موتور خودرو چه کاربردی دارد؟

موتور قلب ماشین شماست. این ماشین چیز پیچیده ای است که برای تبدیل گرمای حاصل از سوختن گاز به نیرویی که چرخ های جاده را می چرخاند ساخته شده است.

زنجیره واکنش‌هایی که به این هدف می‌رسند توسط جرقه‌ای به حرکت در می‌آیند که مخلوطی از بخار بنزین و هوای فشرده را در داخل یک سیلندر به‌طور لحظه‌ای مهر و موم شده مشتعل می‌کند و باعث می‌شود که به سرعت بسوزد. به همین دلیل است که این ماشین را موتور احتراق داخلی می نامند. همانطور که مخلوط می سوزد، منبسط می شود و نیروی لازم برای راندن ماشین را فراهم می کند.

برای مقاومت در برابر بار کاری سنگین، موتور باید ساختاری مستحکم داشته باشد. از دو بخش اصلی تشکیل شده است: بخش پایین تر و سنگین تر، بلوک سیلندر، پوششی برای قطعات متحرک اصلی موتور است. پوشش بالایی قابل جدا شدن سر سیلندر است.

سر سیلندر شامل گذرگاه های کنترل شده با سوپاپ است که از طریق آنها مخلوط هوا و سوخت وارد سیلندرها می شود و از طریق آنها گازهای حاصل از احتراق آنها خارج می شود.

این بلوک دارای میل لنگ است که حرکت رفت و برگشتی پیستون ها را به حرکت چرخشی در میل لنگ تبدیل می کند. اغلب این بلوک میل بادامک را نیز در خود جای می دهد که مکانیسم هایی را به کار می گیرد که دریچه های سرسیلندر را باز و بسته می کند. گاهی اوقات میل بادامک در سر است یا بالای آن نصب می شود.

طرح های مختلف موتور

موتور خطی

ساده ترین و رایج ترین نوع موتور شامل چهار سیلندر عمودی نزدیک به هم در یک ردیف است. این به عنوان یک موتور درون خطی شناخته می شود. خودروهای با ظرفیت بیش از 2000 سی سی اغلب دارای شش سیلندر هستند.

موتور V-8

موتور V-V جمع و جور تر در برخی از خودروها، به ویژه خودروهای هشت یا 12 سیلندر، و همچنین برخی با شش سیلندر نصب می شود. در اینجا استوانه ها در مقابل یکدیگر تا زاویه 90 درجه قرار گرفته اند.

موتور متضاد افقی

برخی از موتورها دارای سیلندرهای مخالف افقی هستند. آنها امتدادی از موتور V هستند که زاویه آن تا 180 درجه افزایش یافته است. مزایای آن در صرفه جویی در ارتفاع و همچنین در جنبه های خاصی از تعادل نهفته است.

سیلندرهایی که پیستون ها در آنها کار می کنند به داخل بلوک ریخته می شوند، همچنین پایه های تجهیزات جانبی مانند فیلتر روغن که موتور را روان می کند و پمپ برای سوخت. یک مخزن روغن به نام سامپ در زیر میل لنگ پیچ شده است.

کاربرد موتور خودرو:

موتور یا موتور ماشینی است که برای تبدیل یک یا چند شکل انرژی به انرژی مکانیکی طراحی شده است.

منابع انرژی موجود عبارتند از: انرژی پتانسیل (مانند انرژی میدان گرانشی زمین که در تولید برق آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد)، انرژی گرمایی (مانند زمین گرمایی)، انرژی شیمیایی، پتانسیل الکتریکی و انرژی هسته‌ای (از شکافت هسته‌ای یا همجوشی هسته‌ای). بسیاری از این فرآیندها گرما را به عنوان یک شکل انرژی میانی تولید می کنند، بنابراین موتورهای حرارتی اهمیت ویژه ای دارند. برخی از فرآیندهای طبیعی، مانند سلول‌های همرفت جوی، گرمای محیط را به حرکت تبدیل می‌کنند (مثلاً به شکل افزایش جریان هوا). انرژی مکانیکی در حمل و نقل از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اما در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند برش، آسیاب، خرد کردن و اختلاط نیز نقش دارد.

