دنیای خودرو | مرجع اطلاعات تخصصی خودروها دنیای خودرو | مرجع اطلاعات تخصصی خودروها ، مقایسه خودروها، دیکار، اطلاعات خرید و فروش خودرو، راهنمای استفاده از خودرو، بازار خودرو، همه چیز درباره خودرو
آرایش قرار گیری سیلندرها به صورت خطی:
آرایش قرار گیری سیلندرها به صورت خطی ، اولین آرایش مورد استفاده در دنیای خودرو ، بوده است. تعمیرات این مدل از خودروها بسیار ساده و روان بوده به نحوی که تمامی استانداردهای بین المللی برای آموزش افراد مبتدی و علاقه مند به دنیای خودرو و تعمیرات، باید در ابتدای امر با این نوع موتورها شروع شده و بتوانند تعمیرات این نوع از موتورها را به راحتی انجام دهند.
آرایش خطی به این ترتیب است که تمام سیلندرها در یک بلوک، دقیقا در یک راستا پست سر یکدیگر قرار می گیرند. به این نوع از چیدمان سیلندرها آرایش خطی گفته می شود. اکثر موتورهای ۴ سیلندر دنیا به این صورت هستند.
کارخانه ای که سنت شکنی کمتری در این مورد داشته و حتی خودروهای ۶ سیلندر خطی نیز تولید می نماید BMW می باشد. نحوه تراز موتور ۶ سیلندر خطی بسیار جذاب است به طوریکه این موتور را هر ساله در لیست نامزدهای بهترین موتور سال قرار می دهد. این ترتیب و نظم را تنها در موتورهای تخت ۶ سیلندری و ۱۲ سیلندری خورجینی می توان پیدا نمود.
موتورهای تخت بیشتر به صورت قدرتی بوده و موتورهای سرعتی نیستند، به همین منظور تمام خودروهای دیزل سنگین، سعی بر این داشته که از این موتور استفاده نمایند، زیرا گشتاوری که در این موتورها برای سیستم های دیزلی یافت می شود، برای موتورهای دیگر کمتر وجود دارد (البته خودرو سازانی چون اسکانیا و مرسدس از نحوه چیدمان دیگری نیز استفاده می نمایند) .
آرایش سیلندرها به صورت خطی زاویه دار
این نوع سیستم ، به مانند همان سیستم خطی مستقیم ، تمام سیلندرها در یک ردیف و در یک خط قرار داشته ولی تنها نکته ای که در این مهم جای دارد ، زاویه قرار گیری سیلندرها نسبت به قائم، مابین ۱۵ تا ۶۰ درجه بوده، و دلیل این امر استفاده از قابلیت موتورهای مورب (خورجینی) می باشد؛ چراکه این موتورها دارای دور گیری بسیار بالایی می باشند. این موتورها در عین کوچکی و کم حجمی، قابلیت دور گیری سریعی داشته و نیز دارای گشتاور سرعتی می باشد (شتاب دهی خودرو را در دورهایی پایین نیز به راحتی میسر می نماید).
این موتورها از نظر ابعادی به مانند یک موتور خطی بوده و حتی تعمیرات آن نیز ساده تر می باشد و بدلیل فضای اریبی که ایجاد می نماید ، مرکز ثقل پایینی داشته و فضای جلویی و یا کناری بسیار مناسبی را برای سیستم فراهم می آورد. موتور خودروهایی چون پژو ۴۰۵ GLX و نیز BMW 320i از این نوع آرایش استفاده می نمایند .
آرایش قرار گیرینی خورجینی V شکل سیلندرها
این گونه موتورها پس از آرایش خطی، معروفترین مدل موتورها در میان خودرو سازان می باشد. پیدایش این موتورها به دلیل این بوده است که گاهی خودرو سازان تا ۱۲ سیلندر را در یک ردیف قرار میداده اند که این خود باعث بوجود آمدن بسیاری مشکلات از جمله افزایش طول خودرو یا افزایش بی دلیل وزن خودرو برای استفاده از چنین حجمی از مواد بوده است . اوج استفاده از این موتورها در جنگ دوم جهانی و بر روی دو رقیب دیرینه یعنی هواپیماهای آلمانی (موتور BMW V12) و هواپیماهای انگلیسی (موتور مرلین V12 ساخته رولزرویس) بود.
