ساعدنیوز
ساعدنیوز

نحوه کار کردن موتور احتراق داخلی

  پنجشنبه، 26 فروردین 1400   زمان مطالعه 4 دقیقه
نحوه کار کردن موتور احتراق داخلی
از ICE غالبا در حوزه‌ی حمل‌ونقل استفاده می‌شود. از دیگر کاربردها می‌توان به شرایطی اشاره کرد که دستگاه باید در حال حرکت باشد اما در عین حال امکان استفاده از موتور الکتریکی نباشد. البته گاهی از موتورهای درون‌سوز برای به حرکت درآوردن یک ژنراتور و تولید برق استفاده می‌شود. با این روش می‌توان از امکانات سیستم الکتریکی در کنار این موتور استفاده کرد.

«موتور درون سوز» (internal combustion engine) یا به اختصار «ICE» سیستمی است که احتراق سوخت آن در محیط بسته ای به نام «محفظه ی احتراق» (combustion chamber) صورت می گیرد. واکنش سوختن با تولید گرمای بسیار زیاد، منجر به افزایش دما و فشار می گردد. بعد از انفجار، سیال اجازه دارد منبسط شود. این انبساط در ادامه منجر به ایجاد حرکت برای مثال در پیستون ها، «روتور» (rotor) یا حرکت کل موتور می گردد.

این فرایند با فرایندی که در «موتورهای احتراق خارجی» (external combustion engines) مانند موتورهای بخار اتفاق می افتد، متفاوت است. در این نوع از موتورها، سوختن ابتدا یک سیال عملیاتی مانند آب را گرم می کند که در ادامه این سیال منجر به ایجاد فشار، حرکت یا انرژی جنبشی می گردد. بخار پرفشار و فوق داغ تولید شده پیستون را به حرکت در می آورد.

ICE عموما شامل موتورهای «رفت و برگشتی» (reciprocating)، موتورهای «وانکل» (Wankel) و طرح های مشابه است که احتراق به شکل ناپیوسته در آن ها صورت می گیرد. با این حال برخی از فرایندهای پیوسته مانند موتور جت ها، موشک ها و توربین های گاز نیز موتور درون سوز هستند.

تصویر
موتور احتراق داخلی
مهم ترین مزیت این نوع موتور، «قابلیت جابه جایی» (portability) است. استفاده از چنین سیستمی در خودرو بسیار ساده تر از نوع برقی است. حتی در بسیاری از خودروهای هیبرید از این موتور برای شارژ باتری استفاده می شود.

بزرگ ترین عیب این سیستم تولید آلودگی است. علاوه بر آلودگی هوا، پسماندهای تولیدی مانند لاستیک و روغن به محیط زیست ضربه می زنند. بسیاری از موتورهای درون سوز آلودگی صوتی زیادی تولید می کنند. عیب دیگر ICE اندازه بزرگ آن است چرا که غالبا امکان تولید توان مورد نیاز از یک موتور کوچک وجود ندارد. موتورهای الکتریکی البته این مشکل را ندارند.

مراحل کار یا چرخه عملکرد موتور احتراق داخلی

حرکت رفت و برگشتی پیستون در سیلندر، مکانیزم اصلی تولید توان در انواع موتور احتراق داخلی می­باشد که توسط دسته موتور به محور اصلی انتقال می­یابد. پیستون در سیلندر بین دو موقعیت مرکز مرگ پایینی و موقعیت مرگ بالایی به صورت دائمی حرکت می­کند و زمانی که پیستون در نقطه­ ی مرگ بالایی قرار می­گیرد، حجم سیال درون پیستون کمینه و زمانی که پیستون در نقطه­ ی مرگ پایینی قرار می­گیرد، حجم سیال بیشینه می­باشد.

به طور کلی انواع این موتورها به دو دسته ­ی موتورهای جرقه ای و موتور­های تراکمی تقسیم می­شوند، که این معیار دسته­ بندی بر اساس نسبت تراکم در هر موتور می­باشد.

نسبت تراکم را می­توان به صورت نسبت حجم بیشینه به حجم کمینه سیال درون سیلندر در موتور درون سوز تعریف کرد. نسبت تراکم در موتور­های جرقه ­ای بین ۸ الی ۱۲ و در موتورهای تراکمی بین ۱۲ الی ۲۴ می باشد.

