موتور رفت و برگشتی

موتور رفت و برگشتی، (Reciprocating engine)، یا موتور پیستونی، (Piston engine)، یک ماشین گرمایی است که با استفاده از یک یا چند پیستون، که حرکت رفت و برگشتی انجام می‌دهند، فشار را به حرکت دورانی تبدیل می‌کند. انواع اصلی موتورهای رفت و برگشتی عبارتند از:

موتور درون سوز (internal combustion engine) که به طور گسترده در وسایل نقلیه موتوری استفاده می شود.

موتور بخار (steam engine) که محرک اصلی انقلاب صنعتی بود

موتور استرلینگ (stirling engine)

ویژگی های مشترک موتورهای رفت و برگشتی

یک موتور رفت و برگشتی، ممکن است یک یا تعداد بیشتری پیستون داشته باشد. هر پیستون، داخل یک سیلندر قرار دارد. گازی که وارد سیلندر می‌شود، در موتورهای بخار، از قبل داغ و فشرده شده‌است. در سایر موتورهای رفت و برگشتی، این گاز ابتدا وارد سیلندر شده و سپس در داخل سیلندر در اثر اشتعال مخلوط سوخت و هوا (در موتورهای دورن‌سوز) و یا در اثر انتقال حرارت از یک منبع حرارتی (در موتور استرلینگ)، گرم می‌شود. گاز گرم، منبسط شده و پیستون را به پایین سیلندر هل می‌دهد.

پیستون توسط یک فلای ویل، توان پیستون های دیگر متصل به شافت و یا در سیلندرهای دو اثره توسط انجام همان فرآیند در طرف دیگر پیستون به بالای سیلندر (نقطه مرگ بالا) بازگشت می کند. در بسیاری از انواع موتورها، گازهای منبسط شده یا گازهای اگزوز با این کورس از سیلندر خارج می شوند به استثنای موتور استرلینگ که بارها و بارها همان مقدار گاز آب بندی شده را گرم و سرد می کند.

اجزای یک موتور درون سوز

برخی از طرح های پیستون ممکن است از هر دو جهت داخل سیلندر توان بگیرند که در این صورت به آن دو اثره(double-acting) گفته می شود.

در بیشتر انواع موتورهای رفت و برگشتی، حرکت خطی پیستون به وسیله یک شاتون و یک میل لنگ و یا توسط یک صفحه لرزان یا یک مکانیزم مناسب دیگر به حرکت دوار تبدیل می شود. یک فلای ویل اغلب برای اطمینان از چرخش نرم و برای ذخیره انرژی برای حرکت دادن موتور در بخش های غیر قدرتی سیکل به کار می رود. هرچه تعداد سیلندرهای موتورهای پیستونی رفت و برگشتی بیشتر باشد، کارکرد آن بدون لرزش و نرم خواهد بود. توان یک موتور رفت و برگشتی متناسب حجم جابه جایی مجموع پیستون ها است.

موتور رفت و برگشتی بخار

باید بین پیستون لغزنده و دیواره های سیلندر یک آب بندی ایجاد شود که فشار گاز بالای پیستون از کنار آن نشت نکند و راندمان موتور کاهش نیابد. این آب بندی معمولاً توسط یک یا چند رینگ پیستون انجام میشود. این رینگ ها از فلز سخت ساخته شده اند و به یک شیار دایره ای در سر پیستون فنر می شوند. حلقه ها به صورت محکم در شیار قرار می گیرند و در مقابل دیواره سیلندر فشرده می شوند تا آب بندی شکل بگیرد.

موتور رفت و برگشتی استرلینگ

در بیشتر انواع موتورهای رفت و برگشتی نسبت تراکم بر کارایی تاثیر می گذارد. نسبت تراکم نسبت بین حجم سیلندر در زمانی که پیستون در پایین ترین مکان نقطه کورس خود قرار دارد و حجم در زمانی که پیستون در بالای کورس خود واقع است می باشد.

اجزای موتور استرلینگ