موتورهای V6 نیز از سالهای ۱۹۵۷ به بعد بیشتر مورد استقبال قرار گرفتند. این موتورها بیشتر در مواردی استفاده می گردند که مهندسان نیاز به موتورهای سرعتی را احساس نمایند، زیرا موتورهای خورجینی دارای سرعت بسیار بالایی هستند، اوج این ابتکارات و خلاقیتها در خودروهای فرمولا ۱ دیده میشود که موتورها تا دورهای ۲۱۰۰۰ rpm نیز دوران داشته اند. این موتورها با وارد شدن به خط تولید کمپانیها ، خودروسازان بزرگ را در راه رسیدن به اهداف رویا پردازانه و خواسته های مردم نزدیکتر نموده است. نحوه قرار گیری سیلندرها به مانند حرف V در زبان انگلیسی می باشد که در ۲ ردیف، سیلندرها روبه روی یکدیگر قرار گرفته اند.
این نوع موتور دارای قدرت نسبتاً بالایی است که عموما در دور موتور کمتر از ۴۰۰۰ rpm حداکثر گشتاور به دست می آید.
آرایش جناغی خطی یا VR
VR6 : این کلمه برای بسیاری از خوانندگان و علاقمندان نا آشنا بوده و برای متخصصان، تداعی کننده یک شرکت پیشرو خودروسازی، یعنی کمپانی عظیم و بسیار جذاب فولکس واگن است. این خودرو ساز چون در ساخت خودروهای بسیار کوچک که دارای موتورهایی با قابلیت تقویت بی نهایت و همچنین خودروی گلف، شهره داشته توانسته طراحی قدیمی موتورهای V شکل را از حالت عادی و سنتی خویش خارج نماید و به سیستم VR تبدیل کند. خودرو ساز توانسته به راحتی، موتوری پر قدرت ولی کوچک با قابلیت های یک موتور ۶ سیلندر را به رخ تمام حریفانش بکشاند. این موتور دارای چیدمان زیر بوده و دارای قدرت یک موتور خطی می باشد و کارایی خاصی دارد؛ از جمله حجم کوچک، فضای اشغال کمتر، بهبود راندمان حجمی و قدرتی بودن در کنار سرعت. این محاسن به این موتور این قابلیت را می دهد که بتواند برای خودروهای کوچک مورد استفاده قرار گیرد، مانند موتورهای خودروهای گلف، که دارای فضا و طراحی کوچک می باشد.
آرایش قرار گیری جناغی دو ردیفه یا W
همه ما بوگاتی ویرون با موتور W16 و یا آئودی A8 W12 را می شناسیم .
ممکن است در نگاه اول همه ما بگوییم و بدانیم که این نوع از موتور همان دو موتور V8 هست که با یکدیگر به صورتی خاص ترکیب گردیده و تبدیل به موتوری W گردیده است، ولی آیا این درست است ؟
بله! این موتور از ترکیب ۲ موتور V8 بوجود آمده است. اگر به صورت فنی تر بخواهیم بررسی کنیم، این موتور از ترکیب و پیوستن ۲ موتور VR8 به یکدیگر بوجود آمده و چون ۲ موتور VR با یکدیگر ترکیب گردیده اند بنابراین در اصطلاح فنی و تخصصی به این موتورها WR گفته می شود. این موتورها دارای قدرت و سرعتی بسیار بالا (به نسبت ابعاد و حجم) است. اینگونه از موتورها دارای مزایایی می باشند که به شرح زیر می باشد:
۱٫ حجم کمتر موتور نسبت به رقبا که باعث شده طراحی کاپوت خودرو شکیل تر گردد.
۲٫ وزن کمتر موتور به دلیل استفاده از مواد اولیه کمتر در ساخت موتور که باعث افزایش راندمان وزنی خودرو خواند شد.
۳٫ سرعت بسیار بالاتر و دور گیری بسیار بهتری در مقایسه با رقبای خورجینی دارد.
۴٫ صدای کم و نرمی موتور در هنگام کار که باعث می شود در هنگام روشن بودن احساس شود که خودرو خاموش است.
