تعریف موتور

موتور دستگاهی است که انرژی شیمیایی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند و باعث حرکت اتومبیل می شود.
انرژی: قابلیت انجام کار را انرژی گویند.
ماشینها انرژی را به صورت شیمیایی – الکتریکی- مکانیکی- هسته ای و …. کسب می کنند.عمل ماشین تبدیل انرژی دریافتی به صورت دیگر از انرژی است. با انتقال انرژی دریافتی می باشد یک ماشین انرژی را مصرف نمی کند بلکه آن را منتقل می سازد و یا بصورتی دیگر آن را تبدیل می کند.
واحد کار و انرژی یکی است و برابر ژول(j ) است و چون کار انجام شده مقیاسی ا ز انرژی تبدیل شده و یا منتقل شده است.

نیرو: عاملی است که یا توجه به اثرهایی که روی یک جسم می گذارد، آن را می شناسیم نیرو می تواند سبب حرکت، سکون، چرخش، له شدن و کشیدن و …. یک جسم شود و نیروهای مختلف را براساس اثراتشان نامگذاری می کنند و احد نیرو در سیستم SI ، نیوتن متر(N.M ) می باشد.
تعریف توان: توان، کار انجام شده در واحد زمان است. توان یک ماشین مقیاسی است برای مقداری کاری که ماشین در یک زمان معین انجام می دهد.
=P توان کار
=W کار = توان
=T زمان زمان

واحدهای بزرگتر توان اسب بخار است که برابر ۷۵ کیلوگرم بر ثانیه
=PS اسب بخار
تعریف وزن: برآیند نیروهائی که از طرف زمین برجسم وارد می شود، وزن جسم گویند.
تعریف وزن مخصوص: جرم واحد حجم یک ماده را چگالی یا وزن مخصوص گویند و واحد آن کیلوگرم بر مترمکعب می باشد و با واحد کوچکتر آن گرم بر سانتی متر مکعب

وزن مخصوص p=
جرم جسمM=
حجم جسمV=
دما: کمیتی مقایسه ای است که گرمی و سردی یک جسم را نشان می دهد. دما یکی از کمیت های اصلی سیستم SI است. واحد اندازه گیری آن کلوین(K ) می باشد. واحدهای دیگر آن سانتیگراد سلیبوس و فارنهایت می باشد، که برای تبدیل این دو واحد به یکدیگر از رابطه روبرو

استفاده می شود.
خلاء چیست؟
فقدان هوا یا ماده دیگر را خلاء می نامند.
حرکت دورانی:
حرکت یک نقطه یا یک جسم را در یک مسیر دایره ای شکل حرکت دروانی می نامند.
حرکت جسمی که حرکت دورانی داشته باشد برحسب زاویه ای که گردش کرده است معین می شود زاویه بر حسب درجه اندازه گیری می شود. یک دور کامل میل لنگ( محیط دایره) ۳۶۰ درجه می باشد.

اینرسی:
یکی از خواص ماده می باشد. اینرسی موجب می شود که هر ماده در مقابل تغییر سرعت یا تغییر جهت درجه حرکت مقاومت می کند. یک جسم ساکن تمایل دارد همیشه ساکن و جسم متحرک تمایل دارد همیشه با سرعت ثابت در یک جهت حرکت کند. موقعی که اتومبیل ساکن را بخواهیم حرکت دهیم یا به آن نیرویی وارد کنیم تا بر اینرسی آن غلبه کند. یا اگر بخواهیم از سرعت آن بکاهیم باید ترمز کنیم ترمز باید به اینرسی آن غلبه کند تا اتومبیل توقف نماید.
گشتاور:
یک نیروی پیچشی می باشد برای فرمان دادن اتومبیل در سر پیچ ها باید به فلکه فرمان اتومبیل گشتاور وارد شود. برای بازکردن یک پیچ به آن گشتاور وارد می کنیم. واحد گشتاور برحسب m.kg متر برکیلوگرم یا Ib.ft پوند فوت می باشد.

