موتورهای بنزینی

در موتورهای بنزینی احتراق داخل سیلندر با تراکم هوا و گرمای بسیار زیاد، باعث این پیشامد می شود که احتراق داخل سیلندر و انرژی شیمیایی به انرژی جنبشی حرکتی تبدیل شود. اصطلاح موتورهای احتراق داخلی و موتورهای درون سوز عموما به موتورهای معمولی اشاره دارد که در خودروها و انواع موتورسیکلت ‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. در واقع اینگونه از عملکردها، اساس و پایه کار صنعت خودروسازی را تشکیل می‌دهد. موتور درون سوز و یا احتراق داخلی در واقع یک سیستم فلزی کاملا پیچیده با تعداد قطعات بالا است که همگی قطعات در راستای به حرکت درآوردن خودرو به کار گرفته می شوند. درست است که این نوع از موتور دارای قطعات پیچیده و متعدد است و همچنین نیاز به دقت بسیار بالا در راستای ساخت آن ها است ولی بازده ای آن نسبت به موتورهای معرفی شده دیگر بسیار بالا و همچنین مصرف آن به نسبت دیگر موتورها پایین است. همچنین مزایای این گروه از انواع موتور خودروها، سایز بسیار کوچکتر نسبت به موتورهای دیگر است. در ادامه به معرفی چند نمونه از موتورهای درون سوزی که تاکنون تولید شده و مورد استفاده قرار گرفته اند، می پردازیم.

موتورهای in-line خطی

علاوه بر اینکه بالاتر به برخی از جزئیات موتورهای ماشین پرداختیم در این قسمت از مقاله انواع موتور خودرو، می خواهیم به بخش دیگری از موتورهای خودرو در جهان بپردازیم. یکی از عواملی که بر نوع مختلف دسته بندی موتور ماشین می افزاید این است که به موتورهای in-line خطی توجه نماییم. این گروه از نوع موتور خودرو دارای پیستونی خطی در انواع مختلف ۲،۴،۶،۸ سیلندر است که به کمک احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه بسته ای صورت می گیرد. در این محفظه پیستون، حرکت رفت و برگشتی را دارد و در یک خط قرار می گیرند که در این حرکت رفت و برگشتی قطعه ای مدور به نام میل لنگ را به حرکت در می آورد. در واقع این میل لنگ، فلایویل را به گردش در می آورد و سپس از طریق صفحه کلاچ به گیربکس و در نهایت به چرخ ها منتقل می شود. این موتورها با حجم های مختلفی به تولید می رسند که از مزایای این نوع موتورها می توان به کاهش هزینه های تولیدی و تعمیراتی اشاره کرد و همچنین سادگی در نحوه انجام کالیبره کردن موتور است.

موتورهای in-line خطی با زاویه

سیلندرهای خطی با زاویه که به سیلندرهای in-line مشهور هستند به صورت خطی در یک راستا پشت سر همدیگر و در زاویه با راستای قائم قرار می گیرند. تفاوت این نوع سیلندرها که در رده بندی انواع موتور خودروها قرار دارد با سیلندرهایی در یک لاین در زاویه مابین ۱۵ تا ۶۵ درجه نسبت به خط زاویه قائم است. در سیلندرهای خطی با زاویه به ‌دلیل نوع طراحی مخصوص مرکز ثقل پایین بوده، موتور با وجود حجم نسبتا کم، قابلیت دورگیری و دوران بالایی داشته و دارای گشتاور سرعتی بالاتر است. همه موارد گفته شده از مزایای این نوع طراحی محسوب شده و سبب می شود که خودروساز بسته به هدفی که برای تولید محصول خود دارد از این دسته از سیلندرها بهره برد. در موتور ۴۰۵ GLX و ب ‌ام ‌و ۳۲۰i از سیلندرهای خطی با زاویه استفاده شده است. در بعضی مدل های پیکانی قدیمی نیز از موتورهای زاویه دار استفاده می شد.

موتورهای V شکل

این نوع از موتور ماشین را می توان در دسته بندی بهترین موتورهای خودرو در ایران و جهان در نظر گرفت. یعنی با استفاده از این موتورها، می توانید از امکانات ویژه ای بهره مند شوید که استفاده از هر کدام آن ها برایتان قابل توجه خواهد بود. آرایش این نوع موتورها به صورت V شکل ویا به اصطلاح خورجینی است. امروزه در بسیاری از خودروهای لوکس و اسپرت و گاهی در تعدادی از SUV ها از این نوع موتورها استفاده می شود. در آرایش خورجینی دو بلوکه سیلندر به صورت V شکل با زاویه بسیار تند نسبت به هم قرار می گیرند. این نوع آرایش هم می تواند آرایش سرعتی محسوب شود، هم می تواند به صورت قدرتی شناخته شود. شاید بتوان علت اصلی استفاده از این نوع موتورها را به دلیل توانایی سرعت و قدرت همزمان در یک موتور دانست. به کارگیری از این نوع موتورها زمانی بیشتر احساس شد که موتورهای خطی ۱۲سیلندر به وجود آمد.