در هر سیستمی هم مزایا وجود دارد و هم معایب، پس نگاهی نیز به معایب این نوع موتور بیاندازیم:
۱٫ این موتورها در طراحی سیستم انتقال حرارت همیشه دچار سختی هایی بوده اند ، و آن هم به دلیل فاصله کم میان محل قرار گیری سیلندرها می باشد. به همین دلیل کمی در طراحی سیستم خنک کاری و رفع ایراد از این سیستم همیشه باید دقتی مثال زدنی را داشت .
۲٫ به دلیل حرارت بالایی که هنگام کارکرد این خودروها بوجود می آید ، باید در انتخاب مواد بسیار دقت نمود و برای همین کمی هزینه تمام شده تولید اینگونه موتورها بالا می رود .
آرایش قرار گیری سیلندر W شکل
اینگونه از موتورها کمتر دیده شده است که در خودروهای خیابانی استفاده شود، تنها در مواردی خاص و بر روی خودروهای مسابقه ای قرار گرفته اند. این موتور دارای تمام خصوصیات و معایب موتورهای خطی و خورجینی می باشد. در مجموع می توان برای این موتورها چنین گفت که این موتورها دارای قدرت بالا و سرعت مناسبی هستند، پس هم قدرت داریم و هم دور گیری مناسب.
آرایش قراری سیلندرها به صورت تخت ، موتور تخت
موتور تخت (به انگلیسی Flat Engine) یا به اصطلاح صنایع خودرو، موتور بوکسوری که در زبان انگلیسی به Boxer Engine شهرت دارند، نوعی موتور احتراق داخلی است که پیستونهای آن در امتداد صفحه افق جابجا میشود. سیلندرها در دو طرف میل لنگ قرار دارند و هریک از پیستونها توسط یک پین میل لنگ (یا همان یاتاقانهای متحرک) کنترل میشوند. ایده مفهومی این موتور در سال ۱۸۹۶ توسط کارل بنز ارائه شد. البته همگی ما این نوع آرایش موتور را به خودروی محبوب و مشهوری چون فولکس واگن بیتل ( همان فولکس قورباغه ای ) شناخته ایم.
موتور تخت ارتفاع کمتری نسبت به سایر موتورها از جمله موتور خطی دارد، که باعث پایین آمدن مرکز ثقل خودرو و در نتیجه پایداری بهتر آن میشود .موتورهای تخت هوا خنک در “تترا ۱۱” و “تترا ۳۰” توسط کمپانی سیتروئن و از سال ۱۹۲۳ تا به امروز در موتورسیکلتهای کمپانی ب ام و استفاده میشوند. در خودروهایی مانند فولکس بیتل چهار سیلندر و پورشه ۹۱۱ شش سیلندر، از موتور تخت در عقب ماشین استفاده شده که باعث میشود عرض زیاد موتور هیچگونه مزاحمتی برای فرماندهی خودرو ایجاد نکند و همچنین با حذف گاردان، اتلاف انرژی نیز کمتر باشد.
این موتور به این دلیل بوکسوری نامیده میشود که هر جفت پیستون به جای این که به طور متناوب حرکت کند به طور همزمان به داخل و خارج حرکت میکند مانند بوکسورهایی که برای نشاندادن آمادگی خود قبل از مبارزه مشتهای خور را به هم میکوبند. در موتورهای بوکسوری ، پیستونهای مقابل، دو به دو در یک حالت قرار میگیرند؛ برای مثال اگر یک پیستون در مرحله تراکم قرار گرفته باشد پیستون مقابل آن در مرحله تخلیه گازها قرار دارد، البته این مورد را فراموش نکنیم که پیستون مقابل در زاویه احتراق مناسب و در زمان یا همان تایم احتراق مناسب به جرقه زدن خواهد رسید، و این نکته باعث این خواهد شد که انرژی کمتری به هدر رفته و انرژی که در آرایش سیلندرهای دیگر به هدر میرود ، در پیستون و شاتون سیلندر مقابل ذخیره شده و در زمان مشخص آزاد شده و تبدیل به انرژی مکانیکی خواهد شد .
آرایش قراری سیلندرها رادیال یا ستاره ای
این نوع از نحوه قرار گیری سیلندرها، تنها برای موتورهای هواپیما ساخته می شوند و باید بوسیله هوا، خنک کاری شوند.
