موتورهای-احتراقی

موتورهای احتراقی (Combustion Engines)، موتورهایی هستند که با سوزاندن سوخت، نیروی مکانیکی برای به حرکت درآوردن خودرو تولید می‌کنند. این موتورها به دو دسته کلی، موتورهای احتراق داخلی و موتورهای احتراق خارجی تقسیم می‌شوند.

  • موتورهای احتراق خارجی (External Combustion Engines) نوعی از موتور هستند که عامل تولید انرژی در آن‌ها، تولید گرما از احتراق یک سیال عامل اولیه (خارجی) است که منجر به گرم شدن سیال عامل دوم (داخلی) شده و در طی یک چرخه ترمودینامیکی کار مورد نیاز از طریق گرم شدن سیال عامل داخلی انجام می‌شود. از انواع موتورهای احتراق خارجی می‌توان موتورهای بخار، توربین بخار و موتور استرلینگ را نام برد که در زیردریایی‌ها و ژنراتورهای کمکی در قایق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع موتورها به طور انبوه تولید نشده و فقط برای موارد خاص که نیاز به قدرت بالا وجود دارد تولید و استفاده می‌شوند.
  • موتورهای احتراق داخلی (Internal Combustion Engines) از نوع موتورهای رفت و برگشتی بوده و بیشترین تعداد تولید را در جهان دارند. این نوع موتورها شامل انواعی از موتور می‌شوند که مخلوط سوخت و اکسیدکننده که معمولا هوا یا اکسیژن است؛ در داخل محفظه بسته‌ای به نام محفظه احتراق متراکم شده و بر اثر جرقه شمع یا عامل انفجار، منفجر شده و گاز حاصل از احتراق که دما و فشار بالایی دارد منبسط شده و با فشار، پیستون موتور را به حرکت درآورده و انرژی حرارتی و فشار ناشی از آن را به انرژی مکانیکی و حرکت دورانی تبدیل می‌کند. بر اثر این حرکتِ پیستون، نیروی محرکه منجر به حرکت وسیله مورد نظر می‌شود که در اصطلاح فیزیک می‌گویند: “کار انجام شده است”.

موتورهای-احتراق-داخلی

هرچند وقتی از موتورهای درون‌سوز صحبت می‌شود، اغلب منظورمان موتورهای مورد استفاده در خودرو می‌باشد؛ اما موتورهای درون‌سوز دیگری نیزی وجود دارند که موتورهای موشک و جت نیز از این دسته‌اند. می‌توان انواع موتورهای احتراقی درون‌سوز را به شکل زیر دسته‌بندی کرد:

