معرفی قطعات موتور خودرو و کاربرد آنها

شناخت بیشتر از هر وسیله‌ مصرفی، در استفاده‌ صحیح و نگهداری بهتر از آن تاثیر زیادی دارد. در این میان، درباره‌ خودرو نیاز به این شناخت بیشتر احساس می‌شود. دانستن و آگاهی درباره‌ قطعات موتور خودرو در شناخت اولیه‌ مشکلات احتمالی آن کمک می‌کند و باعث می‌شود تا هنگام بروز مشکلات مختلف، بهترین و درست‌ترین کار را انجام دهیم. همچنین شناخت موتور ماشین موجب می‌شود تا از انجام کارهایی که به قطعات آسیب وارد می‌کند دوری کرده و اعمالی که طول عمر آن‌ها را بالا می‌برد در پیش بگیریم.

خب حالا به نظرتان مهم‌ترین بخش یک اتومبیل کدام بخش است؟ حتما پاسخ‌تان موتور خواهد بود. بله، موتور اتومبیل به عنوان قلب تپنده‌ این وسیله‌ نقلیه، اصلی‌ترین قطعه‌ آن محسوب می‌شود. به همین نسبت، تعمیرات آن هزینه و دردسرهای بیشتری دارد. هرگونه اخلال در عملکرد موتور، می‌تواند باعث توقف کامل خودروی شما بشود. بنابراین شناخت کامل از آن امری ضروری به نظر می‌رسد و این شناخت حاصل نمی‌شود مگر اینکه تمامی قطعات آن را بشناسیم. ما در ادامه می‌خواهیم به معرفی این قطعات موتور خودرو بر اساس اهمیت‌شان بپردازیم، پس با ما همراه باشید.

قطعات موتور خودرو

موتور ماشین را می‌توان از شگفت‌انگیزترین اختراعات بشر دانست. اختراعی که بی‌شک زندگی آدم‌ها را با تحول اساسی مواجه کرد. هرچه بیشتر درباره‌ این مجموعه‌ منظم و پیچیده بدانیم به شگفتی آن بیشتر پی می‌بریم. موتور ماشین انواع مختلفی دارد اما قطعات اصلی در تمام آن‌ها مشترک است. قطعاتی که عملکرد صحیح همه‌ آن‌ها در کنار هم به بازدهی کامل موتور منجر می‌شود، اما کوچکترین مشکل در کار هر کدام می‌تواند قطعات دیگر را نیز دچار معضلاتی کند و آسیب به هریک موجب آسیب به باقی قطعات شود. ضرب‌المثل بنی آدم اعضای یکدیگرند را درباره‌ قطعات موتور خودرو نیز می‌توان به کار برد. در ادامه با این قطعات بیشتر آشنا می‌شوید.

• بلوک سیلندر

اولین و اصلی‌ترین بخش موتور ماشین همان بدنه یا تنه‌ اصلی موتور است که آن را اصطلاحا بلوک سیلندر می‌نامند. این قطعه که از بخش‌های اصلی موتور محسوب می‌شود، نقش فونداسیون موتورهای احتراق داخلی را بازی می‌کند. چرا که سیلندرها، سرسیلندر، پیستون، شاتون، کارتل، رینگ و میل‌لنگ را در خود جای می‌دهد. از آن‌جا که عمل جرقه‌زنی و احتراق درون این بلوک انجام می‌شود باید مقاومت دمایی بالایی داشته باشد. بنابراین آن را از ریخته‌گری آلیاژی مانند آلومینیوم یا چدن می‌سازند.

لازم است در ساخت و ریخته‌گری بلوک موتور به دلیل اهمیت بالای آن دقت فراوانی صورت گیرد. بلوک علاوه بر گرما باید در برابر سرما نیز مقاومت لازم را داشته باشد و همچنین تغییرات دمایی ناگهانی و شدید را نیز تحمل کند. نکته‌ مثبت در مودر بلوک سیلندر، استهلاک پایین این قطعه به دلیل مقاومت آن است.