اصطکاک:
مقاومت در مقابل حرکت لغزشی بین دو جسم است که با هم تماس داشته باشند.
اصطکاک به سه دسته تقسیم می شود:
۱- اصطکاک خشک( چوب روی زمین).
۲- اصطکاک تر( دو جسم که بین آنها روغن وجود دارد).
۳- اصطکاک غلظتی( حرکت گوه ای شکل روغن بین یاتاق

انها و میل لنگ).
سیلندر:
استوانه ای که پیستون داخل آن حرکت رفت و برگشتی را دارد سیلندر نامیده می شو.( شکل ۲)
نقطه مرگ بالا:
بالاترین نقطه ای که پیستون در حرکت داخل سیلندر از آن حد بالاتر نمی رود نقطه مرگ بالا نامیده می شود و با حروف T.D.C نشان می دهند.(Top-Died-Center ).

نقطه مرگ پائین:
پایین ترین نقطه ای که پیستون در حرکت داخل سلندر از آن حد پائین تر نمی رود نقطه مرگ پائین می نامند و با حروف B.D.C نشان می دهند.(Butem-Died-Center ).
کورس پیستون:
فاصله ای که پیستون در داخل سیلندر مابین نقطه مرگ بالا و پائین حرکت می کند کورس پیستون نامیده می شود( شکل ۳)
حجم اولیه:
حجم طی شده توسط پیستون از نقطه مرگ پائین تا نقطه مرگ بالا را حجم اولیه می گویند.
محفظه احتراق:
حجم باقیمانده بین سرپیستون در نقطه مرگ بالا و سر سیلندر می باشد.
حجم کل سیلندر:
حجم اولیه و حجم اطاق احتراق را مجموعاً حجم کل سیلندر می گویند.
فشار کمپرس:
فشار کمپرس در اثر بالارفتن پیستون در زمان تراکم و کوچک شدن فضای بالای سیلندر بوجود می آید این کوچک شدن حجم باعث بالارفتن فشار و گرمای داخلی محفظه

احتراق می گردد.

نسبت تراکم:
نسبت حجم کل سیلندر به حجم اطاق احتراق را نسبت تراکم گویند. یا نسبت گاز داخل محفظه احتراق را قبل و بعد از تراکم نسبت تراکم می نامند. در موتورهای بنزینی از ۶ به ۱ الی ۱۲ به یک و در موتورهای دیزلی از ۱۴ به یک الی ۲۲ به یک می باشد.( شکل ۴)

حجم اطاق احتراق+ حجم سیلندر
= نسبت تراکم
حجم اطاق احتراق
زمان( مرحله یا ضربه):
حرکت پیستون از نقطه مرگ به پایین یا بالعکس را یک زمان( یک مرحله) یک

ضربه می نامند.
سیکل:
شروع یکی از زمانهای موتور تا شروع مجدد همان عمل را یک سیکل گویند.
موتورهای احتراقی به دو دسته تقسیم می شوند:
۱- موتورهای احتراق خارجی( برونسوز)
۲- موتورهای احتراق داخلی( درونسوز)

۱- موتورهای احتراق خارجی( برونسوز):
در این موتور که در گذشته از آن استفاده می شد. سوخت در خارج از موتور مصرف شده و انرژی حاصل از آن آب موجود در دیگ مخصوص را به بخار تبدیل کرده و از نیروی بخار برای به گردش درآوردن موتور استفاده می شد.( شکل ۵)
۲- موتورهای احتراق داخلی( درونسوز):
در این نوع موتور که امروزه استفاده می شود سوخت داخل محفظه احتراق سیلندر سوخته و ایجاد قدرت می نماید.
برای ایجاد قدرت در موتورهای احتراق داخلی یا پستی چهار عمل
( مرحله یا زمان) در موتور انجام گیرد که عبارتند از: ۱- مکش ۲- تراکم ۳- احتراق ۴- تخلیه
موتورهای درون سوز به دو دسته تقسیم می شوند:
الف: موتورهای چهارزمانه بنزینی – دیزلی

