فهرست مطالب

عنوان:
تاریخچه خودرو
موتور
باطری
سیلندرخودرو
پیستون

شاسی
میل لنگ
انواع جوشکاری
سوپاپ
کمک فنر
منابع

 

خودرو
ریشه لغوی
خودرو یک کلمه فارسی است و به وسایلی اتلاق می‌گردد که بدون ارتباط با وسیله دیگر و به کمک نیروی ماشینی خود ، قادر به حرکت باشد. این کلمه ترجمه کلمه اتومبیل است که در زبان ما معادل سازی شده است. (اتومبیل = خود سیار)

دید کلی
اصولا برای تمام وسایلی که دارای منبع قدرت باشند و به خودی خود بتوانند حرکت کنند، می‌توان کلمه خودرو را بکار برد. لیکن کاربرد این کلمه در زبان ما دارای محدوده مشخصی است که معمولا به وسایل متحرکی گفته می‌شود که همگی دارای حرکت بوده و با زمین در تماس هستند. بنابراین به وسایلی مثل قطار ، کشتی و هواپیما خودرو گفته نمی‌شود. نمونه های بارز خودرو عبارتند از:

ماشین‌های سواری ، کامیون‌ها و موتور سیکلت‌ها.

تاریخچه
اولین وسیله نقلیه (خودرو) در کشور انگلستان ساخته شد که به کمک نیروی بخار کار می‌‌کرد. این وسیله دارای یک موتور بزرگ بخار بود که برای تولید توان به مقادیر زیادی آب و ذغال سنگ نیاز داشت و جهت استفاده از آن به چند خدمه نیاز بود.

پیشرفت و توسعه خودروها به شکل امروزی در واقع از زمانی آغاز شد که دیملر و بنز موفق شدند از یک موتور احتراقی برای حرکت وسیله نقلیه استفاده کنند. در این موتورها از سوزاندن یک ماده قابل اشتعال مثل الکل و یا مشتقات نفت برای تولید توان استفاده می‌شود.

سیر تحولی و رشد
تاریخچه تکامل خودروها بسیار پرشیب و فراز و مفصل است، لیکن در ادامه ، تنها چندی از مقاطع بسیار مهم و تحولات اساسی ایجاد شده در این زمینه را بصورت مختصر می‌آوریم.

*سال ۱۸۷۶ میلادی: ساخت موتور چهارزمانه توسط اتو و لانگن

• سال ۱۸۸۳ میلادی: ساخت موتور کاربوراتوردار با دور زیاد توسط دیملر
• سال ۱۸۸۴میلادی: ساخت اولین موتور سیکلت با قدرت ۲/۱ اسب بخار توسط دیلمر
• سال ۱۸۸۶ میلادی:ساخت اتومبیل سه چرخه با دستگاه اشتعال برقی توسط بنز و دیلمر
• سال ۱۸۹۳ میلادی: ساخت کاربراتور انژکتوری توسط مایباخ

• سال ۱۸۹۷ میلادی: ساخت موتور دیزل توسط ردولف دیزل
• سال ۱۹۰۰ میلادی: طراحی ساختمان کلی اتومبیل به نحوی که امروزه هم رایج است
• سال ۱۹۲۴ میلادی : ساخت یک اتومبیل با استفاده از موتور دیزل توسط کارخانه بنز
• سال ۱۹۵۷ میلادی : ساخت موتور وانکل
انواع وسایل نقلیه موتوری

*اتومبیل ها : شامل اتومبیل‌ های سواری و وانت

o اتومبیل های حمل و نقل و اتوبوسهای کوچک با وزن کمتر از ۵/۳ تن
o وسایل نقلیه باری (کامیونها)
o اتوبوسهای بزرگ با بیش از ۵/۳ تن وزن
• تراکتورها : شامل تراکتورهای یدک کش با سرعت کمتر از ۲۰ کیلومتر در ساعت

• بارکش های شهری با سرعت بیش از ۲۰ کیلومتر بر ساعت
• یدک کش های چرخ زنجیری
• موتور سیکلت ها : که بر اساس حجم موتور آنها تقسیم بندی می‌شوند مثل: موتورسیکلت های با حجم ۵۰ و ۱۰۰ و ۱۲۵ و ۲۵۰ و ۷۵۰ و ۱۰۰۰ سی سی
ساختمان اتومبیل ها