• سیلندر

فضای استوانه‌ای درون بلوک سیلندر است که فضای حرکت پیستون را فراهم می‌کند. سیلندر هسته‌ مرکزی موتور ماشین محسوب می‌شود. جنس دیواره‌ سیلندر برحسب جنس بلوک سیلندر آلومینیومی یا چدنی است. سیلندرها تعداد و آرایش‌های مختلفی در موتورهای گوناگون دارند و همین نحوه‌ چیدمان آن‌ها کنار هم نوع موتور را مشخص می‌کند.

♦ آرایش خطی: سیلندرها در این چینش در یک راستا و پشت هم قرار می‌گیرند. آرایش سیلندرها در تمام موتورهای ۴ سیلندر خطی است. به طور کلی موتور بسیاری از اتومبیل‌های امروزی همین آرایش خطی دارند.

♦ آرایش خطی زاویه دار: در این نوع چینش، سیلندرهای خطی با زاویه‌ ۱۵ تا ۶۰ درجه نسبت به زاویه‌ی قائم قرار دارند. موتورهایی با این آرایش، به دلیل فضای اریب درون سیلندرها از مرکز ثقل پایین‌تری برخوردار هستند.

حتما بخوانید: علائم خرابی سنسور دریچه گاز و دلایل آن

♦ آرایش خورجینی: در این چینش که آرایش V شکل نیز نامیده می‌شود سیلندرها در دو ردیف خطی به شکل عدد ۷ (هفت) در مقابل هم قرار می‌گیرند. موتورهای با این آرایش عموما ۱۲ سیلندر دارند.

برای آرایش سیلندرها مدل‌های دیگری مانند خطی جناغی، جناغی دو ردیفه، آرایش تخت، آرایش رادیکال و آرایش دوار نیز وجود دارد اما این موارد کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثلا آرایش دوار معمولا در موتورهای هواپیماهای سم‌پاش استفاده می‌شود.

• سرسیلندر

همان‌طور که از نامش مشخص است دقیقا در بالای سیلندرها قرار دارد. این قطعه‌ آلومینیومی بالای بلوک سیلندر قرار می‌گیرد و اتاقک احتراق، شمع‌ها و سوپاپ‌های دود و هوا را در خود جای می‌دهد. بخاری آب و روغن هم که وظیفه‌ خنک کردن اتاقک احتراق را برعهده دارند در این قطعه تعبیه شده‌اند. میل سوپاپ و منیفولد گاز و هوا هم در این قطعه جاسازی می‌شوند. بنابراین سرسیلندر از اهمیت بسیاری در موتور برخوردار است. سرسیلندرها سه دسته دارند؛

دسته اول: سرسیلندر تکی با سرمایش آبی

دسته دوم: سرسیلندر تکی با سرمایش هوا

دسته سوم: سرسیلندر چندتایی

• واشر سرسیلندر

حتما تا به حال شنیده‌اید که واشر سرسیلندر یک اتومبیل سوخته است. این قطعه نیز اهمیت ویژه‌ی خود را دارد. وظیفه‌ آن عایق‌بندی سرسیلندر و بلوک سیلندر و اتصالات این دو است تا مانع از ورود و نشت مایعات از بدنه‌ موتور شود. همچنین از مخلوط شدن آب و روغن درون اتاقک احتراق نیز جلوگیری می‌کند. در نتیجه نیاز است که از متریالی با کیفیت مناسب برای وظیفه‌ای که بر عهده دارد ساخته شود. این قطعه از فولاد نسوز و با کیفیت است که با دقت و ظرافت خاصی ساخته می‌شود. البته که با وجود کیفیت ساخت و متریال، به دلیل جلوگیری از آسیب‌های احتمالی به بلوک سیلندر و قطعات دیگر موتور ماشین، لازم است واشر سرسیلندر در دوره‌های زمانی مشخص تعویض شود.

