مهمترین مشخصه یک موتور ، میزان قدرت آن می باشد ، قدرت یک موتور از پارامترهای مختلفی نشئت می گیرد که در این مطلب ، به مهمترین آنها می پردازیم.

تعداد سیلندر

اولین ویژگی که به آن می پردازیم تعداد سیلندر یک موتور احتراقی می باشد ، تمامی موتورها دارای اجزای ثابت و متحرک می باشند ، یعنی تمام آنها دارای سیستم خنک کاری ، روغن کاری ، یاتاقان و ... می باشند ، اما چینش ، شکل و تعداد بعضی از این اجزا ، در هر موتور با موتور دیگر متفاوت می باشد؛ برای مثال همه موتورها دارای پیستون ، شاتون ، یاتاقان و ... می باشند اما تعداد این اجزا فرق دارد.

در شکل زیر یک موتور 4 سیلندر در سمت راست تصویر و یک موتور 6 سیلندر در سمت چپ تصویر مشاهده می کنید ، یک موتور 4 سیلندر دارای 4 پیستون ، 4 شاتون ، 4 گژن پین و ... می باشد ، موتور 6 سیلندر ، 8 سیلندر و ... نیز همین گونه اند و به تعداد سیلندرهایشان ، تعداد بعضی از اجزای آن تغییر می کند ، یعنی تعداد پیستون ، شاتون و ... برابر تعداد سیلندرها می باشد ولی تعداد میل لنگ ، میل سوپاپ و ... ممکن است تغییری نکند.

موتورهایی که تعداد سیلندر بیشتری داشته باشند به شرط طراحی خوب ، معمولا بهتر و پرقدرت تر عمل می کنند ولی از طرف دیگر احتمالا سوخت بیشتری نیز مصرف کنند!!!

حجم محفظه احتراق

هرچقدر محفظه احتراق یک موتور ، حجیم تر باشد ، قدرت ایجاد شده توسط موتور بیشتر می باشد ، این مشخصه موتور را به نام حجم موتور نیز می شناسند و منظور از حجم موتور ، حجم بلوک سیلندر و اجزای دیگر موتور نیست بلکه مجموع حجم محفظه احتراق تمام سیلندرهای موتور می باشد که معمولا به لیتر یا سی سی شناخته می شود ، مثلا وقتی گفته می شود حجم یک موتور 4 سیلندر ، 2 لیتر می باشد ، یعنی با پایین رفتن هر سیلندر ، نیم لیتر هوا وارد سیلندر می شود. همانطور که در شکل زیر می بینید هر سیلندر با پایین رفتن خود مقداری فضای خالی ایجاد می کند که هوا وارد آن فضا می شود.

موتورهایی که حجم بیشتری داشته باشند به علت بیشتر بودن حجم محفظه احتراق ، معمولا قدرت بیشتری ایجاد می کنند ولی بازهم سوخت بیشتری مصرف می کنند.

نکته : افزایش تعداد سیلندر و حجم موتور یک خودرو همیشه به معنای مصرف بیشتر سوخت نخواهد بود چون می توان با استفاده از تکنولوژی های جدید و راهکارهای فنی و طراحی بهینه کاری کرد که با افزایش تعداد سیلندر یا افزایش حجم موتور ، در عین افزایش قدرت موتور ، مصرف سوخت آن را کاهش داد ، به همین علت است که می بینید مصرف سوخت یک خودروی قدیمی با حجم مثلا 1600 سی سی ، بیشتر از یک خودروی مدرن و جدید با حجم 2500 سی سی می باشد.

نسبت تراکم

برای درک بهتر مفهوم نسبت تراکم ابتدا باید نقاط مرگ بالا و پایین را توضیح دهیم ، یک سیلندر در داخل بوش بلوک سیلندر با سرعت زیاد بالا و پایین می رود ، پایین ترین نقطه ای که سیلندر در آن نقطه قرار می گیرد را نقطه مرگ پایین می گوییم که در شکل زیر با خط BDC نشان داده شده است و سیلندر سمت چپ در نقطه مرگ پایین قرار گرفته است؛ همچنین بالاترین نقطه ای که سیلندر در آن قرار می گیرد را به نام نقطه مرگ بالا می شناسیم و سیلندر سمت راست در آن نقطه قرار گرفته و این نقطه با خط TDC نشان داده شده است.

اکنون می توانیم نسبت تراکم یک موتور را شرح دهیم ، طبق شکل زیر در حالتی که سوپاپ هوا و دود بسته باشند و سیلندر در نقطه پایین قرار داشته باشد ، سیلندر را در نقطه مرگ بالا قرار می دهیم تا هوای موجود را فشرده کند.

در این حالت نسبت حجم هوای سیلندر در نقطه مرگ بالا به حجم هوای سیلندر در نقطه مرگ پایین را نسبت تراکم گوییم و نشان دهنده مقدار فشرده کردن هوا توسط سیلندر می باشد ، در شکل زیر فرمول نسبت تراکم را مشاهده می کنید.

