مهمترین قطعات پیشرانه خودرو + نگاهی به انواع و اجزاء تشکیل‌دهنده موتور خودرو

یکی از قطعات اصلی هر خودرویی، که از آن به عنوان قلب تپنده یاد می‌شود، پیشرانه خودرو است. پیشرانه با تبدیل سوخت و هوا به انرژی مکانیکی باعث حرکت خودرو می‌شود. برای اینکه درک بهتری از عملکرد خودرو داشته باشید، باید در ابتدا نسبت به پیشرانه شناخت پیدا کنید.

شاید برای شما سوال باشد که پیشرانه خودرو چه فرقی با موتور آن دارد؟ پیشرانه همان موتور خودرو یا قوای محرکه است که زیر کاپوت خودرو قرار داشته و کمک می‌کند که وسیله نقلیه جابجا شده و از مکانی به مکان دیگر رود.

تاریخچه پیدایش پیشرانه

برای اولین بار در سال 1690 میلادی، در فرانسه توسط دنی پاین ماشین بخار را اختراع کرد. پس از گذشت چندین سال فردی به نام نیوکامن اقدام به ساخت موتور یا پیشرانه کرد که در سال 1712 میلادی برای پمپ آب از آن بهره گرفته شد.

به مرور زمان جیمز وات در سال 1781 میلادی توانست حرکت رفت و برگشتی پیشرانه را به حرکت دورانی تغییر دهد. در سال 1861 برای اولین بار موتور احتراق داخلی با سوخت بنزینی توسط نیکلاس اتو به دو حالت دو زمانه و چهار زمانه اختراع شد. در سال 1893 میلادی فردی به نام رادلف دیزل اقدام به اختراع پیشرانه دیزل نمود.

انواع موتور یا پیشرانه خودرو چیست؟

در قدم اول انواع پیشرانه با احتراق داخلی در دو دسته کلی قرار می‌گیرند، پیشرانه بنزینی، پیشرانه دیزلی که هر کدام از مکانیزم خاص خود برخوردارند. انواع موتور عبارتند از:

• موتور خطی یا Inline
• موتور خورجینی یا V شکل
• موتور باکسر یا تخت
• موتور روتاری
• موتور رادیال یا ستاره‌ای

برای اینکه بیشتر با انواع دسته بندی پیشرانه آشنا شوید هر یک از این موتورها را به اختصار توضیح خواهیم داد تا شناخت نسبی پیدا کنید.

موتور خطی یا Inline چیست؟

در این پیشرانه نحوه قرارگیری سیلندرها به صورت خطی، پشت سر یکدیگر قرار گرفته‌اند. این نوع موتور، به دلیل ساده بودن از وزن، مصرف سوخت و ابعاد بسیار کمتری برخوردار است. ازجمله شرکت‌هایی که از این نوع پیشرانه در محصولات خود استفاده می‌کنند، می‌توان به شرکت فولکس واگن، بنز، بی ام و، آئودی اشاره کرد.

موتور خورجینی یا V شکل چیست؟

در این پیشرانه نحوه قرارگیری سیلندرها به صورت V شکل در دو ردیف با زاویه قائم نسبت به یکدیگر قرار گرفته‌اند. از این نوع برای موتورهای 6 تا 12 سیلندر در خودروهای مسابقه‌ای فرمول 1 استفاده می‌شود.

موتور باکسر یا تخت چیست؟

این نوع پیشرانه به دلیل مرکز ثقل پایینی که دارد به پایداری خودرو کمک شایانی می‌کند به همین خاطر در خودروهای برند سوبارو مورد استفاده قرار می‌گیرد. نحوه عملکرد این پیشرانه نسبت به پیشرانه خطی متفاوت است و تفاوتی که با موتور خطی دارد؛ در نوع حرکت پیستون‌هاست، که اغلب به صورت همزمان و در زمان بندی یکسان کار می‌کند.

موتور روتاری چیست؟

پیشرانه روتاری یا دوار به دلیل نبود پیستون عملکرد متفاوتی دارد و وظیفه کمپرس بر عهده روتور است، همین امر باعث شده که نسبت به دیگر پیشرانه‌ها مصرف سوخت بیشتری داشته باشند. امروزه کمپانی مزدا در ساخت محصولات خود از این نوع موتور بهره می‌گیرد.

موتور رادیال یا ستاره‌ای چیست؟

این نوع پیشرانه در اوایل جنگ جهانی اول در ساخت هواپیماها استفاده می‌شد و تعداد سیلندرها بر خلاف باقی پیشرانه‌ها، اعداد فرد است. به عنوان مثال 11، 13 و... سیلندر بودند. نوع سیستم خنک کننده موتور از نوع هوا خنک بود.

