پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

یاتاقان موتور چیست و چه کاربردی دارد

در موتورهای احتراق داخلی برای این که حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت دَورانی تبدیل شود از شاتون و لنگ های میل لنگ استفاده می شود.

برای قرار دادن میل لنگ در بلوک سیلندر باید از یاتاقان هایی استفاده شود تا میل لنگ بتواند به راحتی و با اصطکاک کم دَوران کند.

در خودروهای ۴ سیلندر رایج در بازار ۵ عدد یاتاقان ثابت در بلوک سیلندر قرار دارد که میل لنگ برروی ۵ یاتاقان از آن ها قرار می گیرد و عمل روغن کاری میل لنگ از طریق سوراخ هایی که بر روی یاتاقان ها قرار دارد صورت می گیرد.

از سویی دیگر، برای این که شاتون به میل لنگ متصل شود نیز از یاتاقان هایی استفاده شده است که به یاتاقان های متحرک معروفند. این یاتاقان ها با چرخش حول هر لنگ موجب می شوند شاتون بتواند همراه با روانکاری حول هر لنگ بچرخد و نیروی حاصل از احتراق را به میل لنگ منتقل کند.

تعداد یاتاقان های ثابت هر موتور به میزان بار موتور و حداکثر سرعت دَورانی آن بستگی دارد، به همین منظور، تعداد یاتاقان های ثابت هر موتور می تواند از حداقل ۲ یاتاقان تا ۵ یاتاقان تغییر کند، که در متن به حداکثر تعداد قابل نصب اشاره شده است.

در یاتاقان های ثابت شیارهایی تعبیه شده است که مانند جویی عمل می کنند که روغن درون آن ها جریان دارد و موجب می شوند روغن واردشده به آن ها بین یاتاقان و میل لنگ فاصله ایجاد کند و از تماس مستقیم آن ها (تماس فلز با فلز) جلوگیری کند.

علل خرابی های به وجود آمده در یاتاقان های موتورهای احتراق داخلی به عوامل مختلفی از جمله نحوه رانندگی یا گاز دادن، روغن موتور مورد استفاده و یا کمبود فشار روغن در یاتاقان که به پمپ روغن (Oil Pomp) مربوط می شود بستگی دارد. در ادامه متن چند نمونه از علل عمده خرابی را بررسی می کنیم.

خستگی (Fatigue)

یکی از علل خرابی و یا از بین رفتن یاتاقان در موتورهای احتراق داخلی خستگی است. برای ساخت یاتاقان ها از چند لایه فلز استفاده می شود که هم لایه نرم و هم لایه سخت در یاتاقان ها کاربرد دارند. خستگی از آن جا شروع می شود که لایه بالایی یاتاقان ترَک برمی دارد و شروع به پوسته پوسته شدن (Flake Off) می کند. این تغییر شکل های به وجود آمده به علت عبور نیروهای وارده بر یاتاقان از حد خستگی یاتاقان طراحی شده است. با به وجود آمدن تغییرات در سطح یاتاقان نیروی میل لنگ بر قسمت هایی از یاتاقان، که برآمده شده اند یا قسمت هایی که ترک خوردند، متمرکز می شوند.

خشک کار کردن (Wiping)

هنگامی که دما و نیروی درونی به اندازه ای زیاد شود که لایه سخت روی یاتاقان ذوب شود و مذاب آن به نقاط سردتر و یا نقاطی که بار کمتری را تحمل می کند برود وایپینگ رخ می دهد که باعث می شود یاتاقان ذوب شده و پس از گذشت مدتی کاملاً به میل لنگ بچسبد و به اصطلاح یاتاقان بزند یا گیرپاژ کند.

خط افتادن (Scoring)

این پدیده بر اثر ورود ذرات و آلودگی ها از طریق روغن و سیستم روغن کاری به یاتاقان ها اتفاق می افتد. این ذرات در سرعت های بالا بر روی سطح یاتاقان (Overlay) خراش هایی ایجاد می کنند که پس از مدتی این خراش ها موجب تماس فلز با فلز می شوند و با ایجاد نقاطی بر روی یاتاقان آن را از کار می اندازند و نیاز به تعویض را به وجود می آورند.

برای پیشگیری از بروز این مشکل باید از فیلتر روغن مناسب و با کیفیت بالا استفاده کرد. دقت داشته باشید که هنگام تعویض روغن موتور باید روغن را از پیچ کارتل تخلیه کرد، زیرا با این کار تقریباً تمام جرم ها و براده های موجود در روغن تخلیه می شوند.

راه دیگر تخلیه روغن ساکشن کردن آن است. این عمل باعث می شود روغن کثیف از کارتل مکش شود و از سرسیلندر خارج شود. در پی آن روغن کثیف، با عبور از قسمت های مختلف موتور، براده ها و جرم های موجود در روغن را در بخش های مختلف موتور برجای می گذارد.

خوردگی (Corrosion)

یکی دیگر از علل بروز خرابی در سطح یاتاقان خوردگی است. این پدیده به علت برخی واکنش های شیمیایی رخ می دهد که وجود مقداری آب یا ضدیخ می تواند مسبب این خوردگی ها باشد. خوردگی سطحی به عامل خستگی سرعت می بخشد و موجب ایجاد لایه هایی بر روی سطح یاتاقان می شود که موجب خط افتادن و تماس فلز با فلز می شود.