هر اتومبیل را می توان به سه بخش کلی تقسیم کرد که عبارتند از:
• شاسی:
به تمام گروه ساختمانی و تمام سیستم‌هایی گفته می‌شود که برای حرکت اتومبیل لازم است. <
• اتاق:
اتاق محل قرارگیری بار یا مسافر است که پس از ساخت بر روی شاسی نصب می گردد.
• سیستم برقی:

این سیستم در تمام اتومبیل ها وجود دارد. وظایف مختلفی را مثل کمک کردن به حرکت اتومبیل و یا فراهم آوردن آسایش سرنشین را انجام می دهد.
طرز کار خودرو

خودروهای امروزی جهت تولید قدرت از سوخت های فسیلی استفاده می‌کنند. این خودروها همگی دارای موتور‌های درونسوز می‌باشند که با سو زاندن بنزین ، گازوئیل و یا گاز طبیعی انرژی ذخیره شده در این سوختها را به شکل انرژی جنبشی قابل استفاده در می‌آورند. (این کار در موتور خودرو انجام می‌شود ).

 

توان تولید شده در موتور خودرو به واسطه سیستم انتقال نیرو از موتور خودرو به چرخهای آن منتقل می‌شود . در واقع چرخهای خودرو عامل ارتباط خودرو با زمین و به وجود آورنده حرکت خودرو می‌باشد . آنگاه حرکت تولید شده به وسیله انسان ، یا برای جابجایی و یا برای کشیدن وسیله دیگری مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد خودرو
کاربرد خودرو‌ها در زندگی امروزه بشر بسیار متنوع و بسیار گسترده است بطوری که اگر خودرو ها را از زندگی روزمره حذف کنیم شاید تمدن بشری دیگر به شکل کنونی وجود نداشته باشد. عمده فعالیت خودرو‌ها در زمینه های زیر است:

• حمل و نقل:
واژه حمل و نقل خود گویای فعالیت انجام شده توسط خودرو ها می‌باشد. چرا که قسمت اعظم مواد و اشیاء موجود در پیرامون ما برای قابل استفاده و قابل دسترس شدن به حمل و انتقال از مکان اولیه خود نیازمند هستند. البته جابجا شدن انسان‌ها نیز خود بخش وسیعی از حمل و نقل را شامل می‌شود.
• تولید توان کشی:

کاربرد دیگر خودروها در تولید توان کشی است که در بخش‌هایی مثل کشاورزی و یا صنعت و یا خدمات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کاربرد می‌تواند در قالب یک تراکتور کشاورزی یا یک لیفت تراک و یدک کش و یا یک ماشین راهسازی جلوه گر شود.

 

موتور

موتور عبارتست از وسیله‌ای که قدرت تولید می‌کند، ولی به تنهایی قادر به تولید کار نمی‌باشد. به زبان ساده‌تر موتور وسیله‌ای که با استفاده از منابع انرژی بخصوص ، انرژی جنبشی تولید می‌کند. نوع موتور منابع انرژی اولیه متفاوت هستند. مثلا برخی از موتورها ، انرژی موجود در مواد نفتی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کنند و برخی دیگر انرژی الکتریکی را و …).

 

ریشه لغوی
موتور یک کلمه انگلیسی است و معنای آن جنباننده یا محرک می‌باشد. لیکن در حال حاضر از کلمه موتور به عنوان وسیله تولید انرژی جنبشی استفاده می‌شود.

{picture=tr>

دید کلی
موتور یکی از ارکان اصلی خودرو می‌باشد، که وظیفه اصلی حرکت آن بوسیله موتور با انجام یک سری اعمال خاص امکان پذیر می‌شود. بر این اساس تلاشهای زیادی در زمینه طراحی و ساخت انواع موتور صورت گرفته است که در حال حاضر نیز بیشتر سرمایه گذاریهای کارخانه‌های خودرو سازی در این زمینه انجام می‌شود. تمام موتورهایی که در زندگی بشر مورد استفاده قرار می‌گیرند انرژی جنبشی را به شکل یک حرکت دورانی (چرخشی) در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهند. موتورها این انرژی را از طریق تبدیل انرژی‌های پتانسیل و یا انرژیهای دیگر بوجود می‌آورند که می‌توان بر حسب منبع انرژی اولیه ، موتورها را تقسیم بندی کرد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.

 

بطور کلی می‌توان گفت که در پیرامون ما هر وسیله‌ای که کاری انجام می‌دهد دارای یک موتور است که حرکت قطعات آن و نیروی مورد نیاز آن وسیله را تأمین می‌کند. مثلا لوازم خانگی مثل یخچال ، ضبط صوت ، پنکه‌های تصویه و … همگی دارای یک موتور الکتریکی می‌باشند و یا اتومبیلهایی که در خیابانها رفت و آمد می‌کنند هر کدام یک موتور جهت تأمین انرژی جنبشی خود دارند.