موتورهای حرارتی مکانیکی از طریق فرآیندهای ترمودینامیکی مختلف، گرما را به کار تبدیل می‌کنند. موتور احتراق داخلی شاید رایج‌ترین نمونه از موتورهای حرارتی مکانیکی باشد که در آن گرمای حاصل از احتراق سوخت باعث تحت فشار قرار دادن سریع محصولات احتراق گازی در محفظه احتراق می‌شود و باعث انبساط آنها و به حرکت درآوردن یک پیستون می‌شود که یک پیستون را می‌چرخاند. میل لنگ برخلاف موتورهای احتراق داخلی، یک موتور واکنش (مانند موتور جت) مطابق با قانون سوم حرکت نیوتن، با بیرون راندن جرم واکنش نیروی رانش تولید می کند.

به غیر از موتورهای حرارتی، موتورهای الکتریکی انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند، موتورهای پنوماتیک از هوای فشرده استفاده می کنند و موتورهای ساعتی در اسباب بازی های بادگیر از انرژی الاستیک استفاده می کنند. در سیستم های بیولوژیکی، موتورهای مولکولی، مانند میوزین ها در عضلات، از انرژی شیمیایی برای ایجاد نیرو و در نهایت حرکت (موتور شیمیایی، اما نه یک موتور حرارتی) استفاده می کنند.

موتورهای حرارتی شیمیایی که از هوا (گاز اتمسفر محیط) به عنوان بخشی از واکنش سوخت استفاده می کنند، به عنوان موتورهای تنفس هوا در نظر گرفته می شوند. موتورهای حرارتی شیمیایی که برای کار در خارج از جو زمین طراحی شده‌اند (مانند موشک‌ها، زیردریایی‌های عمیقاً غوطه‌ور) باید یک جزء سوخت اضافی به نام اکسیدکننده را حمل کنند (اگرچه سوپراکسیدکننده‌هایی وجود دارند که برای استفاده در موشک‌ها مناسب هستند، مانند فلوئور، اکسیدکننده‌ای قوی‌تر از خود اکسیژن)؛ یا کاربرد نیاز به بدست آوردن گرما با روشهای غیر شیمیایی، مانند واکنشهای هسته ای دارد.

انتشار / محصولات جانبی

همه موتورهای حرارتی با سوخت شیمیایی گازهای خروجی از اگزوز منتشر می کنند. تمیزترین موتورها فقط آب منتشر می کنند. انتشار صفر دقیق عموماً به معنای انتشار صفر غیر از آب و بخار آب است. تنها موتورهای حرارتی که هیدروژن خالص (سوخت) و اکسیژن خالص (اکسیدکننده) را می‌سوزانند، با یک تعریف دقیق (در عمل، یک نوع موتور موشک) به انتشار صفر می‌رسند. اگر هیدروژن در ترکیب با هوا سوزانده شود (همه موتورهای تنفس هوا)، یک واکنش جانبی بین اکسیژن اتمسفر و نیتروژن اتمسفر رخ می دهد که منجر به انتشار اندک NOx می شود که حتی در مقادیر کم نیز نامطلوب است. اگر یک هیدروکربن (مانند الکل یا بنزین) به عنوان سوخت سوزانده شود، مقادیر زیادی CO2 منتشر می شود که یک گاز گلخانه ای قوی است. هیدروژن و اکسیژن هوا را می توان با یک پیل سوختی بدون تولید جانبی NOx به آب واکنش داد، اما این یک موتور الکتروشیمیایی است نه یک موتور حرارتی.

واژه شناسی

کلمه موتور از فرانسوی قدیم engin گرفته شده است، از لاتین ingenium - ریشه کلمه ingenious. سلاح‌های جنگی ماقبل صنعتی، مانند منجنیق، منجنیق و کتک زدن رام‌ها، موتورهای محاصره نامیده می‌شدند و دانش نحوه ساخت آنها اغلب به عنوان یک راز نظامی تلقی می‌شد. کلمه gin مانند پنبه پاک کن مخفف موتور است. بیشتر دستگاه‌های مکانیکی اختراع‌شده در طول انقلاب صنعتی به عنوان موتور توصیف می‌شدند – موتور بخار نمونه‌ای قابل‌توجه است. با این حال، موتورهای بخار اولیه، مانند موتورهای توماس ساوری، موتورهای مکانیکی نبودند، بلکه پمپ بودند. به این ترتیب، ماشین آتش نشانی در شکل اولیه خود صرفاً یک پمپ آب بود که موتور توسط اسب ها به آتش منتقل می شد.

