چرا نباید با دور موتور بالا رانندگی کنیم؟

نویسنده: علیرضا کرامتیان، مدیر مرکز فنی(آموزش و پشتیبانی فنی، گارانتی) و شبکه نمایندگی های خدمات پس از فروش شرکت رنو ایران

از همان زمانی که اولین خودروهای سواری تولید و عموم مردم توانائی استفاده از آنها را پیدا کردند و تعداد کارخانه‌های خودروسازی افزایش و بین آنها رقابت به وجود آمد، محققین و مهندسینی که در این حوزه فعالیت داشتند، شروع به طراحی و ساخت خودروهایی نمودند که علاوه بر داشتن شاخص‌های ظاهری و دارابودن امنیت و ایمنی بیشتر، از توان و گشتاور بالاتری برخوردار بوده تا مشتریان را بیشتر جذب نمایند. این عمل علاوه بر اینکه رضایتمندی بیشتر مشتریان را به دنبال دارد موجب می‌شود تا سهم بیشتری از بازار نصیب آن شرکت خودروساز گردد.

تولید خودروهای ایمن که آسایش سرنشینان را برآورده می‌نماید و همچنین ساخت جاده‌ها و بزرگراه‌ها موجب افزایش سفرهای درون‌شهری و برون‌شهری شده است که استفاده بیشتر و طولانی‌تر از خودرو توسط صاحبان خودرو را به همراه دارد.

علاوه بر نحوه عملکرد قطعات موتور و گیربکس، راننده با توجه‌ به چگونگی به حرکت درآوردن و نحوه استفاده از سیستم‌های مختلف خودرو، نقش اساسی را در کارکرد خودرو ایفا می‌کند؛ اینکه او در چه دور موتوری دنده را تعویض کند و بسته به شرایط، از چه دور موتوری استفاده کند، در بهره‌وری موتور، سالم ماندن قطعات و سیستم‌های مختلف خودرو بسیار تأثیرگذار است.

رانندگی با دور موتور بالا و یا حرکت در دور موتور پائین، هر کدام دارای پیامدهای مخصوص به خود هستند. در این مقاله قصد داریم تا مشکلات به وجود آمده در اثر رانندگی با دور موتور بالا که با خودروهایی در حجم موتور پائین و متوسط مورد استفاده عموم قرار می‌گیرند (خودروهایی که در مسابقات از آنها استفاده نمی‌شود) بررسی نمائیم.

در خودروهایی که مجهز به گیربکس اتوماتیک هستند، فرایند انتخاب و تعویض دنده، توسط کامپیوتر انجام می‌گیرد ولی در خودروهایی که دارای گیربکس دستی هستند، راننده تصمیم می‌گیرد که در چه زمانی، دنده را تعویض نماید لذا آسیب‌هایی که در اثر عدم حرکت با دنده مناسب نسبت به وضعیت جاده و سرعت خودرو ممکن است برای خودروهای مجهز به گیربکس دستی ایجاد گردد نسبت به خودروهایی که از گیربکس اتوماتیک بهره می‌برند، بیشتر است.

در اینجا لازم است عنوان گردد که منظور از رانندگی با دور موتور بالا، حرکت با سرعت زیاد نمی‌باشد بلکه راننده می‌تواند با فشردن به پدال گاز و عدم تعویض دنده در زمان مناسب، موجب شود تا در دنده پائین و سرعت نه‌چندان زیاد، دور موتور افزایش یابد، بطور مثال اگر راننده در دنده یک و یا دنده دو، با سرعتی حرکت نماید که عقربه دور موتور روی اعداد بالا قرار گیرد، این وضعیت دور موتور بالا محسوب می شود.

کاهش کیفیت روغن‌کاری:

اولین مشکلی که ممکن است در اثر دور موتور بالا برای موتور ایجاد گردد، اختلال در عملیات روغن‌کاری و روانکاری است.

وقتی دور موتور بالا است، میل‌لنگ و میل‌سوپاپ‌ها در واحد زمان سریع‌تر می‌چرخند لذا روغن‌کاری باید بدون وقفه و با بالاترین کیفیت و بیشترین اثربخشی انجام گیرد، عمده دلایلی که ممکن است موجب شود تا روغن‌کاری به‌درستی انجام نگیرد، عبارت‌اند از:

• ایراد در یکی قطعات سیستم روغن‌کاری مانند پمپ روغن (oil pump)،
• بالارفتن دمای روغن‌موتور که موجب کاهش گرانروی روغن و کاهش فشار روغن می‌گردد.
• استفاده از روغن‌های بی‌کیفیت و یا تصفیه شده
• استفاده از روغنی که با مشخصات موتور تناسب ندارد
• پائین بودن کیفیت روغن به دلیل اینکه در زمان تعیین شده و میزان پیمایش(کیلومتر کارکرد) تعویض نشده باشد.
• پائین بودن فشار روغن به دلیل فرار روغن از قسمت‌های مختلف مدار سیستم روغن‌کاری مانند یاتاقان‌ها