تاریخچه
ایده ساخت موتور به زمانهای دور باز می‌گردد، چنانکه قبل از سالهای ۱۷۰۰ میلادی تلاشهایی جهت مسافت موتورها به شکل امروزی انجام پذیرفته بود (هر چند که موتورهای ساده آبی که انرژی جنبشی آب را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کردند از زمانهای بسیار دورتر ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گرفتند). لیکن اولین تجربه موفقیت آمیز در این زمینه ، در سال ۱۷۶۹ اتفاق افتاد. در این سال جیمز وات توانست یک موتور بخار اختراع کند که قابلیت استفاده از انرژی محبوس در سوختهای مختلف نظیر چوب و ذغال سنگ را داشت.

 

{picture=tr>

سیر تحولی و رشد
مخترعین زیادی سعی کردند که اصول فوق را در موتورها تحقق بخشند. ولی «ان.ای.اتو» مخترع آلمانی اولین کسی بود که موفق گردید. او در سال ۱۸۷۶ موتور خود را به ثبت رساند و دو سال بعد نمونه‌ای را که کار می‌کرد به معرض نمایش گذاشت. موتور مزبور همان چرخ چهارزمانه یعنی ، تکثیر ، تراکم ، توان و تخلیه را به کار می‌بست. دانشمندان هم عصر اتو عقیده داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش زمان بزرگی است (یک موتور چهارزمانه در هر دو دور چرخش تنها یک بار سوخت را می سوزاند به اصطلاح دارای یکبار انفجار یا توان است).

بنابراین نظر خود را به موتور دو زمانه (که در هر دو چرخش یک انفجار دارد) معطوف کردند. این تلاشها تا آنجا ادامه یافت که در سال ۱۸۹۱ «جوزف دی» با کمک گرفتن از محفظه میل لنگ به عنوان یک سیلندر پمپ کننده هوا توانست ساخت موتورهای روزانه را ساده کند. در موتور دی ، مجاری ورودی هوا و خروجی دود در بدنه سیلندر قرار داشت (همان سیستم موتورهای دو زمانه امروزی). در سال ۱۸۹۲ دکتر «رادولف دیزل» یک مهندس آلمانی ، موتوری را به ثبت رساند که در آن سوخت در نتیجه گرمای تولید شده در اثر فشار زیاد ، مشتعل می شد. دیزل در اصل موتور خود را برای کار کردن با پودر ذغال سنگ طراحی کرده بود. اما به سرعت به سوخت‌های مایع روی آورد.

 

فعالیت‌های انجام شده توسط دانشمندان در طراحی و ساخت موتور و پیشرفت‌های حاصله را می‌توان مختصرا این‌گونه بیان کرد.
ساخت موتورهای بنزینی – انژکتوری در سال ۱۹۳۶
• ساخت موتورهای توربینی اتومبیل در سال ۱۹۵۰
• ساخت موتور پیستون گردان وانکل در سال ۱۹۵۷
ساختمان موتور

ساختمان موتورها بسیار گوناگون ولی در عین حال از لحاظ اصول کلی بسیار مشابه است. مثلا همه موتورهای احتراقی دارای یک محفظه برای فشرده کردن سیال می‌باشند که سیلندر نام دارد. یا اینکه همگی دارای یک قطعه متحرک رفت و برگشتی می‌باشند که پیستون نام دارد و … لیکن ساختار موتورهای برقی متفاوت است. همگی آنها دارای یک سیم پیچ ثابت می‌باشد که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. در میان این سیم پیچ میدان ، یک آرمیچر (روتور) وجود دارد که با تغییرات میدان مغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند (به شکل چرخش) و … .

طرز کار موتور
• موتورهای الکتریکی از لحاظ تجهیزات و ساختار نسبتا ساده تر از موتورهای احتراقی هستند. البته طرز کار آنها نیز نسبتا ساده تر است. این موتورها با ایجاد یک میدان مغناطیسی و تغییرات مکرر این میدان مغناطیسی باعث به چرخش درآمدن روتور می‌شوند. و این چرخش توسط میله ای از محفظه موتور خارج و مورد استفاده قرار می‌گیرد. موتورهای احتراقی بصورت نوسانی کار می‌کنند یعنی اینکه قطعات متحرک آنها (پیستونها) که قابل انتقال انرژی هستند، حرکت رفت و برگشتی دارند. برای تبدیل این حرکات رفت و برگشتی به حرکت چرخشی وسیله‌ای به‌ نام میل لنگ استفاده می‌شود. لیکن در نهایت انرژی جنبشی این موتورها هم بصورت چرخش یک میله از محفظه موتور به خارج فرستاده می‌شود.