ب: موتورهای دوزمانه بنزینی – دیزلی
تقسیم بندی موتورها از لحاظ سوخت: بنزینی- گازوئیلی- نفتی- الکلی- گازی و برقی و….
تقسیم بندی موتورها از لحاظ سیستم خنک کننده:
۱- موتورهائی که بوسیله هوا خنک می شوند.
۲- موتورهائی که بوسیله آب خنک می شوند.
تقسیم بندی موتور از لحاظ قرار گرفتن سیلندرها:
) الف- ردیفی)( ب- خورجینی یا V شکل)(د- موتورهای خوابیده – افقی)( ج- ستاره ای یا رادیال)( چ- متقابل)( ح- موتورهای W شکل)( خ- موتور و انگل)
تقسیم بندی موتور از لحاظ طرز قرار گرفتن سوپاپها:

۱- ردیفی( معلق) ۲- جنبی نوع L 3- نوع F 4 نوع T
طرز انجام چهار عمل در موتورهای چهارزمانه بنزینی:
۱- مرحله مکش:
زمانیکه پیستون از نقطه مرگ بالا بسمت نقطه مرگ پائین حرکت می کند. در این حالت دریچه ورودی هوا باز و دریچه خروجی( دود) بسته می شود. بر اثر مکشی که در سیلندر ایجاد می گردد. مخلوط هوا و سوخمخت از راه سوپاپ هوا وارد سیلندر می شود. در این مرحله میل لنگ نیم دور یا ۱۸۰ درجه گردش کرده است.( شکل ۷)
۲- مرحله تراکم:
زمانیکه پیستون از نقطه مرگ پایین بطرف نقطه مرگ بالا حرکت می کند و با بالارفتن پیستون هر دو سوپاپ دود وهوا بسته است این حرکت باعث متراکم و فشرده شده( حدود ۱۲۰ تال ۱۵۰ پوند بر اینچ مربع یا ۸-۱۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) مخلوط سوخت و هوا شده که این عمل باعث بالارفتن درجه حرارت و فشار داخل سیلندر می گردد باید توجه داشت در این حالت وزن مخلوط هیچگونه تغییری نمی کند. میزان فشار تراکم و درجه حرارت بستگی به نسبت تراکم موتور دارد. در این مرحله نیز میل لنگ نیم دور یا ۱۸۰ درجه گردش می کند.( شکل ۸)
۳- مرحله احتراق( قدرت)
در انتهای زمان تراکم یعنی چند درجه از دوران میل لنگ مانده که پیستون به نقطه مرگ بالا برسد شمع جرقه زده و باعث احتراق هوا و بنزین می گردد. احتراق مخلوط بسیار سریع انجام شده انرژی حرارتی سوخت آزاد و موجب بازشدن مولکولها گردیده و این انبساط باعث فشار زیاد( حدود ۶۰۰ پوند بر اینچ مربع) در اطاق احتراق شده و پیستون را بطرف پائین می راند.
این فشار در حین پایین آمدن پیستون بشدت افت پیدا کرده، این مرحله احتراق یا قدرت عمل مفید سیکل می باشد که تولید انرژی و حرکت میل لنگ را بوجود می آورد حرکت رفت و برگشتی پیستون با کمک شاتون به میل لنگ منتقل شده و تبدیل به حرکت دورانی می گردد لازم به توضیح است که هر دو سوپاپ در این مرحله بسته است. میل لنگ هم برای این مرحله نیم دور یا ۱۸۰ در جه گردش می نماید.(شکل ۹)

۴- مرحله تخلیه:
زمانی که پیستون از نقطه مرگ پایین به سمت نقطه مرگ بالا حرکت کرده و این زمان سوپاپ دود باز وسوپاپ هوا بسته می باشد. فشار تراکم باعث خروج دود و مواد باقی مانده حاصل از احتراق از طریق ماینفولد دود می گردد. توضیح اینکه در این مرحله هم میل لنگ نیم دور یا ۱۸۰ درجه گردش می کند. توجه جمعاً در موتورهای چهارزمانه برای انجام چهار مرحله میل لنگ به دو دور یا ۷۲۰ درجه گردش نیاز دارد.( شکل ۱۰)
(طرز انجام چهار عمل در موتورهای چهارزمانه دیزل)

۱- مرحله مکش یا تنفس:
پیستون از نقطه مرگ بالا به سمت نقطه مرگ پایین حرکت می نماید. در این مرحله سوپاپ هوا باز و سوپاپ دود بسته است و فقط هوای خالص در اثر مکش پیستون وارد سیلندر می شود.( شکل ۱۱)
۲- مرحله تراکم:
پیستون از نقطه مرگ پایین به سمت نقطه مرگ بالا حرکت می نماید. در این مرحله هر دو سوپاپ هوا و دود بسته می باشد و فشار تراکم در این مرحله به ۳۰ تا ۶۰ آتمسفر رسیده و درجه حرارت داخل سیلندر به ۶۰۰ تا۹۰۰در جه سانتی گراد افزایش می یابد. کمی قبل از نقطه مرگ بالا سوخت مایع( گازوئیل) تحت فشار زیاد بوسیله پمپ انژکتور به داخل سیلندر تزریق می شود

گازوئیل ضمن برخورد با هوای گرم و فشرده سیلندر مشتعل می شود.
زمان پایان تزریق سوخت تا شروع احتراق را زمان تأخیر احتراق گویند و این زمان لااقل یکهزارم تا چهارهزارم ثانیه است تزریق سوخت توسط پمپ مخصوص( انژکتور) انجام می گیرد وظیفه این پمپ هدایت مقدار معینی سوخت و ارسال آن در زمان معین به انژکتور است. انژکتور وظیفه پودرکردن وتزریق سوخت به سیلندر را به عهده دارد نسبت تراکم در موتور دیزل ۱۶ به ۱ تا ۲۲ به ۱ می باشد.( شکل ۱۲)
۳-مرحله احتراق( قدرت):
پیستون در اثر انبساط گاز سوخته شده بطرف پائین حرکت کرده و کار با ایجاد می کند در این زمان هر دو سوپاپ هوا و دود بسته است فشار احتراق در این زمان ۶۰ تا ۸۰ آتمسفر است که با اتخاذ تدابیر در تزریق سوخت می توان فشار را تا پایان احتراق تقریباً ثابت نگه داشت.( شکل ۱۳)

۴- مرحله تخلیه:
پیستون از نقطه مرگ پایین به سمت نقطه مرگ بالا حرکت می کند. سوپاپ دود باز و هوا بسته، دود ایجادشده در سیلندر در اثر فشار پیستون به خارج هدایت می شود.
توضیح:
در موتور چهارزمانه دیزل مثل( موتور بنزینی) هر مرحله ۱۸۰ درجه گردش میل لنگ می باشد که با دو دور گردش یا ۷۲۰ درجه یک سیکل کامل انجام می شود.( شکل۱۴)
فرق بین موتورهای چهارزمانه دیزلی و بنزینی
موتور دیزل:

۱- فشار تراکم حدود ۳۰ تا ۶۰ آتمسفر است این فشار بعلت مقاومت محدود و مصالح موتور محدود است.
۲- نسبت تراکم ۱۶ به ۱ الی ۲۲ به ۱ است.
۳- اشتعال سوخت بطور خودسوزی و بوسیله تراکم زیاد انجام می شود.
۴- حداکثر فشار احتراق ۸۰ تا ۶۰ آتمسفر است.
شکل (۱۴)
موتور بنزینی
۱- فشار تراکم ۸ تا ۱۲ آتمسفر است. این فشار بعلت خودسوزی موتور محدود است.
۲- نسبت تراکم ۶ به ۱ الی ۱۲ به ۱ است.
۳- اشتعال سوخت بوسیله جرقه های خارجی انجام می شود.
۴- حداکثر فشار احتراق ۴۰ تا ۲۰ آتمسفر است.

 

فرق از نظر ساختمان
موتورهای دیزل:
۱- سنگین و محکم
۲- دارای پمپ انژکتور و سوپاپ فشار
۳- سوخت ارزان قیمت و مقاوم در مقابل تبخیر و غیر خطرناک
موتورهای بنزینی:
۱- سبک
۲- دارای کاربراتور- کوئل- دلکو- شمع
۳- سوخت گران قیمت- رقیق وخطرناک از نظر آتش سوزی
ب: موتورهای احتراق داخلی دوزمانه:

این موتورها اکثراً در موتور سیکلتها – قایق های موتوری و غیره…. بکار می رود. در این موتورها برای هر دو گردش میل لنگ یک احتراق صورت می گیرد. یعنی با گردش ۳۶۰ درجه میل لنگ چهار عمل در این موتور صورت می گیرد دراین موتورها سوپاپ به آن شکل موتورهای چهارزمانه وجود ندارد.
بلکه داخل سیلندر مجراهائی وجود دارد که بوسیله خود پیستون یا سوپاپ های یک طرفه باز و

بسته می شوند. داخل کارتر این موتورها فاقد روغن می باشد. کارتر این موتور کاملاً آبندی بوده و به محفظه میل لنگ معروف است. که پیش تراکم در آنجا صورت می گیرد روغن به نسبت ۲۵ به ۱ با بنزین مخلوط می شود و عمل روغن کاری را انجام می دهد و بخاطر همین در این موتورها از بلبرینگ بجای یاتاقان برای میل لنگ استفاده می کند. این موتورها فاقد رینگ روغنی می باشد د

ر ضمن رینگ های کمپرسی هم در محل خود گردش نمی کند و به همین منظور به خاطر جلوگیری از گردش رینگ در محل قرار گرفتن آن خار وجود دارد و از رینگ نوع خاری استفاده می شود و مراحل کار بدین صورت است:
۱- احتراق و تخلیه پیش تراکم: زمانی که پیستون از نقطه مرگ بالا بسمت نقطه مرگ پائین می آید نیم دور اول( ۱۸۰ درجه گردش میل لنگ)
۲-تراکم – تنفس: زمانی که پیستون بالا می رود. نیم دور دوم( ۱۸۰
در جه دوم) جمعاً ۳۶۰ درجه گردش میل لنگ

طرز کار موتورهای دوزمانه بنزینی:
۱- فرض براینکه پیستون کاملاً در نقطه مرگ بالا قرار گرفته دراین لحظه شمع جرقه می زند و پیستون با سرعت به سمت پائین حرکت می کند. پس از اینکه پیستون نصف مسیر را طی کرد از برابر مجرای خروجی که به اگزوز متصل می باشد عبور می کند و دریچه خروج دود بازشده و دود تخلیه می شود.در همین لحظه مجرای انتقال به خاطر اینکه پیستون از مقابل سوراخ آن می گذرد بازشده و در اثر فشاری که پیستون حین پائین رفتن به مخلوط متراکم شده داخل محفظه وارد می کند.
از آن مسیر مخلوط به بالای پیستون راه پیدا می کند. سطح بالای پیستون طوری طراحی شده که این مخلوط به بالای سیلندر می رود و از بالا باعث جاروکردن داخل سیلندر از دود حاصل احتراق می شود و تقریباً کلیه دودها از راه مجرای خروجی تخلیه می شود تا این مرحله پیستون از مرگ بالا به مرگ پائین رسیده است پس با نیم دور گردش میل لنگ یعنی ۱۸۰ د رجه سه عمل( احتراق،

