سیستم احتراق خودرو یکی از مهم‌ترین بخش‌های فنی در موتورهای احتراق داخلی محسوب می‌شود. این سیستم وظیفه دارد انرژی شیمیایی موجود در سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل کند تا خودرو بتواند حرکت کند. در واقع، احتراق فرآیندی است که در محفظه‌ی مخصوصی به نام محفظه‌ی احتراق انجام می‌شود و با ترکیب دقیق سوخت و هوا و ایجاد جرقه، انفجاری کنترل‌شده رخ می‌دهد که منجر به حرکت پیستون‌ها و در نهایت چرخش چرخ‌ها می‌شود.
درک صحیح از نحوه‌ی عملکرد سیستم احتراق، اجزای تشکیل‌دهنده‌ی آن، انواع مختلف این سیستم و علائم خرابی، برای صاحبان خودرو، تعمیرکاران و علاقه‌مندان به حوزه‌ی مکانیک خودرو ضروری است. این مقاله با هدف ارائه‌ی اطلاعات جامع و کاربردی درباره‌ی سیستم احتراق خودرو تهیه شده و تلاش دارد با زبانی ساده اما دقیق، مفاهیم فنی را به‌گونه‌ای بیان کند که هم برای متخصصان قابل استفاده باشد و هم برای کاربران عمومی قابل فهم.
همراه‌مان بمانید. در این مطلب از کارنامه، به بررسی دقیق این سیستم، اجزای آن، انواع احتراق، نحوه‌ی عملکرد و دلایل خرابی خواهیم پرداخت تا تصویری کامل از این بخش حیاتی خودرو ارائه شود.
سیستم احتراق خودرو چیست؟
سیستم احتراق خودرو مجموعه‌ای از قطعات و فرآیندهایی است که وظیفه‌ی تولید انرژی برای حرکت خودرو را بر عهده دارد. این سیستم در موتورهای احتراق داخلی نقش کلیدی دارد و بدون آن، هیچ‌گونه حرکتی در خودرو اتفاق نمی‌افتد. عملکرد این سیستم بر پایه‌ی ترکیب سوخت و هوا در محفظه‌ی احتراق و ایجاد جرقه برای انفجار کنترل‌شده است.
در خودروهای بنزینی، احتراق از طریق جرقه‌زنی توسط شمع انجام می‌شود، در حالی که در خودروهای دیزلی، احتراق به‌صورت فشاری و بدون نیاز به جرقه صورت می‌گیرد. این تفاوت در نوع احتراق، طراحی اجزای سیستم را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد.
سیستم احتراق شامل اجزایی مانند شمع، انژکتور سوخت، دلکو، باتری، سوئیچ احتراق، کوئل و پیستون است. هر یک از این اجزا نقش خاصی در فرآیند احتراق دارند و هماهنگی دقیق میان آن‌ها برای عملکرد صحیح موتور ضروری است.
درک مفهوم سیستم احتراق و نحوه‌ی عملکرد آن، نه‌تنها به افزایش عمر موتور کمک می‌کند، بلکه در کاهش مصرف سوخت، بهبود راندمان و کاهش آلایندگی نیز مؤثر است. این سیستم، نقطه‌ی آغاز حرکت خودرو و پایه‌ی اصلی عملکرد موتور محسوب می‌شود.
اجزای سیستم احتراق خودرو
سیستم احتراق خودرو از اجزای متعددی تشکیل شده که هر کدام وظیفه‌ی خاصی در فرآیند تبدیل سوخت به انرژی مکانیکی دارند. هماهنگی دقیق میان این قطعات موتور خودرو، عملکرد صحیح موتور را تضمین می‌کند. شناخت این اجزا به رانندگان و تعمیرکاران کمک می‌کند تا در صورت بروز مشکل، سریع‌تر علت را تشخیص دهند و نسبت به رفع آن اقدام کنند.
- شمع: وظیفه‌ی تولید جرقه برای اشتعال مخلوط سوخت و هوا را دارد. جرقه باید در زمان مناسب و با شدت کافی ایجاد شود تا احتراق کامل انجام گیرد.
- انژکتور سوخت: سوخت را با فشار بالا و به‌صورت پودری وارد محفظه‌ی احتراق می‌کند. تزریق دقیق سوخت نقش مهمی در کاهش مصرف و آلایندگی دارد.