یکی از مهم ترین راه های جلوگیری از یاتاقان زدن در خودروها استفاده از روغن موتور مناسب است.

انتخاب روغن موتور مناسب به عوامل بسیاری بستگی دارد که از مهم ترین آن ها می توان به شرایط آب و هوایی، نوع طراحی موتور و یاتاقان های موتور و شرایط کاری خودرو اشاره کرد. روغن موتورهای موجود در بازار از درجه صفر شروع می شوند و تا حدود ۵۰ می رسند (این مقیاس توسط SAE (Society of Automotive Engineers) یا انجمن مهندسان اتومبیل آمریکا بنا نهاده شده است) که هرچه این عدد کوچک تر باشد شاهد روغنی با گرانرَوی کمتر هستیم و هرچه این عدد بیشتر شود روغنی با گرانروی بیشتری داریم.

با توجه به شرایط آب و هوایی، که ممکن است شرایط کاری خودرو در مناطق سردسیر یا گرمسیر باشد، باید روغن مناسبی برای خودرو انتخاب شود. هرچه خودرو در منطقه سردتری کارکند باید از روغنی با گرانروی پایین تر استفاده کنیم، زیرا سرما خود بر گرانروی روغن تأثیر می گذارد و به گرانروی آن می افزاید. از سویی اگر خودرو در محیط گرم کار کند باید از روغنی با درجه گرانروی بالاتر استفاده کنیم تا از تأثیر هوای گرم بر روغن که از گرانروی آن می کاهد کم کنیم.

عامل دیگر در انتخاب روغن موتور مناسب نوع موتور و طراحی آن است. در دفترچه خودرو اطلاعاتی برای خریدار موجود است که نوع روغن مناسب برای موتور را در آن ذکر کرده است. با توجه به حساسیت برخی موتور ها باید از روغن با گرانروی پایین تری استفاده کرد تا روغن با گرانروی پایین تر بتواند به تمام نقاط یاتاقان ها برسد و آن ها را روغن کاری کند. همچنین برای موتورهایی که کثیف شده اند یا به اصطلاح جرم برداشته اند از همین روغن ها استفاده می کنند تا با نفوذ به قسمت های باریک و تنگ موتور آن مناطق را شست و شو دهند و جرم ها را همراه خود حمل کنند و پس از آن جرم ها توسط فیلتر روغن جذب شوند.

نیروهای وارده بر یاتاقان های میل لنگ اغلب به صورت شعاعی متناوب هستند، البته وزن میل لنگ نیز دائماً تأثیرگذار است که غیرقابل چشم پوشی است. علاوه بر میل لنگ، در قسمت بالای موتور نیز از یاتاقان هایی برای نگهداری میل سوپاپ (Camshaft) استفاده می شود که این یاتاقان ها تحت تنش و نیروی زیادی قرار نمی گیرند، زیرا وزن و سرعت چرخش میل سوپاپ بسیار کمتر از میل لنگ است. در کل یاتاقان های این قسمت تقریباً دچار مشکل نمی شوند.

یکی دیگر از بلبرینگ های به کار برده شده در خودرو بلبرینگ دینام است که یکی از راه های تشخیص خرابی دینام نیز چرخاندن همین بلبرینگ است. به این صورت که اگر دینام سالم باشد با چرخاندن بلبرینگِ آن بلبرینگ تنها حدود ۵ یا ۶ دور می چرخد که نشان از سلامت دینام دارد، اما اگر با چرخاندن آن بلبرینگ بیش از ۵ یا ۶ دور بچرخد دال بر خرابی دینام است.

یکی از مهم ترین بلبرینگ های موجود در خودرو بلبرینگ چرخ است که شفت پلوس با قرار گرفتن در آن باعثِ به چرخش در آمدن آن می شود. این بلبرینگ تحت تأثر دو نیروی محوری و شعاعی است و به همین دلیل تقریباً طول عمر کمتری نسبت به دیگر بلبرینگ ها دارد. هنگامی که این بلبرینگ خراب می شود سر و صداهایی از خود تولید می کند، این صداها در کابین خودرو به گوش می رسد و قابل تشخیص است. یکی دیگر از راه های تشخیص سلامت این قطعه این است: هنگامی که چرخ به شکل مشکوکی از روی زمین بلند شده است آن را بچرخانیم و درحالی که چرخ مورد نظر درحال چرخیدن است دست خود را بر روی فنر قرار دهیم. اگر ارتعاشات فنر زیاد بود این قطعه خراب است اما اگر ارتعاشات کمی حس شد این قطعه سالم است.

یکی دیگر از بلبرینگ های به کار برده شده در خودرو بلبرینگ کلاچ است که از نوع کف‌گرد است و با فشار دادن پدال کلاچ این بلبرینگ درگیر می شود. روغن درون این بلبرینگ پس از استفاده مکرر و بی رویه خشک می شود و با گذشت زمان باعث می شود این بلبرینگ به اصطلاح خشک کار کند و پس از درگیر کردن آن با فشار دادن پدال کلاچ از خود صدا تولید کند.

محمد جبارزاده شیاده/ کارشناسی مهندسی مکانیک