اجزای موتور احتراق داخلی شامل محفظه ­ی سیلندر ، پیستون ، شمع ، دریچه­ های ورودی هوا و سوخت (سوپاپ)، دریچه خروجی هوا و سنسورهای متعدد می­باشد. در ادامه به صورت مختصر، ساختار و سیکل کارکرد این نوع موتور بررسی می­شود.

تصویر
موتور احتراق داخلی
عملکرد موتور احتراق داخلی شامل ۴ مرحله اصلی است. هر ۲ مرحله معادل با یک دور کامل محور اصلی انتقال توان در خودرو می­باشد. سیکل حاکم بر موتورهای جرقه­ای و تراکمی یکسان است. مراحل سیکل تولید توان در موتور­های درون­سوز جرقه­ای به ترتیب عبارتند از:

این مراحل عبارتند از:

۱) مرحله مکش موتور خودرو

۲) مرحله تراکم موتور

۳) مرحله احتراق موتور

۴) مرحله تخلیه موتور

در ادامه به صورت مختصر به توضیح هر کدام از این مراحل خواهیم پرداخت.

مرحله مکش موتور خودرو

همزمان با پایین آمدن پیستون، سوپاپ ورودی سیلندر باز می شود تا مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر شود.

مرحله تراکم موتور

وقتی پیستون ها تا انتها پایین رفت، دریچه ورودی بسته می شود تا موقع بالا آمدن سوپاپ، مخلوط سوخت و هوا فشرده شود و تراکم صورت گیرد.

مرحله احتراق موتور

وقتی که پیستون تا انتها بالا رفت، شمعی که دورن سیلندر وجود دارد ایجاد جرقه کرده تا مخلوط سوخت و هوا منفجر شود و موج انفجار به وجود آید و این موج باعث ایجاد فشار زیاد بر روی پیستون می شود و در نهایت پیستون با قدرت و سرعت زیاد به پایین حرکت می کند.

مرحله تخلیه موتور

وقتی که پیستون تا انتها پایین رفت، سوپاپ خروجی باز شده تا با بالا آمدن پیستون، دود داخل سیلندر تخلیه شود. برای بالا آمدن پیستون و خروج کامل دود، سوپاپ خروجی بسته شده و دوباره مراحل ذکر شده تکرار می شود.

این چهار مرحله، در موتور احتراق داخلی یک سیکل و یا یک چرخه می گویند و منظور از سیکل این است که در یک بازه زمانی معین یک عملی چندین بار تکرار شود. که در مورد اتومبیل این سیکل بارها و بارها در هنگام حرکت اتفاق می افتد.

