل لنگ و پیستون‌ها متصل هستند، در خود جای می‌دهد. فرآیند احتراق در داخل این بلوک سیلندر رخ می‌دهد و مکانیزم میل لنگ را به حرکت چرخشی تبدیل میکند.
با حرکت پیستون، قدرت و گشتاور لازم برای حرکت خودرو تولید می‌شود. طراحی بلوک سیلندر به طور قابل توجهی بر قدرت و کارایی موتور تأثیر می‌گذارد، زیرا پایه اکثر عملکردهای موتور را تشکیل می‌دهد.
سرسیلندر
سرسیلندر در بالای بلوک سیلندر قرار دارد و قسمت بالای محفظه احتراق خودرو را تشکیل می‌دهد. این قطعه از پورت‌ها، سوپاپ‌ها، شمع‌ها و انژکتورها تشکیل شده است. این سوپاپ‌ها و پورت‌ها، سیلندر را آب‌بندی می‌کنند تا احتراق را مهار کرده و ورود هوا و سوخت و خروج اگزوز را کنترل کنند. به دلیل شرایط کاری با دمای بالا، سرسیلندر اغلب از مواد مقاوم در برابر حرارت، هرچند سبک، ساخته می‌شود تا عملکرد بهینه تضمین شود
پیستون و شاتون
پیستون یک قطعه استوانه‌ای است که از طریق شاتون‌ها به میل لنگ متصل می‌شود. این قطعه خودرو در داخل سیلندر بالا و پایین می‌رود و انرژی حاصل از احتراق را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. شاتون (یا میله پیستون) حرکت خطی پیستون‌ها را به انرژی چرخشی منتقل میکند. این حرکت ثابت پیستون به عملکرد بهینه موتور کمک میکند.
رینگ پیستون
رینگ‌های پیستون اجزای دایره‌ای کوچکی هستند که در اطراف پیستون‌ها نصب شده‌اند. آنها قابل مشاهده نیستند اما عملکردهای حیاتی دارند. آنها به آب‌بندی محکم پیستون‌ها در داخل بلوک سیلندر کمک می‌کنند و به حفظ فشرده‌سازی و جلوگیری از نشت گازهای احتراق کمک می‌کنند. آنها همچنین با تراشیدن روغن اضافی از دیواره‌های سیلندر به تنظیم مصرف روغن کمک می‌کنند.
میل لنگ
وظیفه اصلی میل لنگ تبدیل حرکت خطی پیستون‌ها به حرکت چرخشی است که به سیستم انتقال قدرت نیرو می‌دهد و در نهایت خودرو را به حرکت در می‌آورد. از آنجا که میل لنگ اغلب در حرکت ثابت است، اغلب از فولاد آهنگری شده یا چدن ساخته می‌شود که با دقت تولید می‌شوند.
کارتر میل لنگ یا محفظه روغن
همانطور که از نامش پیداست، محفظه‌ای برای میل لنگ است. با این حال، از بلوک سیلندر، شاتون‌ها و پیستون‌ها نیز پشتیبانی میکند. علاوه بر این، به عنوان مخزن روغن موتور عمل میکند و به روانکاری اجزای مختلف موتور کمک میکند.
میل بادامک
میل بادامک در تبدیل حرکت چرخشی میل لنگ به حرکت خطی و فعال کردن سوپاپ‌ها کمک میکند. لوب‌های آن، لیفترها یا دنبال‌کننده‌ها را فشار می‌دهند و باعث می‌شوند سوپاپ‌ها باز یا بسته شوند تا هوا و سوخت وارد سیلندرها و گازهای خروجی از سیلندرها خارج شوند.
انژکتور سوخت
نقش اصلی آن رساندن سوخت به محفظه احتراق یا منیفولد ورودی در فواصل و فشارهای دقیق است. خودروهای جدیدتر دارای انژکتورهای سوخت پیشرفته‌ای هستند که اتمیزه کردن سوخت، بهبود راندمان احتراق و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را تضمین می‌کنند.
شمع
شمع با مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق، کورس قدرت چرخه موتور را آغاز میکند. با تشکیل قوس الکتریکی بین الکترودهای خود، جرقه ایجاد میکند و باعث روشن شدن خودرو، شتاب گرفتن و تعویض دنده‌ها می‌شود.
تسمه یا زنجیر تایمینگ
تسمه یا زنجیر تایمینگ چرخش میل لنگ و میل بادامک را هماهنگ میکند و از باز و بسته شدن سوپاپ‌ها در زمان صحیح اطمینان حاصل میکند.میل لنگ می‌چرخد و از طریق تسمه تایم، میل بادامک را می‌چرخاند. سپس زنجیر تایمینگ تضمین میکند که برآمدگی‌های میل بادامک، سوپاپ‌ها را در زمان صحیح نسبت به حرکت پیستون‌ها باز و بسته کنند.
انواع موتورهای خودرو
موتورهای خودرو در طرح‌ها، شکل‌ها و پیکربندی‌های مختلفی وجود دارند. این بخش به بررسی انواع رایج سیستم‌های موتور خودرو می‌پردازد.
موتورهای خطی
موتورهای خطی گاهی اوقات به دلیل پیکربندی طراحی‌شان، موتورهای مستقیم نامیده می‌شوند. این موتورها دارای سیلندرهای موتور هستند که در کنار هم و به صورت عمودی قرار گرفته‌اند. این نوع موتور به دلیل سادگی و طراحی جمع و جور خود، که سیلندرهای بیشتری را برای راندمان بهتر در خود جای می‌دهد، محبوب است.
