محفظه احتراق خودرو چیست؟

سیستم جرقه‌زنی ماشین طوری طراحی شده که داخلش آتش بگیره. قلب این سیستم یا همون موتور، یه محفظه‌ایه که توش سوخت می‌سوزه. هر چی این محفظه بهتر کار کنه، ماشین هم بهتر شتاب می‌گیره، سوخت کمتری می‌خوره و موتور پرتوان‌تر عمل می‌کنه. البته به عنوان راننده لازم نیست که تخصصی ازش سر در بیاری، ولی خالی از لطف نیست که یه ذره با طرز کارش آشنا بشی. تو ادامه، کاملتر راجع بهش حرف می‌زنیم.

محفظه احتراق خودرو چیست؟

خب، بیا این متن رو یه جوری بگم که انگار داری با یه رفیق حرف می‌زنی:

محفظه احتراق، همون جاییه که توی ماشین، بنزین و هوا با هم قاطی می‌شن و آتیش می‌گیرن. این محفظه یه فضای بسته‌ست توی بلوکه سیلندر که مخلوط سوخت و هوا میاد توش و با جرقه شمع‌ها، مشتعل میشه. این سوختن باعث میشه انرژی مکانیکی درست بشه که ماشین رو به حرکت درمیاره. توی عکس پایینم می‌تونی شکل این محفظه رو ببینی.

محفظه احتراق خودرو کجاست؟

محفظه احتراق خودرو درون بلوکه سیلندر قرار دارد. محفظه احتراق یک قطعه مشخص مانند پیستون در پیشرانه ماشین نیست؛ بلکه فضایی محدود بین قطعات متحرک و ثابت بلوکه سیلندر را تحت عنوان محفظه احتراق موتور خودرو می‌شناسند. اگر بخواهیم دقیق‌تر توضیح دهیم، محدوده بین سطح روی پیستون (وقتی که پیستون در نقطه مرگ بالا قرار دارد)، دیواره‌های سیلندر و سرسیلندر محفظه احتراق را تشکیل می‌دهند. شکل طراحی محفظه احتراق خودرو ممکن است به‌صورت گنبدی، نیم‌کره‌ای، مسطح یا غیره  باشد و این موضوع تأثیر مستقیمی روی راندمان احتراق در موتور دارد.

دمای محفظه احتراق خودرو چقدر است؟‌

خب، ببین، وقتی حرف از دمای محفظه احتراق ماشین می‌زنیم، دو تا چیز مهمه: اول دمای گازهایی که از سوختن به وجود میان (همون آلاینده‌ها) و دوم دمای قطعاتی که داخل بلوکه سیلندر قرار دارن.

تجربه نشون داده که دمای گازهای آلاینده موقع انفجار به بالاترین حدش می‌رسه و چیزی بین ۲۲۰۰ تا ۲۷۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌شه. ولی دمای قطعات داخلی موتور خیلی پایین‌تر از این حرفاست و بسته به جاشون، بین ۸۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد بالا و پایین می‌ره.

چند تا چیز هست که دمای محفظه احتراق رو زیاد می‌کنه:

– بالا رفتن دور موتور ماشین
– وقتی تو سربالایی یا با بار سنگین رانندگی می‌کنی و موتور تحت فشار می‌ره
– زیاد شدن نسبت تراکم سوخت و هوا توی موتور
– ضعیف بودن سیستم خنک‌کاری ماشین
– بالابودن عدد اکتان سوخت

به طور کلی باید بدونین که دمای کاری محفظه احتراق تو موتورهای توربوشارژ بیشتر از موتورهای تنفس طبیعیه. دلیلش هم اینه که هوای متراکم و فشرده توی سیستم احتراق موتورهای توربوشارژ وجود داره که باعث می‌شه فشار و حرارت توی محفظه احتراق بره بالا.

انواع محفظه احتراق خودرو

انواع محفظه‌های احتراق ماشین رو می‌شه بر اساس شکل ظاهری یا طراحیشون دسته‌بندی کرد که تو ادامه قراره باهاشون آشنا بشیم.

1. محفظه احتراق با سوپاپ جانبی (Side Valve)

این مدل طراحی خیلی ساده و کم‌خرج‌هست، ولی به خاطر اینکه خوب نمی‌سوزه، دیگه تقریباً از رده خارج شده. توی این طرح، سوپاپ‌های ورودی و خروجی رو کنار پیستون توی بدنه سیلندر می‌ذارن. تجربه نشون داده که این جور طراحی باعث می‌شه سوخت توی محفظه احتراق کامل نسوزه. به خاطر همین، هم مصرف بنزین می‌ره بالا، هم آلودگی زیادی درست می‌کنه.