حتما بخوانید: آشنایی با سیستم برق خودرو و اجزای آن

• بوش سیلندر

این قطعه‌ استوانه‌ای فولادی یا چدنی، به منظور ایجاد محیطی مناسب برای حرکت پیستون درون سیلندر قرار می‌گیرد. بوش سیلندر در ناحیه‌ای که با رینگ‌های پیستون در تماس است دچار سایش می‌شود و ممکن از بعد از گذشت زمان نیاز به تعویض داشته باشد. بوش سیلندر سه نوع دارد که عبارتند از؛

– بوش سیلندر آب‌گرد یا مرطوب: این نوع بوش، به طور مستقیم با آب خنک کننده در تماس است و آب به دیواره‌ آن‌ها که قطری حدود ۷ تا ۱۵ میل دارند پاشیده می‌شود. برای جلوگیری از نفوذ آب به درون سیلندر و محفظه‌ احتراق از رینگ‌های درزگیر برای عایق‌بندی کامل بوش‌های مرطوب استفاده می‌شود.

– بوش سیلندر خشک: این بوش که قطر دیواره‌ آن‌ها تنها چند میلیمتر است مستقیم درون سیلندر پرس می‌شوند. به دلیل عدم تماس با مایع خنک کننده در این نوع بوش، از رینگ، واشر و یا هیچ نوع درزگیر دیگری استفاده نمی‌شود. سوراخ‌های سیلندر در بلوک سیلندر برای جای دادن این نوع بوش، کمی بزرگتر طراحی می‌شوند.

– بوش‌های سیلندر شیاردار: این بوش‌ها در سیلندرهای شیاردار استفاده می‌شوند و عامل خنک کننده در آن‌ها هوا است.

• واتر پمپ

این قطعه که پولی پمپ آب نیز نامیده می‌شود جزوی از سیستم خنک‌کننده اتومبیل بوده و وظیفه‌‌ تنظیم دمای موتور به وسیله‌‌ جریان مداوم آب و ضد یخ یا ضد جوش را بر عهده دارد. در حقیقت این قطعه همین آب را بین رادیاتور و بلوک سیلندر به گردش درمی‌آورد. این کار در زمانی که موتور در حرکت است و دمای آن در اثر احتراق مداوم بسیار بالا رفته، مانع از جوش آوردن آن می‌شود و هنگام سرد بودن موتور، کمک می‌کند تا دمای آن هرچه سریعتر به گرمای مورد نظر برسد. درصورت کار کردن موتور با دمای پایین،‌ اصطکاک قطعات بیشتر شده و دچار فرسودگی زود هنگام می‌شوند.

واتر پمپ، مایعات گرم خارج شده از بلوک موتور را به رادیاتور بازمی‌گرداند تا در آن‌جا مجدد به دمالی مناسب برسند و بار دیگر توسط واتر پمپ مورد استفاده قرار بگیرند. واتر پمپ نیروی کار خود را از طریق میل‌لنگ و با واسطه‌ تسمه تایم دریافت می‌کند.

• پیستون

بخش متحرک درون سیلندر را پیستون می‌نامند. حرکت بالا به پایین پیستون عمل جرقه‌زنی و احتراق را تکمیل کرده، موجب انبساط گازهای ناشی از احتراق می‌شود. در حقیقت چهار مرحله موتورهای احتراق داخلی با توجه به حرکت همین پیستون صورت می‌گیرد. پیستون انرژی حاصل از احتراق گازهای منبسط شده‌ درون سیلندر را توسط شاتون (میل رابط) به میل‌لنگ منتقل می‌کند. متریال به کار رفته برای ساخت این قطعه معمولا چدن یا فولاد ریخته‌گری یا آلومینیوم است که نمونه‌ آلومینیومی، بازده موتور را به دلیل وزن کم و پایین آوردن توازن وزنی آن بالاتر برده و شتاب موتور را نیز افزایش می‌دهد. همچنین این نوع پیستون‌ها از انتقال حرارت بهتری هم برخوردار هستند.

• میل‌لنگ

این قطعه حرکت خطی پیستون را تبدیل به حرکت چرخشی(دورانی) می‌کند. در واقع نیروی حاصل از حرکت رفت و برگشت پیستون‌ها قادر به چرخش درآوردن چرخ‌ها نیست، بلکه این حرکت دورانی میل لنگ است که چرخ‌ها را به حرکت درمی‌آورد. میل لنگ توسط یاتاقان بر بلوک سیلندر سوار می‌شود. میل لنگ همچنین نیروی لازم برای چرخش دینام، پمپ هیدرولیک فرمان، پمپ روغن، کمپرسور کولر و واتر پمپ را تامین می‌کند که توسط تسمه، میل سوپاپ یا دنده‌ میل بادامک به آن‌ها منتقل می‌شود. اگر روغن کافی به یاتاقان نرسد، میل لنگ خشک کار  می‌کند و دچار آسیب خواهد شد. این آسیب را به اصطلاح یاتاقان زدن می‌گویند.

