محفظه روغن (کارتر):
کارتر میل لنگ را احاطه کرده که محتوی مقداری روغن است که در محفظه روغن جمع شده است.
مشکلات موتور
تصور کنید که شما در صبح یکی از روزها می خواهید خودرو را روشن کنید اما خودرو روشن نمی شود، اکنون چه مشکلی می تواند وجود داشته باشد؟ حالا که شما طرز کار یک خودرو را می شناسید چیز های اساسی را که می تواند مانع حرکت خودرو شود را می دانید. سه مورد اساسی که ممکن است اتفاق بیفتد:
۱- اختلاط بد سوخت
۲- کاهش تراکم
۳- ضعیف بودن جرقه
علاوه بر این، هزاران چیز کوچک نیز می تواند مشکلاتی را ایجاد کند که این سه مورد مهمترین آنها هستند.
مبنی بر این که بحث ما در مورد موتور های ساده است، در اینجا ما نگاهی گذرا و سریع به چگونگی تاثیر این مشکلات بر روی موتور خواهیم داشت.
اختلاط بد سوخت:
اختلاط بد سوخت می تواند ناشی از چند مورد زیر باشد:
• کمبود بنزین
• کمبود هوا
• ممکن است سیستم سوخت رسانی مقدار خیلی بیشتر یا کمتر از حد معمول سوخت را مخلوط کند، به این معنی که انفجار به درستی رخ ندهد.
• اگر سوخت ناخالصی (مثل آب در باک بنزین) داشته باشد، باعث مشتعل نشدن سوخت می شود.
کمبود تراکم، اگر شارژی از مخلوط بنزین و هوا به درستی متراکم نشود، فرایند تراکم آن طور که باید، انجام نمی شود.
کمبود تراکم به دلایل زیر می تواند اتفاق بیافتد:
• رینگ های پیستون خراب شده باشند(نشت مخلوط سوخت و هوا در مرحله تراکم).
• سوپاپ های ورودی و خروجی آب بندی نباشند، که دوباره باعث نشت مخلوط سوخت و هوا می شود.
• وجود سوراخ در سیلندر
بیشتر سوراخ هایی که در سیلندر ایجاد می شود در قسمت بالای سیلندر (جایی که سوپاپ ها و شمع قرار دارند که به سر سیلندر معروف است) قرار دارد که به خود سیلندر متصل است. عموما ً سیلندر و سر سیلندر با یک واشر که بین این دو فشرده شده، به همدیگر پیچ شده اند تا یک آب بندی مطمئن تری ایجاد کند. اگر واشر خراب شده باشد سوراخ های کوچک موجود بین سیلندر و سر سیلندر بزرگتر می شوند و این سوراخ ها از دلایل نشت هستند.
ضعیف بودن جرقه
جرقه ممکن است به چند دلیل زیر ضعیف با شد و یا وجود نداشته باشد:
• اگر شمع یا وایرها پوسیده باشند، جرقه ضعیف خواهد بود.
• اگر وایر قطع یا از بین رفته باشد یا اگر سیستم به درستی کار نکند و جرقه را به وایرها نفرستد، باز جرقه ای نخواهیم داشت.
• اگر جرقه زودتر یا دیر تر از زمان استاندارد در سیکل اتفاق بیافتد (تایمینگ نبودن سیستم جرقه زنی) و سوخت در زمان صحیح مشتعل نشود، این می تواند دلیل بیشتر مشکلات باشد.
مواردی که می توانند ایجاد مشکل کنند. برای مثال:
• اگر باتری از کار افتاده باشد موتور روشن نمی شود.
• اگر یاتاقان های که موجب می شوند که میل لنگ آزادانه بچرخد از کار بیافتد، میل لنگ نمی تواند بچرخد و موتور روشن نمی شود.
• اگر سوپاپ ها در زمان درستی، یا اصلا باز و بسته نشوند و هوا و گازهای خروجی نتوانند وارد و خارج شوند، موتور روشن نمی شود.
• اگر جسمی شبیه توپ به لوله اگزوز چسبیده باشد و گازهای خروجی نتوانند بیرون بروند موتور روشن نمی شود.
