مقالات

آشنایی با اجزای موتور خودرو

موتور خودرو از دهها قطعه ریز و درشت تشکیل شده است که برخی از آنها ثابت و بعضا در حال تحرک هستند. در این مقاله به صورت مصور به معرفی مختصر برخی از این قطعات و کارکرد آنها پرداخته شده است.

پیستون(Piston)

پیستون قطعه ای استوانه ای شکل است که در درون سیلندر بالا و پایین می رود در کورس قدرت تا 18000 نیوتون نیرو به طور ناگهانی به کف پیستون وارد می شود. وقتی با سرعت زیاد رانندگی می کنید این اتفاق در هر سیلندر 30 تا 40 بار در ثانیه رخ می دهد و دمای کف پیستون به 2200 درجه سانتیگراد یا بیشتر می رسد. پیستون باید به اندازه ای محکم باشد که بتواند این تنشها را تحمل کند در عین حال پیستون باید چنان سبک باشد که بار وارد بر یاتاقان ها کاهش یابد. پیستون را معمولاً از چدن خاکستری، فولاد ریخته‌گری و یا آلیاژهای آلومینیوم می سازند.

پیستون‌های چدنی سنگین بوده و توان وزنی موتور را کاهش می‌دهند همین‌طور چدن داری ضریب انبساط حجمی پائین بوده و در عین حال دارای ضریب انتقال حرارت پائینی دارد. پیستون‌های آلومینیومی سبک بوده و ضمن افزایش شتاب موتور و توان وزنی از ضریب انتقال حرارت خوبی نیز برخوردار است. تنها ضعف پیستون‌های آلومینیومی بالا بودن ضریب انبساط حجمی آنهاست.

قطر پیستون موتور خودرو بین 76 تا 122 و وزن آن در حدود 450 گرم است و همه پیستون ها باید هم وزن باشند تا موتور دچار لرزش نشود.

سیلندر موتور(Cylinder)

سیلندر در موتورها و پمپ‌های رفت و برگشتی، فضایی استوانه ای است که از بالا به وسیله سرسیلندر مسدود شده و از طرف پایین با حرکت پیستون حجم آن مرتبا تغییر می کند.

هر موتور، پمپ و یا کمپرسور رفت و برگشتی، برای کارکرد نیاز به دست‌کم یک سیلندر دارد. معمولاً چند سیلندر در کنار یکدیگر و در بلوک سیلندر قرار می‌گیرند که با ریخته‌گری آلیاژهای آلومینیوم یا چدن ساخته شده و سپس ماشین کاری می‌شود.

فضای بین پیستون و سیلندر، با استفاده از رینگ‌های پیستون که در شیارهایی بر روی سطح خارجی پیستون قرار می‌گیرند، آب‌بندی می‌شود تا از نشت هوا به بیرون از سیلندر و نشت روغن به داخل آن جلوگیری شود.

سیلندر موتور به قسمت استوانه‌ای شکل موتور گفته می‌شود که قطعات دیگر نظیر پیستون درون آن قرار گرفته و بالا و پایین می‌روند. شکل کلی سلندرها یک استوانه‌ای است که از هر دو طرف باز است. به عنوان مثال اگر قسمت تحتانی یک لیوان را از جایی ببریم که قطر آن با قطر دهانه لیوان یکسان باشد یک سیلندر ساخته‌ایم. سیلندر موتور در تمامی موتورهای احتراق داخلی (خواه چهارزمانه باشد خواه دوزمانه) وجود دارد.

لیکن شکل آن متناسب با نوع موتور متفاوت است. همچنین ابعاد سیلندر نیز متناسب با توان اسمی موتور و تعداد سیلندرهای آن متفاوت است. در معنای کاربردی کلمه سیلندر نه تنها به یک استوانه توخالی بلکه به بدنه اصلی موتور گفته می‌شود که شامل سیلندرها و نیز پوسته پوشاننده اطراف آنها مجاور عبور آب برای خنک کاری سیلندر و نیز مجاری روغن گفته می‌شود. سیلندر قسمت اصلی یک موتور است و سایر قسمت‌های موتور به آن وصل می‌شوند.