اینگونه از موتورها دارای دور موتور بسیار بالا بوده و به دلیل اینکه میل لنگ اینگونه از موتورها در مرکز دایره ای که این سیلندرها به یکدیگر متصل گردیده اند قرار دارد، امکان وجود سیستم خنک کاری با آب تقریبا غیر ممکن است. حتی اگر سیستم خنک کاری با آب وجود می داشت، در این صورت این موتور برای هواپیما بسیار سنگین می شد، به همین دلیل این موتورها هوا خنک طراحی گردیده اند.
آرایش قرار گیری سیلندرها ، موتورهای وانکل یا دوار
موتور دورانی وانکل یا موتور دوار که بهخاطر مخترع آن فلیکس وانکل موتور وانکل نامیده میشود، نوعی موتور درونسوز است که به جای حرکت رفت و برگشتی پیستونها، از یک طراحی دوار با دایرهای که خارج از مرکز خویش حرکت دوار یا همان حرکت چرخشی دارد برای تبدیل انرژی سوخت به انرژی جنبشی چرخشی استفاده میکند. اجزای اصلی این موتور عبارتند از : روتور ، محفظه روتور ، محور خروجی ، شمع جرقه زنی و قطعات آبندی میباشد. در موتور وانکل مانند موتورهای بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین وارد محفظه موتور میشود، سپس با متراکم نمودن این مخلوط (هوا و بنزین) ، گاز ورودی متراکم شده تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل میشود، مولکولهای گاز دراثر احتراق منبسط میگردند و نیروی حاصل از این احتراق و انبساط گازها به روتور انتقال داده می شود و به علّت اختلاف مرکز دوران بین روتور و میل لنگ نیروی چرخشی در روتور ایجاد میگردد. این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد ، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت میرسد.
روتور قطعه مثلثی شکلی است که دارای سه صفحه محدب است که هر یک در حکم یک پیستون عمل میکند. درهر یک ازصفحههای روتور فرورفتگی وجود دارد که حجم موتور را افزایش میدهد تا مخلوط بنزین و هوای بیشتری راهی موتور شود. در انتهای هر صفحه تیغه ای فلزی برای آب بندی بیرون و محفظهٔ احتراق وجود دارد. همچنین حلقههایی فولادی برای آب بندی کنارهٔ محفظهٔ احتراق و بیرون کار گذاشته شدهاست. روتور دارای مجموعهای از چرخدنده چیده شده در وسط پهلو است. دندانههای این چرخدنده با دندانههای چرخدنده ایی جفت میشود که به بدنه بسته شدهاست. این جفت شدگی چرخدندهها مسیر و جهت حرکت روتور را در محفظه تعیین میکند.
محفظه تقریبا دارای شکلی تخم مرغی است. محفظه احتراق طوری طراحی شدهاست که سه لبهٔ روتور همیشه با دیواره محفظه در تماس ( به صورت بوش طراحی گردیده که هم تماس داشته باشند و هم فضایی برای حرکت به مانند همان فضایی که پیستون در داخل بوش سیلندر قرار دارد ) باشد تا سه محفظه جدا برای مخلوط سوخت ایجاد کند. درهر یک از سه محفظهٔ ایجاد شده در موتور وانکل یکی از اعمال زیر اتفاق میافتد. این اعمال عبارت اند از :
مکش intake
تراکم compression
احتراق combustion
تخلیه exhaust
که این موارد مانند موتورهای چهار زمانه بوده ولی با نحوه عملکردی دیگر. مجرای ورود که همان مخلوط سوخت و هوا و مجرای خروج یا همان دود روی محفظه قرار دارند. توجه کنید که هیچ موردی بر سر راه این مجاری قرار نداشته و این مجاری تنها بوسیله حرکت روتور است که ورود و خروج گازها را کنترل می نماید ، که در این مورد باید به این دقت داشت که ، موتورهای دیگر همیشه بوسیله سوپاپ کنترل ورود و خروج گازها را بر عهده دارند .
میلهٔ خروجی یا میل لنگ Output Shaft دارای برآمدگیهای گردی است که روی میله سوار شدهاست. و نسبت به مرکز میله جابجا شده است. هر روتور بر روی یکی از برآمدگیها نصب میشود. برآمدگیها در میلهٔ خروجی در حکم میل لنگ را در موتور پیستونی انجام می دهند . زمانی که روتور در محفظه حرکت میکند به برآمدگیها اعمال نیرو نموده و این فشار وارده بر برآمدگیها تولید گشتاور در میله میکند که در نهایت چرخش به وجود میآید.