قدم مهم در توسعه موتورهای امروزی (که اغلب موتورهای احتراق داخلی هستند) زمانی برداشته شد که بودورثا مهندس فرانسوی چهار اصل عمده را که برای کار موثر این موتورها الزامی بودند، ارائه کرد. این اصول چهارگانه به قرار زیرند:

 

• اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
• فرآیند انبساط مخلوط گاز هوا و سوخت باید تا حد امکان سریع انجام شود.
• تراکم مخلوط در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
• کورس پیستون می بایست تا حد امکان زیاد باشد.

انواع موتور
موتورها را بر اساس منبع تامین کننده انرژی به دو دسته موتورهای برقی و موتورهای احتراقی تقسیم می کنند.

• موتورهای برقی: اختلاف پتانسیل الکتریکی را به حرکت چرخشی تبدیل می کنند.
• موتورهای احتراقی: با سوزاندن مواد سوختی (اغلب سوخت های فسیلی) تولید انرژی می کنند.
• موتورهای جت: با مکش هوا کار می کنند.

• موتورهای برون سوز: در این موتورها احتراق در بیرون از موتور صورت می گیرد (مانند موتور بخار)
o موتورهای درون سوز: در اینگونه موتورها ماده سوختنی مستقیما در داخل موتور سوزانده می شود.
• موتورهای درون سوز خود به دو گروه تقسیم می شوند:

o موتورهای اشتعال جرقه ای: سوخت به کمک یک جرقه الکتریکی در این موتورها مشتعل می شود.
o موتورهای دیزل: در این موتورها سوخت بواسطه حرارت بالای ایجاد شده بوسیله فشار مشتعل می گردد.

کاربردها
• کاربرد موتورها امروزه آن چنان وسیع است که ذکر آنها به یک زمان طولانی نیازمند است. اکثر لوازم خانگی نظیر یخچال ، چرخ گوشت ، آب میوه گیری ، ماشین لباسشویی ، جارو برقی ، پنکه‌های تهویه و … همچنین تمام وسایل نقلیه مورد استفاده نظیر اتومبیل‌ها ، اتوبوس‌ها ، کامیون‌ها ، هواپیماها ، قطار‌ها و کشتی‌ها همگی از موتورهای مختلف استفاده می‌کنند.

• در تمام قسمت‌های یک کارخانه صنعتی و سایر وسایل و تجهیزات بکار رفته در بخش صنعت از موتورها استفاده می‌شوند. در بخشی کشاورزی جهت تامین منابع انرژی مثل ماشین آلات آسیاب‌ها ، پمپ‌های آب و غیره از موتورهای برقی و احتراقی استفاده می‌شود و … .

نقش موتورها در زندگی روزمره
با توجه به کاربردهایی که در بالا برای موتورها ذکر شد به جرات می‌توان گفت بدون وجود و استفاده از موتورها تمدن بشری به معنای امروزی معنا نخواهد داشت. چنانچه از منابع تولید انرژی (موتورها) صرف‌نظر کنیم شاید شکل زندگی به حالت قبایل بدوی برگردد. عملا زندگی امروزی ما آنچنان به منابع تولید توان وابسته است که زندگی بدون این تجهیزات برای انسان قابل تصور نیست.

باطری خودرو

باتری ، منبع ذخیره نیروی الکتریسیته جهت زدن استارت در موتور و تامین جرقه شمع و استفاده از روشنایی می‌باشد.

تاریخچه
اختراع چرخ نقطه عطفی بود در جهت طراحی و ساخت خودرو . نخستین نشانه‌ها از اختراع چرخ مربوط می‌شود به ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح. نیاز انسان به ارتباطات و ایجاد شبکه‌های حمل و نقل یکی از موفقیت‌های اساسی در یکصد سال اخیر است. چیزی که در روزهای اولیه برای تولید ‌کنندگان اهمیت داشت عمدتا تولید ماشینهایی بود که حرکت کنند. امروزه راحتی و آسایش راننده و مسافرینش از اهمیت زیادی برخوردار است.

