کافی نت باران

مکانیک خودرو

موتور:
 وظیفه موتور تبدیل انرزی حرارتی حاصل از سوخت به انرژی میکانیکی می باشد که بصورت قدرت دورانی بر روی میل لنگ آماده می شود.
طرز کار موتور:
هر چند موتور وسیله نقلیه دارای ساختمان وترتیب متفارتی می باشند ولی یکی از اختلافات اصلی بین آنها مربوط به سیکل کارشان است.یک سیکل کار در موتورهای بنزینی یا با چهار کورس و یا اینکه با دو کورس پیستون تکرار می شود.نوع اول موتور های چهار زمانه و نوع دوم را موتور های دوزمانه می گویند.وقتی پیستوندر بالا ترین حرکت خود در سیلندر قرار میکیرد گفته می شود که به نقطه مرگ بالا رسیده است در این وضعیت مرکز پیستون، گژن پین،شاطون،میللنگ بر روی خط مرکز واقعشده است.همچنین وقتی پیستون به پایین ترین نقطه از حر کت خود می رسد پیستون به نقطه مرگ پایین رسیده است.
کورس پیستون:
 فاصله را که پیستون از نقطه مرگ پایین تا نقطه مرگ بالا و یابلعکس طی می کند کورس پیستون می گویند.
سیکل:
کلیه فعل و انفعالات و تغییراتی که در یک سیستم از بدو شروع تا آغاز مجدداتفاق می افتد را سیکل می گویند.
سیکل کار در موتورهای چهار زمانه:
 در طول یک سیکل پیستون در داخل سیلندر دو باربالا ودو بار پایین می رود. در هر یک از این چهار کورس، عمل به خصوصی صورت می گیرد.در هر سیکل با دو دور کامل ودوران 720 درجه میل لنگ انجام گرفته و عینا" تکرار می شود.
چهار مرحله کار موتور به ترتیب عبارت اند از: 1- مکش(تنفس) 2- تراکم 3- انفجار 4- تخلیه
مکش (تنفس) :
 در حالت تنفس پیستون از نقطه مرگ بالا به طرف نقطه مرگ پایین حرکت می کند.در این زمان سوپاپ بنزین و هوا باز شده و مقداری مخلوط هوا و بنزین وارد سیلندر می شود که همزمانبا رسیدن پیستون به نقطه مرگ پایین سوپاپ بنزین و هوا بسته می شود.پس در حالت تنفس فقط سوپاپ هوا و بنزین باز است و میل لنگ 180 درجه در جریان نیم دور گردش کرده و میل سوپاپ 90 درجه گردش می کند.
تراکم:
در این حالت هر دو سوپاپ بسته می شود و سوپاپ از ننطه مرگ پایینبه طرف بالا شروع به حرکت می کند تا هوا و بنزینرا به یک نسبت معین، متراکم یا فشرده می نماید.هرچه پیستون به نقطه مرگ بالا نزدیک شود گاز موجود در سیلندر نزدیک به هم شده که در اثرآن نیز گرما تولید می شود و میل لنگ نیم دور(180درجه)دیگر و میل سوپاپ 90 درجه دیگر گردش می کند.
انفجار(قدرت):
در حالت انفجار نیز هر دو سوپاپ بسته است و در این حالت با متراکم شدن گاز و بالا رسیدن سیتون ، شمع جرقه زده و گازها منفجر می شوند. در اثر سوختن، گازها ازدیام حجم پیدا می کند وپیستونبه شدت پایین رانده می شود در این حالت نیز میل لنگ 180 درجه و میل سوپاپ 90 درجه دیگر دور می زند.
تخلیه:
در این حالت که داخل سیلندر پر از دود حاصل از انفجار است. پیستون بواسطه ضربه ای که در اثر انفجار متحمل شده است در نقطه نقطه مرگ پایین قرار می گیرد در این لحظه پیستون در بالا حرکت کرده و همزمان با شروع این حرکت سوپاپ دود باز می شود تا دود داخل سیلندر را تخلیه کند، وهمین که پیستون به نقطه مرگ بالا رسید عمل تخلیه نیز تمام شده و سوپاپ دود نیز بسته میشود، با بسته شدن سوپاپ دود نیز چهار عما اصلی موتور نیز به پایان می رسد ولی در حقیقت موتور برای ادامه کار باید مجددا" چهار عمل مذکور را به ترتیب تکرار نماید و در ای حالت نیز میل لنگ 180 درجه (نیم دور)و میل سوپاپ 90 درجه دوردور می زند.
اجزاء بلوک سیلندر
پیستون:
پیستون یکی از قطعات تشکیل دهنده، موتور می باشد که عموما" استوانه ای شکل ساخته می شود که قسمت بالایی آن بسته و قسمت پاینی آن باز است.
گژن پین:
 میله ای است استوتنه ای شکل که جنس آن از فولاد است.این قطعه را برای مقاومت در برابر فشارهای ناشی از ضبات انفجار آبکاری و یقل داده و از آن برای اتصال شاتون به پیستون استفاده می شود.
رینگهای پیستون:
به خاطر ایجاد گاز بندی در داخل سیلندر از حلقه های شکاف دار که از جنس خاکستری می باشد استفاده می کند هر یک از این رینگها در داخل شیار دور تا دور که در روی پیستون تعبیه شده است قرار می گیرد.
شاتون:
 شاتون و دسته پیستون واسطه ای است که حرکت خطی پیستون را به میل لنگ می دهد و باعث حرکت دورانی آن می گردد.
کپه شاتون(کپه متحرک):
قطعه ای نیم دایره که به انتهای شاتون به وسیله دو پیچ ومهره بسته می شود.