اما به دلیل فضای بسیار زیادی که این نوع موتورها از ماشین می گرفتند، خلاقیت در نوع چینش موتورها در نهایت به خلق چینش به صورت V شکل انجام پذیرفت. علاوه بر وزن بسیار کمتر که برای موتورهای V شکل از انواع موتورهای خودروها شکل گرفته است، هزینه بسیار کمتری را نیز برای تولید دارد. البته استفاده از این نوع چینش پیچیدگی های خاص خود را نیز دارد که هر خودروسازی به دلایل پیچیدگی های بسیار زیاد، کمتر به سراغ تولید این نوع از موتورها می رود. به عبارتی دیگر انواع موتورهای الکتریکی خودرو با کارکرد بسیار بالایی که از خود نشان می دهند، این قابلیت را برای بسیاری از موتورهای خودرویی در نظر گرفته اند که بتوانند عواملی موثری را بروز دهند. یکی از این عوامل، بستگی به این دسته از موتورهای Vشکل شش و هشت سیلندر دارد. در واقع به عنوان محبوب ترین نوع موتورهای V شکل در بین خودروسازها محسوب می شود.

اگر بخواهیم به طور واضح تر این موضوع را بیان کنیم، این نوع از موتورها در سال ۱۹۰۲ توسط یک مهندس فرانسوی به نام لئون لواواسور اختراع شد. او برای اثبات توانایی ها و قابلیت های موتور هشت سیلندر Vشکل خود، بارها از این موتور روی قایق‌ های تندرو استفاده کرد. او حتی یک بار نیز با خلبان مشهور برزیلی، آلبرتو سانتوس پروژه‌ ساخت هواپیمایی را که از این موتور استفاده می‌ کرد انجام داد. اما آنچه مانع از استفاده موتور لئون روی خودروها می ‌شد، وزن بالای بلوک آن و همچنین قدرت اندک آن به نسبت وزن ارائه شده بود. در سال ۱۹۰۶ کمپانی رولزرویس انگلستان سه دستگاه خودرو با این آرایش ساخت. یک سال بعد از آن کمپانی Hewitt موتور یک خودرو بزرگ ۵ نفره را با موتور V8 ساخت که توانایی تولید قدرت ۶۰ اسب ‌بخاری را داشت. این اولین‌ باری بود که چنین موتوری با این آرایش چیدمان وارد بازار آمریکا می ‌شد. سال ۱۹۱۴ کمپانی کادیلاک با معرفی مدل۵۱ Type اولین خودروساز آمریکایی شد که موتورهای V شکل را به تولید انبوه می ‌رساند. از آن تاریخ به بعد، یکی از اصلی‌ ترین شناسه‌ های خودروسازان این کشور عبارت V8 بود. تا حدی که اگر حرف از خودروهای آمریکایی به میان می ‌آمد، همه مطمئن بودند که پیشرانه ‌اش هشت سیلندر V شکل است. در این بین موتورهای ۱۰سیلندر و ۱۲سیلندر نیز وجود دارد که در خودروهای سوپر لوکس اجرایی می شود. حتی مدل هایی از موتورهای V16،V18،V20 تولید شد که در نهایت نتوانستند جایگاه خود را در بین خودروسازان پیدا کنند.

موتورهای W شکل

شروع به طراحی این نمونه از انواع موتور ماشین از اوایل قرن بیستم هجری شروع شد. در این ایام دولت ها برای پیشرفت قوای نظامی خود از این نوع موتورها استفاده می کردند. این نوع موتورها به دلیل استفاده سه ردیف بانک بلوکه سیلندر بر روی یک میل لنگ بر روی کاغذ به صورت W شکل در می آید. در سال ۲۰۰۰ میلادی بود که شرکت فلکس واگن به دلیل رشد بسیار زیاد سودآوری، بخش بزرگی از سود خود را به بحث تحقیق و توسعه اختصاص داد. از پروژه های اجرایی این شرکت کار بر روی موتورهای W8 بود که متاسفانه استقبال خوبی صورت نگرفت ولی در نهایت در سال ۲۰۰۱ مدل ویژه ای از پاسات را روانه بازار کرد.

