ناک زدن موتور ماشین چیست؟
یکی از مشکلات مهمی که می‌تواند گریبان پیشرانه‌های مدرن امروزی را بگیرد و آسیب‌های زیادی به قطعات مختلف موتور وارد کند، ناک زدن است (Knock)؛ اما ناک زدن به چه حالتی گفته می‌شود؟ چرا رخ می‌دهد؟ علائم آن چیست و چطور می‌توان از بروز این مشکل جلوگیری کرد؟ در ادامه به تمام این سؤالات پاسخ می‌دهیم.
محتوای مقاله
شیوه کارکرد موتور خودرو
پیش از آنکه به ناک زدن موتور بپردازیم بهتر است ابتدا با شیوه کارکرد موتورهای درون‌سوز آشنا شویم. موتور خود از طریق مخلوط سوخت و هوا و سپس منفجر کردن آن کار می‌کند. در هر سیلندر، سوخت از طریق انژکتور و هوا از طریق سوپاپ وارد می‌شود و سپس پیستون با حرکت به سمت بالا، این مخلوط را فشرده می‌کند. در این مرحله، شمع جرقه میزند با منفجر کردن مخلوط سوخت و هوا، تولید نیرو می‌کند که پیستون را به پایین هل می‌دهد و باعث چرخش میل‌لنگ می‌شود. این فرایند باید در هر سیلندر به‌طور دقیق با زمان‌بندی مناسب انجام شود تا موتور بتواند درست کار کند. همچنین فرایند احتراق در همه سیلندرها به‌طور هم‌زمان رخ نمی‌دهد و به‌عنوان‌مثال، در پیشرانه‌های چهار سیلندر، درحالی‌که دو سیلندر در مرحله احتراق هستند، دو سیلندر دیگر در مرحله تخلیه دود ناشی از احتراق قبلی قرار دارند. ازآنجایی‌که زمان‌بندی این فرایندها باید با دقت انجام شود، واحد کنترل موتور – ECU وظیفه دارد در شرایط مختلف، زمان‌بندی جرقه‌زنی و احتراق را تنظیم کند تا اختلالی در عملکرد یا توان خروجی موتور ایجاد نشود.
ناک زدن موتور چیست؟
ناک زدن موتور (Engine Knocking) به حالتی گفته می‌شود که مخلوط سوخت و هوا در سیلندر زودتر از جرقه زدن شمع و به‌صورت خودبه‌خود منفجر می‌شود. به این احتراق ناخواسته که قبل از جرقه زدن شمع رخ می‌دهد و با ضربه و صدا همراه است، ناک زدن میگویند. در این صورت، مخلوط سوخت هوا بجای اینکه به‌طور یکنواخت و به‌یک‌باره محترق شود، طی دو انفجار و یا حتی بیشتر محترق خواهد شد. پس از وقوع انفجار زودهنگام در سیلندر، ممکن است احتراق اصلی حاصل از جرقه زدن شمع‌ها نیز مدت کوتاهی پس از احتراق ناخواسته رخ دهد که این اتفاق فشار زیادی را به پیستون‌ها وارد می‌کند و باعث برخورد پیستون با سرسیلندر می‌شود که صدایی غیرطبیعی را به دنبال دارد. دو احتراق درون سیلندر با فاصله زمانی کم، می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های مکانیکی جدی در موتور شود. این تنش‌ها در درازمدت می‌تواند باعث خرد شدن پیستون‌ها یا کج شدن شاتون‌ها شود.
سنسور ناک
برای جلوگیری از ناک زدن موتور که می‌تواند آسیب‌های زیادی را به قطعات مختلف پیشرانه وارد کند، خودروسازان در خودروهای خود سنسور ناک تعبیه می‌کنند. سنسور ناک یا سنسور ضربه، میزان ارتعاشات و لرزش‌های موتور را به‌صورت مداوم اندازه‌گیری می‌کند و اطلاعات حاصله را به ECU می‌فرستد. درصورتی‌که اعداد ارسال‌شده با مقادیر مجاز تعریف‌شده برای کامپیوتر خودرو تطابق نداشته باشد، ECU با انجام اقداماتی مثل کاهش میزان پاشش سوخت یا کاهش سرعت جرقه‌زنی شمع‌ها، از ناک بیشتر موتور جلوگیری می‌کند. سنسور ناک قابلیت تشخیص سطوحی از ارتعاش و ضربه را دارد توسط راننده قابل‌تشخیص نیست. سنسور ناک در همه خودروها زیر منیفولد هوا و بین هر دو سیلندر قرار می‌گیرد اما امروزه تعداد سنسورهای ناک بیشتر شده است و به ازای هر سیلندر یک ناک سنسور در موتور نصب می‌شود.
