معرفی کلی موتور چهارسیلندر چهارزمانه
موتور چهارسیلندر چهارزمانه یکی از متداول ترین انواع موتورهای احتراق داخلی در خودروهاست. این موتور از چهار سیلندر تشکیل شده که معمولاً بهصورت خطی (ردیفی) در کنار هم قرار گرفتهاند و هر سیلندر در طی چهار مرحله (چهار زمان) عمل میکند؛ در هر لحظه، یکی از سیلندرها در مرحله ای متفاوت است تا موتور بتواند نیروی پیوسته و روان تولید کند. چهار مرحله اصلی عبارتند از:
- مکش (Intake)
- تراکم (Compression)
- احتراق (Power)
- تخلیه (Exhaust)
قطعات اصلی موتور چهارسیلندر چهارزمانه
الف) قطعات ثابت (بدنهای)
بلوک سیلندر (Cylinder Block): بدنه اصلی موتور است که در آن سیلندرها تعبیه شدهاند. جنس آن معمولاً از چدن یا آلومینیوم است. درون آن مسیرهای عبور روغن و آب خنککننده وجود دارد.
سرسیلندر (Cylinder Head): در بالای بلوک نصب میشود و محل قرارگیری سوپاپها، شمعها و مجاری هوا و دود است.
کارتل یا محفظه روغن (Oil Pan): در پایین موتور قرار دارد و مخزن روغن موتور است.
ب) قطعات متحرک (درونی)
پیستون (Piston): درون سیلندر حرکت رفت و برگشتی دارد و فشار گازهای محترقشده را به نیروی مکانیکی تبدیل میکند.
رینگهای پیستون (Piston Rings): در شیارهای دور پیستون قرار میگیرند و وظیفه آببندی بین پیستون و دیواره سیلندر را دارند تا از نشت گاز و روغن جلوگیری کنند.
شاتون (Connecting Rod): رابط بین پیستون و میللنگ است و حرکت خطی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل میکند.
میللنگ (Crankshaft): حرکت رفت و برگشتی پیستونها را به حرکت چرخشی تبدیل میکند. نیروی خروجی موتور از میللنگ گرفته میشود.
فلایویل (Flywheel): به انتهای میللنگ متصل است و وظیفهاش یکنواختسازی حرکت موتور و ذخیره انرژی جنبشی است.
ج) سیستم سوپاپ و تایمینگ
سوپاپ هوا (Intake Valve): وظیفه ورود مخلوط هوا و سوخت به سیلندر را دارد.
سوپاپ دود (Exhaust Valve): گازهای حاصل از احتراق را از سیلندر خارج میکند.
میلسوپاپ (Camshaft): زمان باز و بسته شدن سوپاپها را کنترل میکند. توسط تسمه تایم یا زنجیر تایم از میللنگ نیرو میگیرد.
د) سیستمهای جانبی موتور
سیستم سوخت رسانی (Fuel System): شامل پمپ بنزین، انژکتور (یا کاربراتور قدیمیترها)، و فیلتر سوخت است.
سیستم توزیع برق (Ignition System): شامل شمع، کوئل و ECU است که جرقه لازم برای احتراق را ایجاد میکند.
سیستم خنک کننده (Cooling System): از رادیاتور، واترپمپ، ترموستات و مسیرهای عبور مایع خنککننده تشکیل شده است.
سیستم روغنکاری (Lubrication System): روغن را توسط پمپ روغن به قسمتهای متحرک ارسال میکند تا اصطکاک کاهش یابد.
چرخه کار موتور چهارزمانه
در هر سیلندر، یک چرخه کامل احتراق در چهار مرحله انجام میشود:
زمان مکش (Intake Stroke)
پیستون از نقطه مرگ بالا (TDC) به سمت نقطه مرگ پایین (BDC) حرکت میکند. سوپاپ هوا باز و سوپاپ دود بسته است. مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر کشیده میشود.
زمان تراکم (Compression Stroke)
هر دو سوپاپ بستهاند. پیستون از پایین به بالا حرکت کرده و مخلوط را فشرده میکند. در انتهای تراکم، شمع جرقه میزند.
زمان توان یا احتراق (Power Stroke)
جرقه شمع باعث انفجار مخلوط متراکم میشود. فشار گازهای داغ، پیستون را به پایین میراند. این تنها زمانی است که انرژی مفید تولید میشود.
زمان تخلیه (Exhaust Stroke)
پیستون از پایین به بالا حرکت میکند. سوپاپ دود باز و سوپاپ هوا بسته است. گازهای سوخته از طریق سوپاپ دود خارج میشوند.
ترتیب احتراق در موتور چهارسیلندر
برای تعادل و کارکرد نرم موتور، ترتیب احتراق معمولاً بهصورت 2-4-3-1 است (در برخی موتورها ممکن است متفاوت باشد)