موتور تک سیلندر چگونه کار میکند؟

یک موتور تک سیلندر که گاهی اوقات آن را تاپر می‌نامند، یک موتور پیستونی با یک سیلندر است. این موتور اغلب برای موتورسیکلت‌ها، اسکوترهای موتوری، وسایل نقلیه تمام زمینی، ابزارهای برقی و ماشین‌آلات باغ (مانند اره‌برقی، ماشین چمن‌زنی، کولتیواتور و ماشین اصلاح رشته‌ای) استفاده می‌شود. نحوه کار موتور تک سیلندر متفاوت است و به دو صورت 4 زمانه و 2 زمانه ساخته می‌شوند.
در مقایسه با موتورهای چند سیلندر، عملکرد موتور تک سیلندر معمولاً ساده‌تر و فشرده‌تر است. باتوجه‌به نقش اجزای موتور و پتانسیل بیشتر برای جریان هوا در اطراف سیلندر، خنک‌کننده هوا اغلب برای موتورهای تک سیلندر موثرتر از موتورهای چند سیلندر است. این امر وزن و پیچیدگی موتورهای تک سیلندر هوا خنک را در مقایسه با موتورهای خنک‌کننده مایع کاهش می‌دهد. با ما همراه باشید تا با نحوه کار موتور تک سیلندر آشنا شوید.

کاربردهای موتورهای تک سیلندر

کاربردهای موتورهای تک سیلندر عبارت هستند از موتورسیکلت‌های اولیه، خودروها و موتورهای دریایی که همگی تک سیلندر بودند. باتوجه‌به نحوه کار موتور تک سیلندر، کاربردهای موتورهای تک سیلندر در کشاورزی نیز بسیار است. این پیکربندی تقریباً به طور انحصاری در ابزارهای قابل‌حمل همراه با ماشین‌آلات باغبانی مانند ماشین‌های چمن‌زنی استفاده می‌شود. از سال 1921 تا 1960، تراکتور بولداگ از یک موتور بزرگ دو زمانه تک سیلندر به‌صورت افقی استفاده می‌کرد. بااین‌حال، آن‌ها به‌ندرت در خودروها و تراکتورهای مدرن به دلیل پیشرفت در فناوری موتور استفاده می‌شوند.
موتورهای تک سیلندر رایج‌ترین طرح موتور در اسکوترهای موتوری و موتورسیکلت‌های کم‌مصرف هستند. هوندا سوپر کاپ (موتوری با بالاترین فروش از زمان معرفی آن در سال 1958) از یک موتور تک سیلندر چهار زمانه 49 سی‌سی استفاده می‌کند. کلاس Moto3 در مسابقات قهرمانی جهانی MotoGP از موتورهای تک سیلندر چهار زمانه 250 سی‌سی استفاده کرده‌است.

اصطلاحات تخصصی مرتبط با موتورهای تک سیلندر

در کنار نحوه کار موتور تک سیلندر، نیم‌نگاهی به اصطلاحات تخصصی مرتبط با موتورهای تک سیلندر نیز می‌اندازیم. این اصطلاحات اغلب برای توصیف مشخصات و عملکرد یک موتور استفاده می‌شوند.

1. بور (Bore): این اصطلاح به قطر سیلندر در یک موتور اشاره دارد. یک عامل حیاتی است که همراه با استروک، جابه‌جایی موتور را تعیین می‌کند.
2. نسبت تراکم (Compression ratio): این مورد نسبت حجم محفظه احتراق داخلی زمانی که پیستون در انتهای حرکت خود قرار دارد به حجم زمانی که پیستون در بالای حرکت خود قرار دارد است.
3. جابه‌جایی (Displacement): این مورد حجم کل تمام سیلندرهای یک موتور است که معمولاً بر حسب سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری می‌شود. با ضرب تعداد سیلندر در مساحت یک سیلندر و طول ضربه، محاسبه می‌شود.
4. اسب بخار (Horsepower): یک واحد اندازه‌گیری است که برای نشان‌دادن قدرتی که یک موتور تولید می‌کند، استفاده می‌شود. یک اسب بخار معادل قدرتی است که برای بلند کردن 550 پوند وزن در یک ثانیه لازم است. هرچه یک موتور قدرت بیشتری داشته‌باشد، در یک زمان معین کار بیشتری می‌تواند انجام دهد.
5. استروک (Stroke): در زمینه مراحل چرخه موتورها، به حرکت کامل پیستون در امتداد سیلندر، در هر جهت اشاره دارد. تعداد ضربات در یک سیکل مشخص می‌کند که یک موتور دو زمانه یا چهار زمانه است و تفاوت موتور ۴زمانه و ۲زمانه اینجا مشخص می‌شود.
6. گشتاور (Torque): این مورد نیروی چرخشی است که توسط یک موتور تولید می‌شود.