وقتی راننده به پدال گاز، بیش از اندازه فشار بیاورد و در عین حال تعویض دنده را به تأخیر بیندازد و در زمان مناسب، دنده را تعویض نکند ممکن است عمل روغن‌کاری به یکی از دلایل فوق، به‌درستی انجام نشود و موجب شود قطعات موتور آسیب ببینند، عمده قطعاتی که در اثر کیفیت پائین روغن‌کاری ممکن است آسیب ببینند، عبارت‌اند از:

• یاتاقان‌های ثابت و متحرک
• سطح لنگ‌های ثابت میل‌لنگ
• سطح لنگ‌های متحرک میل‌لنگ
• سطح انگشتی‌های میل‌سوپاپ‌ها
• محل قرارگیری (نشیمنگاه) میل‌سوپاپ بر روی سرسیلندر
• دیواره داخلی سیلندرها
• دیواره پیستون‌ها
• رینگ‌ها
• شاتون‌ها و گژین پین‌ها
• ساق سوپاپ‌ها

در موتور قطعاتی هستند که به دلیل موقعیت و شکل خاص و همچنین به دلیل محدودیت، امکان خنک‌کاری آنها به‌وسیله مایع خنک کننده موتور وجود ندارد لذا خنک‌کاری آنها به روش‌های دیگر انجام می‌گیرد، به‌عنوان‌مثال دمای قسمت فوقانی پیستون (تاج پیستون) که مستقیماً در مجاورت حرارت حاصل از احتراق قرار دارد را نمی‌توان به‌سادگی کاهش داد و نمی‌توان برای کاهش دمای این ناحیه، از مایع خنک کننده موتور استفاده نمود لدا برای خنک‌کردن این ناحیه از روغن استفاده می‌شود. روغن به‌وسیله سوراخ‌هایی که بر روی شاتون قرار دارد و یا به‌وسیله فواره روغن (oil jet) به زیر پیستون و گژین پین‌ها پاشیده شده و موجب خنک‌شدن آنها می‌گردد.

چنانچه به هر دلیلی فشار روغن افت کند و یا روغن‌کاری با اختلال مواجه گردد، علاوه بر اینکه روانکاری این قسمت‌ها به‌خوبی انجام نخواهد شد، عمل خنک‌کاری نیز به‌درستی انجام نگرفته و آسیب‌های جدی به موتور وارد خواهد آمد.

کاهش کیفیت خنک‌کاری:

مشکل دیگری که ممکن است به دلیل رانندگی با دور موتور بالا، خصوصاً در مدت‌زمان طولانی به وجود آید، آسیب دیدن قطعات موتور به علت عدم خنک‌کاری مناسب است. وقتی راننده پای خود را بر روی پدال گاز فشار می‌دهد، از نظر کامپیوتر موتور به منزله درخواست گشتاور بالا توسط راننده است، لذا کامپیوتر موتور با تغییراتی در میزان پاشش انژکتور، افزایش هوای ورودی به موتور و افزایش آوانس جرقه، سعی می‌کند تا به تقاضای راننده پاسخ مثبت بدهد. افزایش میزان پاشش سوخت، موجب افزایش تعداد و میزان احتراق در موتور می‌گردد.

اگر سیستم خنک کننده موتور دارای کوچک‌ترین مشکلی باشد، موجب می‌شود تا قطعات مختلف موتور به‌شدت آسیب ببینند، عمده مشکلاتی که ممکن است به دلیل مذکور آسیب ببینند، عبارت‌اند از:

• سوختن واشر سرسیلندر
• تاب برداشتن سرسیلندر
• تاب برداشتن بلوک سیلندر

افزایش دما در محفظه احتراق همچنین ممکن است موجب بروز پدیده کوبش، ضربه و یا ناک (knock) گردد که آسیب‌دیدگی جدی قطعات موتور را به دنبال خواهد داشت.

آسیب دیدن سوپاپ‌ها:

سوپاپ یکی از قطعاتی است که بیش از دیگر اجزاء موتور، در معرض حرارت حاصله از احتراق قرار دارد. قسمت بشقابک سوپاپ را نه به‌وسیله مایع خنک کننده می‌توان خنک نمود و نه به‌وسیله روغن می‌توان دمای آن را کاهش دارد. (برای افزایش راندمان خنک‌کاری بعضی از سوپاپ‌ها، خصوصاً خودروهای دیزلی از سدیم مایع استفاده می‌شود که در وسط آنها قرار دارد) وقتی این قطعه بر روی محل نشیمنگاه خود(سیت سوپاپ) قرار بگیرد، حرارت خود را از طریق محل نشیمنگاه خود، به سرسیلندر منتقل کرده و خنک می‌شود. وقتی راننده پدال گاز را فشار می‌دهد و کامپیوتر موتور بنا به‌ درخواست ایشان، میزان پاشش را زیاد می‌کند، افزایش میزان پاشش انژکتورها، با بالارفتن دور موتور و به دنبال آن با افزایش تعداد احتراق‌ها در اتاقک احتراق همراه است و باعث می‌شود تا دمای سوپاپ‌ها افزایش پیدا کند.

وقتی دور موتور افزایش پیدا می‌کند، سرعت باز و بسته شدن سوپاپ‌ها نیز افزایش پیدا می‌کند و زمانی که قسمت بشقابک سوپاپ بر روی نشیمنگاه(سیت) خود قرار می‌گیرد، کاهش می‌یابد. کاهش زمان تماس سوپاپ با نشیمنگاه خود موجب می‌شود تا حرارت کمتری از بشقابک سوپاپ به سرسیلندر منتقل شود. وقتی سوپاپ نتواند حرارت خود را منتقل نماید، دمای آن افزایش یافته و تغییر شکل می‌دهد که اصطلاحاً به آن سوختن سوپاپ گفته می‌شود.

فرسودگی رینگ‌ها:

رینگ‌ها علی‌رغم اینکه قطعاتی بسیار ظریف و حساس هستند ولی وظیفه بسیار مهمی به عهده دارند. نشت‌بندی، انتقال گرمای قسمت بالای پیستون (تاج پیستون) و روانکاری از مهم‌ترین وظایف رینگ‌ها هستند. حرکت با دور موتور بالا موجب مستهلک شدن رینگ‌ها می‌گردد و عمر آنها را کوتاه می‌نماید. مستهلک شدن رینگ‌ها موجب می‌شود تا عمل نشت‌بندی به‌درستی انجام نگیرد و علاوه بر اینکه کمپرس موتور به زیر پیستون‌ها راه پیدا کند بلکه باعث می‌شود تا روغن به اتاقک احتراق راه یابد.

راه‌یافتن کمپرس موتور (که حاوی مخلوط بنزین و هوا است)، به زیر پیستون و همچنین عبور روغن از زیر پیستون به محفظه احتراق، موجب می‌شود تا همه شاخص‌ها و مولفه‌های موتور تغییر نماید که پیامدهای زیر را به دنبال خواهد داشت:

• افزایش آلایندگی
• افزایش مصرف سوخت
• کاهش توان و گشتاور موتور

موتورهایی که میزان گشتاور آنها در دور بالا به حداکثر می‌رسند، به دلیل اینکه راننده برای رسیدن به شتاب و سرعت بالاتر، مجبور می‌شود تا به پدال گاز، فشار بیشتری آورده و سپس دنده را تعویض نماید، دچار آسیب‌دیدگی خواهند شد. نمودار زیر نمایش‌دهنده توان (اسب بخار) و گشتاور بر حسب دور موتور برای یک موتور است.

راننده برای اینکه به گشتاور بالائی دست یابد، لازم است تا پدال گاز را آن‌قدر فشار دهد تا دور موتور در محدوده 3600 تا 4000 دور در دقیقه افزایش یابد که اگر با رانندگی به مدت طولانی با این دور موتور و یا دور موتورهای بالاتر ادامه دهد، ممکن است موتور دچار آسیب‌هایی گردد که در بالا به آن اشاره گردید.

نمودار زیر مربوط به موتوری است که از آخرین تکنولوژی‌های روز مانند سیستم توربوشارژر و سیستم VVT بهره می‌برد و سیستم تزریق سوخت آن GDI(سیستم تزریق سوخت مستقیم) است.

در این موتور، گشتاور در 2000 دور در دقیقه به حداکثر می‌رسد و در آنهایی که مجهز به گیربکس اتوماتیک هستند، تعویض دنده به طور اتوماتیک در دور موتور پائین‌تر انجام می‌گیرد و در خودروهایی که مجهز به گیربکس دستی هستند، راننده گشتاور بالا را خیلی زود احساس کرده و نیازی نمی‌بیند تا پدال گاز را بیشتر فشار داده و دور موتور را بالاتر ببرد و به همین دلیل در دور موتور پائین‌تر، اقدام به تعویض دنده می‌نماید. حرکت در دور موتور مناسب، همواره موجب می‌شود تا علاوه بر اینکه مصرف سوخت و میزان آلایندگی‌ها کاهش یابد، میزان استهلاک موتور نیز کم شده و طول عمر موتور افزایش یابد.

لازم به ذکر است که عدم حرکت با دور موتور بالا نباید منجر به رانندگی با دنده مُرده و یا حرکت با دور موتور خیلی پائین گردد زیرا همان‌طور که گفته شد، رانندگی با دور موتور بیش از حد بالا و رانندگی با دور موتور خیلی پائین پیامدهای مخصوص به خود را دارد و هر کدام موجب آسیب دیدن موتور می‌گردد ولی نوع آسیب‌های وارد شده به موتور متفاوت است. توصیه می‌شود تا برای آگاهی از آسیب‌های وارد شده به موتور در اثر حرکت با دنده مُرده، مطلبی را تحت عنوان "چرا نباید با دنده مُرده رانندگی کنیم" که در مجله رنو ایران درج شده است، مطالعه فرمایید.

Why should we not drive with high engine speed?

Writer: Alireza Keramatian/ Renault IRAN Technical Hub and Network Manager