زیر پوسته پاسات پیشرانه هشت سیندر W شکل است که به راحتی می توانست حدود ۲۷۱ اسب بخار قدرت تولید کند. این خودرو به عنوان سریع ترین و قوی ترین خودروی خانوادگی تبدیل شد که در سال ۲۰۰۵ تولید آن متوقف گشت. در حال حاضر امتیاز پروژه تحقیقاتی طراحی و مهندسی موتورهای W16 در اختیار خودروهای زیر مجموعه گروه خودروسازی فولکس واگن است. بوگاتی به عنوان تنها استفاده کنده از این نوع موتورها زیر مجموعه خودروسازی فولکس واگن است. این موتور در واقع طراحی و ترکیب هوشمندانه ای از دو موتور هشت سیلندر V شکل است. این بلوکه های هشت سیلندر به طوری به هم چسبیده اند که گویی یک موتور به صورت کاملا یکپارچه به هم متصل شده اند. موتور W شکل ابتدا ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت داشت ولی در ادامه با اضافه شدن تکنولوژی های به روز این قدرت به ۱۵۰۰ اسب بخار افزایش یافت. این نوع موتورها به دلیل تعداد بالای سیلندرها گرمای بسیار زیادی را نیز تولید می کند و سیستم خنک کاری ویژه ای برای این موتورها طراحی شده است. در حقیقت می توان اینطور عنوان کرد که در خودرو بوگاتی این دسته از انواع موتور خودرو در عقب ماشین مورد استفاده قرار می گیرند.

موتورهای H شکل

این نوع موتورها به صورت تخت یا خوابیده طراحی شده اند. حرف H از اختصار کلمه HORIZONTALLY یا افقی به دست آمده است. این موتور به اسم های موتور فلت و بوکسور نیز شناخته می شود. این ایده در ابتدا توسط کارل بنز و در اوایل سال ۱۹۹۰ میلادی مطرح شد. موتور های H شکل به دلیل استفاده از دسته پیستون کوتاه تر، چالاکی بسیار بیشتری دارند. همچنین می توان نکته دیگری به این قسمت از مقاله معرفی انواع موتورهای ماشین اشاره کرد که به نسبت ارتفاع پایین تر، توانسته ارتفاع و مرکز ثقل موتور را کاهش داده و در نتیجه تنش ها و لرزش ها را کمی کاهش بدهد.

از جمله چالش های طراحی این موتور، بحث روانکاری این موتورها است که به دلیل جاذبه قسمت هایی از پیستون کمتر روغن نفوذ کرده است. چرا که سیلندرها به صورت افقی هستند و جاذبه مدام روغن را به سمت پایین هدایت می کند. این نوع موتورها بیشتر در خودروهای فولکس واگن بیتل استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۸ میلادی، پورشه آلمان برای حضور در مسابقات جی تی و فرمول یک، از یک موتور ۸ سیلندر سه لیتری استفاده کرد که قدرت تولید شده توسط این موتور به ۲۷۰ اسب بخار می رسد. از معایب این موتور H شکل عرض زیاد آن است که باعث می شود عرض خودرو نیز افزایش یابد. یعنی با استفاده از اینگونه از انواع موتورهای H شکل، می توانید این کارایی را به دست آورید، و آن را در دسته بندی گروه بهترین موتورهای خودرو جهان قرار دهید.

موتورهای رادیال، ستاره ای

در ادامه مقاله انواع موتور خودرو لازم است به نوع دیگری از مدل موتور ماشین بپردازیم. این دسته از انواع موتورها که به موتورهای ستاره ای معروف هستند، بیشتر در هواپیماها مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از انواع موتور ماشین، دورهای بسیار بالایی را دارند. میل لنگ این گونه از موتورها در مرکز دایره ای که سیلندرها به یکدیگر متصل گردیده اند قرار دارند. موتورهای ستاره ای نمی توانند از سیستم خنک کاری مایعات استفاده کنند به همین دلیل از سیستم هوای خنک در موتورهای رادیال، ستاره ای خود بهره می برند. مزایای این نوع از موتورهای خودرویی از قبیل رسیدن به حداکثر توان تولیدی در موتورو کاهش تلفات انرژی بسیار کمتری در این نوع موتورها داریم. تمامی پیستون ها با هوا خنک می شوند، در نتیجه سیستم خنک کاری با آب حذف شده و کاهش وزن موتور را در پی دارد. معایب این نوع از انواع موتورهای خودرو را می توان به عوملی نظیر ذیل در نظر گرفت: مصرف بالای روغن، گران بودن قطعات، مکانیک های مخصوص، درست کار نکردن در شرایط آب و هوایی کاملا سرد.