تخلیه، پیش تراکم) انجام شده است.
۲- وقتی که پیستون از نقطه مرگ پائین به سمت نقطه مرگ بالا حرکت می کند ابتدا مجرای ورودی که به کاربراتور متصل می باشد و در انتهای سیلندر قرار دارد با گذشتن پیستون از برابر آن مجزا بازشده که در اثر بالارفتن پیستون خلائی در محفظه میل لنگ صورت می گیرد که باعث مکش مخلوط به داخل محفظه می شود. در ضمن در همین موقع که پیستون به سمت بالا حرکت می کند مخلوطی که قبلاً در محفظه میل لنگ متراکم شده و به بالای پیستون راه یافته بود را کاملاً

متراکم می کند که چند درجه مانده به نقطه مرگ بالا شمع جرقه می زند و عمل احتراق صورت می گیرد.
۳- پس در مرحله دوم که پیستون از پائین به سمت بالا می رود و نیم دور دوم گردش میل لنگ هم می باشد. عمل تنفس و تراکم صورت می گیرد.
( شکل ۱۵)
فرق بین موتورهای چهارزمانه و دوزمانه
چهارزمانه:
۱- موتور چهارزمانه دردو دور گردش میل لنگ یا ۷۲۰ درجه یکبار عمل احتراق صورت می گیرد.
۲- سیستم روغنکاری جداگانه دارد.
۳- دارای رینگ روغنی می باشد و رینگ چرخش دارد.
۴- یک کارتو برای تمام سیلندرها دارد.
۵- دارای سوپاپ می باشد.

۶- از یاتاقان برای میل لنگ استفاده می شود.
۷- موتور چهارزمانه کمتر گرم می کند.
۸- موتور پیچیده و سنگین داشته و وسایل و تجهیزات زیاد دارد و تعمیرات آن مشکل و دارای هزینه زیادی می باشد.
دوزمانه:
۱- موتورهای دوزمانه در هر یک دور گردش میل لنگ یکبار عمل احتراق صورت می گیرد.
۲- سیستم روغنکاری ندارد و روغن با سوخت مخلوط می شود.
۳- فاقد رینگ روغنی و رینگهای ثابت می باشد.
۴- برای هر سیلندر یک کارتر جداگانه دارد.
۵- فاقد سوپاپ می باشد.
۶- فاقد یاتاقان بوده و از بلبرینگ استفاده می شود.
۷- بعلت دوبرابر بودن تعداد احتراق گرم می کند.
۸- دارای موتور ساده- سبک- و اقتصادی تر نسبت به موتور چهارزمانه است و تجهیزات آن آسانتر می باشد.
عیب یابی موتور
۱- کنترل و بازرسی لقی طولی میل سوپاپ:
فاصله بین محور یاتاقان جلو و پلاک( واشر گلوئی را زمانی که میل سوپاپ روی پایه مخصوص قرار داده ایم) با فیلر اندازه می گیریم که این فاصله از(۰۳/۰ تا ۰۸/۰) میلیمتر می باشد.( شکل ۱۶۳)
۲- کنترل خمش میل سوپاپ:

دومحور یاتاقانی کناره را روی دو پایه جناغی که روی صفحه صافی قرار دارد می گذاریم سپس ساعت را روی یکی از یاتاقانهای میل سوپاپ قرار داده و میل سوپاپ را بوسیله دست یک دور کامل می گردانیم و مقدار خمش را بدست می آوریم که نباید از ۰۵/۰ میلیمتر تجاوز کند. در صورت بیشتر بودن می توانیم آن را بوسیله پرس در حالت سرد صاف نمائیم.

۳- کنترل لقی جانبی بوسیله ساعت اندازه گیر:
میل سوپاپ را به سمت عقب حرکت می دهیم سپس ساعت را بامقداری پیش فشار روی آن قرار می دهیم و ساعت را صفر می کنیم با کشیدن دنده به سمت جلو و فشارآمدن روی سوزن لقی جانبی را نشان می دهند.