موتور برق چگونه کار می کند؟

موتور برق چگونه کار می کند؟ موتور برق دیزل و بنزینی

گاهی اوقات درگیر شدن با مسائل پیچیده فنی به عاملی برای فراموش کردن و نپرداختن به بدیهیات بدل می شود. هر چند شاید به باور برخی از افراد پرداختن به بدیهیات اساساً توجیهی نداشته و نیازی به بررسی چنین موضوعاتی نیست اما تجربه نشان داده است که برای شناخت دقیق برخی وسایل و قطعات، خصوصاً در حیطه امور فنی و مکانیکی، اهمیت بسیار بالایی دارد.

کار کردن یک موتور برق دیزل یا موتور برق بنزینی ممکن است از دید عامه مردم و حتی کاربران، یک پروسه عادی و بی اهمیت باشد اما بی شک شناخت دقیق آن الزامی است.پس ما در این یادداشت بر آن شدیم تا در ادامه سلسله مباحث فنی دیگری که در مورد این وسیله مورد کنکاش و بررسی قرار دادیم، به سراغ نحوه کار موتور برق دیزلی یا بنزینی رفته و تلاش کنیم تا ابهامات موجود در این مورد را برطرف سازیم. در همین راستا پیشنهاد می کنیم که برای شناخت نحوه کار موتور برق بنزینی و موتور برق دیزلی عناوین زیر را مطالعه فرمایید.

نحوه کار موتور برق دیزل یا موتور برق بنزینی؟ کدام یک؟

دقت داشته باشید که نحوه کار موتور برق بنزینی و موتور برق دیزلی دارای تفاوت بسیار جزئی بوده و این تفاوت ناشی از تفاوت سوخت این دو وسیله است. به همین علت در یادداشت پیش رو برای جلوگیری از فوت وقت و هدررفت فضای یادداشت، ما به تشریح عملکرد موتور برق دیزل خواهیم پرداخت.

اما در هر جای این بررسی چنانچه تفاوتی بین عملکرد موتور برق دیزل و موتور برق بنزینی مشهود بود، این تفاوت ذکر و تشریح خواهد شد.پس در عمل آنچه که ما در مورد نحوه کار موتور برق دیزل توضیح می دهیم، در مورد موتور برق بنزینی نیز صادق است مگر در مواردی که به تفاوت اشاره شود.

استخوان بندی کلی یک موتور برق دیزلی

در هر وسیله نحوه عملکرد به شکلی است که معمولاً مجموعه به صورت طبقاتی به مجموعه های مختلف دیگری تبدیل خواهد شد. یعنی مثلاً اگر کل موتور برق دیزل را به یک مجموعه با هدف خاص تشبیه کنیم، این مجموعه به چند مجموعه مجزا تقسیم خواهد شد. همان مجموعه ها نیز به چند مجموعه دیگر و این کار تا سرحدی ادامه پیدا می کند تا به قطعات وسیله برسیم.

این قاعده در مورد انواع ماشین ها صدق می کند؛ به طور مثال خودروی شما یک مجموعه است که به مجموعه پیشرانه، کابین، فنربندی و غیره تقسیم خواهد شد و در عین حال همان پیشرانه و کابین نیز به مجموعه های مجزای تزریق سوخت، نیروی خروجی و غیره تقسیم خواهد شد. در مورد موتور برق دیزلی نیز نحوه بررسی بر همین منوال است.ما در جهت بررسی بهتر موتور برق را به مجموعه های زیر تقسیم خواهیم کرد:

پیشرانه موتور برق دیزل: راز تمایز موتور برق بنزینی و موتور برق دیزل نهفته در این بخش بوده و تنها در این بخش شاهد یک تفاوت جزئی هستیم. مجموعه پیشرانه، شامل باک، شیلنگ های انتقال، پمپ سوخت، موتور و شفت خروجی خواهد شد. در مورد موتور برق دیزلی، شاهد استفاده از موتور دیزلی هستیم که سوخت آن گازوئیل است اما در موتور برق بنزینی نوع موتور متفاوت است. در هر دو حالت از موتور چهارزمانه احتراق داخل استفاده خواهد شد.در بخش بعدی به تفاوت احتراق در این دو موتور خواهیم پرداخت.

ژنراتور موتور برق دیزل: ژنراتور یک وسیله با تعریف و عملکرد معین است. این وسیله نیروی حرکتی را به نیروی الکتریکی تبدیل خواهد کرد. در واقع در بخش ژنراتور موتور برق دیزل نیز مانند هر ژنراتور دیگری، نیروی حرکتی دریافت و به نیروی الکتریکی تبدیل خواهد شد.