  • موتور درون‌سوز اتو که پایه اصلی طراحی موتورهای اتومبیل بوده و توسط مهندس آلمانی نیکلاس اوت اتو در سال ۱۸۷۶ طراحی و ساخته شد.
  • موتور درون‌سوز دیزل، که تنها تفاوت آن ایجاد تراکم بیشتر برای ایجاد احتراق بدون نیاز به جرقه زدن می‌باشد. این موتورها راندمان بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند و گشتاور بیشتری تولید می‌کنند.
  • موتور دوزمانه یا موتور پیستونی، این موتور که معمولا در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد که قدرت کمتری مورد نیاز باشد؛ نوعی از موتور حرارتی است که با استفاده از چند پیستون دوزمانه چرخه تولید و تبدیل انرژی را با تراکم و انفجار، تولید کرده و فشار را به حرکت دورانی مورد نیاز تبدیل می‌کند. در حال حاضر از این موتورها برای تجهیزات باغبانی مثل دستگاه چمن‌زنی، چوب‌بری، اره برقی، موتورسیکلت‌های گازی، جت اسکی‌ها، هواپیماهای بدون سرنشین و قایق‌های کوچک استفاده می‌شود. با توجه به این‌که ممکن است بخشی از سوخت مصرف‌نشده در این موتورها همراه با سوخت مصرف‌شده، خارج شود؛ لذا احتمال ایجاد آلایندگی در این موتورها زیاد است.
  • موتور ۴ زمانه: این موتورها که نسخه پیشرفته‌ موتور اتو هستند بسیار متداول بوده و در یک چرخه چهارمرحله‌ای انرژی مورد نیاز را تولید می‌کنند. این چهار مرحله شامل مکش، تراکم، انفجار و تخلیه است. در مرحله مکش، سوخت و هوا وارد محفظه شده و بر اثر فشار پیستون متراکم و فشرده می‌شوند و بر اثر جرقه شمع عمل انفجار انجام شده و قدرت مورد نیاز برای حرکت، تولید می‌شود و با پرتاب پیستون به بالا این حرکت انتقال داده می‌شود و باعث کاهش فشار داخلی محفظه تراکم و تخلیه دود می‌شود تا فضا برای تکرار چرخه آماده شود.
  • موتور شش زمانه: این موتورهای احتراقی بر پایه ساختار موتور چهارزمانه کار می‌کنند ولی به منظور افزایش کارآیی موتور،کاهش مصرف سوخت، ایجاد صدای کمتر، قدرت بیشتر نسبت به موتورهای دیگر با حجم یکسان، کاهش گازهای گلخانه‌ای و آلایندگی‌های زیست محیطی، برخی ویژگی‌ها به آن‌ها افزوده شده است بدین شکل که حرارت ایجاد شده در محفظه احتراق به یک محفظه گرم‌کن منتقل می‌شود تا ضمن جلوگیری از هدررفت حرارت تولیدشده، بتوان با ترکیب مجدد با سوخت و احتراق آن، از نیروی به دست آمده، برای تولید نیروی مجدد استفاده کرد.
  • موتور دورانی درون‌سوز وانکل، که توسط فلیکس وانکل طراحی شده و بسیار شبیه موتورهای درون‌سوز احتراقی ۴ زمانه می‌باشد با این تفاوت که نیروی تولید شده توسط یک روتور و به صورت دورانی انتقال می‌یابد.