دیدگاه ها

  دیدگاه ها
پربحث های هفته   
سحر زکریا: من از مهران مدیری طلبی ندارم اگر میلیاردها پول به من بدهد با او کار نمیکنم/ از ترس مدیری حق نداشتیم مریض شویم شده بودیم عین اصحاب کهف (212 نظر) بهنوش بختیاری: آن چنان که فکر میکنید پولدار نیستیم من و همسرم مستاجر هستیم و حتی پول خرید یک خانه نداریم/ من حتی در خانه ام فرش هم ندارم! (159 نظر) (ویدئو) مازیار لرستانی: تنها کار تو دنیا که خیلی ازش خوشحالم مرد شدنمه/ چه دکوراسیونی داره خونش، آدم یاد خونه‌های نوستالژی دهه 60میفته (151 نظر) درگذشت خواننده برنامه عصر جدید؛ اعلامیه ترحیم هومن لطفعلی استعداد درخشان روشندل کشورمان/ روحش شاد+فیلم (125 نظر) داریوش ارجمند: ببین شریفی نیا؛ من پاریس و لندن رو گشتم! بعد از بازی مالک اشتر پایم را در هیچ باشگاه بیلیاردی نگذاشتم می‌دانید چرا؟ چون آبروی امام علی (ع) روی کولم بود+فیلم (104 نظر) جشن تولد مجلل و شاهانه علی اوجی برای نرگس محمدی+عکس/تزئین زیبای کیک با توت فرنگی (96 نظر) (ویدئو) مازیار لرستانی: تطبیق جنسیتی من دخالت در کار خدا نیست/ دردها و مشکلات من اصلا ربطی به تبدیل جنسیت من ندارد (95 نظر) فریبا نادری؛ الان دوره بد اقتصادی ایرانه، مردم خوشحال نیستن و همدیگه رو مقصر میدونن، منم نمیتونم 1 کیلو آجیل شب یلدا بخرم، حداقل میتونیم بهم لبخند بزنیم (90 نظر) همزاد گلوریا هاردی، با شباهت صد در صدی پیدا شد+عکس/یکی از یکی معروف تر و هنرمندتر (83 نظر) نرگس محمدی، مهران مدیری، بهنوش بختیاری، پیمان قاسم خانی، امین حیایی و سایر بازیگرانی که به عیادت الناز شاکردوست رفتند+عکس (83 نظر) شهاب حسینی: همین الان هم به من بگویند بازیگری بس است باید بروی در اسنپ کار کنی نه تنها طلبکار نیستم که به اندازه همه عمرم بدهکارم (78 نظر) جواد خیابانی : خاک بر سر من اگر بخوام با بردن اسم تو خودمو معروف کنم ، ما تو رو معروفت کردیم ، رسانه تو رو باد کرده (73 نظر) افسانه چهره آزاد: روزی که ازدواج کردیم به خانواده گفتیم از ما بچه نخواهید چون من و شاهرخ تصمیم داریم که هیچ وقت بچه دار نشویم با اینکه خیلی بچه‌ها را دوست دارم+فیلم (73 نظر) (ویدیو) الیکا ناصری: بارانِ سریال «گردن‌زنی»: دوست ندارم بگویند موفقیتم به خاطر جذابیت چهره‌ام است! (71 نظر) سلمان خان؟ نه، ممنون ما خودمون کیسان دیباج رو داریم/ نگاهی به تیپ و استایل شیک 4 فصل نیمای سریال "گردن‌زنی"، از بهار تا پاییز و زمستان (71 نظر)
پربازدیدترین ویدئوهای روز   
منتخب روز   
بهنوش بختیاری: من و بهاره جفتمون دچار یک سرنوشتیم،سالها گذشت و تاوانش قضاوت و سنگ خوردن از سوی عزیزانمان بود/ تولد چهل سالگیمان را با همه رنج ها و گریه ها جشن گرفتیم+عکس خبر فوری/ تعطیلی مدارس تبریز فردا سه‌شنبه 20 آذر 1403 خلاقیت تحسین برانگیز شاطر خوش سلیقه برای پختن نان قلبی برای مازیار لرستانی/ وقتی عاشق کارت باشی نتیجش میشه همین+عکس محسن هاشمی‌رفسنجانی: هر 3 پسرم دانشجو و بدون شغل دولتی هستند+عکس ماجرای رابطه محمدرضا پهلوی و گیلدا، دختر موطلایی 19 ساله‌، از زبان مادرش؛ یک روز شاه دست دختر جوانی را گرفت و به کاخ آورد و به فرح گفت هر کاری که دوست داری بکن! (ویدئو) بهنوش بختیاری در نوفل لوشاتو: در فضای مجاری فخر نفروشیم، هرکسی میتونه فخر بفروشه ولی هرکسی نمیتونه انسان خوبی باشه!/ گشتن زیاد در فضای مجازی انسان‌رو پوک میکنه (فیلم) نمای داخلی تاکسی بدون راننده و بدون پدال و کلاچ سایبر کب تسلا که هوش از سرتان می‌برد! (ویدئو) افشاگری بهنوش بختیاری، بازیگر جوکر از فرزند خوانده‌هایش: 3 تا دختر خونده دارم، ازشون می‌پرسم چی دوست دارین؟ بدون استثنا میگن لاک و لوازم آرایشی! خبر تلخ: کشتی یونانی جزیره کیش شکست! + ویدئو غذاهای سنتی/ طرز تهیه خورش کرفس خوش عطر و مزه (ویدئو) بهنوش بختیاری: واسه عقدم یه مانتو سفید پوشیدم و خودم آرایش کردم، شوهرم نویسندست، نمیخواستم خرج اضافی بیفته رو دوشش! سفر به عصر قاجار؛ تیپ جالب احمدشاه در کنار رضاخان سردارسپه پس از بازگشت از سفر اروپا در سال 1797 + عکس