کتاب گردشی در موتور

فهرست مطالب

فصل 1 9
مقدمه 9
موتورهای بنزینی 14
تاریخچه 15
انواع موتورهای درون سوز 16
موتور درون سوز اتو 16
موتور درون سوز دیزل 17
موتور دو زمانه 17
موتور چهار زمانه 19
موتور شش زمانه 21
موتورهای دوار بدون پیستون 22
موتور شبه توربین 23
موتورهای احتراق پیوسته 23
موتورهای احتراق ناپیوسته 23
کمپرسور یا متراکم کننده 23
محفظه احتراق 24
سامانه جرقه زنی موتور اتو 24
مشکلات موتور 24
فصل2 35
انواع موتورهای بنزینی در کشور 35
موتور EF7 TC GDI 35
سیستم GDI 36
مزایای سیستم GDI 37
معایب سیستم GDI 38
موتور Xu7 38
مشخصات موتور Xu7 39
موتور Xu7JP4/L4 39
مشخصات موتور XUM ایران خودرو 40
موتور TU5 40
مشخصات فنی موتور TU5 41
موتور TU3 42
مشخصات فنی موتور TU3 42
موتورهای سری M سایپا 43
M13 43
M15 44
M15 TC 45
M15i 45
ME16 46
فصل 3 47
آشنایی با انواع قطعات اصلی موتور و کارکرد هریک از آنها 47
بلوک سیلندر 47
میل بادامک یا میل سوپاپ 47
سرسیلندر 48
پیستون 49
رینگ پیستون 49
سیلندر 50
شاتون 52
میل لنگ 52
سوپاپ 53
میل سوپاپ 54
کاربراتور و انژکتور 55
کارتل 55
شمع 56
یاتاقان 57
کاسه نمد 61
واتر پمپ 63
فلایویل 65
پمپ روغن 66
پلوس 67
تسمه تایم 68
فصل 4 69
بازرسی چشمی‏قطعات خودرو و عیوب فرآیندی تولید 69
نظارت و تشخیص عیب فرایندهای تولیدی 69
انواع عیوب در تولید محصول 70
مثال‏هایی از عیوب رایج و دیداری در بازرسی‏های اولیه قطعات خودرو 71
اویل پمپ 76
پولی 77
پیستون و رینگ 78
تسمه تایم 82
شاتون 83
فلایویل 84
کارتل 85
کاسه نمد 86
میل بادامک یا میل سوپاپ 87
میل لنگ 90
فصل 5 93
واژه نامه تخصصی خودرو 93
منابع و مآخذ 131

گونه‏‏‏ای ‏موتور درون سوز است که در آن از چرخه اتو برای تولید توان استفاده ‏‏می‏شود. فرق اصلی آن با دیگر موتورها استفاده از جرقه شمع برای اشتعال است. موتورهای درون سوز یا موتورهای احتراق داخلی که با ICE یا موتور IC نشان داده ‏‏می‏شوند، به موتورهایی گفته ‏‏می‏شود که در آنها آمیزه‏‏‏ای ‏از سوخت و اکسنده (معمولأ هوا یا اکسیژن) در درون محفظه‏‏‏ای‏ بسته به نام محفظه احتراق واکنش داده و آتش ‏‏می‏گیرند. بر اثر احتراق (سوختن) گازهای داغ با دما و فشار بالا حاصل ‏‏می‏شوند و بر اثر انبساط این گازها، پیستون موتور را به حرکت درآورده و کار انجام ‏‏می‏دهند. هرچند غالبأ منظور از به کار بردن اصطلاح موتورهای درون سوز، موتورهای معمول در خودروها ‏‏می‏باشند، با این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جت نیز در تعریف موتورهای درون سوز جای دارند.
موتور درون سوز، یک وسیلۀ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتور سیکلت‏ها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهره گیری از موتورهای درون سوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود، تا پیش از پرواز نخستین هواپیمای جت در سال 1939 نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درون سوز تأمین ‏‏می‏شود.
نخستین موتور درون سوز چهار زمانه توسط نیکولاس اوتو، مخترع آلمانی ویلیام وگنر و در سال 1876 ساخته شد.