تفاوت های بین موتورهای تک سیلندر و موتورهای چند سیلندر

در این قسمت از مقاله، می‌خواهیم به تفاوت های بین موتورهای تک سیلندر و موتورهای چند سیلندر بپردازیم. شما می‌توانید یک موتور را به‌صورت تک سیلندر یا چند سیلندر طراحی کنید. اما باید علت انتخاب خود را در نظر بگیرید. نحوه کار موتور تک سیلندر متفاوت است. موتور تک سیلندر به معنای جرم بیشتر در یک سیلندر است و ازاین‌رو موتور باید در هنگام تراکم، کار بیشتری انجام دهد. از آنجایی که طرز کار موتور تک سیلندر باعث کار بیشتر می‌شود، پس توان خروجی کاهش می‌یابد و در نتیجه راندمان نیز کاهش می‌یابد.
ولی اگر به سراغ موتورهای چند سیلندر برویم، بالانس بهتری داریم، بیشتر سیلندرها به‌صورت زوج انتخاب می‌شوند و آرایش V برای متعادل کردن جرم موتور، بهترین است. حذف گاز اگزوز در موتور چند سیلندر آسان‌تر است؛ زیرا مقدار کمی از گاز اگزوز توسط هر خروجی اداره می‌شود. این کار اختلاط مخلوط سوخت هوای تازه ورودی و گاز خروجی را کاهش می‌دهد.
به دلیل دلایل ذکر شده در بالا و نحوه کار موتور تک سیلندر، مهندسان فکر می‌کنند که موتور چند سیلندر بهتر از تک سیلندر است. ولی این فقط در صورتی است که سی‌سی موتور بالاتر باشد. در سی‌سی‌های پایین‌تر، شما می‌توانید از تک سیلندرها استفاده کنید و مقاله معرفی بهترین موتور تک سیلندرها نیز می‌توانید به شما در انتخاب کمک کنند.

موتورهای هوا خنک چیست؟

اگر بخواهیم به معرفی اجزای موتور تک سیلندر بپردازیم، می‌بینم که نه‌تنها شباهت زیادی با موتورهای هوا خنک دارد، بلکه به نحوه کار موتور تک سیلندر نیز شباهت دارد. در این قسمت به دنبال پاسخ سوال موتورهای هوا خنک چیست؟ هستیم. موتورهای هوا خنک به گردش هوا به طور مستقیم روی پره‌های دفع گرما یا نواحی داغ موتور برای خنک نگه‌داشتن موتور در دمای عملیاتی متکی هستند. طرح‌های خنک‌کننده با هوا بسیار ساده‌تر از نمونه‌های خنک‌شونده با مایع خود هستند که به رادیاتور، مخزن خنک‌کننده، لوله‌کشی و پمپ جداگانه نیاز دارند.
موتورهای هوا خنک به طور گسترده در کاربردهایی دیده می شوند که وزن یا سادگی هدف اصلی است. سادگی آن‌ها را برای استفاده در کاربردهای کوچک مانند اره‌برقی، ماشین چمن‌زنی و همچنین ژنراتورهای کوچک و نقش‌های مشابه مناسب می‌کند.