• اگر روغن وجود نداشته باشد پیستون نمی تواند آزادانه در داخل سیلندر بالا و پائین برود، در نتیجه گیر می کند.
می توان دید که در یک موتور چندین سیستم کمک می کنند تا کار تبدیل سوخت به حرکت انجام شود.
در ادامه برخی از سیستم های مختلفی که در موتور استفاده می شود را خواهیم دید.
سیستم سوخت رسانی و محرک سوپاپ های موتور
برای راه اندازی یک موتور از سیستم ها و تکنولوژی مختلفی استفاده می شود و بهترین تکنولوژی آن است که عملکرد موتور را بهبود بخشد. حال نگاهی به سیستم های مختلفی که در خودرو های مدرن استفاده شده اند می اندازیم. برای این کار از سیستم محرک سوپاپ ها شروع می کنیم.
سیستم سوپاپ ها شامل سوپاپ ها و مکانیسم باز و بسته کننده آن هاست. مکانیسم باز و بسته کننده ، میل سوپاپ نامیده می شود. میل سوپاپ برجستگی هایی دارد که با حرکت آنها سوپاپ ها بالا و پائین می روند و به آن ها بادامک گفته می شود.
بیشتر موتورهای مدرن میل سوپاپ رو هستند، به این معنی که میل سوپاپ در بالای سوپاپ قرار گرفته است، بادامک روی شفت سوپاپ ها را به طور مستقیم، یا از طریق یک اتصال کوتاه به راه می اندازد. موتور های قدیمی از میل سوپاپی که در مخزن روغن که در نزدیکی میل لنگ قرار گرفته استفاده می کنند. میله ها به بادمکی که زیر تایپت و بالای سوپاپ ها قرار دارد وصل شده است. این موتور ها قطعات متحرک زیادی دارند و این موجب تاخیر بیشتری بین به کار افتادن بادامک های سوپاپ و حرکت واکنشی سوپاپ ها می شود. تسمه تایمینگ یا زنجیر تایمینگ میل لنگ را به میل سوپاپ وصل می کند، بنابراین سوپاپ ها با پیستون هماهنگ هستند. میل سوپاپ با هر چرخش میل لنگ نیم دور می چرخد. بیشتر موتورها با عملکرد بالا ۴ سوپاپ برای هر سیلندر دارند (۲ تا برای مکش و ۲ تا برای تخلیه) و این آرایش نیازمند دو میل سوپاپ برای هر ردیف از سیلندرها است. که با آن دوبل میل سوپاپ رو گفته می شود.
سیستم جرقه زنی شارژر الکتریکی ولتاژ بالا تولید می کند و آنرا از طریق وایرها به شمع منتقل می کند. شارژ ابتدا به سمت دلکو هدایت می شود، که دلکو را می توان به راحتی در زیر کاپوت ماشین جست. یک سیم از سیستم جرقه زنی وارد دلکو می شود و ۶،۴ یا ۸ (بسته به تعداد سیلندر ها) سیم از آن خارج می شود. این سیم ها شارژ الکتریکی را به هر یک از شمع ها منتقل می کنند. موتور طوری تایمینگ شده است که در هر لحظه فقط در یک سیلندر جرقه ایجاد می شود.این باعث می شود که موتور به نرمی کار کند.
سیستم خنک کننده موتور:
سیستم خنک کننده در بیشتر خودرو ها شامل رادیاتور و واتر پمپ است. آب از طریق منافذی در اطراف سیلندر عبور می کند و بعد برای خنک شدن دوباره به رادیاتور باز می گردد. در بعضی خودرو ها (به طور خاص در فولوکس واگن) و همچنین در بیشتر موتور سیکلت ها و موتور های چمنزنی و اکثر تک سیلندها از سیستم هوا خنک به جای سیستم خنک کننده آبی استفاده می شود. موتور های که از سیستم هوا خنک بهره می گیرند، سبکتر و گرمتر هستند.که عموما ً طول عمر و عملکرد موتور پایین است.