- دلکو: جریان برق را از کوئل گرفته و به شمع‌ها منتقل می‌کند. زمان‌بندی جرقه‌زنی توسط دلکو تنظیم می‌شود.
- باتری: منبع اصلی انرژی الکتریکی خودرو است. برق لازم برای فعال‌سازی سیستم احتراق را تأمین می‌کند.
- سوئیچ احتراق: با چرخاندن کلید، مدار الکتریکی فعال شده و فرآیند احتراق آغاز می‌شود.
- کوئل: ولتاژ باتری را تقویت کرده و آن را به ولتاژ بالا تبدیل می‌کند تا جرقه‌ی قوی‌تری تولید شود.
- پیستون: انرژی حاصل از احتراق را دریافت کرده و آن را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند که در نهایت به چرخ‌ها منتقل می‌شود.
انواع احتراق اتومبیل
احتراق در خودروها به‌طور کلی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود: احتراق داخلی و احتراق خارجی. هر کدام از این روش‌ها، مکانیزم خاصی برای تولید انرژی دارند و در طراحی موتور و سیستم‌های جانبی تأثیرگذارند. در خودروهای سبک و سواری، معمولاً از موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شود که خود به دو دسته‌ی جرقه‌زنی و فشاری تقسیم می‌شوند.
۱. احتراق داخلی (Internal Combustion)
در این نوع، سوخت و هوا در داخل محفظه‌ی احتراق ترکیب شده و با جرقه یا فشار مشتعل می‌شوند. انرژی حاصل از انفجار، مستقیماً به پیستون منتقل شده و باعث حرکت آن می‌شود. این روش در اکثر خودروهای بنزینی و دیزلی رایج است.
۲. احتراق خارجی (External Combustion)
در این روش، سوخت در خارج از موتور مشتعل شده و انرژی حاصل از آن به موتور منتقل می‌شود. موتور بخار نمونه‌ای از این نوع احتراق است. این سیستم در خودروهای مدرن کاربرد ندارد اما در برخی ماشین‌آلات صنعتی و قدیمی دیده می‌شود.
۳. احتراق جرقه‌زنی (Spark Ignition)
رایج در خودروهای بنزینی، که در آن شمع با ایجاد جرقه، مخلوط سوخت و هوا را مشتعل می‌کند. این سیستم نیازمند تنظیم دقیق زمان جرقه‌زنی و کیفیت مناسب سوخت است.
۴. احتراق فشاری (Compression Ignition)
در خودروهای دیزلی استفاده می‌شود. در این سیستم، هوا ابتدا فشرده شده و سپس سوخت تزریق می‌شود. فشار بالا باعث احتراق خودبه‌خودی سوخت می‌شود، بدون نیاز به شمع.
نقش موتور در سیستم احتراق
موتور خودرو، قلب سیستم احتراق است و تمامی فرآیندهای تولید انرژی درون آن انجام می‌شود. احتراق سوخت در محفظه‌ی داخلی موتور باعث حرکت پیستون‌ها شده و این حرکت به‌واسطه‌ی میل‌لنگ به چرخ‌ها منتقل می‌شود. بدون عملکرد صحیح موتور، حتی بهترین سیستم احتراق نیز قادر به تولید نیروی محرکه نخواهد بود. درک نقش موتور در این چرخه، به فهم بهتر نحوه‌ی تبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی کمک می‌کند.
- محفظه‌ی احتراق: محل انجام واکنش شیمیایی میان سوخت و هواست. طراحی این محفظه باید به‌گونه‌ای باشد که احتراق کامل و یکنواخت صورت گیرد. شکل، حجم و جنس محفظه تأثیر مستقیمی بر راندمان موتور دارد.
- پیستون: درون بلوک سیلندر حرکت رفت‌وبرگشتی دارد و انرژی حاصل از انفجار سوخت را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. حرکت پیستون‌ها پایه‌ی اصلی تولید نیرو در موتور است.
- میل‌لنگ: حرکت خطی پیستون‌ها را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند. این حرکت چرخشی از طریق گیربکس به چرخ‌ها منتقل می‌شود.
- سوپاپ‌ها: ورود هوا و سوخت به محفظه‌ی احتراق و خروج گازهای حاصل از احتراق را کنترل می‌کنند. زمان‌بندی دقیق باز و بسته‌شدن سوپاپ‌ها برای عملکرد صحیح موتور ضروری است.