تاریخچه
نخستین قدم مهم برای توسعه موتورهای چهار زمانه در اواسط قرن نوزدهم میلادی انجام گرفت. در این زمان یک مهندس فرانسوی به نام بودورشا چهار اصل اساسی را برای کار کردن موتورهای احتراقی ارائه کرد. که در واقع توسعه این اصول و به کارگیری آنها باعث ساخته شدن موتورهای چهار زمانه گردید.
این اصول به قرار ذیل هستند:
1. محفظه احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
2. فرایند انبساط باید تا حد ممکن سریع انجام شود.
3. تراکم در بتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
4. کورس انبساط ‏‏می‏بایست تا حد امکان زیاد باشد.
پس از تلاش‏های فراوانی که برای محقق کردن این اصول در ساخت موتورها انجام گرفت در سال 1876 یک مهندس آلمانی به نام نیکولاس گاوست اتو توانست موتوری را به ثبت برساند که همان چرخه چهار زمانه را به کار ‏‏می‏بست.
این چهار عمل عبارتند از:
1- مرحله مکش
2- مرحله تراکم
3- مرحله توان
4- مرحله تخلیه
که در بیشتر موتورهای امروزی به کار ‏‏می‏روند.

انواع موتورهای درون سوز
موتور درون سوز اتو
فناوری‏های استفاده شده در پیشرانه اتومبیل‏ها در طول تاریخ صنعت خودروسازی دچار تغییرات فراوانی شده است، اما یکی از سیستم‏های ماندگار در این صنعت موتورهای احتراق داخلی یا درون سوز بوده است.
با گذشت زمان و حتی تولید موتورهای احتراق خارجی هنوز ‏‏می‏توان خودروهای درون سوزی را دید که به صورت انبوه در حال تولید هستند. پدر تمام موتورهای احتراق داخلی را ‏‏می‏توان نیکولاس اتو دانست که در سال 1876 اولین نمونه از موتورهای احتراق داخلی را اختراع کرد. براساس گفته این مهندس آلمانی مکانیزم این موتور درون سوز از روی دستگاه بخار جیمز وات الهام گرفته شده بود. پیشرانه طراحی شده توسط اوت اتو قادر بود چهار مرحله مکش، تراکم، انفجار و تخلیه را به صورت مداوم انجام دهد. البته در آن زمان هنوز موتور چهار زمانه مناسب اتومبیل‏ها نبودند به خاطر اینکه با با افزایش میزان سوخت مرحله احتراق در موتور تبدیل به انفجار ‏‏می‏شد و موتور دچار سوختگی ‏‏می‏گردید.
سال‏ها بعد جوزف دی اقدام به ساخت موتور درون سوز دو مرحله‏‏‏ای ‏(دو زمانه) کرد و این موتور توانست مشکل اشتعال پیشرانه چهار مرحله‏‏‏ای ‏اتو را بر طرف کند. البته در ابتدا موتورها بازده‏‏‏ای ‏در حدود 5% داشتند، اما امروزه این بازده به 25 تا 30% رسیده است. موتور دو زمانه به صورت رفت و برگشت عمل ‏‏می‏کرد. در موتور طراحی شده توسط جوزف دی مراحل انفجار، دم و بازدم به عنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم به عنوان مرحله بعدی صورت ‏‏می‏گرفت. این موضوع باعث ‏‏می‏شد انفجار صورت گرفته جدا از فرایند تخلیه انجام شود و احتراق گسترش پیدا نکند.