با توجه به آرایش و پیکر بندی سیلندرها، موتور ها را در دسته های مختلفی طبقه بندی می کنند. بان بان در مقالاتی مستقل، انواع این موتورها شامل موتورهای خطی، موتورهای تخت یا بوکسوری، موتورهای شعاعی یا ستاره ای، موتورهای W شکل، موتورهای وی‌ شکل یا خورجینی و موتورهای دورانی یا وانکل را معرفی کرده است.

شاتون

شاتون موتور اهرمی است که به پیستون موتور و میل لنگ متصل بوده و باعث تبدیل شدن نیروی خطی پیستون به نیروی چرخشی میل لنگ می گردد.

میان شاتون و میل‌لنگ یک یاتاقان قرار دارد تا حرکت عمودی پیستون را به حرکت دورانی میل‌لنگ تبدیل کند. در بیشتر خودروهای درونسوز شاتون را از جنس فولاد می‌سازند.

شاتون تا حد امکان سبک ساخته می‌شود؛ ولی در عین حال به اندازه لازم سخت و محکم می‌باشد. برای تأمین این شرایط معمولاً شاتون را از جنس فولاد می‌سازند این استحکام برای شاتون ضروری است چرا که می‌بایست ضربات ناشی از احتراق را تحمل کند (نیرویی که در زمان قدرت روی پیستون وارد می‌شود) به‌وسیله شاتون به میل لنگ منتقل می‌گردد.

میل لنگ (Crankshaft)

میل لنگ یا محور موتور میله ای است که کار انجام شده در روی پیستون را به صورت گشتاور و دور دریافت نموده و آن را به سیستم انتقال قدرت ارسال می کند. به عبارتی دیگر میل‌لَنگ قطعه‌ای در موتورها است که حرکت خطی پیستون‌ها را تبدیل به حرکت دورانی می‌کند.

میل لنگ معمولاً به وسیله یاتاقان روی بلوک سیلندر سوار می‌شود و قطعه‌ای بنام «بغل یاتاقانی» خلاصی یا لقی طولی میل لنگ را تنظیم می‌کند. خلاصی میل لنگ در یاتاقان کمتر یک دهم میلی‌متر است. میل لنگ دارای لنگ‌ها یا نقاط اتصال ثابت و متحرک می‌باشد، لنگ‌های ثابت به وسیله یاتاقان‌های ثابت روی بلوک سیلندر بسته می‌شوند و فقط حرکت چرخشی دارند و به همین جهت به این نام خوانده می‌شوند. لنگ‌های متحرک که علاوه بر حرکت چرخشی حرکت دورانی نیز دارند به وسیله یاتاقان متحرک به شاتون وصل می‌شوند.

سامانه میل‌ لنگ نخستین بار توسط مخترع ایرانی کرد، بدیع‌الزمان جزری (۱۱۳۶–۱۲۰۶) در سال ۱۲۰۰ میلادی اختراع شد. وی از میل‌لنگ در دو گونه دستگاه بالا بردن آب استفاده کرده ‌بود.

در تصویر، میل‌لنگ (قرمز)، پیستون‌ها و لنگها (خاکستری) در داخل سیلندرهایشان (آبی)، و چرخ لنگر (سیاه)

سوپاپ (Poppet valve)

بطور کلی هر چیزی که ورود و خروج چیز دیگری را کنترل کند می‌تواند یک سوپاپ تلقی شود. به عنوان مثال می‌توان درهای ورودی خودکار در فروشگاههای بزرگ را نام برد. در موتور خودرو سوپاپ قطعه فلزی است قارچی شکل که در روی دریچه های ورودی و خروجی سرسیلندر قرار گرفته است و در زمان کار موتور با باز و بسته شدن خود نقش متفاوتی را ایفا می کند.