اکنون می دانیم که چگونه و چرا موتور خودرو خنک می ماند. اما چرا چرخش هوا اهمیت دارد؟ بیشتر خودرو ها به صورت نرمال تهویه می شوند، به این معنی که جریان هوا از طریق ورودی های هوا و فیلتر هوا و به طور مستقیم وارد سیلندر می شود. در موتور های با عملکرد بالا از توربو شارژر و سوپر شارژر استفاده می کنند.به این معنی که برای افزایش عملکرد موتور، هوا به صورت فشرده (بنابراین مخلوط سوخت و هوای بیشتری می تواند به صورت فشرده وارد هریک از سیلندرها شود) وارد موتور می شود که به میزان این فشار تقویت کننده می گویند. توربو شارژر از یک توربین کوچک متصل به لوله خروجی (اگزوز) برای چرخش توربین کمپرسور استفاده می کند تا توربین کمپرسور جریان هوا را وارد سیلندرکند. توربو شارژر مستقیما ً به موتور وصل شده تا کمپرسور را بچرخاند.
افزایش عملکرد موتور حائز اهمیت است اما در حقیقت وقتی کلید استارت را می چرخانید چه اتفاقی می افتد؟
سیستم استارت شامل یک موتور الکتریکی استارت و یک سلنوئید است. وقتی کلید استارت را می چرخانید موتور استارت، موتور را با دور پایین می چرخاند بنابراین فرایند احتراق شروع می شود. برای راه اندازی یک موتور سرد یک موتور قدرتمند نیاز است، که استارت موتور بر همه اینها غلبه می کند:
• تمام اصطکاک های داخلی ناشی از رینگ های پیستون.
• فشار تراکم در هر سیلندر که در اثر کورس تراکم اتفاق می افتد.
• انرژی مورد نیاز برای باز و بسته کردن سوپاپ ها توسط میل سوپاپ.
• همه چیزهای دیگر که مستقیما به موتور وصل هستند (یعنی انرژی خود را از موتور می گیرند) مانند واتر پمپ، اویل پمپ و آلترناتور…
به دلیل نیاز به انرژی زیاد و این که موتور از سیستم الکتریکی ۱۲ ولت استفاده می کند باید صدها آمپر برق به استارتر موتور هدایت شود. سلنوئید یک سوئیچ الکتریکی بزرگ ضروری است که می تواند جریان بالا را هدایت کند. وقتی کلید استارت را می چرخانید، سلنوئید فعال شده و موتور را به کار می اندازد.
سیستم روغن کاری، سوخت رسانی، اگزوز و سیستم الکتریکی:
در سیستم سوخت رسانی بنزین از باک توسط پمپ مکیده می شود و با هوا مخلوط شده و بنابراین مقدار صحیحی از مخلوط سوخت و هوا می تواند وارد سیلندرها شود. تزریق سوخت از سه طریق زیر متداول است: کاربراتور، تزریق از دریچه سوخت، تزریق مستقیم سوخت.
• کاربراتور وسیله ایست که سوخت را با هوا مخلوط می کند و به داخل موتور می فرستد.
• در موتور های انژکتوری مقدار معینی از سوخت به طور جداگانه از بالای سوپاپ مکش (دریچه تزریق سوخت) یا مستقیما (تزریق مستقیم سوخت) به داخل سیلندر تزریق می شود.
روغن همچنین نقش مهمی دارد. سیستم روغن کاری این اطمینان را می دهد که به همه قطعات روغن رسانی شود و باعث نرمی کار آنها می شود. دو قسمت اصلی که نیاز به روغن کاری دارند تا راحت بچرخند عبارتند از: پیستون ها (حرکت روان آن در داخل سیلندر) و یاتاقان های میل لنگ و میل سوپاپ. در اکثر خودرو ها روغن از محفظه روغن توسط اویل پمپ مکیده می شود و برای تصفیه از فیلتر روغن عبور می کند و با فشار زیاد به یاتاقان ها و دیواره سیلندرها پاشیده می شود، سپس روغن به مخزن روغن می چکد و در آنجا جمع شده و دوباره این سیکل تکرار می شود.