اجزای تشکیل دهنده پیشرانه

هر پیشرانه از اجزای مختلف تشکیل شده است که در ادامه لیست این اجزا را ارائه خواهیم داد که عبارتند از:

• سیلندر
• بلوک پیشرانه
• سوپاپ
• میل بادامک
• سرسیلندر
• واشر سرسیلندر
• پیستون
• رینگ پیستون
• شاتون
• تسمه یا زنجیر تایم
• شمع خودرو

اجزای فوق از اجزای اصلی هر پیشرانه محسوب می‌شود، هر یک از این اجزا، وظایف خاصی را بر عهده دارند، در نهایت باعث عملکرد مناسب موتور می‌شوند.

سیلندر خودرو چیست؟

سیلندر یکی از قطعات بسیار مهم موتور به شمار می‌آید و تمامی قطعات داخلی پیشرانه همچون: رینگ پیستون، شاتون، میل لنگ، سرسیلندر و... در داخل سیلندر قرار می‌گیرند. سیلندر وظیفه مراقبت و ارتباط با دیگر قطعات را بر عهده دارد.

بلوک سیلندر چیست؟

بلوک سیلندر یا بلوک پیشرانه محفظه یا اسکلت اصلی سیلندر است که تکیه گاه و پایه دیگر اجزای موتور به حساب می‌آید، وظیفه بلوک سیلندر ایجاد هماهنگی بین دیگر قطعات موتور خودرو است.

بلوک سیلندر با قرار دادن سیلندرهای مختلف به صورت هماهنگ در کنار یکدیگر، باعث انتقال نیروی مورد نیاز پیشرانه به قسمت‌های دیگر خودرو است. آرایش قرار گیری بلوک سیلندر در کنار هم عبارتند از:

• بلوک سیلندر خطی قائم
• بلوک سیلندر V شکل
• بلوک سیلندر X شکل
• بلوک سیلندر جناغی
• بلوک خطی زاویه‌دار
• بلوک افقی

سوپاپ چیست؟

سوپاپ یا Soupape کلمه‌ای فرانسوی به معنای دریچه است که ورود و خروج هوای سیلندر را کنترل می‌کند. سوپاپ شکلی مانند قارچ دارد که وظیفه کنترل میزان هوا به داخل سیلندر و خروج دود از دریچه‌های سرسیلندر بر عهده این قطعه می‌باشد.

برای اینکه احتراق در سیلندر دقیق صورت پذیرد، باید میزان هوای مورد نیاز برای ترکیب سوخت و هوا به داخل سیلندر انجام شود و میزان اضافه از سیلندر خارج شود تا موتور عملکرد خود را ادامه دهد.

میل بادامک چیست؟

میل بادامک یا Camshaft وظیفه باز و بسته کردن سوپاپ‌ها، به حرکت در آوردن پمپ روغن، انتقال بنزین از مخزن بنزین به انژکتور یا کاربراتور توسط پمپ بنزین را میسر می‌کند.

این قطعه با توجه به نوع پیشرانه، در قسمت بالا یا در قسمت پایین سیلندر قرار می‌گیرد، انواع میل بادامک عبارتند از:

• میل بادامک یا  SOHC که مخفف (Single Overhead Camshaft  ) است.
• میل بادامک یا OHV که مخفف (Overhead Valve) است.
• میل بادامک یا DOHC که مخفف (Double Overhead Camshaft) است.

سرسیلندر چیست؟

سر سیلندر در قسمت بالایی بلوک سیلندر قرار می‌گیرد، تا فضای آزاد روی بلوک سیلندر را به خوبی پوشش دهد و عمل احتراق به خوبی انجام شود. جنس سرسیلندر از فولاد است و از مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت برخوردار است.

وظیفه سر سیلندر عایق کردن موتور است، تا از خروج ترکیب هوا و سوخت به بیرون از پیشرانه جلوگیری کند و عمل احتراق دقیق انجام شود.

خاطر نشان می‌سازد با مجاری که در این قطعه تعبیه شده است، تزریق سوخت، ورود هوا و خروج دود نیز توسط سرسیلندر انجام می‌شود.

واشر سرسیلندر چیست؟

واشر سرسیلندر بین بلوک سیلندر و سرسیلندر قرار می‌گیرد و باعث می‌شود که عایق بندی سرسیلندر روی بلوک سیلندر بهتر صورت پذیرد و با درزگیری مناسب از خروج سوخت ترکیبی از سیلندر و نفوذ آب به داخل پیشرانه جلوگیری کند.

