خانه / دنیای اطراف ما / تکنولوژی / موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش دوم)

موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش دوم)

در قسمت قبلی این مقاله با عنوان موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش اول) با روش کار موتور، قطعات آن و مشکلات رایج موتور آشنا شدید. در بخش دوم این مقاله قصد داریم شما را با زیرسیستم ها یا سیستم های فرعی موتور خودرو آشنا کنیم.

بیشتر سیستم های فرعی موتور را می توان با استفاده از تکنولوژی های مختلف پیاده کرد و هرچه این تکنولوژی ها کارآمدتر باشند، کارایی موتور بهبود خواهد یافت. در ادامه به بررسی اجمالی سیستم های فرعی موتورهای امروزی می پردازیم.

مجموعه سوپاپ و سیستم احتراق موتور

مجموعه سوپاپ ها از سوپاپ ها و مکانیزمی که آنها را باز و بسته می کند، تشکیل می شود. سیستم باز و بسته کردن این سوپاپ ها میل سوپاپ نام دارد. روی محور اصلی میل سوپاپ دایره های کوچکی قرار دارد که سوپاپ ها را بالا و پایین می برند. با کلیک روی تصویر زیر می توانید مکانیزم عملکرد میل سوپاپ را ببینید.

در این تصویر می توانید نحوه عملکرد میل سوپاپ را ببینید
در این تصویر می توانید نحوه عملکرد میل سوپاپ را ببینید

بیشتر موتورهای امروزی قطعه ای به نام میل سوپاپ رو دارند. داشتن این قطعه به این معنی است که میل سوپاپ بالای سوپاپ ها قرار می گیرد (به تصویر بالا دقت کنید). دایره های روی میل سوپاپ، مستقیماً یا از طریق یک اتصال کوتاه سوپاپ ها فعال می کنند. در موتورهای قدیمی تر میل سوپاپ داخل مخزن نزدیک میل لنگ قرار می گرفت و میله ها دایره های روی میل سوپاپ را به بالای سوپاپ ها متصل می کردند. این نوع سیستم سوپاپ، قطعات متحرک بیشتری داشت و باعث ایجاد وقفه بیشتر بین فعال سازی میل سوپاپ و حرکت تابع سوپاپ ها میشد. تسمه تایمینگ میل لنگ را به میل سوپاپ وصل می کند تا سوپاپ ها با پیستون هماهنگ باشند. وقتی میل لنگ یک نیم دور می زند، میل سوپاپ آماده چرخیدن می شود. بیشتر موتورهای با عملکرد بالا به ازای هر سیلندر چهار پیستون دارند (دو تا برای ورودی و دو تا برای خروجی) و این نوع تنظیم موتور برای هر مخزن سیلندر به دو میل سوپاپ نیاز دارد؛ به همین خاطر از عبارت ” میل سوپاپ روی دوگانه ” برای اشاره به آنها استفاده می شود.

سیستم احتراق موتور، یک جریان الکتریکی ولتاژ بالا تولید می کند و این جریان را از طریق سیم های سیستم احتراق به شمع جرقه منتقل می کند. این بار الکتریکی ابتدا به سمت توزیع کننده که براحتی داخل کاپوت خودرو قابل مشاهده است، جریان می یابد. توزیع کننده یک سیم ورودی دارد که در وسط آن قرار می گیرد و چهار، شش یا هشت سیم خروجی (بسته به تعداد سیلندرها) هم دارد که از آن بیرون می آیند. این سیم ها جریان الکتریکی را به هر یک از شمع های جرقه می رسانند. چون موتور خودرو یک سیستم زمانبندی شده است، هربار فقط یک سیلندر از توزیع کننده جرقه می گیرد و سیلندرها بصورت همزمان جرقه نمی گیرند. این نحوه عملکرد موجب حداکثر روانی و یکنواختی کارایی موتور می شود.

در ساختنی بخوانید :  کنترل موتور گیربکس دار DC با استفاده از آردوینو و درایور L293D

در ادامه این ساختنی درباره نحوه روشن شدن موتور خودرو، خنک شدن و گردش هوا در آن می خوانید.

سیستم های خنک کننده، ورودی هوا و استارت موتور

سیستم خنک کننده موتور
سیستم خنک کننده موتور

سیستم خنک کننده اکثر خودروها از رادیاتور و پمپ آب تشکیل می شود. در این سیستم آب در معابر اطراف سیلندرها می گردد و سپس از رادیاتور عبور می کند تا آب دوباره خنک شود. در برخی از خودروهای قدیمی (مثل فولکس واگن)، بیشتر موتورسیکلت ها و ماشین های چمن زنی موتور با هوا خنک می شود. سیستم های خنک کننده ای که با هوا کار می کنند، باعث کاهش وزن موتور می شوند اما دمای موتور را هم افزایش می دهند و بطور کلی عمر موتور و کارایی آن را کاهش می دهند.