در استفاده مدرن، اصطلاح موتور معمولاً دستگاه‌هایی مانند موتورهای بخار و موتورهای احتراق داخلی را توصیف می‌کند که برای انجام کارهای مکانیکی با اعمال گشتاور یا نیروی خطی (معمولاً به شکل رانش) سوخت را می‌سوزند یا مصرف می‌کنند. دستگاه‌هایی که انرژی گرمایی را به حرکت تبدیل می‌کنند معمولاً به عنوان موتور شناخته می‌شوند.نمونه‌هایی از موتورهایی که گشتاور اعمال می‌کنند عبارتند از موتورهای آشنای بنزینی و دیزلی خودرو و همچنین توربوشفت‌ها. نمونه هایی از موتورهایی که نیروی رانش تولید می کنند عبارتند از توربوفن ها و موشک ها.

هنگامی که موتور احتراق داخلی اختراع شد، در ابتدا از اصطلاح موتور برای متمایز کردن آن از موتور بخار استفاده شد - که در آن زمان به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفت و به لکوموتیوها و سایر وسایل نقلیه مانند غلتک های بخار کمک می کرد. اصطلاح موتور از فعل لاتین moto به معنای "به حرکت در آوردن" یا "حفظ حرکت" گرفته شده است. بنابراین موتور وسیله ای است که حرکت را منتقل می کند.

موتور و موتور به زبان انگلیسی استاندارد قابل تعویض هستند.[5]در برخی از اصطلاحات مهندسی، این دو واژه دارای معانی متفاوتی هستند، که در آن موتور وسیله ای است که سوخت را می سوزاند یا مصرف می کند و ترکیب شیمیایی آن را تغییر می دهد و موتور وسیله ای است که توسط برق، هوا یا فشار هیدرولیک به حرکت در می آید و تغییر نمی کند. ترکیب شیمیایی منبع انرژی آن. با این حال، موشک از اصطلاح موتور موشک استفاده می کند، حتی اگر آنها سوخت مصرف کنند.

یک موتور حرارتی همچنین ممکن است به عنوان یک محرک اصلی عمل کند - جزئی که جریان یا تغییرات فشار یک سیال را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند.خودرویی که با موتور احتراق داخلی کار می‌کند، ممکن است از موتورها و پمپ‌های مختلفی استفاده کند، اما در نهایت تمام این دستگاه‌ها قدرت خود را از موتور می‌گیرند. روش دیگر این است که یک موتور نیرو را از یک منبع خارجی دریافت می کند و سپس آن را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند، در حالی که یک موتور از فشار (مستقیماً از نیروی انفجاری احتراق یا سایر واکنش های شیمیایی یا به طور ثانویه از اثر برخی از این نیروها بر روی مواد دیگر مانند هوا، آب یا بخار).

کارایی

 موارد زیر در ارزیابی عملکرد یک موتور استفاده می شود.

1. سرعت : سرعت به چرخش میل لنگ در موتورهای پیستونی و سرعت روتورهای کمپرسور/توربین و روتورهای موتور الکتریکی اشاره دارد. در دور بر دقیقه (rpm) اندازه گیری می شود.
   
2. رانش : تراست نیرویی است که بر روی هواپیما در نتیجه شتاب دادن به هوای عبوری از آن توسط پروانه یا موتور جت آن وارد می شود. همچنین نیرویی است که بر یک کشتی در نتیجه شتاب دادن پروانه آن به آب عبوری از کشتی وارد می شود.
   
3. گشتاور : گشتاور یک لحظه چرخشی بر روی یک شفت است و با ضرب نیروی ایجاد کننده ممان در فاصله آن از شفت محاسبه می شود.
   
4. قدرت : قدرت اندازه گیری سرعت انجام کار است.
   
5. بهره وری = مقاله اصلی : راندمان موتور > راندمان اندازه گیری میزان سوختی است که در تولید نیرو هدر می رود.
   
6. سطوح صدا : صدای وسیله نقلیه عمدتاً از موتور در سرعت های کم وسیله نقلیه و از لاستیک ها و جریان هوای عبوری از کنار وسیله نقلیه با سرعت های بالاتر است.[28] موتورهای الکتریکی کم صداتر از موتورهای احتراق داخلی هستند. موتورهای مولد رانش، مانند توربوفن ها، توربوجت ها و موشک ها به دلیل نحوه تعامل جریان های خروجی خروجی نیروی رانش با سرعت بالا با هوای ساکن اطراف، بیشترین میزان صدا را منتشر می کنند. فن آوری کاهش نویز شامل صدا خفه کن های سیستم ورودی و خروجی (خفه کن) در موتورهای بنزینی و دیزلی و آسترهای کاهش صدا در ورودی های توربوفن است.