آشنایی با قطعات موتور خودرو در شناخت اولیه مشکلات احتمالی آن، تاثیر زیادی دارد. طوری که باعث می‌شود در زمان بروز نقص‌های فنی، بهترین تصمیم را بگیریم. بدیهی است تصمیم درست در شرایط بحرانی از ورود آسیب‌های بیشتر به ماشین جلوگیری نموده و طول عمر موتور را بهبود می‌بخشد. با در نظر گرفتن این مسائل، تصمیم گرفتیم این مقاله از رادار را به معرفی قطعات موتور ماشین اختصاص دهیم.
آشنایی با قطعات موتور خودرو
موتور خودرو، مجموعه‌ای منظم از قطعات مختلف است که با همکاری یک‌دیگر حرکت ماشین را امکان‌پذیر می‌کنند. هماهنگی بالا میان این قطعات، موتور ماشین را به یکی از شگفت‌انگیزترین اختراعات بشر تبدیل کرده است. اختراعی که توانست زندگی انسان‌ها را متحول کند. برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد این اختراع هیجان‌انگیز، در ادامه قطعات موتور خودرو را مورد بررسی قرار می‌دهیم:
1- بلوک سیلندر
یکی از اصلی‌ترین قطعات موتور خودرو، بلوک سیلندر است. بلوک سیلندر به عنوان تنه اصلی موتور، محل نگه‌داری سیلندر، سرسیلندر، پیستون، شاتون، کارتل، رینگ و میل‌لنگ است. این بلوک را می‌توان فونداسیون موتورهای احتراقی دانست.
با توجه به صورت گرفتن عمل جرقه‌زنی و احتراق درون بلوک سیلندر، باید برای ساخت آن از آلیاژی مقاوم به حرارت استفاده نمود. امروزه آلومینیوم یا چدن را آلیاژهای مناسبی در ریخته‌گری بلوک موتور می‌دانند. البته هنگام ریخته‌گری این قطعه باید به مقاومت نهایی محصول نسبت به سرما نیز توجه داشت. همچنین تحمل تغییرات دمایی ناگهانی و شدید، از جمله خصوصیات یک بلوک کارآمد است.
2- سیلندر
سیلندر، هسته مرکزی موتور خودروست و عمل احتراق درون آن انجام می‌شود. این قطعه، ظاهری استوانه‌ای داشته و فضای حرکت پیستون را فراهم می‌آورد. جنس آن نیز بر حسب جنس بلوک سیلندر از آلومینیوم یا چدن می‌باشد.
موتورهای امروزی دارای تعدادی سیلندر هستند که آرایش قرار گرفتن آن‌ها کنار یک‌دیگر و تعدادشان، تعیین‌کننده نوع موتور است. در ادامه با برخی از پرکاربردترین آرایش‌های سیلندر درون بلوک آشنا می‌شویم:
1- آرایش خطی سیلندرها
چیدمان سیلندرها در آرایش خطی، پشت سر هم و در یک راستا است. این آرایش در تمام موتورهای احتراقی 4 سیلندر به کار گرفته می‌شود. در حال حاضر خودروهای زیادی از آرایش خطی استفاده می‌کنند.
2- آرایش خطی زاویه‌دار سیلندرها
در چینش خطی زاویه‌دار، سیلندرهای خطی را با زاویه 15 تا 60 درجه نسبت به حالت قائم قرار می‌دهند. این آرایش به سبب فضای اریب درون سیلندرها، مرکز ثقل پایین‌تری نسبت به خطی ساده دارد.
3- آرایش خورجینی سیلندرها
آرایش خورجینی از دو ردیف سیلندر با چیدمان خطی تشکیل می‌شود که شبیه به عدد 7، مقابل یک‌دیگر قرار دارند. از این رو برخی آرایش خورجینی سیلندرها را آرایش V شکل نیز می‌نامند. در حال حاضر اغلب موتورهای با آرایش خورجینی دارای 12 سیلندر هستند.