انواع موتورهای تک سیلندر

انواع موتورهای تک سیلندر در بازار موجود هستند و در این قسمت، می‌خواهیم آن‌ها را نام ببریم. اکثر موتورسیکلت‌هایی که از موتورهای یکسانی استفاده می‌کنند و بیشتر ماشین‌ها دارای موتورهای تک سیلندر هستند. این موتورها به دلیل کارایی بالا و عمر مفید، طرف‌داران زیادی دارند. در فهرست زیر، به معرفی انواع موتورهای تک سیلندر پرداخته‌ایم:

• موتور بنزینی تک سیلندر
  • موتور دو زمانه تک سیلندر بنزینی
  • موتور چهار زمانه تک سیلندر بنزینی
• موتور دیزل تک سیلندر
  • موتور دیزل دو زمانه تک سیلندر
  • موتور دیزل چهار زمانه تک سیلندر

مقایسه موتورهای ذکر شده در بالا، نیاز به یک مقاله جدا دارد و شما می‌توانید با مطالعه مقاله مقایسه موتور دیزلی با موتور بنزینی، به تفاوت‌های این موتورهای تک سیلندر پی ببرید.

مزایا و معایب موتورهای تک سیلندر

موتورهای تک سیلندر از نظر ساخت، بسیار ساده و مقرون‌به‌صرفه هستند. ارتعاشی که آن‌ها ایجاد می‌کنند در بسیاری از کاربردها بسیار قابل‌قبول است. می‌توان شفت‌ها و وزنه‌های تعادل را بر روی آن‌ها نصب کرد، اما چنین پیچیدگی‌هایی با مزایای ذکر شده قبلی مقابله می‌کنند.
قطعاتی مانند میل‌لنگ یک موتور تک سیلندر، باید تقریباً به‌اندازه یک موتور چند سیلندر با همان ظرفیت در هر سیلندر قوی باشند، به این معنی که برخی از قطعات به طور موثر چهار برابر سنگین‌تر از مقدار مورد نیاز برای کل جابه‌جایی هستند. از نحوه کار موتور تک سیلندر متوجه می‌شویم که تقریباً به‌ناچار نسبت قدرت به وزن کمتری نسبت به موتورهای چند سیلندر با فناوری مشابه ایجاد می‌کند. این می‌تواند یک نقطه‌ضعف در عملکردهای موتورهای تک سیلندر باشد، اگرچه در سایر موارد و در اکثر کاربردها، اهمیت کمی دارد.

چهار عمل اصلی در یک موتور تک

1. مکش: پیستون حرکت روبه‌پایین خود را از بالا شروع می‌کند، در این مرحله سوپاپ باز می‌شود و مقدار مشخصی سوخت و هوا وارد سیلندر می‌شود. در پایان، سوپاپ بسته شده و هوای مخصوص در سیلندر محبوس می‌شود.
2. تراکم: موتور تک سیلندر چهار زمانه دارای دو سوپاپ است که یکی دریچه ورودی و دیگری دریچه خروجی است. سوپاپ از پایین‌به‌بالا حرکت می‌کند و هر دو سوپاپ بسته می‌شوند، هوای داخل سیلندر متراکم می‌شود و در اثر این تراکم، دمای هوای داخل سیلندر به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.
3. انفجار: بعد از تراکم با جرقه‌ای که باعث این انفجار می‌شود، پیستون به سمت پایین پرتاب می‌شود.
4. سیستم اگزوز: در مرحله آخر پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند و دریچه خروج دود باز می‌شود و دود ناشی از انفجار، خارج می‌شود.

سخن پایانی

بسیار خوشحال هستیم که ما را تا انتهای مقاله همراهی کردید. امیدواریم مطالب ذکر شده در این مقاله پاسخگوی سوالات شما بوده و اطلاعات مورد نیاز درباره نحوه کار موتور تک سیلندر را در اختیار شما قرار داده‌باشد. ما در این مقاله سعی کردیم تا نحوه کار موتور تک سیلندر را همراه با جزئیات دقیق و انواع آن، در اختیار شما قرار دهیم.
توجه به این نکته فراموش نشود که قبل از خرید دستگاهی که دارای موتور تک سیلندر است، از اصل بودن آن اطمینان حاصل کنید تا دچار پشیمانی نشوید. یکی از معتبرترین فروشگاه‌های ایران فروشگاه بتن ویبره است که می‌توانید با مراجعه به وبگاه این مجموعه محصولات مورد نظر خود را پیدا کند. همچنین تماس با کارشناسان به شما در مشاوره، انتخاب و پاسخگویی به سوالات شما در خرید انواع موتور تک با قیمت مناسب کمک می‌کند.