سوپاپ‌ها وظیفه دارند تا در زمان های مناسب ابتدا هوا را وارد سیلندر سازند و پس از آن در مراحل تراکم و قدرت (احتراق سوخت) بسته بمانند و سپس در مرحله تخلیه، گازهای ناشی از احتراق را از سیلندر خارج کنند.

انواع سیستم سوپاپ بدین شرح است:

سیستم سوپاپ ایستاده (L هد)

این روش جدیدترین روش سیستم سوپاپ بوده که تمام سوپاپ‌های دود و گاز به طور ایستاده در یک طرف بلوک سیلندر قرار داشته و به وسیله فرمان گرفتن میل سوپاپ کار می‌کند (مانند جیپ‌های جنگی آمریکایی). در این روش به علت کوچک شدن محفظه احتراق و فرم خاص آن پر شدن سیلندر بهتر انجام می‌شود و راندمان حجمی موتور به ۸۸ درصد نیز می‌رسد در این روش ورود گاز و خروج دود به شکل (L) است.

سیستم سوپاپ مختلط (F هد)

در این روش سوپاپ گاز به طور معلق و سوپاپ دود به طور ایستاده قرار می‌گیرد تا عمل پر شدن سیلندر به علت نزولی جریان سوخت کنترل شود (مانند جیپ). خروج دود و گاز به صورت (F) شکل می‌باشد.

سیستم سوپاپ معلق (I هد)

در این روش هر دو سوپاپ گاز و دود درسیلندر قرار دارد (مانند پیکان و تویوتا) و جهت خروج گاز و ورود دود در یک خط مستقیم به شکل (I) می‌باشد که راندمان حجمی موتور ۹۵ درصد می‌باشد.

سیستم سوپاپ ردیفه (T هد)

این روش که در موتورهای قدیمی بکار می‌رود شامل دو میل بادامک است که با یکی سوپاپ دود و با یکی سوپاپ گاز باز و بسته می‌شود. راندمان حجمی موتور در سیستم سوپاپ ردیفه به علت بد پر شدن سیلندر ۷۵ درصد می‌باشد و خروج و ورود سوخت به شکل (T) می‌باشد.

سرسیلندر موتور

سرسیلندر قطعه ای است که به عنوان درپوش در بالای بدنه سیلندر بسته می شود تا محفظه احتراق را به وجود آورد. معمولا در روی سرسیلندر جای شمع و جای سوپاپ و غیره قرار دارد.

سرسیلندر درپوشی است که با بلوک سیلندر تشکیل اطاق احتراق را می دهد و شکل آن تابع ساختمان سیلندر بوده و چنانچه از نوع خنک کننده با آب باشد دارای مجاری آب و در غیر این صورت دارای شیارهای خنک کننده با هوا می باشد. سرسیلندر با پیچ و مهره به بلوک سیلندر متصل می شود. در کف سرسیلندر به تعداد سیلندر ها گودی وجود دارد که اطاق احتراق نام دارند. روی سرسیلندر داخل هر اطاق احتراق سوراخی برای قرار دادن شمع وجود دارد.

سرسیلندر از آلیاژهای آهن (چدن دندانه ریز) یا آلیاژهای آلومینیوم و به دو صورت ریختگی یا تزریقی در داخل قالبهای بخصوص ساخته می شود. سرسیلندر معمولا یکپارچه و یا اگر طول موتور زیاد و یا سنگین باشد چند تکه ریخته شده و سپس سطوح لازم را تراشیده و صیقل داده و بشکل مورد نظر در می آورند.

در این ویدیو انیمیشنی با قطعات مختلف موتور خودرو و شیوه بستن آنها آشنا خواهید شد. دیدن این ویدئو که به وسیله کمپانی فورد تهیه شده است، به کاربرانی که به دانش مکانیک خودرو و مهارتهای مکانیکی علاقه مندند، پیشنهاد می شود.

فرزاد رستمی

"کارشناس ارشد مهندسی اتومکانیک و مدرس دانشگاه هستم و در زمینه انتشار مقالات مکانیک خودرو با سایت خودرو بان بان همکاری می کنم."

- فرزاد رستمی

برچسب ها: موتور خودرو

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید