گام دوم: تعویض سوخت، استفاده از جرقه

بعد از مدت کوتاهی، مهندسان دریافتند که به سوخت مناسب تری برای موتورهای خود نیاز دارند. حدودا صد سال پس از آزمایشات هویگنس، پیشنهاد شد به جای باروت از گاز شهری به عنوان سوخت موتور استفاده شود.

مشکلات فنی بسیاری بر سر کار وجود داشت. یکی از اساسی ترین آنها ساختن پیستونی بود که بتواند به طور یکنواخت درون سیلندر حرکت کند. حل کردن این مشکلات تقریبا 50 سال طول کشید، اما سرانجام مهندسان موفق شدند.

یک پیشرفت مهم دیگر نیز در این دوران روی داد. در سال 1850، یک دانشمند ایتالیایی به نام اگنیو بارسانتی موتوری ساخت که در آن از یک سیستم جدید برای انفجار گاز استفاده شده بود. یک جرقه بین دو الکترود که در سیلندر قرار داشت، ایجاد می‌شد و همین جرقه باعث انفجار سوخت ورودی می‌گردید. سیستم او به حدی جالب بود که به سرعت مورد توجه همگان قرار گرفت.

محصول تلاش های محققین در این سال ها، عرضه دو نوع موتور جدید بود: یکی موتور اتمسفری و دیگری موتور دو سویه ابداع شده توسط ژان ژوزف لنوا.

در شکل بالا یک موتور اتمسفری نشان داده شده است. انفجار گاز، پیستون را به حرکت در می‌آورد. پس از آن گازهای خنک شده خارج می‌شوند. خروج گازها سبب ایجاد خلاء در سیلندر می‌شود و پیستون در اثر مکش ناشی از همین خلاء و نیز نیروی فشار هوا به پایین باز می‌گردد و چرخ متصل را می‌گرداند. گاز ورودی تازه در محفظه احتراق با یک شعله کوچک روشن می‌شود و کار به همین ترتیب ادامه پیدا می‌کند. به دلیل نقش نیروی ناشی از فشار اتمسفر در حرکت پیستون، این موتورها " موتور اتمسفری " نامیده می‌شوند.

طرز کار ماشین دو سویه این گونه است که وقتی پیستون از ابتدای سیلندر تا وسط آن حرکت می‌کند، مخلوطی از گاز و هوا به درون مکیده می‌شود. سپس در نیمه دوم مسیر، این گازها منفجر شده و باعث حرکت پیستون می‌شوند. تخلیه گاز سوخته به طور همزمان از انتهای سیلندر صورت می‌گیرد و این بار موتور کلیه مراحل ذکر شده را در جهت مخالف حرکت قبلی پیستون انجام می‌دهد. اگر به تصویر بالا دقت کنید نحوه کار این موتور را بهتر درک خواهید کرد. در واقع، لنوا مخترع این ماشین نبود؛ او فقط قطعاتی را که دیگران طراحی کرده بودند با یک آرایش جدید در کنار هم قرار داد. در هر حال بازده ماشین دو سویه او، به زحمت به اندکی بیش از 3% می‌رسید.

در همین زمان آلفونس دو رشا دریافت که متراکم کردن سوخت ورودی می‌تواند بازده موتور را بیشتر کند، اما نتوانست این کشف خود را در ابعاد صنعتی به اجرا درآورد. اندکی بعد نیکلاس اتو ایده او را به کاربست و ماشین چهار زمانه خود را ابداع نمود.

نویسنده:صادق بهداد