امروزه چیدمان‌های دیگری برای سیلندرها درون بلوک سیلندر موتورها وجود دارد. این مدل‌ها نسبت به روش‌های گفته شده کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور مثال می‌توان به آرایش خطی جناغی، جناغی دو ردیفه، آرایش تخت، رادیکال و دوار اشاره نمود. در این میان آرایش دوار بیشتر برای ساخت موتور هواپیماهای سم‌پاش به کار می‌رود.
3- سرسیلندر
سرسیلندر، یکی دیگر از قطعات موتور خودرو است که دقیقا بالای سیلندرها قرار می‌گیرد. این قطعه معمولا از آلومینیوم ساخته شده و بالای بلوک سیلندر نصب می‌شود. به این ترتیب می‌تواند اتاقک احتراق، شمع‌ها و سوپاپ‌های دود و هوا را درون خود جای دهد. علاوه بر این منیفولد گاز و هوا، میل سوپاپ و شلنگ‌های خنک‌کننده حاوی آب و روغن نیز در سرسیلندر قرار دارند. به همین منظور اهمیت این قطعه در موتور ماشین بسیار بالاست.
در حال حاضر سه نوع سرسیلندر طراحی شده که عبارتند از:
- سرسیلندر تکی با سرمایش آبی
- سرسیلندر تکی با سرمایش هوا
- سرسیلندر چندتایی
4- واشر سرسیلندر
یکی دیگر از قطعات موتور خودرو که بسیار هم ضروری و مهم است، واشر سرسیلندر نام دارد. این قطعه وظیفه عایق‌بندی سرسیلندر، بلوک موتور و اتصالات این دو را دارد. طوری که مانع از ورود و نشت مایعات به بدنه موتور شده و از مخلوط‌شدن آب و روغن درون اتاقک احتراق جلوگیری می‌کند. به همین منظور توجه به جزئیات در ساخت واشر سرسیلندر و استفاده از متریال با کیفیت اهمیت زیادی دارد. امروزه از فولاد نسوز برای تولید این قطعه مهم و کاربردی استفاده می‌شود. البته با تمام این‌ها باید در دوره‌های زمانی مشخصی نسبت به تعویض واشر سرسیلندر اقدام نمود. در غیر این صورت ممکن است واشر سوخته و آسیب‌های جدی به موتور وارد کند.
5- بوش سیلندر
بوش سیلندر نیز از قطعات موتور خودرو است که معمولا از فولاد یا چدن برای ساخت آن استفاده می‌شود. این قطعه فضای مناسب برای حرکت پیستون درون سیلندر را ایجاد نموده و در ارتباط با رینگ‌های پیستون است. به همین دلیل دائما در معرض فرسایش بوده و پس از گذشت زمان نیاز به تعویض دارد.
بوش سیلندر دارای سه نوع مختلف است که عبارتند از:
1- بوش سیلندر آب‌گرد یا مرطوب
بوش‌های آب‌گرد به طور مستقیم با آب خنک‌کننده موتور در تماس بوده و آب به دیواره‌های آن می‌پاشد. دیواره‌های بوش در این مدل دارای 7 تا 15 میلی‌متر قطر بوده و مجهز به رینگ‌های درزگیر جهت عایق‌بندی می‌باشند. این رینگ‌ها در راستای ممانعت از نفوذ آب به درون سیلندر و محفظه احتراق اهمیت زیادی دارند.
2- بوش سیلندر خشک
دیواره‌های بوش سیلندر خشک، تنها چند میلی‌متر بوده و مستقیما درون سیلندر پرس می‌شوند. این نوع بوش سیلندر با آب هیچ ارتباطی نداشته و فاقد رینگ، واشر یا درزگیر دیگری است. در طراحی موتورهای مجهز به بوش سیلندر خشک از سیلندرهایی با سوراخ‌های بزرگ‌تر استفاده می‌شود تا بوش درونش جای گیرد.
3- بوش سیلندر شیاردار
نوع دیگر بوش سیلندر، دارای شیارهایی است که از آن‌ها برای گردش هوا کمک می‌گیرد. از این رو عامل خنک‌کننده در این نوع بوش به عنوان یکی از قطعات موتور خودرو، هوا است.
6- میل‌لنگ
میل‌لنگ نیز یکی از قطعات موتور خودرو است که وظیفه تبدیل حرکت خطی پیستون به حرکت چرخشی را برعهده دارد. در نهایت حرکت دروانی میل‌لنگ، انرژی لازم برای چرخش چرخ‌ها، دینام، پمپ هیدرولیک فرمان، پمپ روغن، کمپرسور کولر و واتر پمپ را ایجاد می‌کند.
میل‌لنگ به کمک یاتاقان بر بلوک سیلندر سوار می‌شود. به همین دلیل اگر یاتاقان فاقد روغن کافی باشد، میل‌لنگ خشک کار کرده و آسیب می‌بیند. در این شرایط می‌گوییم موتور یاتاقان زده است.
7- کارتر
کارتر نیز از قطعات موتور خودرو است که محفظه‌ای برای نگه‌داری و محافظت از میل‌لنگ و شاتون می‌باشد. برخی از تعمیرکاران این قطعه را به نام کارتل نیز می‌شناسند.
مخزن کف کارتر، محلی برای جمع‌آوری روغن داغ خارج‌شده از موتور است که پس از خنک شدن به موتور برمی‌گردد. پمپ روغن نیز درون این محفظه قرار دارد تا روغن موتور را به میل‌لنگ و دیگر اجزای موتور ماشین پمپاژ کند.
8- پیستون
پیستون، قطعه متحرک درون سیلندر بوده و از مهم‌ترین قطعات موتور خودرو به شمار می‌آید. این قطعه با حرکت رفت و برگشتی خود، عمل جرقه‌زنی و احتراق درون موتور را تکمیل می‌کند. در واقع 4 مرحله مهم در موتورهای احتراق داخلی به کمک پیستون انجام می‌شود. این قطعه انرژی حاصل از احتراق سیلندر را به کمک شاتون، به میل‌لنگ منتثل می‌کند.
برای ساخت پیستون به عنوان یکی از قطعات موتور خودرو از چدن، فولاد ریخته‌گری یا آلومینیوم استفاده می‌شود. البته مدل‌های آلومینیومی به دلیل وزن کمتر، توازن وزنی موتور را پایین آورده و منجر به بازدهی و شتاب بهتر ماشین می‌شوند.
9- رینگ پیستون
رینگ پیستون نیز یکی از قطعات موتور خودرو است که وظیفه عایق‌بندی پیستون‌ها، حین حرکت درون سیلندر را برعهده دارد. در واقع به ازای هر پیستون در موتور، یک رینگ پیستون وجود دارد. این قطعه، ظاهری شبیه به حلقه داشته و از چدن با قابلیت انعطاف‌پذیری ساخته می‌شود. رینگ‌ها توسط بست‌های حلقه‌ای روی پیستون قرار می‌گیرند.
10- سوپاپ
یکی دیگر از قطعات موتور خودرو ، سوپاپ‌های ورودی و خروجی هستند. این سوپاپ‌ها، همچون کانال‌های ورود و خروج، هوا و دود در محفظه احتراق عمل کرده و وظیفه کنترل آن‌ها را برعهده دارند. سوپاپ‌ها بر اساس نوع موتور، ممکن است روی بلوک سیلندر و یا واشر سرسیلندر قرار گیرند. زمان‌بندی حرکت سوپاپ‌ها در موتور به عهده تسمه تایم و میل بادامک است. در ساخت سوپاپ از آلیاژهای مقاوم به حرارت استفاده می‌شود. لازم به ذکر است کار کردن این قطعه بدون روغن، با استهلاک بالایی همراه خواهد بود.
11- میل سوپاپ یا میل بادامک
میل سوپاپ قطعه‌ایست که وظیفه تنظیم زمان‌بندی باز و بست شدن سوپاپ‌ها را برعهده دارد. این قطعه، شبیه به یک میله است که روی آن برجستگی‌هایی (بادامک‌ها) دارد و به کمک این بادامک‌ها، به سوپاپ متصل می‌شود. تنظیم زمان‌بندی با میل بادامک (میل سوپاپ) از طریق ارتباط آن با میل‌لنگ به واسطه تسمه تایم انجام می‌شود. از این رو کمبود روغن در موتور می‌تواند به این قطعه نیز آسیب وارد کند.