- بلوک موتور: ساختار اصلی موتور است که تمامی اجزای فوق درون آن قرار دارند. طراحی و جنس بلوک موتور در تحمل فشار و دمای بالا نقش مهمی دارد.
انواع سیستم احتراق خودرو
سیستم‌های احتراق خودرو در طول زمان دستخوش تحول‌های زیادی شده‌اند. از مکانیزم‌های کاملاً مکانیکی گرفته تا سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته، هر نوع سیستم احتراق با هدف افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد موتور طراحی شده است. شناخت انواع این سیستم‌ها به درک بهتر فناوری‌های به‌کاررفته در خودروهای مختلف کمک می‌کند.
سیستم احتراق مکانیکی
در این نوع، اجزای مکانیکی مانند دلکو و شمع‌ها به‌صورت مستقیم و بدون کنترل الکترونیکی عمل می‌کنند. این سیستم‌ها ساده‌تر هستند اما دقت پایین‌تری در زمان‌بندی جرقه‌زنی دارند و بیشتر در خودروهای قدیمی دیده می‌شوند.
سیستم احتراق الکترونیکی
در این سیستم، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) زمان جرقه‌زنی را با دقت بالا تنظیم می‌کند. عملکرد شمع‌ها، کوئل و انژکتورها تحت نظارت ECU است و این باعث افزایش راندمان و کاهش آلایندگی می‌شود.
سیستم احتراق مستقیم
در این نوع، سوخت مستقیماً به داخل محفظه‌ی احتراق تزریق می‌شود. این روش باعث احتراق سریع‌تر، مصرف سوخت کمتر و قدرت بیشتر موتور می‌شود. بیشتر در موتورهای مدرن بنزینی و دیزلی استفاده می‌شود.
سیستم احتراق غیرمستقیم
سوخت ابتدا وارد محفظه‌ی پیش‌احتراق شده و سپس به محفظه‌ی اصلی منتقل می‌شود. این سیستم در برخی موتورهای دیزلی قدیمی کاربرد دارد و باعث احتراق نرم‌تر می‌شود.
سیستم CDI و TCI
CDI (Capacitor Discharge Ignition) و TCI (Transistor Controlled Ignition) دو نوع سیستم الکترونیکی هستند که در موتورسیکلت‌ها و خودروهای سبک استفاده می‌شوند. CDI عملکرد سریع‌تری دارد، در حالی که TCI کنترل دقیق‌تری روی زمان جرقه‌زنی ارائه می‌دهد.
نحوه عملکرد سیستم احتراق خودرو
عملکرد سیستم احتراق خودرو بر پایه‌ی یک چرخه‌ی دقیق و هماهنگ است که در هر لحظه توسط اجزای مختلف کنترل می‌شود. این فرآیند از لحظه‌ی ورود سوخت و هوا به موتور آغاز شده و تا تولید انرژی مکانیکی ادامه می‌یابد. درک مراحل این چرخه به فهم بهتر نقش اجزای مختلف و اهمیت تنظیمات دقیق موتور کمک می‌کند.
- ورود مخلوط سوخت و هوا: در مرحله‌ی اول، سوخت توسط انژکتور و هوا از طریق دریچه‌ی ورودی وارد محفظه‌ی احتراق می‌شوند. نسبت ترکیب این دو عامل تأثیر مستقیمی بر کیفیت احتراق دارد.
- فشرده‌سازی مخلوط: پیستون با حرکت به سمت بالا، مخلوط سوخت و هوا را فشرده می‌کند. این فشرده‌سازی باعث افزایش دما و آمادگی برای احتراق می‌شود.
- جرقه‌زنی یا احتراق فشاری: در موتورهای بنزینی، شمع با ایجاد جرقه، مخلوط را مشتعل می‌کند. در موتورهای دیزلی، فشار بالا باعث احتراق خودبه‌خودی سوخت می‌شود.
- انفجار و حرکت پیستون: احتراق باعث انفجار کنترل‌شده‌ای در محفظه می‌شود که پیستون را به سمت پایین هل می‌دهد. این حرکت انرژی مکانیکی تولید می‌کند.
- تخلیه گازهای حاصل از احتراق: در پایان چرخه، سوپاپ خروجی باز شده و گازهای حاصل از احتراق از محفظه خارج می‌شوند تا فضا برای چرخه‌ی بعدی آماده شود.
