اجزا و ساختمان موتورهای احتراق داخلی (بخش اول)

ساختمان موتور:

به منظور تشریح بخش های مختلف موتور، تقسیم بندی ساختمان موتور در اینجا به صورت طبقاتی از بالا به پایین صورت گرفته است. در قسمت بالای موتور مجموعه سر سیلندر و در قسمت میانی بدنه سیلندر و اجزای داخلی آن و پایین ترین قسمت موتور شامل میل لنگ، کارتر روغن و سایر اجزای داخلی آن می باشد.

سرسیلندر:

شامل مجموعه سوپاپ ها و فرمان سوپاپ ها، مجاری دود و گاز، مایع خنک کاری، محفظه احتراق، شمع و انژکتور می باشد. معمولاً جنس سرسیلندر از چدن و یا آلیاژ آلومینیم می باشد.

بدنه بلوک سیلندر:

شاید بتوان آن را بخش اصلی موتور نامید. این بخش شامل محفظه سیلندر، مجاری و راهگاه های مایع خنک کاری آب مجاری روغن کاری، محل یاقان های ثابت میل لنگ و میل سوپاپ می باشد.

میل لنگ و محفظه آن:

در پایین ترین بخش موتور مجموعه هایی شامل میل لنگ، شاتون، پیستون، فلایویل و مخزن روغن (کارتر) می باشد.

سرسیلندر و اجزای آن:

سرسیلندر از یک بدنه اصلی و تعدادی قطعات که روی آن سوار شده اند تشکیل شده است. بدنه اصلی سر سیلندر به وسیله تعدادی پیچ به بدنه (بلوک) سیلندر بسته می شود. جهت آب بندی اتصال بین سرسیلندر و سیلندر از قطعه ای به نام واشر سرسیلندر استفاده می شود. در زیر به تشریح اجزای مختلف سر سیلندر و عملکرد آنها اشاره می شود.

واشر سرسیلندر:

اگرچه سطوح اتصال بین بدنه (بلوک) سیلندر و سرسیلندر تراشکاری شده، تراز و صاف می باشد، باز هم قدرت آب بندی محفظه احتراق را نسبت به محیط خارج و مجاری آب و روغن ندارد. بنابراین واشری در بین سطوح تماس آنها قرار می دهند. واشر سرسیلندر باید دارای خواص زیر باشد:

1- شکل پذیری:

بتواند در پستی و بلندی سطوح بلوکه و سرسیلندر نفوذ نموده، عمل آب بندی را به خوبی انجام دهد.

2- ضریب حرارتی بالا:

در اثر افزایش درجه حرارت، گرما را به خوبی انتقال داده، نسوزد.

3- ارزان بودن:

در تعمیر موتور، هر وقت که سرسیلندر باز شود باید واشر سرسیلندر نیز تعویض گردد. پس لازم است که این واشر ارزان باشد تا هزینه تعمیر موتور بالا نرود.

دستگاه فرمان سوپاپ:

سوپاپ با فرمان گرفتن از میل سوپاپ در زمان معین باز می شود و به وسیله فنر سوپاپ دوباره بسته می شود. سوپاپ های مورد مصرف در موتور های امروزی، اغلب قارچی شکل هستند و با زاویه 45 درجه یا 30 درجه در نشیمنگاه خود (سیت) قرارگرفته، محفظه احتراق را نسبت به خارج آب بندی می کنند. وقتی سوپاپ گاز باز می شود ارتباط بین سیلندر و مجرای سوخت هوا برقرار می گردد و سیلندر از مخلوط ماده سوختنی و هوا پر می شود.

در حالی که با باز شدن سوپاپ دود، ارتباط بین سیلندر و هوای محیط برقرار می گردد و دودهای حاصل از احتراق، سیلندر را ترک می کنند. بنابراین در هر سیلندر حداقل یک سوپاپ گاز (ورودی) و یک سوپاپ دود (خروجی) وجود دارد.

سیستم های مختلف فرمان سوپاپ:

سیستم سوپاپ ایستاده دو ردیفه یا T شکل:

این روش که در موتورهای قدیمی به کارمی رفته شامل دو میل بادامک است که با یکیسوپاپ های دود و با دیگری سوپاپ های گاز فرمان می گیرند. در این سیستم راندمان حجمی موتور بهعلت بد پر شدن سیلندر
% 75است. خروجی دود وورودی سوخت به شکل T می باشد.

سیستم سوپاپ ایستاده L شکل:

این روش جدیدتر از نوع T شکل است و تمام سوپاپ های گاز و دود یک طرف بلوک قرار دارند و به وسیله یک میل سوپاپ فرمان می گیرند. در این روش به علت کوچک شدن محفظه احتراق و فرم خاص آن، پرشدن سیلندر بهتر انجام می گیرد و راندمان حجمی موتور به 88 % می رسد. در این روش ورود گاز و خروج دود به شکل L می باشد.

سیستم سوپاپ های ترکیبی یا F شکل:

در این روش سوپاپ گاز به حالت معلق و سوپاپ دود به حالت ایستاده قرار می گیرد تا عمل پر شدن سیلندر به علت نزولی بودن جریان سوخت، کامل تر شود. در این روش خروج دود و ورود گاز به شکل F می باشد.

سیستم سوپاپ معلق یا I شکل:

در این روش سوپاپ های گاز و دود در سر سیلندر قرار دارد و جهت خروج گاز و دود در یک خطّ مستقیم به شکل Iانجام می شود. راندمان حجمی موتور در سیستم I شکل، به فرم اتاق احتراق بستگی دارد.

مکانیزم حرکت سوپاپ ها:

در سیستم L شکل در نوع L شکل، سوپاپ به وسیله تایپت حرکت می کند و نیروی خود را به طور مستقیم از میل سوپاپ می گیرد. میل سوپاپ نیروی حرکتی را به وسیله چرخ دنده از میل لنگ می گیرد. در سیستم سوپاپ معلق در روش سوپاپ معلق و ترکیبی، فرمان سوپاپ های معلق به روش های گوناگون انجام می شود.

نسبت حرکت میل سوپاپ در موتور چهار زمانه:

با هر روشی که میل سوپاپ را به حرکت درآورند (دنده ای، زنجیری، تسمه ای) باید سرعت آن  سرعت میل لنگ باشد زیرا در هر دو دور میل لنگ توسط هر سیلندر یک کار انجام می شود و در هر دور گردش میل سوپاپ، یک بار سوپاپ گاز و دود تمام سیلندرها باز و بسته می شود. بنابراین، در سیکل کامل موتور که میل لنگ دو دور می چرخد میل سوپاپ فقط یک بار گردش می کند. میل سوپاپ علاوه بر فرمان دادن به سوپاپ ها، پمپ روغن، دلکو و پمپ بنزین را نیز به کار می اندازد.

ادامه مطلب در بخش بعدی . . .