 

ماشین مدرن با صدها قسمت فعالش، مکانیسم پیچیده ای است و نوجوانان تحت تاثیر ماشین چه حقیقی باشد و چه اسباب بازی شگفت زده می‌شوند ، از اینرو اتومبیل صرفا یک وسیله مسافرت نیست بلکه وسیله‌ای جهت سرگرمی است.

 

تاریخ اتومبیل در قرن حاضر از پیشرفت‌ها و بدعت‌های دائمی برخوردار بوده‌است.

از میان لیست بسیار طویل یک مورد باتری خودرو است. برای اینکه پس از مکش و تراکم ، عمل احتراق انجام شود نیاز به جرقه الکتریکی شمع می‌باشد. در نتیجه برای بوجود آمدن این جرقه به تجهیزاتی چون باتری ، کابل ، استارت ، دینام ، کوئل ، دلکو ، وایر ، شمع و سوئیچ نیاز است.

اجزا تشکیل دهنده باتری
جعبه باتری
جعبه باتری را به شکل مکعب مستطیل از جنس لاستیک و یا پلاستیک می‌سازند و باید در مقابل حرارت حاصله از فعل و انفعالات شیمیایی باتری و ضربه ، مقاوم بوده و در برابر عبور جریان الکتریسیته ، عایق خوبی باشد.

 

جعبه باتری بصورت خانه خانه ساخته شده و کف هر خانه دارای حوضچه‌هایی برای ته نشین شدن ذرات جدا شده از صفحات باتری و جلوگیری از اتصالات صفحات بیکدیگر می‌باشد. در صورتی که رسوبات یا لجن‌ها سطحشان بالا بیاید باعث اتصال کوتاه صفحات باتری شده و در نتیجه کاهش قدرت باتری را سبب می‌شود.

 

خانه باتری هر جعبه دارای تعدادی خانه جدا از یکدیگر می‌باشد. هر خانه حدود ۲٫۲ ولت برق تولید می‌کند. اگر تعدادی صفحه مثبت و منفی داخل خانه باتری قرار دهیم و الکترولیت “اسید سولفوریک” بریزیم و ولت متر در مدار قرار دهیم ۲ تا ۲٫۲ ولت را می‌توانیم اندازه بگیریم. لذا برای باتری ۶ ولت ، به سه خانه نیاز است.

صفحات باتری
در هر خانه سه صفحه مثبت ، منفی و عایق وجود دارد. تعداد صفحات منفی یکی بیشتر از صفحات مثبت می‌باشد به هر یک از صفحات مثبت و منفی پلیت می‌گویند. پس اگر خانه باتری ۱۹ پلیت داشته باشد ، ۹ عدد آن صفحه مثبت و ۱۰ عدد صفحه منفی است. این عدد روی باتری نوشته می‌شود.

 

• صفحات مثبت: صفحات مثبت از جنس پراکسید سرب PbO2 می‌باشد. ابتدا صفحات را از جنس سرب و آنتیموان بصورت مشبک ساخته و بعد ، از اکسید فعال شده پر می‌کنند.
• صفحات منفی: عین صفحات مثبت بوده ، با این تفاوت که ماده فعال ‌شده آن “سرب اسفنجی” می‌باشد.

• صفحات عایق: برای جلوگیری از اتصال صفحات مثبت و منفی بیکدیگر ، بین صفحات یک عایق از جنس پلاستیک یا میکا یا فیبر قرار می‌دهند. صفحات عایق از یک طرف صاف و از طرف دیگر دارای همبستگی هایی هستند. طرف برجستگی به طرف صفحه مثبت است تا اسید سولفوریک بهتر با صفحه مثبت فعالیت داشته باشد.برجستگی صفحه عایق اجازه می‌دهد ذرات جدا شده از صفحه مثبت به ته باتری هدایت و از اتصال کوتاه صفحات جلوگیری شود.

اتصال خانه‌های باتری بیکدیگر
ولتاژ باتری تعداد خانه‌های باتری را تعیین می‌کند. اگر بخواهند مقدار آمپر باتری را زیاد کنند تعداد صفحات مثبت و منفی هر خانه را زیاد می‌کنند. پس از این که صفحات هر خانه ، داخل آن قرار داده شد خانه‌های باتری را به صورت سری بیکدیگر وصل کرده که در نتیجه در کل خانه‌ها ، یک قطب مثبت آزاد و یک قطب منفی آزاد می‌ماند که آنها را بصورت مخروط ناقص از جنس سرب ریخته گری نموده و قطبهای اصلی باتری نامیده می‌شود.