• کارتر

کارتر به محفظه‌ای گفته می‌شود که میل‌لنگ در آن قرار دارد. این قطعه که در میان تعمیرکاران به کارتل هم معروف است بزرگترین محفظه‌ درون موتور را تشکیل می‌دهد و از میل‌لنگ و شاتون محافظت می‌کند. کف کارتر مخزنی قرار دارد که روغن داغ خارج شده از موتور درون آن جمع شده و برای بازگشت به موتور خنک می‌شود. پمپ روغن نیز درون این محفظه قرار دارد که روغن موتور را به سمت میل‌لنگ و دیگر قسمت‌های موتور پمپ می‌کند.

• سوپاپ

این قطعه به دو دسته‌ سوپاپ‌های ورودی (هوا) و سوپاپ‌های خروجی (دود) تقسیم می‌شود که کانال‌های هوا و دود را از محفظه‌ احتراق جدا می‌کنند. گاهی روی واشر سر سیلندر و گاهی روی بلوک سیلندر قرار می‌گیرد و وظیفه‌ کنترل ورود سوخت و هوا به داخل سیلندر و همچنین خروج گازهای ناشی از احتراق را از درون آن‌ها به عهده دارد. سوپاپ نیز از آلیاژ‌های مقاوم به گرما ساخته می‌شود. بدون روغن کار کردن سوپاپ موجب بالارفتن استهلاک آن می‌شود. زمانبندی حرکت سوپا‌پ‌ها توسط تسمه تایم و سپس میل‌بادامک (میل سوپاپ) انجام می‌شود.

حتما بخوانید: راهنمای جامع تشخیص رنگ خودرو و کارشناسی رنگ

• میل سوپاپ یا میل بادامک

باز و بسته شدن سوپاپ‌های موتور ماشین توسط میل بادامک‌ها انجام می‌شود. میل سوپاپ توسط بادامک‌هایی که به ورودی سوپاپ‌ها متصل هستند باز و بسته شدن آن‌ها را کنترل می‌کند. زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها نیز بر عهده‌ی میل بادامک است. تنظیم این زمان بندی با اتصالی که توسط تسمه‌تایم بین میل بادامک و میل لنگ برقرار شده است صورت می‌گیرد. کمبود روغن در موتور به این قطعه نیز آسیب می‌زند. قطعات میل بادامک عبارتند از؛

∗ اتصال

∗ صفحه‌ قفل

∗ میله‌ فشار

∗ واشر

∗ یاتاقان یا بلبرینگ

• شمع

عمل جرقه‌زنی برای ایجاد احتراق درون سیلندرها توسط شمع صورت می‌گیرد. این جرقه از برقی که با حرکت تناوبی دلکو یا به وسیله‌ کویل به شمع رسیده است ایجاد می‌شود. شمع‌ها معمولا روی سرسیلندر قرار می‌گیرند. شمع‌ها از عایقی از جنس چینی، الکترود و واشر تشکیل می‌شوند. عموما خودروسازان برای هر سیلندر یک شمع به کار می‌برند اما گاهی در برخی اتومبیل‌ها برای هر سیلندر دو شمع استفاده می‌شود. شمع‌ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از؛

♦ شمع گرم

♦ شمع سرد

♦ شمع نیکلی

♦ شمع ایریدیومی

♦ شمع پلاتینیومی

♦ شمع‌های چند الکترودی

در بین این‌ها، شمع‌های پلاتینیومی و ایریدیومی استهلاک کمتر و عملکرد بهتری دارند. تحلیل رفتن شمع‌ها و بد کار کردن آن‌ها که به مرور زمان اتفاق می‌افتد موجب نقص در احتراق می‌شود در نتیجه یا موتور روشن نمی‌شود یا به سختی روشن خواهد شد. همچنین از کار افتادن یک شمع موجب بد کار کردن موتور می‌شود هرچند موتور روشن شود.