موتورهایی که نسبت تراکم بیشتری داشته باشند قدرت بیشتری تولید می کنند ولی افزایش نسبت تراکم مشکلاتی در جرقه زنی ایجاد می کند و همچنین موتورهایی که نسبت تراکم بیشتری دارند باید جنس سیلندر ، سر سیلندر و ... بهتر و مقاوم تری داشته باشند تا تحمل نسبت تراکم بالا را داشته باشند.

تعداد سوپاپ

همانطور که می دانید ورود هوا به محفظه احتراق هر سیلندر توسط یک سوپاپ انجام می شود و خروج دود ، توسط یک سوپاپ دیگر که به آن سوپاپ دود می گویند ، بنابراین در هر سیلندر دو سوپاپ نیاز داریم مانند شکل زیر سمت راست تصویر ، ولی در موتورهای جدید و بهینه برای ورود بهتر هوا و خروج بهتر دود ، به جای دو سوپاپ ، از چهار سوپاپ در هر سیلندر استفاده می شود مانند شکل زیر سمت چپ تصویر.

موتورهای چهار سوپاپه بهینه تر از موتورهای دو سوپاپه عمل می کنند و قدرت تولیدی آنها بیشتر می باشد.

واحد سنجش قدرت موتور

برای اندازه گیری قدرت موتورهای احتراق داخلی از شیوه ها و دستگاه های مختلفی استفاده می کنند و جهت نشان دادن قدرت یک موتور از دو معیار یا واحد اسب بخار و گشتاور استفاده می کنند.منظور از اسب بخار میزان قدرت لازم برای انجام دادن کاری در یک زمان مشخص می باشد.

جیمز وات که مخترع ماشین های مکانیکی بود جهت فهماندن قدرت موتورهای ساخته شده توسط خودش برای اولین بار از این واحد استفاده کرد ، از آنجایی که در آن زمان ، حمل و نقل ها توسط اسب ها انجام می شد ، جیمز وات آزمایشی انجام داد تا قدرت یک اسب را محک بزند و بتواند موتورهای تولیدی اش را بر اساس میزان قدرت یک اسب نشان دهد ، برای مثال وقتی گفته می شود قدرت این موتور دو اسب بخار است یعنی قدرت تولید شده توسط این موتور به اندازه قدرتیست که دو اسب ، همزمان می توانند انجام دهند؛

بر اساس آزمایش وات ، میزان قدرت هر اسب به اندازه ای است که می تواند یک جعبه 75 کیلوگرمی را در زمان یک ثانیه به اندازه یک متر بالا ببرد.

واحد دیگری که برای سنجش قدرت موتور به کار می رود گشتاور است ، گشتاور بصورت کار خالص می شود و به زمان مربوط نمی شود ، واحد گشتاور بصورت نیرو ضربدر طول به دست می آید.

موتوری که تولید می شود هم گشتاور تولیدی آن بیان و اعلام می شود و هم میزان اسب بخارش ، معمولا موتوری که اسب بخار بیشتری دارد ، گشتاور بیشتری نیز خواهد داشت ولی این قائده همیشه درست نیست و ممکن است دو موتور با اسب بخار یکسان ، گشتاور مختلفی داشته باشند یا بالعکس. حال این سوال پیش می آید که گشتاور مهم تر است یا اسب بخار؟

نظرات مختلفی درباره این سوال وجود دارد پاسخ این سوال بستگی به کاربرد آن موتور دارد ، اگر موتور قرار باشد در دور موتور پایین قدرت بیشتری داشته باشد ، گشتاور مهم تر می شود مانند موتور کامیون ها و کلا ماشین های باری ولی اگر کاربرد موتور در دورهای بالا باشد و انتظار سرعت و دور بالا از موتور داشته باشیم ، اسب بخار ارزش بیشتری پیدا می کند.

تلاش کمپانی های طراحی و ساخت موتور اینست که دائما با تغییرات ابعاد موتور مانند حجم موتور ، ابعاد و تعداد سوپاپ ها ، تعداد سیلندرها ، نسبت تراکم های بالاتر و ...موتورهای پرقدرت و گاهی اوقات سرعتی تری تولید کنند ولی از طرف دیگر باید این موتورها دوام لازم و مصرف سوخت بهینه داشته باشند چون معمولا موتورهای پرقدرت تر مصرف بیشتری داشته و نیاز به طراحی و ساخت پرهزینه تری دارند ، تلاش آنها اینست که در عین افزایش قدرت موتور ، مصرف آن را نیز بهینه کنند.

سخن آخر این که علاوه بر ابعاد موتور و پارامترهای گفته شده در این صفحه ، سیستم جرقه زنی ، سیستم هوارسانی ، خروج دود ، چینش سیلندرهای موتور ، آلیاژ مورد استفاده در ساخت موتور و .... نیز در قدرت خروجی یک موتور تاثیر به سزایی دارند.

برچسب ها

• موتور ماشین