میل بادامک خود نیز از قطعات مختلفی تشکیل شده که عبارتند از:
- اتصال
- صفحه قفل
- میله فشار
- واشر
- یاتاقان (بلبرینگ)
12- فنر سوپاپ
در ادامه بحث قطعات موتور خودرو می‌رسیم به معرفی فنر سوپاپ. این فنر به ثبات سوپاپ در جای خود کمک می‌کند. در حالت کلی اگر سوپاپ‌ها در جای خود محکم نباشند، احتمال نشت مایعات هنگام عمل احتراق یا تراکم بالا در سیلندر وجود دارد. فنر سوپاپ، موظف است سوپاپ را محکم در جای خود نگه داشته و از نشت مایعات جلوگیری کند.
13- سوپاپ پی‌سی‌وی
در میان قطعات موتور خودرو به پیستون و حرکت رفت و برگشتی آن اشاره نمودیم. همچنین گفتیم که کارتر محفظه‌ای در زیر موتور است که روغن موتور داغ در آن ذخیره می‌شود. زمانی که پیستون برای انجام عمل احتراق، به صورت رفت و برگشتی حرکت می‌کند، باعث تغییر حجم هوا در فضای بالا و پایین خود می‌شود. قسمت پایینی کارتر است که با این تغییر حجم هوا، ضربات منظمی در آن ایجاد می‌شود. سوپاپ پی‌سی‌وی، همچون یک شیر کنترل تهویه یک‌طرفه، هوای فشرده شده درون کارتر را تخلیه می‌کند. در نتیجه این عمل، جلوی ضربات ذکر شده گرفته می‌شود. علاوه بر این به خنک شدن موتور ماشین، خروج گازهای نشتی از رینگ‌های پیستون به پایین و خروج بخارات روغن کمک می‌کند.
14- شمع
شمع یکی دیگر از قطعات موتور خودرو است که عمل جرقه‌زنی برای شروع احتراق را انجام می‌دهد. این قطعه، انرژی لازم برای ایجاد جرقه را از دلکو یا کویل می‌گیرد. در خودروهای امروزی معمولا به ازای هر سیلندر یک شمع وجود دارد که اغلب روی سرسیلندر قرار می‌گیرد. البته در برخی موتورها شاهد دو شمع به ازای هر سیلندر هستیم. هر شمع از الکترود، واشر و عایقی از جنس چینی تشکیل شده است. با این حال شمع‌ها دارای مدل‌های مختلفی هستند که در ادامه بیان می‌کنیم:
- شمع گرم
- شمع سرد
- شمع نیکلی
- شمع ایریدیومی
- شمع پلاتینیومی
- شمع‌های چند الکترودی
از این میان، شمع‌های پلاتینیومی و ایریدیومی نسبتا استهلاک کمتر و راندمان بهتری دارند. بدیهی است خراب شدن شمع‌ها و بد کار کردن آن‌ها، منجر به ایراد در عمل احتراق موتور می‌شود. در نتیجه موتور روشن نشده و یا به سختی روشن می‌شود. این مسئله در عملکرد موتور نیز تاثیر منفی می‌گذارد.
15- فلایویل
یکی دیگر از قطعات موتور خودرو ، فلایویل (چرخ طیار) است. ظاهر آن شبیه به بشقابی سنگین است که وظیفه آن، انتقال نیروی موتور به گیربکس است. فلایویل برای انجام این کار از دیسک و صفحه‌ای که روی آن نصب است، استفاده می‌کند. وظیفه دیگر چرخ طیار، ذخیره نیروی دریافتی از میل‌لنگ برای استفاده در زمان‌های افت فشار موتور است. این قطعه با پیچ و مهره‌های مخصوصی به میل‌لنگ متصل می‌شود. اطراف آن نیز دنده دنده‌هایی وجود دارد که موجب درگیری دنده استارت با موتور می‌شود. در ماشین‌های انژکتوری، سنسور دور موتور نیز روی فلایویل نصب شده و اطلاعات مربوطه را برای ECU ارسال می‌کند.