دید کلی
بطور کلی موتورهای احتراق داخلی بر مبنای دفعات توان در هر دور چرخش موتور به دو دسته کلی موتورهای دو زمانه و موتورهای چهار زمانه تقسیم میشوند. موتورهای دوزمانه از لحاظ ساختاری سادهترند لیکن موتوهای چهارزمانه کارایی بیشتری دارند.
تاریخچه
اولین قدم مهم برای توسعه موتورهای چهارزمانه در اواسط قرن نوزدهم میلادی انجام گرفت. در این زمان یک مهندس فرانسوی به نام «بودور شا» چهار اصل اساسی را برای کار کردن موتورهای احتراقی ارائه کرد. که در واقع توسعه این اصول و بکارگیری آنها باعث ساخته شدن موتورهای چهارزمانه گردید. این اصول به قرار زیرند:
1. اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
2. فرآیند انبساط باید تا حد ممکن سریع انجام شود.
3. تراکم در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
4. کورس انبساط میبایست تا حد امکان زیاد باشد.
پس از تلاشهای فراوانی که برای محقق کردن این اصول در ساخت موتورها انجام گرفت در سال 1876 یک مهندس آلمانی به نام «ان.ای.اتو» توانست موتوری را به ثبت برساند که همان چرخه چهارزمانه را به کار میبست. این چهار عمل عبارتند از :
• مرحله مکش
• مرحله تراکم
• مرحله توان
• مرحله تخلیه
که در اکثر موتورهای امروزی بکار میروند.
انواع موتورهای چهار زمانه
موتورهای چهار زمانه به دو دسته کلی تقسیم میشوند که عبارتند از :
• موتورهای اشتعال جرقهای
در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از یک جرقه استفاده میشود.
• موتورهای دیزل
در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از حرارت ایجاد شده در محفظه سیلندر و اتاقک احتراق استفاده میشود (این حرارت بالا به علت فشردگی زیاد سیال ایجاد میشود).
تفاوت موتورهای اشتعال جرقهای و موتورهای دیزل در اینست که در موتورهای اشتعال جرقهای در مرحله مکش مخلوط هوا سوخت (که اغلب بنزین یا گاز طبیعی است) وارد سیلندر میشود و پس از آنکه در مرحله تراکم این مخلوط در اتاقک احتراق فشرده شد در یک زمان مناسب (زمان بندی اشتعال )عمل انفجار مخلوط مذکور بوسیله یک جرقه انجام میگیرد.
در حالیکه در موتورهای دیزل در مرحله مکش هوای خالی به داخل محفظه سیلندر مکیده میشود و در مرحله تراکم نیز فقط هوای خالی در اتاقک انفجار فشرده میشود لیکن میزان فشردگی در موتورهای دیزل بیشتر از موتورهای اشتعال جرقهای است. این فشردگی بالا باعث ایجاد حراست زیادی میگردد که به محض ورود سوخت در مرحله توان باعث احتراق آن میگردد.
ساختمان موتور چهارزمانه
موتورهای چهارزمانه خود گروهی از موتورهای احتراق داخلی هستند. موتورهای احتراق داخلی برای کار کردن به یک سری قطعات و سیستمها نیازمندند. نظیر سیستم سوخت رسانی ، بدنه موتور ، سیستم سوپاپها ، سیستم خنک کننده و ... لیکن موتورهای چهارزمانه دارای مکانسیمهایی میباشند که انجام چهار مرحله مکش ، تراکم ، توان و تخلیه را به صورت مجزا ممکن میسازد (در موتورهای دوزمانه مراحل مکش و توان و تخلیه و تراکم با هم انجام میشوند) این مکانسیمها عبارتند از:
• سیستم سوخت رسانی و تنظیم سوخت
• سیستم سوپاپها:که عمل ورود و خروج گازها را بطور دقیق کنترل می کند
• مانیفولد هوا و مانیفولد دود
• سیستم زمان بندی اشتعال