اصول و کارکرد موتورهای احتراقی (شامل موتور دو زمانه)

این فایل شامل مطالب جامع درباره اصول و کارکرد موتورهای احتراقی به زبان ساده و فنی است و مخصوص دانشجویان یا علاقه‌مندان رشته مکانیک خودرو طراحی شده است.

---

1. مقدمه‌ای بر موتورهای احتراقی

تعریف موتور

موتور به هر دستگاه یا ماشینی گفته می‌شود که انرژی را از یک شکل به شکل دیگر تبدیل می‌کند تا کار مکانیکی انجام دهد. در خودرو، منظور از موتور، پیشران است که انرژی شیمیایی موجود در سوخت (مانند بنزین، گازوئیل، LPG) را از طریق فرآیند احتراق به انرژی حرارتی و سپس به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. این انرژی مکانیکی باعث حرکت خودرو می‌شود.

انواع موتور بر اساس سوخت و عملکرد

بر اساس نوع سوخت:

• موتور بنزینی (Otto Cycle): از بنزین استفاده می‌کند و معمولاً با جرقه شمع مشتعل می‌شود.

• موتور دیزلی (Diesel Cycle): از گازوئیل استفاده می‌کند و احتراق به دلیل فشار و دمای بالای هوا در سیلندر و تزریق سوخت صورت می‌گیرد (بدون نیاز به شمع).

• موتور گازی: از گاز طبیعی (CNG) یا گاز مایع (LPG) استفاده می‌کند.

• موتورهای با سوخت جایگزین: مانند موتورهای هیدروژنی یا موتورهای زیستی.

بر اساس نحوه احتراق:

• موتور احتراق داخلی (Internal Combustion Engine – ICE): احتراق سوخت در داخل یک محفظه بسته (سیلندر) رخ می‌دهد و رایج‌ترین نوع موتور خودرو است.

• موتور احتراق خارجی (External Combustion Engine – ECE): احتراق سوخت خارج از سیلندر انجام می‌شود، مانند موتور بخار.

بر اساس چرخه کاری:

• موتورهای چهارزمانه (Four-Stroke Engines): برای تکمیل یک چرخه کاری، پیستون چهار حرکت رفت و برگشتی انجام می‌دهد (دو دور میل‌لنگ).

• موتورهای دو زمانه (Two-Stroke Engines): برای تکمیل یک چرخه کاری، پیستون دو حرکت رفت و برگشتی انجام می‌دهد (یک دور میل‌لنگ).

بر اساس نحوه خنک‌کاری:

• موتور خنک‌شونده با هوا (Air-Cooled Engine): از جریان هوا برای خنک کردن موتور استفاده می‌کند.

• موتور خنک‌شونده با آب (Water-Cooled Engine): از مایع خنک‌کننده (معمولاً مخلوط آب و ضدیخ) برای دفع حرارت استفاده می‌کند.

---

2. اجزای اصلی موتور

موتورهای احتراق داخلی از اجزای مکانیکی متعددی تشکیل شده‌اند که وظیفه تبدیل انرژی را بر عهده دارند:

• سیلندر (Cylinder): محفظه استوانه‌ای که پیستون در آن حرکت رفت و برگشتی دارد و احتراق در آن رخ می‌دهد. معمولاً از چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

• پیستون (Piston): قطعه‌ای است که حرکت رفت و برگشتی دارد و نیروی انفجار را به میل‌لنگ منتقل می‌کند.

• میل‌لنگ (Crankshaft): شفت دوار که حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل می‌کند.

• شاتون (Connecting Rod): میل‌ه‌ای که پیستون را به میل‌لنگ متصل می‌کند و نیرو را منتقل می‌کند.

• سوپاپ‌ها (Valve): کنترل ورود هوا و سوخت و خروج دود.

  • سوپاپ دود (Exhaust Valve)

  • سوپاپ هوا/سوخت (Intake Valve)

• سرسیلندر (Cylinder Head): شامل محفظه احتراق، سوپاپ‌ها و محل شمع (در موتور بنزینی).

• کارتل (Oil Pan/Sump): مخزن روغن موتور.

---

3. اصول کارکرد موتور احتراقی

تعریف احتراق داخلی

احتراق داخلی فرآیندی است که در آن سوخت در داخل یک محفظه بسته با هوا مخلوط شده و می‌سوزد. انرژی آزاد شده به صورت گرما و فشار زیاد باعث حرکت پیستون و تولید توان مکانیکی می‌شود.

تفاوت موتور بنزینی و دیزلی