موتورهای درون سوز (موتورهای احتراق داخلی)

ریشه لغوی

موتور درون سوز یا موتور احتراق داخلی ترجمه عبارت انگلیسی Internal combustion Engine است. این اصطلاح به موتورهایی گفته می‌شود که سوخت در داخل محفظه موتورسوزانده می‌شود.

نگاه اجمالی

یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس درسوخت‌های فسیلی نظیر بنزین ،گازوئیل و یا نفت،گاز مایع LPG را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آنرا در انتهای شفت میل لنگ ،خارج از پوسته موتور ، به صورت چرخش صفحه فلایویل در اختیار مصرف کننده می‌گذارد.

تاریخچه 

اولین تجربه کارآ و قابل ذکر در زمینه ساخت موتوهای احتراق داخلیدر سال 1876میلادی اتفاق افتاد. در این سال یک مخترع آلمانی به نام «ان.ای.اتو» موفق شد که یک موتور احتراق داخلی ، چهارزمانه را به ثبت برساند که اصول کار موتوردر حال حاضر اصول کار موتورهای رایج است. از آن تاریخ به بعد تحول چندانی در ساختمان این موتوها از لحاظ کارکردی اتفاق نیافتاده است. بلکه مدلهای مختلف و انواع پیشرفته‌تری ساخته شده‌اند که با نمونه اولیه بسیار مشابهند. البته در سال 1957 موتوری توسط «وانکل» ساخته شد که اگرچه اصول موتورهای اتو را به کار می‌برد لیکن ساختمان آن متفاوت است.

انواع موتورهای احتراق داخلی

این موتورها را به دسته کلی موتور چهار زمانه و موتورهای دوزمانه می‌توان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابه است. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوت‌های ساختاری اندکی متفاوت است.

موتورچهارزمانه :

این موتورها در واقع همان موتورهایی هستند که توسط اتو اختراع شدند و وجه تسمیه آنها اینست که این موتورها برای هر انفجار (مرحله تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) می‌بایست چهار مرحله مکش،تراکم، انفجاروتخلیه را انجام دهند.

موتورهای دوزمانه :

مخترعین هم عصر اتو اعتقاد داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش موتور ، زیان بزرگی است. بنابراین توجه خود را به موتوری معطوف کردند که در هر دور چرخش دارای یک انفجار بود. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم به عنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم به عنوان مرحله بعدی صورت می‌گیرد.

معیارهای دیگر جهت طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها (اعم از دوزمانه یا چهار زمانه) ذکر کردن تعداد سیلندرهای این موتورهاست. در این موتورها سیلندرها که در واقع واحدهای تولید انرژی مکانیکی می‌باشند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. بر این اساس موتورهای متنوعی ساخته شده‌اند که انواع متداول آنها می‌توانند یک سیلندر،دو سیلندر،سه سیلندر،چهار سیلندر،شش سیلندر، هشت ، ده و دوازده و در مواردی بیست و چهار سیلندر باشد.

البته معیارهای دیگری نیز برای طبقه بندی این موتورها به کار می‌رود. مثلا اگر نحوه آرایش سیلندرها را معیار در نظر بگیریم می‌توانیم موتورها را به انواع موتورهای خطی ،موتورهای V شکل یا خورجینی و موتورهای شعاعی تقسیم بندی کنیم و یا اینکه می‌توان برای طبقه بندی موتورها از حجم آنها استفاده کرد که عبارت است از حجم کل پیستونهای آنها زمانی که در نقطه مرگ پایین باشند. روش دیگر برای طبقه بندی اینموتورها ، نحوه مشتعل شدن سوخت در این موتورها است. بر این اساس موتورهای احتراق داخلی به دو دسته تقسیم می شوند.

موتوراشتعال جرقه‌ای :

این موتورها ، برای سوزاندن ماده سوختنی از سیستم برقی تولید کننده جرقه استفاده می کنند.

موتورهای دیزل :

 این موتورها برای مشتعل کردن سوخت از حرارت بالای خود سیلندر استفاده می‌کنند.

طرز کار

نحوه کار موتورهای احتراق داخلی را به شکل خلاصه می‌توان انگونه بیان کرد.

مکش :

مخلوط آزمایش‌های مربوط به هوا و سوخت (در موتورهای دیزل فقط هوا) به درون سیلندر مکیده می شود.

تراکم :

مخلوط مذکور (هوای وارد شده در موتورهای دیزل) توسط پیستون فشرده می‌شود.

توان :

مخلوط هوا و سوخت محترق شده و انرژی آزاد می‌کند که باعث حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود.

تخلیه :

گازهای ناشی از احتراق ازمحفظه سیلندر تخلیه می‌شود.

البته این چهار مرحله در موتورچهار زمانه اتفاق می افتد و در موتورهای دو زمانه مراحل 1 و 2 و مراحل 3 و 4 بایکدیگر تواما انجام می‌شوند. به هر حال پس از انجام مرحله انفجار (توان) انرژی آزاد شده از سوختن ماده سوختنی آزاد شده است و باعث حرکت پیستون می‌گردد. از آنجایی که حرکت پیستون بصورت رفت و برگشتی است. برای تبدیل این حرکت به حرکت دورانی به یک قطعه دیگر درموتور به نام میل لنگ نیاز است که به پیستون یا پیستونها (بر حسب تعداد سیلندر موتور) متصل شده وحرکت رفت و برگشتی را به حرکت چرخشی تبدیل می کند.