حالا می دانید که چرا و چگونه موتور خودروی شما خنک می ماند. اما چرا گردش هوا در موتور اینقدر مهم است؟ بیشتر خودرها مکشی هستند؛ به این معنی که هوا از طریق یک فیلتر هوا مستقیماً به داخل سیلندرها جریان می یابد. در موتورهای با عملکرد بالا یا موتورهای توربوشارژ و سوپرشارژ، هوا قبل از ورود به موتور فشرده می شود (و به این ترتیب مخلوط هوا و سوخت داخل هر سیلندر فشرده می شود) تا عملکرد موتور افزایش یابد. به این میزان فشرده سازی، تقویت می گویند. توربوشارژ از یک توربین کوچک که به لوله اگزوز وصل می شود برای چرخاندن توربین کمپرسور به سمت جریان هوای ورودی استفاده می کنند. درعوض سوپرشارژ مستقیماً به موتور وصل می شود و از این طریق کمپرسور را می چرخاند.

این سیستم ها برای افزایش کارایی موتور بسیار کارآمد هستند اما وقتی کلید را می چرخانیم تا ماشین را روشن کنیم، دقیقاً چه اتفاقی می افتد؟ وقتی کلید را می چرخانید، سیستم استارت موتور خودرو فعال می شود. سیستم استارت خودرو از یک موتور استارتر الکتریکی و یک استارتر سولنئيد تشکیل شده است. وقتی کلید استارت را می چرخانید، موتور استارتر موتور را چند دور می چرخاند تا فرایند اشتعال آغاز شود. چرخاندن یک موتور سرد نیاز به یک موتور قوی دارد. موتور استارتر باید بتواند از پس موارد زیر بربیاید:

  • همه اصطکاک داخلی ناشی از رینگ پیستون ها
  • فشار حاصل از فرایند فشرده سازی تمام سیلندرها
  • انرژی موردنیاز برای باز و بسته شدن سوپاپ ها بوسیه میل سوپاپ
  • راه اندازی تمام اجزای دیگر موتور که مستقیماً به موتور وصل هستند؛ مثل پمپ آب، پمپ روغن،دینام و …
در ساختنی بخوانید :  دور ریختن مواد غذایی در فرانسه ممنوع شد!
سیستم استارت موتور
سیستم استارت موتور

از آنجاییکه برای انجام صحیح موارد فوق انرژی زیادی مورد نیاز است و چون ماشین از سیستم الکتریکی 12 ولتی استفاده می کند، باید صدها آمپ برق به موتور استارتر برسد. استارتر سولنئيد یک سوئیچ الکترونیکی بزرگ است که می تواند بیشتر این جریان را تامین کند. درواقع وقتی کلید استارت را می چرخانیم، موتور سولنئيد را فعال می کنیم تا برق موردنیاز موتور تامین شود.

در ادامه به بررسی سیستم هایی می پردازیم که ورودی ها (هوا و سوخت) و خروجی های (گازهای خروجی و آلاینده ها) موتور را کنترل می کنند.

سیستم های روغنکاری، سوخت، اگزوز و الکتریکی موتور

وقتی صحبت از مراقبت روزانه از موتور خودرو می شود، احتمالاً اولین نگرانی شما میزان بنزین موجود در ماشین است. بنزینی که وارد خودرو می شود چگونه وارد سیلندرها می شوند؟ سیستم سوخت خودر، گاز را از مخزن گاز پمپ می کند و آن را با هوا مخلوط می کند تا مخلوط سوخت و هوا بتواند به سمت سیلندرها حرکت کند. سوخت ممکن است با یکی از روش های زیر به داخل سیلندر فرستاده شود: کاربراتوری، سوخت رسانی انژکتوری دریچه ای و سوخت رسانی انژکتوری مستقیم.

در سیستم کاربراتوری، یک دستگاه که کاربراتور نام دارد با همزمان با ورود هوا به داخل موتور، آن را با بنزین مخلوط می کند.

در موتورهای سوخت انژکتوری، مقدار مشخصی سوخت به تنهایی وارد هر کدام از سیلندرها می شود؛ در این روش سوخت یا از بالای باک خودرو (سوخت رسانی انژکتوری دریچه ای) یا بصورت مستقیم (سوخت رسانی انژکتوری مستقیم) وارد سیلندر می شود.

روغن هم نقش مهمی در کارایی و عملکرد موتور دارد. سیستم روغنکاری باعث می شود تمام قطعات متحرک داخل موتور روغنکاری شوند تا بتوانند براحتی حرکت کنند. دو قطعه ای که بیش از همه به روغنکاری احتیاج دارند، پیستون ها (تا براحتی داخل سیلندرها بلغزند) و یاطاقان ها (که باعث چرخش راحت میل لنگ و میل سوپاپ می شوند) هستند. در بیشتر خودرها، روغن بوسیله پمپ روغن از مخزن روغن بیررون کشیده می شود و سپس در فیلتر جریان می یابد تا ناخالصی های آن گرفته شود. سپس تحت فشار بالا به سمت یاطاقان ها و دیواره های سیلندر حرکت می کند. سپس روغن به داخل مخزن چکه می کند و این چرخه دوباره تکرار می شود.