یاتاقانها:
یاتاقانها در موتور کلا" در موتور کار بوش را انجام می دهند در حقیقت یک بوش حلقوی کامل هستند.
میل لنگ:
 قطعه ای است بسیار سخت و محکم که از آلیاژ فولاد چکش خور می باشد که در قسمت پایین وموازی با بلوک سیلندر در امتداد(طول)قرار می گیرد میل لنک تشیل شده از تعدادی تکیه گاه یا محور اصلی یات تعدادی محور بنام محور لنگ.
اویل پمپ (پمپ روغن):
پمپ روغن در موتور حکم قلب اتومبل است که در دو طرح چرخدار روتوری ساخته می شود که در اتومبیلهای مورد استفاده قرار می گیرد.
پمپ بنزین:
پمپ بنزین وظیفه انتقال بنزین از باک به کاربراتور را به عهده دارد.
واتر پمپ یا پمپ آب:
وسیله ای است که حرکت خود را از فولی میل لنگ می گیرد که باعث گردش آب از درون موتور به رادیاتور میشود.
بوش سیلندر:
 به جایی که پیستون در انجا حرکت رفت و برگشتی انجام می دهد که در دونوع بوش تر و بوش خشک است.
میل سوپاپ یا میل بادامک:
چون سوپاپها به موقع مجرای ورود گاز و خروج دود را باز و بسته کنند وبای باز و بسته کنند و برای باز و بسته شدن مجرای فوق سوپاپا به وسیله، میله ای که بر روی آن بر جستکی های بادامک وجود دارد .
چرخ دنده ها :
برای تایم کردن میل لنگ و میل سوپاپ که به موقع سواپها را به طور منظم بازو بست کنند. وان با زنجیر به هم دیکر متصل می شوند
کارتر:
جایی است که روغن موتور در آنجا ریخته می شود وبه وسیله پمپ روغن از آنجا به تمام نقاط موتور فرستاده  می شود
سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟
هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.

 کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.
اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها  بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.
بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.
مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:
●      سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.
●     دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.
این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:
سیستم تعلیق یک خودرو، با تمام قطعات مختلفش، زمینه تمامی این راه حل ها را فراهم می آورد. بگذارید به قسمت هایی از یک سیستم تعلیق استاندارد نگاهی بیندازیم. کار را از شاسی شروع کرده و به ترتیب پایین می رویم و به اجزای مشخصی که سیستم تعلیق را تشکیل می دهند، می پردازیم.
 شاسی:
سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.
 این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:

●   شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.
●   سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس لاستیک را کنترل می کند.
●   سیستم هدایت – مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.
●  چرخ ها و لاستیک ها – اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند. 
پس تعلیق، یکی از سیستم های اصلی در خودرو می باشد.
با مرور این شمای کلی در ذهن، نوبت پرداخت به سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق می رسد: فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.
فنرها:
سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:
● فنرهای پیچشی – رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.
● فنرهای تخت – این نوع  از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند.  فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال 1985 بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.
● میله های پیچشی – میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º 90 نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.
● فنرهای بادی – فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال 1930 فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند – که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد – مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.
 فنرها: جرم معلق و نامعلق
جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.
پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.