پیستون چیست؟

پیستون قطعه‌ای توخالی و استوانه‌ای ‌شکل است که یک سر آن باز و سر دیگر آن بسته است. عملکرد رفت و برگشتی پیستون داخل سیلندر باعث می‌شود که ترکیب سوخت بهتر متراکم شود، تا در نهایت عمل احتراق دقیق انجام شود.

رینگ پیستون

روی پیستون شیارهایی تعبیه شده است تا رینگ روی این شیارها قرار گیرد و به دور پیستون حلقه می‌زند و پیستون به راحتی عمل رفت و برگشتی خود را انجام دهد.

فضای پیستون به دو قسمت تقسیم‌بندی می‌شود، فضای بالای آن جایی برای احتراق و فضای پایینی آن محل حرکت شاتون‌ها می‌باشد.

برای اینکه پیستون عملکرد مناسبی داشته باشد، باید روغن سیال داخل سیلندر به خوبی روان کاری پیستون را انجام دهد و روغن نباید وارد محفظه احتراق شود؛ در غیر این صورت پیشرانه دچار روغن سوزی می‌شود.

شاتون چیست؟

شاتون یکی از قطعات بسیار مهم پیشرانه است که بین میل لنگ و پیستون ارتباط برقرار می‌نماید؛ یک سر کوچک‌تر شاتون به پیستون و سر بزرگ‌تر شاتون به میل لنگ متصل می‌شود.

با ضربه زدن پیستون به شاتون به حالت رفت و برگشتی که ناشی از احتراق موتور است، شاتون حرکت رفت و برگشتی را با توجه به طراحی خاص خود، به حرکت دورانی یا چرخشی به میل لنگ منتقل می‌نماید که در نهایت باعث حرکت چرخ‌های خودرو می‌شود.

تسمه یا زنجیر تایم چیست؟

تسمه تایم یا زنجیر تایم بین میل لنگ و میل بادامک ارتباط بر قرار می‌نماید تا حرکت میل لنگ را به میل سوپاپ منتقل نماید و با حرکت میل بادامک، سوپاپ‌ها بالا و پایین می‌شوند.

تسمه تایم در خودروهای سواری و زنجیر تایم در خودروهای باری مورد استفاده قرار می‌گیرد، وظیفه تسمه تایم هماهنگ کردن سرعت دورانی میل لنگ و میل بادامک است.

شمع خودرو چیست؟

شمع خودرو یکی از حیاتی‌ترین قطعات پیشرانه است که روی سر سیلندر قرار می‌گیرد و برای اینکه فرآیند احتراق در داخل سیلندر انجام شود، نیاز به جرقه خواهد بود. شمع با توجه طراحی منحصر به فردی که دارد، باعث ایجاد جرقه در محفظه سیلندر می‌شود.

اصطلاحات فنی پیشرانه یا موتور خودرو

برای اینکه دید بهتری نسبت به پیشرانه پیدا کنید، باید نسبت به سه اصطلاحی که برای توصیف پیشرانه به کار گرفته می‌شود، آشنا باشید که عبارتند از:

1. توان
2. گشتاور
3. کار

در ادامه برای اینکه با مفهوم هر یک از این اصطلاحات فنی پیشرانه بیشتر آشنا شوید، هر یک را به اختصار توضیح خواهیم داد.

توان پیشرانه چیست؟

توان پیشرانه به سرعت انجام کار گفته می‌شود و واحد سنجش آن اسب بخار می‌باشد. هر اسب بخار معادل 75 کیلوگرم بار است که در زمان یک ثانیه، به اندازه یک متر حرکت نماید.

گشتاور چیست؟

گشتاور کمیتی دارای جهت و سو است و به چرخش شی در اثر اعمال نیرو حول یک محور، گشتاور گفته می‌شود و برای سنجش میزان آن از واحد نیوتن بر متر استفاده می‌شود. هرچقدر میزان گشتاور بالاتر باشد، شتاب اولیه خودرو نیز بالاتر خواهد بود و اگر توان بالا باشد سرعت خودرو نیز بالاتر خواهد بود. برای محاسبه گشتاور از ضرب نیرو در بازوی اعمال نیرو بر حسب نیوتن و متر استفاده می‌شود.

کار چیست؟

در قوانین فیزیک برای اینکه کار انجام شود باید نیرو به جسم منتقل شود و جسم به حرکت در آید. در پیشرانه با احتراق سوخت و هوا باعث حرکت پیستون‌ها می‌شود و در نهایت سوپاپ‌ها حرکت کرده و چرخ‌های خودرو شروع به چرخیدن می‌کنند.