موتور درون سوز دیزل
موتور دیزل، گونه‏‏‏ای ‏موتور درون سوز است که در آن از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده ‏‏می‏شود. فرق اصلی آن با موتور اتو ایجاد احتراق در اثر تراکم است. یعنی انفجار بر اثر تراکم سوخت و هوا بدون نیاز به جرقه زنی ‏‏می‏باشد (سیستم احتراق داخلی دیزل).
موتورهای دیزلی به طور کلی راندمان سوخت بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی دارند. موتورهای دیزل اتومبیل‏های مسافربری بهره وری انرژی به طور معمول 30% ‏‏می‏باشد، و تا 41% ‏‏می‏رسد و موتورهای بنزینی بیشتر به طور معمول 20% ‏‏می‏باشد و تا 3/37% ‏‏می‏رسد.
موتور درون سوز وانکل (دوار بدون پیستون)
موتور دورانی که مخترع آن فلیکس وانکل بود، گاهی موتور وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده ‏‏می‏شود. اجزای اصلی آن روتور، محفظه روتور، محور خروجی، شمع جرقه زنی، قطعات آبندی ‏‏می‏باشد. در موتور وانکل مانند موتورهای بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته است و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل ‏‏می‏شود، مولکول‏های گاز در اثر احتراق منبسط ‏‏می‏گردند و فشار محفظه تراکم به شدت بالا ‏‏می‏رود و نیروی حاصل از آن به روتور اعمال ‏‏می‏شود و به علت اختلاف مرکز دوران بین روتور و میل لنگ نیروی چرخشی در روتور ایجاد ‏‏می‏گردد. این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت ‏‏می‏رسد.
به طور کلی موتورهای درون سوز بر مبنای دفعات توان در هر دور چرخش موتور به دو دسته کلی موتورهای دو زمانه و موتورهای چهار زمانه تقسیم ‏‏می‏شوند، موتورهای دو زمانه از لحاظ ساختاری ساده ترند، اما موتورهای چهار زمانه کارایی بیشتری دارند.
موتور دو زمانه
این موتورها در هر دور چرخش دارای یک انفجار هستند، این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و باردم به عنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم به عنوان مرحلۀ بعدی صورت ‏‏می‏گیرد. موتور درون سوزی که دو فرایند اصلی دارد ( 1- مکش سوخت+ تراکم)، (2-احتراق+ خروج دود).
زمان اول
پیستون از نقطه مرگ بالا پس از متراکم نمودن گاز و ایجاد احتراق به طرف نقطه مرگ پایین حرکت ‏‏می‏کند.
1- در طی این عمل ضمن انتقال قدرت احتراق به میل لنگ سوخت ( شامل بنزین و هوا) از دریچه‏‏‏ای ‏وارد محفظه کارتل در زیر پیستون ‏‏می‏شود.
ورود هوا از این دریچه به دو صورت عملی ‏‏می‏گردد:
• در موتورهای کوچک به علت حرکت سریع پیستون به طرف بالا و افزایش حجم زیر پیستون و تولید خلأ
• در موتورهای بزرگ دو زمانه عمل شستشو توسط توربو شارژ، هوا به داخل سیلندرها پمپ ‏‏می‏شود تا میزان فشردگی هوا در سرسیلندرها افزایش یابد.
2- با حرکت بیشتر پیستون به طرف پایین دریچه خروجی واقع در بدنه سیلندر باز شده، پسماند احتراق از آن تخلیه ‏‏می‏شود، همزمان با این عمل دریچه ورودی بسته شده با کوچک شدن حجم کارتل هوای محبوس در آن فشرده ‏‏می‏گردد، این حرکت به پیش تراکم معروف است. ضمن پایین رفتن پیستون دریچه ارتباطی بین محفظه کارتل و قسمت بالای پیستون باز شده هوای پیش تراکم کارتل به بالای پیستون وارد ‏‏می‏شود، برای آنکه مقاومتی در مقابل هوا نباشد سر پیستون به شکل خاصی طراحی شده است تا به کمک انحنای آن هوای به قسمت بالای پیستون وارد شده، ضمن پر کردن منطقه موجب خروج دودهای پسماند احتراق قبلی ‏‏می‏گردد.
این عمل را جارو کردن اتاق احتراق با مخلوط تازه ‏‏می‏گویند با این تفاوت وصف موتورهای دوزمانه به علت ک‏‏می‏زمان عملیات توانایی تخلیه کامل دود را ندارند و این امر یکی از معایب آن به حساب ‏‏می‏آید.