موتورهای-درونسوز-وانکل

  • موتورهای چرخه اتکینسون: اولین مدل از این موتورهای درون‌سوز در سال ۱۸۸۲ میلادی توسط جیمز اتکینسون طراحی و تولید شد اما امروزه در برخی از خودروهای هیبریدی همچون تویوتا پریوس مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به عملکرد این موتور توان بیشتری تولید شده و هزینه‌ کمتری ایجاد می‌شود. این چرخه شامل ۶ مرحله است. مرحله اول فرایند تراکم هم‌آنتروپی یا آیزنتروپیک (Isentropic) است و در طی آن میزان آنتروپی سیستم ثابت می‌ماند. مرحله دوم، فرایند گرمایش هم‌حجم یا ایزومتریک است که در طی آن حجم ثابت می‌مانند. مرحله سوم شامل مرحله گرمایش هم‌فشار یا ایزوباریک است که فشار سیستم در طی فرایند ثابت مانده و گرمای منتقل شده به سیستم باعث تولید کار یا ایجاد حرکت می‌شود. در مرحله چهارم چرخه اتکینسون فرایند انبساط هم‌آنتروپی اتفاق می‌افتد و مرحله پنجم آن که پس از احتراق و انبساط گاز تولید شده است، مرحله سرمایش هم‌حجم و در نهایت در مرحله ششم فرایند سرمایش هم‌فشار انجام می‌گیرد. برخلاف موتورهای چهار زمانه، این فرایندها در دو محفظه متفاوت انجام می‌شوند.
  • موتورهای شبه توربین: این موتورهای احتراقی که با یک روتور و یک استاتور کار می‌کنند، در هدایت موتورهای گردان (Rotary Engines) مورد استفاده قرار می‌گیرند و بر اثر مطالعات Saint- Hilaire در سال‌های نود میلادی و با بهینه‌سازی موتور دورانی ونکل، تولید شدند. تفاوت این موتورها با موتور ونکل این است که روتور آن به جای سه لبه از چهار جزء تشکیل شده است که مانند زنجیر به هم متصل هستند. از این نوع موتور دو نوع تولید می‌شود که یکی دارای روتور کالسکه‌ای و دیگری فاقد کالسکه است. موتورهای شبه توربین می‌توانند با انواع سوخت‌ها اعم از الکل متانول، بنزین، نفت سفید، گاز طبیعی، گازوییل و حتی هیدروژن کار کنند. آن‌چه از آزمایش‌های اولیه این موتورهای نسبتا جدید به دست آمده مزایای خوبی را برای تولیدکنندگان به ارمغان آورده و انتظار می‌رود موارد استفاده آن بتواند تحولی در صنعت پیشرانه ایجاد کند. از جمله مزایای این دسته موتورها می‌توان به لرزش ناچیز، شتاب بیشتر، گشتاور بیشتر در دور موتور پایین‌تر، سروصدای کمتر، انعطاف‌پذیری بیشتر، نیاز کمتر به سرویس و روغن‌کاری و استهلاک کمتر اشاره کرد. به این نوع موتورها، موتور دوار بدون پیستون نیز گفته می‌شود که موتور اولیه ونکل نیز در این دسته است.
  • توربین گازی: Gas Turbine یک نوع موتور احتراقی درون‌سوز دوار است که از سه قسمت اصلی تشکیل شده است. این موتورهای احتراقی که بیشتر در نیروگاه‌ها، بالگردها، موتورهای هواپیماهای مسافربری و جنگی، خودروهای زره‌پوش، تانک‌ها و توربین کشتی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل یک کمپرسور برای فشرده‌سازی هوا، یک محفظه احتراق برای ترکیب هوا و سوخت و عمل احتراق، و یک توربین برای تبدیل انرژی حرارتی ناشی از احتراق به انرژی مکانیکی است. توربین‌های گازی بر اساس سیکل برایتون (Brayton Cycle) عمل می‌کنند که شامل سه فرایند تراکم آیزنتروپیک (هم‌آنتروپی)،  احتراق فشار ثابت (Isobaric Compression) و انبساط هم‌آنتروپی (Isentropic Expansion ) می‌باشد.
  • موتورهای جت شامل انواع موتورهای موشک، توربوجت، توربوفن، توربوشفت، توربوپراپ و رم‌جت بوده و نوعی از موتور احتراق داخلی هستند که بر مبنای قانون سوم نیوتن عمل کرده و نیروی تراست (Trust) مورد نیاز را برای حرکت دادن رو به جلو با شتاب دادن به هوا، تولید می‌کنند. طراحی موتورهای جت به گونه‌ای است که نسبت به موتورهای پیستونی بسیار قوی‌تر هستند اما بسیار گران‌تر بوده و دمای کاری زیادی تولید می‌کنند و نسبت به موتورهای رفت و برگشتی راندمان کمتری در شرایط بی‌باری دارند.

موتورهای-احتراق-داخلی-یا-درون-سوز

مطالب مرتبط

بدون دیدگاه

پیام بگذارید

لوگوی همراه ماشین

همراه ماشین  یک سامانه خدمات خودرو می باشد که با هدف رفع نیازهای دارندگان خودرو به کاملترین و بهترین شکل، تشکیل شده است. بسیاری از خدمات خودرو از خرید و فروش و بیمه خودرو تا کارشناسی خودرو، خدمات شهروندی و خدمات در محل خودرو در این سامانه قرار دارد.

ما را حمایت کنید

اینستاگرام   تلگزام  لینکدین

سامانه خرید خودرو

خدمات خرید خودرو

خرید و فروش خودرو

شرایط خرید خودرو

خرید اینترنتی بیمه خودرو

استعلام بیمه ماشین

بیمه شخص ثالث

بیمه بدنه

کارشناسی خودرو در محل

کارشناسی فنی ماشین

پرداخت طرح ترافیک

پارک حاشیه ای خودرو

حمل خودرو با جرثقیل

یدک کش خودرو

تعمیر خودرو در منزل

مکانیک سیار

کرایه خودرو بدون راننده

مدارک اجاره خودرو

اجاره پارکینگ ماهانه

اجاره پارکینگ عمومی

هفت روز هفته پاسخگو هستیم
تلفن: ۸۸۷۲۸۲۳۶-۰۲۱
ایمیل: info[at]hamrah-machine[dot]com