دلایل ناک زدن موتور
ناک زدن می‌تواند به دلایل مختلفی ایجاد شود که در ادامه مرور می‌کنیم:
پایین بودن عدد اکتان بنزین
عدد اکتان مقیاسی برای نشان دادن مقاومت بنزین در برابر گرما، فشار و احتراق خودبه‌خود یا همان ناک زدن است. هر چه عدد اکتان بیشتر باشد، بنزین در مقابل پدیده احتراق مخرب ناشی از فشار و گرما مقاوم‌تر خواهد بود و احتراق بهتری خواهد داشت. درواقع عدد اکتان نشانگر میزان کیفیت و نحوه عملکرد بنزین است و هرچه این عدد بالاتر باشد موتور عملکرد و بهتری خواهد داشت. اگر بنزینی که در باک خودرو ریخته می‌شود بی‌کیفیت باشد و عدد اکتانی پایین‌تر از نیاز موتور داشته باشد، به‌طور خودبه‌خودی در سیلندرها منفجر شده و باعث ناک زدن می‌شود.
خرابی یا کثیفی شمع‌ها
اگر شمع‌های خودرو خراب شده باشند یا رسوب گرفته باشند، ازآنجایی‌که نمی‌توانند جرقه درستی بزنند و مخلوط سوخت هوا را به‌خوبی محترق کنند، می‌تواند باعث احتراق ناقص و نهایتاً ناک زدن شود. علاوه بر این، اگر زمان‌بندی جرقه زدن شمع‌ها هم درست نباشد، می‌تواند ناک زدن را به دنبال داشته باشد.
ترکیب نامناسب سوخت و هوا
در موتور خودرو، سوخت و هوا باید با ترکیب مشخصی مخلوط شود که این نسبت توسط ECU با استفاده از اطلاعاتی که از سنسورهای مختلفی مثل سنسور اکسیژن می‌گیرد تنظیم می‌شود. حال اگر این سنسور خراب شده باشد و اطلاعات درستی به ECU ارسال نکند، این نسبت به هم خواهد ریخت و ممکن است هوایی کمتر از نیاز موتور به داخل سیلندرها فرستاده شود که این باعث احتراق ناقص می‌شود. درنتیجه، به دلیل ترکیب سوخت زیاد با هوای کم، انفجارهای متعددی در محیط سیلندر رخ خواهد داد که باعث ناک زدن می‌شود.
رسوب کربن و کثیفی داخل سیلندرها
کارکرد بالای خودرو و یا استفاده از بنزین بی‌کیفیت در طولانی‌مدت باعث تجمع رسوبات کربنی روی قطعات مختلف موتور و داخل سیلندرها می‌شود. تجمع این رسوبات کربنی در داخل سیلندر، فضای مخلوط سوخت و هوا را کاهش می‌دهد و باعث افزایش تراکم و فشرده‌سازی مخلوط در داخل سیلندرها خواهد شد و درنتیجه می‌تواند ناک زدن را به دنبال داشته باشد.
خرابی سنسور ناک
همان‌طور که گفتیم، سنسور ناک وظیفه دارد ناک زدن موتور را تشخیص دهد تا ECU با انجام اقداماتی مثل کاهش میزان پاشش سوخت یا کاهش سرعت جرقه‌زنی شمع‌ها از ناک زدن جلوگیری کند؛ بنابراین، اگر این سنسور خراب شود و نتواند اطلاعات درستی به ECU بفرستد، ممکن است موتور با مشکل ناک زدن مواجه شود.