حتما بخوانید: علل استارت نخوردن ماشین و نحوه برطرف‌ کردن آن

• تسمه تایم

این قطعه حیاتی زمان‌بندی حرکت سوپاپ‌ها را کنترل می‌کند و گاهی با چرخ دنده یا زنجیرتایم جایگزین می‌شود. تسمه تایم که از جنس لاستیک و دندانه دار طراحی شده به میل‌لنگ و میل بادامک متصل است و این دو را همزمان با هم حرکت می‌دهد. تسمه تایم همچنین پمپ آب و پمپ روغن را نیز به حرکت در می‌آورد.

• فلایویل

از دیگر قطعات موتور خودرو فلایویل است. فلایویل یا چرخ طیار قطعه‌ای بشقابی شکل و سنگین است که وظیفه‌ انتقال نیرو به گیربکس را بر عهده دارد. فلایویل این کار را به وسیله‌ دیسک و صفحه که روی آن نصب است انجام می‌دهد. همچنین نیروی دریافتی از میل لنگ را ذخیره می‌کند تا در زمان‌های افت فشار موتور از آن استفاده کند. این قطعه توسط پیچ و مهره‌های مخصوص خود به میل‌لنگ وصل می‌شود. اطراف فلایویل، دنده دنده است که این حالت موجب درگیری دنده استارت با موتور می‌شود. در خودروهای انژکتوری، سنسور دور موتور نیز روی این قطعه نصب است و اطلاعات مربوط به این بخش توسط آن به ECU یا همان کامپیوتر می‌رسد. فلایویل در دو نوع تک جرمی و دو جرمی تولید می‌شود. 

• شاتون

این قطعه‌ اهرمی شکل، موظف به برقراری اتصال میل‌لنگ و پیستون و تبدیل حرکت خطی پیستون به حرکت چرخشی میل‌لنگ است. یاتاقان میل‌لنگ بین این دو قرار دارد و مانع ایجاد اصطکاک بین آن‌ها می‌شود. در صورت سایش میل‌لنگ و شاتون روی هم خودرو یاتاقان می‌زند. متریال این قطعه از جنس فولاد آلیاژی یا فولاد سخت است تا مقاومت لازم را در برابر ضربه‌های احتراقی پیستون داشته باشد. شاتون دارای دو سر با اندازه‌های متفاوت و یک ساقه که این دو سر را به هم وصل می‌کند است. سر بزرگ شاتون به میل لنگ و سر کوچکش به پیستون متصل می‌شود. اجزای اصلی شاتون عبارتند از؛

– گژن‌پین یا انگشتی (میله‌ای تو خالی برای اتصال شاتون به پیستون)

– پیچ و مهره‌های اتصال

– بوش شاتون

– یاتاقان یا بلبرینگ شاتون

– واشر شاتون

• فنر سوپاپ

این قطعه به ثبات سوپاپ در جای خود کمک می‌کند. در واقع در صورتی که سطح مقطع سوپاپ در جای خود محکم نباشد احتمال نشت مایعات در زمان احتراق یا تراکم بالا می‌رود. این فنر با محکم کردن سوپاپ در جای خود احتمال این نشت را تا حد امکان از بین می‌برد.

• رینگ پیستون

این رینگ که به تعداد پیستون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، حلقه‌های چدنی بسیار مقاومی در برابر حرارت، اما با قابلیت انعطاف‌پذیری هستند که عمل عایق‌بندی پیستون‌ها را هنگام حرکت درون سیلندرها انجام می‌دهند. رینگ پیستون روی پیستون قرار گرفته و اتصال آن‌ها به وسیله‌ بست‌هایی حلقه‌ای صورت می‌گیرد.

• پمپ روغن

تا اینجا متوجه اهمیت رسیدن روغن به قسمت‌های مختلف موتور ماشین برای جلوگیری از سایش و اصطکاک قطعات آن شده‌ایم. بنابراین وجود پمپ روغن که آن را به قسمت‌های مختلف برساند برای عملکرد بی‌اشکال و کاهش استهلاک خودرو بسیار الزامی است. پمپ روغن نیروی لازم برای کار را از میل‌لنگ تامین می‌کند. این نیرو توسط تسمه‌تایم یا زنجیر تایم به آن منتقل می‌شود. این پمپ در مدار روغن کاری که مسیری معین به سمت قطعات مختلف موتور ماشین است، روغن را به آن‌ها می‌رساند. پمپ روغن درون کارتر قرار دارد.