علاوه بر این، این پیکربندی امکان استفاده از اجزای کمتر را فراهم میکند و وزن موتور و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد. با این حال، موتورهای خطی در وسایل نقلیه کوچکتر، به ویژه سدان‌ها، رایج‌تر هستند، زیرا ممکن است برای وسایل نقلیه پیچیده‌تر، قدرت کمتری تولید کنند.
موتورهای V شکل
موتورهای V شکل معمولاً دارای دو ردیف سیلندر به شکل V هستند. این طراحی، سیلندرها را با زاویه 60 درجه مرتب میکند که امکان شکل‌گیری فشرده‌تر و تولید توان بالاتر را فراهم میکند و آنها را برای خودروهای عملکردی و لوکس مناسب می‌سازد.
انواع استاندارد موتورهای V شامل V6 و V8 است که عدد نشان دهنده تعداد سیلندرها و ظرفیت توان است. با این حال، طراحی پیچیده، تولید آنها را گران‌تر میکند.
موتورهای باکسر یا تخت
موتورهای باکسر یا تخت، سیلندرها را به صورت افقی در دو ردیف مخالف قرار می‌دهند. این طراحی مرکز ثقل را پایین می‌آورد و پایداری و هندلینگ خودرو را افزایش می‌دهد. با این حال، موتورهای باکسر رایج نیستند و اغلب برای خودروهای اسپرت و خودروهای لوکس مانند SUVها استفاده می‌شوند.
آنها به دلیل حرکت مخالف پیستون‌ها، عملکرد روان و لرزش کمتری را نشان می‌دهند. با این حال، در مقایسه با موتورهای خطی یا V، تولید و نگهداری آنها پیچیده‌تر و گران‌تر است.
موتورهای دوار
این نوع موتور خودرو با استفاده از یک روتور مثلثی به جای پیستون‌های سنتی، نیرو تولید میکند. موتورهای دوار جمع و جور و سبک هستند و نسبت توان به وزن بالایی دارند. در حالی که آنها روان و بی‌صدا کار می‌کنند، اما با افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، راندمان سوخت کمتری را نشان می‌دهند و باعث کاهش کاربردها می‌شوند.
موتورهای خودروهای الکتریکی
برخلاف موتورهای احتراق داخلی (ICE)، خودروهای الکتریکی از یک موتور الکتریکی به عنوان موتور خود استفاده می‌کنند. این دستگاه برای تولید حرکت به برق ذخیره شده در باتری‌ها متکی است و انتشار گازهای گلخانه‌ای صفر و راندمان انرژی بالایی را ارائه می‌دهد. موتورهای الکتریکی گشتاور و قدرت فوری را فراهم می‌کنند و بی‌صدا کار می‌کنند. با این حال، عملکرد آنها به باتری‌ها متکی است و ممکن است تحت تأثیر زمان شارژ قرار گیرد.
از چه موادی برای ساخت قطعات موتور استفاده می شود؟
ما قبلاً در مورد اجزای اصلی موتور بحث کردیم. از آنجا که بسیاری از این قطعات اغلب شرایط سختی را تجربه می‌کنند، تولیدکنندگان باید آنها را با استفاده از موادی با خواص مکانیکی و شیمیایی عالی بسازند.
آلومینیوم
آلومینیوم یکی از فلزات پرکاربرد در صنعت خودرو، به ویژه برای ساخت قطعات موتور است. این فلز سبک و مقاوم در برابر حرارت است که آن را به گزینه‌ای عالی برای ساخت سرسیلندر و بلوک موتور، در میان سایر اجزا، تبدیل میکند. چگالی کمتر آن نسبت به فولاد به کاهش وزن کلی موتور، بهبود راندمان سوخت و عملکرد خودرو کمک میکند.
فولاد
فولاد به دلیل استحکام و دوامش شناخته شده است و آن را برای قطعات موتوری که در برابر فشار و گرمای زیاد مقاومت می‌کنند، ایده‌آل میکند. بنابراین، تولیدکنندگان از فولاد برای ساخت میل‌لنگ، شاتون و بلوک موتور، به ویژه در وسایل نقلیه سنگین، استفاده می‌کنند. استحکام کششی بالای آن، قابلیت اطمینان را در شرایط عملیاتی شدید تضمین میکند. با این حال، فولاد سنگین‌تر از آلومینیوم است که می‌تواند بر راندمان سوخت تأثیر بگذارد. علاوه بر این، مستعد زنگ‌زدگی است.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ ماده‌ای عالی است. به لطف محتوای کروم قابل توجه آن، استحکام فولاد معمولی را با مقاومت استثنایی در برابر خوردگی ترکیب میکند. این ویژگی آن را برای اجزای موتور در معرض محیط‌های سخت، مانند منیفولدهای اگزوز و سوپاپ‌های خودرو، مناسب میکند. در حالی که فولاد ضد زنگ گران‌تر و سنگین‌تر از آلومینیوم است، دوام آن اغلب هزینه را توجیه میکند.
کامپوزیت‌ها
کامپوزیت‌ها مواد نسبتاً جدیدی در بخش خودرو هستند. با این حال، توانایی آنها در ایجاد تعادل مناسب بین کاهش وزن و استحکام، آنها را به یکی از مواد مورد توجه برای طراحی موتورهای مدرن تبدیل میکند. کامپوزیت‌های معمولی از الیاف کربن یا شیشه در مقادیر مختلف در یک ماتریس رزین تشکیل شده‌اند که منجر به ماده‌ای مقاوم با خواص مطلوب می‌شود
https://autoprotoway.com/how-does-car-engine-work/.