علائم خرابی سیستم احتراق و روش‌های رفع آن
سیستم احتراق خودرو در صورت بروز اختلال، می‌تواند عملکرد کلی موتور را تحت تأثیر قرار دهد. شناخت علائم خرابی این سیستم به رانندگان کمک می‌کند تا در مراحل اولیه مشکل را شناسایی کرده و از آسیب‌های جدی‌تر جلوگیری کنند. در این بخش، رایج‌ترین نشانه‌های خرابی سیستم احتراق و راه‌حل‌های پیشنهادی برای رفع آن بررسی می‌شود.
روشن‌نشدن خودرو
یکی از واضح‌ترین نشانه‌ها، عدم روشن‌شدن خودرو است. این مشکل ممکن است ناشی از خرابی شمع، باتری ضعیف یا قطع مدار الکتریکی باشد. بررسی ولتاژ باتری و تست شمع‌ها اولین قدم در عیب‌یابی است.
لرزش موتور در حالت ایستاده
اگر موتور در حالت درجا دچار لرزش یا نوسان شود، احتمال خرابی در سیستم جرقه‌زنی خودرو یا سیستم سوخت‌رسانی خودرو وجود دارد. تعویض شمع‌ها یا بررسی انژکتورها می‌تواند مشکل را برطرف کند.
افزایش مصرف سوخت
احتراق ناقص باعث مصرف بیشتر سوخت می‌شود. این موضوع معمولاً به تنظیم نبودن زمان جرقه‌زنی یا گرفتگی انژکتورها مربوط است. استفاده از دستگاه دیاگ برای بررسی پارامترهای موتور توصیه می‌شود.
کاهش قدرت موتور
اگر خودرو در شتاب‌گیری ضعیف عمل کند، ممکن است احتراق به‌درستی انجام نشود. بررسی دلکو، کوئل و شمع‌ها در این حالت ضروری است.
روشن‌شدن چراغ چک موتور
این چراغ نشان‌دهنده‌ی وجود خطا در یکی از سیستم‌های حیاتی خودروست. اتصال به دستگاه دیاگ و خواندن کد خطا، مسیر رفع مشکل را مشخص می‌کند.
دلایل اصلی خرابی سیستم احتراق
خرابی سیستم احتراق خودرو می‌تواند ناشی از عوامل متعددی باشد که هر کدام به‌تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر، عملکرد موتور را مختل می‌کنند. شناخت این دلایل به رانندگان و تعمیرکاران کمک می‌کند تا با پیشگیری مناسب، از بروز مشکلات جدی‌تر جلوگیری کنند. در این بخش، رایج‌ترین علل خرابی سیستم احتراق بررسی می‌شود.
۱. فرسودگی شمع‌ها و وایرها
شمع‌های قدیمی یا آسیب‌دیده نمی‌توانند جرقه‌ی مناسب تولید کنند. همچنین وایرهای فرسوده باعث کاهش ولتاژ و اختلال در انتقال برق می‌شوند. تعویض دوره‌ای این قطعات ضروری است.
۲. ضعف باتری یا اتصالات الکتریکی
باتری ضعیف یا اتصالات شل و زنگ‌زده باعث کاهش توان الکتریکی سیستم احتراق می‌شود. بررسی منظم وضعیت باتری و تمیزکردن اتصالات توصیه می‌شود.
۳. خرابی یا گرفتگی انژکتور
انژکتورهای کثیف یا خراب، سوخت را به‌درستی تزریق نمی‌کنند و باعث احتراق ناقص می‌شوند. استفاده از شوینده‌های مخصوص یا تعویض انژکتور راه‌حل مناسبی است.
۴. تنظیم نبودن زمان جرقه‌زنی
اگر دلکو یا ECU زمان جرقه‌زنی را به‌درستی تنظیم نکند، احتراق در لحظه‌ی نامناسبی رخ می‌دهد. این موضوع باعث لرزش موتور و کاهش راندمان می‌شود.
۵. استفاده از سوخت بی‌کیفیت
سوخت‌های ناخالص یا نامناسب باعث احتراق ناقص، تولید دوده و آسیب به اجزای داخلی موتور می‌شوند. انتخاب سوخت استاندارد و معتبر اهمیت زیادی دارد.