2. محفظه احتراق با سوپاپ رو (Overhead Valve)

محفظه احتراق پراید و بسیاری دیگر از خودروها از این نوع هستند. در این طراحی، سوپاپ روی سرسیلندر موتور تعبیه می‌شود. این موضوع بخش قابل توجهی از مشکلات طراحی قبلی را برطرف می‌کند. البته ساختمان محفظه‌های احتراق این دسته نیز به چند گروه تقسیم می‌شوند.

• محفظه احتراق نیم‌کره‌ای

شکل این محفظه شبیه به نیم‌کره است و سوپاپ‌های ورودی و خروجی در دو سمت مقابل یکدیگر با زاویه مشخص تعبیه می‌شوند. این طراحی علی‌رغم نقش مثبت قابل توجه در راندمان احتراق، نسبتا پیچیده است و هزینه بالایی را به همراه دارد.

• محطفه احتراق گنبدی

طراحی قسمت فوقانی محفظه احتراق گنبدی مانند سقف شیروانی است و از به هم پیوستن دو یا چند سطح شیب‌دار به دست می‌آید. سوپاپ‌ها روی این سطوح شیب‌دار تعبیه می‌شوند. در هر سیلندر می‌توان 4 سوپاپ را جانمایی کرد و این موضوع کمک می‌کند تا امکان طراحی سیلندر با ظرفیت سوخت و هوای بیشتر فراهم شود. بسیاری از موتورهای مدرن صنعت خودرو، محفظه احتراق گنبدی دارند.

راندمان سیستم احتراق خودرو چقدر است؟

برای سنجش کارایی سیستم احتراق ماشین، دو تا شاخص اصلی رو بررسی می‌کنیم:

راندمان احتراق (همون Combustion Efficiency)
راندمان حرارتی (همون Thermal Efficiency)

راندمان احتراق به این برمی‌گرده که ببینه چقدر از سوختی که وارد سیلندر میشه، توی فرآیند احتراق کاملاً می‌سوزه. تو یه موتور بنزینی سرحال، این عدد معمولاً بین ۹۵ تا ۹۹ درصد جا می‌گیره.

راندمان حرارتی هم می‌گه که چقدر از انرژی شیمیایی توی سوخت تبدیل به کار مکانیکی ماشین میشه. تو موتورهای تنفس طبیعی معمولی، این عدد معمولاً بین ۲۵ تا ۳۵ درصده. اما تو موتورهای توربوشارژ، بسته به تکنولوژی‌ای که روش کار شده، این راندمان حرارتی می‌تونه تا ۴۰ تا ۴۵ درصد هم بره بالا.

علائم خرابی سیستم احتراق خودرو

وقتی صحبت از خرابی سیستم احتراق خودرو به میان می‌آید،‌ باید توجه داشته باشید که مجموعه‌ای از قطعات مانند پیستون، سوپاپ، شمع، وایر و … مد نظر هستند. در همین راستا، برخی از مهم‌ترین علائم خرابی سیستم احتراق موتور خودرو عبارت‌اند از:

• دیر روشن شدن ماشین و نیاز به چند بار استارت زدن
• روشن نشدن ماشین
• لرزش موتور در حالت درجا
• تغییر نامنظم دور موتور خودرو
• خروج آلاینده‌های بیش از حد از اگروز ماشین
• افت قدرت خودرو نسبت به حالت عادی
• ضعف در شتاب‌گیری
• افزایش مصرف سوخت ماشین
• به گوش رسیدن صدای غیرعادی از ناحیه اگزوز
• به گوش رسیدن صدای برخورد قطعات در موتور

کلام پایانی

تو این مطلب رفتیم سراغ اینکه ببینیم اصلاً سیستم احتراق ماشین چیه و چه مدل‌هایی داره. تجربه نشون داده که مهم‌ترین چیزی که توی کیفیت کار محفظه احتراق تأثیر می‌ذاره، شکل و فرم هندسی اونه. این موضوع مستقیم دست می‌ذاره توی اینکه سوخت و هوا چقدر خوب با هم مخلوط بشن و احتراق ناقص پیش نیاد. از اون طرف، اگه قطعات مصرفی سیستم احتراق رو سر وقت عوض کنی، توی طولانی مدت راندمانش رو حفظ می‌کنه و خیلی مهمه.