• توربوشارژ

یک موتور مکانیکی مجزا است که در کنار موتور قرار می‌گیرد و راندمان آن را بالا می‌برد. این موتور، مقدار هوای ورودی به داخل موتور اصلی را از طریق تزریق این هوا به درون محفظه‌ احتراق افزایش داده و در نتیجه توان خروجی موتور را بالاتر می‌برد. توربوشارژ خود توسط گازهای خروجی از موتور که از اگزوز موتور خارج می‌شوند به حرکت در می‌آید. در واقع توربوشارژ از دو بخش اصلی توربین و کمپرسور تشکیل شده است. توربین در مقابل اگزوز موتور که در انتهای سوپاپ دود( خروجی) واقع شده قرار دارد و به آن متصل است. کمپرسور نیز به سوپاپ هوا (ورودی) وصل است. هوای خروجی از موتور پره‌های توربین را به حرکت درآورده و  در نتیجه‌ این حرکت کمپرسور شروع به کار می‌کند. گردش کمپرسور میزان هوای وارد شده به سوپاپ ورودی را افزایش می‌دهد.

بخش دیگر توربوشارژ یک سیستم خنک کننده‌ داخلی به نام اینتر کولر است. این سیستم به منظور خنک کردن هوای خروجی از سوپاپ دود تعبیه شده است. دمای بالای هوای خروجی، می‌تواند موجب گرم شدن توربو و در نتیجه بالا رفتن حرارت موتور و احتراق زود هنگام درون سیلندرها شود. اینترکولر جلوی این اتفاق را می‌گیرد.

• سوپرشارژ

این قطعه که در واقع یک کمپرسور هوا است پیش‌تر و قبل از رواج استفاده از توربوشارژ برای بالاتر بردن توان خروجی موتور مورد استفاده قرار می‌گرفت. کمپرسور سوپرشارژ در مقابل سوپاپ هوا قرار می‌گرفت و چگالی هوای ورودی به درون محفظه‌ احتراق را افزایش می‌داد و به این ترتیب احتراق را بهتر و توان خروجی را افزایش می‌داد. تفاوت سوپرشارژ و توربوشارژ استفاده‌ سوپرشارژ از نیروی موتور برای انجام وظیفه‌ خود بود. این مساله خود موجب تضعیف موتور می‌شد.

• موتور استارت

استارت خود موتوری الکتریکی است که موتور خودرو به وسیله‌ آن شروع به کار می‌کند. استارت که در بخش انتهایی موتور خودرو سوار می‌شود، شروع به کار موتور را با درگیر کردن چرخ‌دنده‌ خود و چرخ‌دنده‌های روی فلایویل فعال می‌کند. این موتور الکتریکی قدرتمند از قطعات زیر تشکیل شده است.

∗ آرمیچر

∗ زغال

∗ بالشتک

∗ دنده‌ استارت

∗ اتوماتیک استارت

• سوپاپ پی‌سی‌وی

پیستون‌های متحرک همانطور که در بالای خود باعث تغییر حجم می‌شود، در پایین خود که کارتر وجود دارد نیز باعث تغییر حجم هوا می‌شوند. سوپاپ پی‌سی‌وی کار تهویه کارتر(کارتل) را انجام می‌دهند یا در حقیقت شیر کنترل تهویه کارتر هستند. تغییر حجم صورت گرفته به وسیله حرکت پیستون در بخش کارتر باعث ایجاد ضرباتی منظم می‌شود که سوپاپ پی‌سی‌وی که یک نوع سوپاپ یک‌طرفه است با خارج کردن این هوای فشرده شده، جلوی این ضربات را می‌گیرد. البته تهویه کارتر به وسیله این سوپاپ‌ها علاوه بر دفع این ضربات، باعث خنک شدن موتور ماشین، خروج گازهای نشتی از رینگ‌های پیستون به پایین آن و همچنین خروج بخارات روغن می‌شود.