موتور احتراق داخلی چیست و چگونه کار می کند؟

اکثریت قریب به اتفاق وسایل نقلیه (خودروهای سواری و وسایل نقلیه تجاری) که امروزه به فروش می رسند مجهز به موتورهای احتراق داخلی هستند. در این مقاله ام کو پارت فروشگاه لوازم یدکی هیوندای قصد داریم به سوال موتور احتراق داخلی چیست پاسخ داده و نحوه عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه را شرح دهیم. موتورهای احتراق داخلی (ICEs)، همانطور که از نام آن پیداست، موتورهای حرارتی هستند که از طریق فرآیند احتراق برای انجام کار در داخل موتور، نیرو تولید می کنند. این یک شکل بسیار رایج از موتور حرارتی است که معمولاً در وسایل نقلیه، هواپیماها، قطارها، قایق‌ها و کشتی‌ها استفاده می‌شود. ICE به دلیل ماهیت قابل حمل و بادوام آن بیشتر به موتورهای احتراق خارجی برای وسایل نقلیه ترجیح داده می شود.

موتور درون سوز چیست؟

موتور احتراق داخلی موتوری است که از طریق سوزاندن سوخت هایی مانند بنزین، روغن یا هر نوع دیگری با هوای داخل موتور با کمک پیستون یا توربین، نیروی محرکه تولید می کند. در نتیجه، گازهای داغی که در داخل موتور تولید می‌شوند، در داخل موتور کار می‌کنند و به حرکت پیستون یا انجام کارهای دیگری در حین انبساط کمک می‌کنند. در این نوع موتورها که معمولاً موتورهای 2 زمانه و 4 زمانه پیستونی با انواع آنها هستند، احتراق به صورت متناوب صورت می گیرد.

موتور احتراق داخلی بر اساس ماهیت احتراق کاملاً با موتور احتراق خارجی متفاوت است. در حالی که در یک موتور احتراق خارجی مانند یک موتور بخار، انرژی به سیال در حال کار مانند هوا، آب تحت فشار، آب گرم یا سدیم مایع بدون حضور هیچ گونه محصول احتراق به هر شکلی، در یک موتور احتراق داخلی، گرم می شود. گازها در داخل موتور به منظور انجام کار در داخل موتور تولید می شوند. سپس مخلوط سوخت و هوا به شکل اگزوز منتشر می شود.

احتراق چیست؟

از نظر تئوری، احتراق کامل 1 گرم سوخت معمولی (بنزین یا گازوئیل) به حدود 14.6 گرم هوا نیاز دارد. این مخلوط ایده آل، مخلوط استوکیومتری نامیده می شود.

موتورهای بنزینی تزریق غیر مستقیم عمدتاً با مخلوط استوکیومتری کار می کنند. پس از وارد شدن مخلوط همگن هوا و بنزین به موتور، احتراق (اشتعال مخلوط) با یک جرقه (اشتعال جرقه) آغاز می شود. احتراق باعث انتشار یک جلوی شعله می شود که از داخل محفظه عبور می کند.

موتورهای بنزینی تزریق مستقیم فعلی: هوا از طریق ورودی وارد می‌شود و سوخت، مانند موتورهای دیزلی، مستقیماً به محفظه احتراق می‌رسد و امکان مدیریت دقیق‌تر تزریق را فراهم می‌کند. موتور به جای یک مخلوط هوا-سوخت، به اصطلاح با شارژ طبقه ای کار می کند. احتراق هنوز با یک جرقه (اشتعال جرقه) آغاز می شود. موتورهای دیزلی با هوای اضافی کار می کنند. دیزل تحت فشار به داخل توده هوای فشرده شده قبلی تزریق می شود. در ادامه ام کو پارت فروشگاه لوازم یدکی سراتو به نحوه کار موتور درون سوز پرداخته است.

احتراق داخلی چگونه کار می کند؟

در حالی که احتراق اولیه انرژی را از سوختن سوخت با کمک هوا آزاد می کند، در فرآیند احتراق داخلی، کل فرآیند احتراق در داخل موتور انجام می شود. پس از آن، موتور انرژی آزاد شده را به کار تبدیل می کند. یک پیستون متحرک و یک سیلندر ثابت در موتور وجود دارد. هنگامی که گاز احتراق منبسط می شود، پیستون را فشار می دهد و در نتیجه میل لنگ شروع به چرخش می کند. در نهایت، از طریق یک سیستم دنده در پیشرانه، موتور وسیله نقلیه توسط حرکت ایجاد شده به حرکت در می آید.

انواع موتور احتراق داخلی

در حال حاضر دو نوع موتور احتراق داخلی وجود دارد که عبارتند از:

• موتورهای بنزینی جرقه ای
• موتور دیزلی با احتراق تراکمی

هر دوی این موتورها موتورهای سیکل چهار زمانه هستند که برای تکمیل یک سیکل در آنها نیاز به ضربات چهار پیستون است. در یک چرخه چهار فرآیند مجزا وجود دارد که عبارتند از مکش، تراکم، احتراق و کورس نیرو، و تخلیه. برخی از موتورهای احتراق داخلی نیز در چرخه های دو زمانه تولید می شوند که برای تولید نیرو فقط به حرکت پیستون دو زمانه نیاز دارند. چنین موتورهایی فقط شامل دو فرآیند هستند – فشرده سازی و انبساط برای تولید نیرو.

موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند؟

اساساً، یک موتور احتراق داخلی، انرژی حرارتی مخلوط هوا و سوخت در حال سوختن را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. به آن 4 زمانه گفته می شود زیرا 4 مرحله طول می کشد تا پیستون یک سیکل احتراق کامل را اجرا کند. نام کامل موتوری که یک خودروی سواری را نیرو می دهد این است: موتور احتراق داخلی پیستونی 4 زمانه، به اختصار ICE (موتور احتراق داخلی).

در یک موتور احتراق داخلی، احتراق یا سوزاندن سوخت در فضای کوچکی که به عنوان محفظه احتراق شناخته می شود، رخ می دهد. در این محفظه، سوخت با یک اکسید کننده واکنش می دهد و واکنش گرمازایی مخلوط، به نوبه خود گازهای قابل انبساط و فشار با دمای بالا تولید می کند.

مزایای موتوراحتراق داخلی در خودرو

موتور احتراق داخلی دارای مزایای خاصی است که به شرح زیر است:

• مزیت یک ماشین احتراق داخلی این است که گاز تولید شده می تواند به طور مستقیم برای ایجاد حرکت عمل کند. به عنوان مثال، گاز می تواند بر روی پیستون ها یا روتورها یا کل موتور اثر بگذارد و در نتیجه آن را قادر می سازد تا وسیله نقلیه را به حرکت درآورد.
• این موتورها بیشتر در حمل و نقل و سایر مواقعی که نیاز به موتور غیر برقی وجود دارد استفاده می شود.
• موتور احتراق داخلی قابلیت رانندگی بسیار بالا و همچنین دوام را ارائه می دهد که آن را به انتخابی هوشمند برای خودروها تبدیل می کند.
• در مقایسه با توربین‌های گازی، ICEها در دور آرام از نظر مصرف سوخت کارآمدتر هستند. علاوه بر این، در حالی که توربین های گازی پاسخ به تغییرات مختلف نیاز برق را به تعویق می اندازند، ICE ها به سرعت پاسخ می دهند.
• این موتورها در طبیعت قابل حمل هستند زیرا استفاده از آنها در وسایل نقلیه بدون برق راحت تر است.

سوخت های مورد استفاده در موتور احتراق داخلی چیست ؟

یک موتور احتراق داخلی معمولا از سوخت های فسیلی مانند نفت و گاز طبیعی استفاده می کند. در دسته فرآورده های نفتی از بنزین، نفت سوخت و سوخت دیزل استفاده می کند. علاوه بر این، این روزها استفاده از سوخت های تجدیدپذیر مانند بیودیزل، بیواتانول و متانول افزایش یافته است. در حالی که بیودیزل برای موتورهای احتراق تراکمی استفاده می شود، بیواتانول یا متانول را می توان برای موتورهای جرقه ای استفاده کرد. گاهی اوقات، هیدروژن نیز به عنوان سوخت برای چنین موتورهایی استفاده می شود.

کاربرد موتورهای احتراق داخلی

اصطلاح موتور احتراق داخلی (ICE) تقریباً همیشه برای اشاره به موتورهای رفت و برگشتی، موتورهای وانکل و طرح های مشابهی که در آنها احتراق متناوب است استفاده می شود. با این حال، موتورهای احتراق پیوسته، مانند موتورهای جت، بیشتر موشک ها و بسیاری از توربین های گازی نیز موتورهای احتراق داخلی هستند.

موتورهای احتراق داخلی بیشتر در حمل و نقل دیده می شوند. چندین کاربرد دیگر برای هر موقعیت قابل حملی است که در آن به موتور غیر الکتریکی نیاز دارید. بزرگترین کاربرد در این شرایط موتور احتراق داخلی است که یک ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می آورد. به این ترتیب، می توانید از ابزارهای الکتریکی استاندارد که توسط موتور احتراق داخلی هدایت می شوند، استفاده کنید.

مزیت اینها قابلیت حمل است. استفاده از این نوع موتور در وسایل نقلیه بدون برق راحت تر است. حتی در مورد خودروهای هیبریدی، آنها همچنان از موتور احتراق داخلی برای شارژ باتری استفاده می کنند. عیب آن آلودگی است که از بین می برند. نه تنها آلودگی هوا، بلکه آلودگی موتورهای شکسته یا قدیمی و قطعات زائد مانند روغن یا اقلام لاستیکی که باید دور ریخته شوند. آلودگی صوتی عامل دیگری است، بسیاری از موتورهای احتراق داخلی صدای بسیار زیادی دارند. یکی دیگر از معایب اندازه است. داشتن موتورهای کوچکی که می توانند هر قدرتی داشته باشند بسیار غیر عملی است. موتورهای الکتریکی برای این کار بسیار کاربردی تر هستند. به همین دلیل است که احتمال بیشتری وجود دارد که یک ژنراتور برقی گازسوز را در منطقه‌ای ببینیم که برق برای تامین برق وسایل کوچک‌تر ندارد.

وقتی موتور احتراق داخلی از کار می افتد چه اتفاقی می افتد؟

بررسی روشن شدن چراغ موتور، صداهای عجیب و غریب از خودرو، کارکرد تقریبی یا ناهماهنگ موتور، دود ناشی از اگزوز و غیره از علائم آسیب موتور احتراق داخلی است. این نوع مشکلات در موتور شما اگر به موقع بررسی نشود ممکن است منجر به خرابی آن شود. از این رو، هر زمان که چنین علائمی را مشاهده کردید، تعمیر را در نظر بگیرید. در غیر این صورت، ممکن است وسیله نقلیه شما در هنگام حرکت متوقف شود و دردسرهای زیادی ایجاد کند.