در ساختنی بخوانید :  مارماهی فلوئورسنت ، رنگی غیر از آبی در اعماق اقیانوس !

حالا بیایید نگاهی به قطعاتی بیاندازیم که از موتور خودرو خارج می شوند. سیستم اگزوز شامل لوله اگزوز و صدا خفه کن می باشد. بدون صدا خفه کن مجبوریم با هر بار روشن کردن، صدای هزاران انفجاری که داخل موتور اتفاق می افتد را بشنویم. صداخفه کن آلودگی صوتی خودرو را تا میزان زیادی کاهش می دهد. سیستم اگزوز شامل یک مبدل کاتالیزوری هم می باشد.

سیستم اگزوز موتور
سیستم اگزوز موتور

سیستم کنترل گازهای خروجی یا آلاینده خودروهای امروزی شامل یک مبدل کاتالیزور است که مجموعه ای از سنسورها و محرک ها و یک کامپیوتر است که همه چیز را کنترل و تنظیم می کند. مثلاً مبدل کاتالیزور از یک کاتالیزور و اکسیژن برای سوزاندن سوخت های غیرضروری و سایر مواد شیمیایی داخل اگزوز استفاده می کند. سنسور اکسیژن داخل سیستم اگزوز، وجود اکسیژن کافی برای فعال شدن کاتالیزور را بررسی می کند.

موتور خودرو بجز بنزین به منبع انرژی دیگری هم برای روشن شدن نیاز دارد: برق. سیستم الکتریکی خودرو از باتری و دینام تشکیل می شود. دینام با یک تسمه به موتور خودرو وصل می شود و الکتریسیته لازم برای شارژ دوباره باتری را فراهم می کند. باتری هم جریان الکتریکی 12 ولتی موردنیاز قطعاتی که برای کار کردن به برق نیاز دارند (سیستم احتراق، رادیو، چراغ ها، برف پاک کن، کامپیوتر و … ) را از طریق سیم کشی خودرو فراهم می کند.

حالا با نحوه کار سیستم های فرعی خودرو هم آشنا شده اید. در قسمت بعدی این مقاله، راه های افزایش کارایی و تقویت موتور را می آموزید.

منبع

خلاصه مطلب
موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش دوم)
عنوان مطلب
موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش دوم)
توضیح کوتاه
در قسمت دوم مقاله "موتور خودرو چگونه کار می کند؟" با سیستم های فرعی خودرو آشنا می شوید.
نویسنده

بیشتر بخوانید:

موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش سوم) در قسمت های قبل این سری پست های ساختنی، درباره نحوه کار موتور و سیستم های فرعی موتور آشنا شدید. در بخش اول با عنوان موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش...
موتور خودرو چگونه کار می کند؟ (بخش اول) آیا تابحال شده با نگه کردن به کاپوت خودرو از خودتان بپرسید "این موتور چطور کار می کند" ؟ شاید فقط یک کنجکاوی ساده باعث ایجاد این سوال در ذهن شما شده ب...
طراحی اولین موتور سیکلت آئودی با الهام از Ducati 848... این موتور طراحی اولین موتوری است که قرار است توسط کمپانی آئودی ساخته شود این موتور ، اولین موتوری است که آئودی قصد ساخت آن را دارد. طراحی این موتور ...
موتورهای احتراق داخلی و راه های پیش رو موتور های احتراق داخلی در حال سقوط یا تحولی انقلابی ؟ این روزها دیگر بازار موتورهای احتراق داخلی در حال کساد شدن است. وسایل نقلیه الکتریک وارد بازار ش...
موتور الکتریکی را بشناسیم و موتور مناسب را انتخاب کنیم ! (قسمت اول)... استفاده از موتور و گیرباکس مناسب برای آن برای هر کاربردی خیلی ضروری تر از آن است که فکر می کنید. اکثر وسایل اطرافتان دارای موتور های الکتریکی هستند. ه...
قوی ترین موتور دیزلی جهان را بشناسید – وارتسیلا آرتی فلکس ۹۶... وارتسیلا آر تی-فلکس ۹۶ (Wärtsilä RT-flex96C) قوی مند ترین موتور درون سوز حال حاضر جهان است. این موتور دیزل ساخت شرکت وارتسیلا در کشور فنلاند است. این ...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

مدار کنترل کننده موتور گیربکس دار (Geared Motor) با آردوینو

کنترل موتور گیربکس دار DC با استفاده از آردوینو و درایور L293D

در این ساختنی قصد داریم جنبه های مختلف کنترل موتور گیربکس دار (Geared Motor) توسط …

پاسخ دهید