مبانی موتور احتراق داخلی

اصل اساسی هر موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی این است: اگر مقدار بسیار کمی سوخت با چگالی انرژی بالا (مانند بنزین) را در یک فضای کوچک و بسته قرار دهید و آن را مشتعل کنید، مقدار باورنکردنی انرژی به شکل گاز منبسط شونده، آزاد می‌شود.

موتور احتراق داخلی چگونه کار می‌کند؟

احتراق، که به عنوان سوختن نیز شناخته می‌شود، فرآیند شیمیایی و اساسی آزاد شدن انرژی از مخلوط سوخت و هوا است. در یک موتور احتراق داخلی (ICE)، احتراق و احتراق سوخت در داخل خود موتور رخ می‌دهد. سپس موتور تا حدی انرژی حاصل از احتراق را به کار تبدیل می‌کند. موتور از یک سیلندر ثابت و یک پیستون متحرک تشکیل شده است. گازهای احتراق در حال انبساط، پیستون را هل می‌دهند که به نوبه خود میل لنگ را می‌چرخاند. در نهایت، از طریق سیستمی از چرخ دنده‌ها در سیستم انتقال قدرت، این حرکت چرخ‌های خودرو را به حرکت در می‌آورد.

در حال حاضر دو نوع موتور احتراق داخلی در حال تولید هستند: موتور بنزینی احتراق جرقه‌ای و موتور دیزل احتراق تراکمی. اکثر این موتورها چرخه چهار زمانه دارند، به این معنی که برای تکمیل یک چرخه به چهار کورس پیستون نیاز است. این چرخه شامل چهار فرآیند مجزاست: مکش، تراکم، احتراق و کورس قدرت، و تخلیه.

موتورهای بنزینی احتراق جرقه‌ای و دیزل احتراق تراکمی در نحوه تأمین و احتراق سوخت متفاوت هستند. در یک موتور احتراق جرقه‌ای، سوخت با هوا مخلوط شده و سپس در طول فرآیند مکش به داخل سیلندر وارد می‌شود. پس از اینکه پیستون مخلوط سوخت و هوا را فشرده می‌کند، جرقه آن را مشتعل می‌کند و باعث احتراق می‌شود. انبساط گازهای احتراق، پیستون را در طول کورس قدرت به جلو می‌راند. در یک موتور دیزل، فقط هوا به داخل موتور وارد شده و سپس فشرده می‌شود. سپس موتورهای دیزلی سوخت را با سرعت مناسب و اندازه‌گیری شده به داخل هوای فشرده داغ اسپری می‌کنند و باعث احتراق آن می‌شوند.

بهبود موتورهای احتراقی
در طول 30 سال گذشته، تحقیق و توسعه به تولیدکنندگان کمک کرده است تا میزان انتشار آلاینده‌های معیار مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق (PM) در موتور احتراق داخلی را بیش از 99٪ کاهش دهند تا با استانداردهای انتشار EPA مطابقت داشته باشند. تحقیقات همچنین منجر به بهبود عملکرد موتور احتراق داخلی (اسب بخار و زمان شتاب 0 تا 60 مایل در ساعت) و راندمان شده است و به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا مصرف سوخت را حفظ یا افزایش دهند.

درباره تلاش‌های تحقیق و توسعه پیشرفته در زمینه موتور احتراق داخلی که بر افزایش بهره‌وری انرژی موتورهای احتراق داخلی با حداقل انتشار آلاینده‌ها متمرکز است، بیشتر بخوانید.