مدار الکتریکی کنترل، تثبیت و توزیع: مدارهای الکتریکی در یک موتور برق دیزل وظایف مختلفی برعهده دارند که شاید بررسی آن ها در حیطه تخصصی مکانیک نبوده و در واقع یک مبحث برقی و الکترونیکی باشد اما اطلاع از آن الزامی است. در مدار الکتریکی با مجموعه قطعاتی روبرو هستیم که جریان برق را تثبیت کرده و تحت شرایط مختلفی بین مصرف کنندگان تقسیم می کنند.حال با وجود آشنایی با استخوان بندی این وسیله می توان به طور دقیقی نحوه عملکرد را بررسی کرد.

اساس کار موتور برق دیزلی و موتور برق بنزینی

پیش از پرداختن به خود فرآیند تولید برق نیاز است تا به فلسفه عملکرد به طور کوتاه و مختصر اشاره شود. در یک موتور برق دیزل یا بنزینی، ابتدا شما با انرژی شیمیایی در سوخت روبرو هستید. انرژی شیمیایی توسط موتور به حرکت تبدیل خواهد شد. این حرکت در ژنراتور به برق تبدیل شده و این برق تولیدی پس از عبور از مدارهای کنترلی به مصرف کننده شما، یعنی یک دریل، دستگاه جوش یا پروژکتور خواهد رسید.

یک سفر از سوخت تا برق؛ مسیر طی شده از درون موتور برق دیزلی به چه شکل است؟

اجازه دهید تا در یک مسیر و سفر فرضی تمام فرآیند های انجام شده از سوخت تا برق را بررسی کنیم. این سفر از سوخت آغاز و به برق منتهی خواهید شد:

سوختی که داخل باک ریخته شده است، فارغ از نوع آن توسط پمپ و شیلنگ ها، به موتور پمپاژ می شود. در برخی از مدل ها ممکن است نحوه قرارگیری باک بتواند باعث حذف پمپ و بی نیازی از آن شود اما عموماً یک پمپ کوچک سوخت را به موتور می رساند.حال سوخت مطابق نحوه عملکرد موتورهای چهارزمانه، به درون سیلندرها مکش شده و پس از سپری کردن یک چرخه چهار مرحله ای با احتراق و انفجار خود، باعث حرکت پیستون درون سیلندر خواهد شد.

پیستون حرکتی خطی دارد. این حرکت خطی پیستون توسط میل لنگ به یک حرکت دوار تبدیل شده و در عمل شما در خروجی شاهد یک حرکت دوار در شفت خروجی موتور خواهید بود. اکنون در این مرحله تبدیل سوخت به نیروی حرکتی انجام شده و شما حرکت دوار شفت خروجی را شاهد هستید.

حرکت شفت خروجی به طور مستقیم از طریق اتصال به ژنراتور وصل خواهد شد و با هر دور گردش شفت خروجی پیشرانه، بخش ژنراتور موتور برق دیزلی نیز به حرکت در خواهد آمد. هر بار گردش ژنراتور موجب به تولید یک پالس الکتریکی کامل خواهد شد.نحوه کار در این بخش بدین شکل است که انتهای میله ورودی ژنراتور که سر آن به شفت خروجی موتور متصل است، متصل به سه آهنربا است. این سه آهنربا نیز در میان یک سیم پیچ الکتریکی قرار دارند.

از نظر اصول فیزیکی که مجال تشریح کامل آن در این یادداشت وجود ندارد، با چرخش آهنرباها در بستر سیم پیچ، الکترون ها دچار شارش شده و برق تولید خواهد شد. این برق تولیدی توسط سیم به خارج از ژنراتور منتقل خواهد شد.

در اینجا وظیفه مدارهای کنترل، تثبیت و توزیع مشخص خواهد شد. برق خروجی از ژنراتور به طور خام قابل استفاده نیست زیرا به علت تفاوت های جزئی در سرعت گردش ژنراتور برق با نوساناتی همراه است و در برخی مقاطع افت بار، افت ولتاژ یا افزایش این دو، به پیوستگی برق خروجی صدمه خواهد زد. مدارهای کنترل وظیفه دارند تا این افت و شدت های موجود در برق خروجی را تثبیت کرده و در نهایت یک جریان مداوم و نرمال از برق را در اختیار کاربر قرار دهند.