خرابی تسمه تایم
زمان‌بندی پیشرانه‌های درون‌سوز توسط تسمه تایم یا زنجیر تایم انجام می‌شود و اگر این تسمه خراب شده باشد، زمان‌بندی موتور به هم می‌ریزد و می‌تواند باعث ناک زدن شود. همچنین تسمه تایم روی مجموعه‌ای از بلبرینگ‌ها و هرزگردها حرکت می‌کند که این قطعات هم ممکن است به‌مرور زمان خراب شود و درنتیجه، در فرایند کار تسمه تایم اختلال ایجاد شود.
علائم ناک زدن
اگر موتور خودرو دچار ناک زدن شده باشد، علائمی از خود نشان می‌دهد که در ادامه بررسی می‌کنیم:
شنیدن صدای کوبش از موتور
اولین و اصلی‌ترین علامت ناک زدن، به گوش رسیدن صدای کوبش از موتور است. این صدا که به شکل تق‌تق شنیده می‌شود، بیشتر در حالتی که موتور در دور پایین کار می‌کند به گوش می‌رسد و نشان از اختلال در عملکرد موتور دارد.
کاهش قدرت خودرو
ناک زدن در عملکرد موتور اختلال ایجاد می‌کند زیرا زمان‌بندی احتراق به هم می‌ریزد که باعث کاهش توان و قدرت موتور می‌شود. درنتیجه، اگر موتور با ناک زدن مواجه باشد، شتاب خودرو کاهش پیدا خواهد کرد.
داغ کردن موتور
ازآنجایی‌که هنگام ناک زدن، بجای یک انفجار، دو یا چند انفجار در هر سیلندر رخ می‌دهد، دمای موتور به‌طور غیرعادی افزایش پیدا می‌کند؛ بنابراین، اگر داغ کردن موتور با سروصدای غیرعادی و تق‌تق همراه بود، حتماً نشان از ناک زدن دارد.
آسیب‌هایی که ناک زدن وارد می‌کند
همان‌طور که توضیح دادیم، ناک زدن مشکل مخربی است که می‌تواند به قطعات مختلف موتور آسیب بزند و اگر به آن توجه نشود، باعث بروز آسیب‌های جدی به موتور خواهد شد که هزینه‌های سنگینی روی دست مالک می‌گذارد. این آسیب‌ها شامل موارد زیر می‌شود:
- ایجاد خوردگی در بدنه سیلندر
- وارد کردن فشار غیرمعمول به میل‌لنگ‌ها و یاتاقان‌ها
- تغییر شکل شاتون‌ها
- کاهش قدرت و توان موتور
- افزایش آلایندگی موتور
- خراب کردن رینگ پیستون
- خراب کردن شمع‌ها
- ذوب کردن پیستون‌ها و سوپاپ‌های دود
- خراب کردن سنسور اکسیژن
جلوگیری از ناک زدن
ازآنجایی‌که ناک زدن اتفاق بسیار مخربی است، به‌محض شنیدن سروصدای تق‌تق و بروز نشانه‌های ناک زدن، باید جلوی ادامهٔ یافتن آن را گرفت تا به موتور آسیب وارد نشود. با انجام اقدامات زیر می‌توان جلوی ناک زدن موتور را گرفت:
استفاده از بنزین اکتان بالا
مؤثرترین و اصلی‌ترین راه برای جلوگیری از ناک زدن، استفاده از بنزین باکیفیت و با اکتان بالا است. این بنزین به‌طور یکنواخت و به‌موقع در موتور منفجر می‌شود و مانع ناک زدن می‌شود.
استفاده از مکمل سوخت
اگر بنزین باکیفیت در دسترس نباشد (همان‌طور که در اکثر شهرهای کشورمان هم این‌گونه است) می‌توان با استفاده از مکمل‌های اکتان بوستر، عدد اکتان بنزین را افزایش داد و جلوی ناک زدن را گرفت.
تعویض به‌موقع شمع‌ها
همان‌طور که گفتیم، یکی از دلایل ناک زدن، خرابی با کثیف شمع‌ها است و با تعویض به‌موقع شمع‌ها، جرقه باکیفیتی در موتور ایجاد می‌شود و از ناک زدن جلوگیری خواهد شد.
استفاده از پاک‌کننده کربن
با استفاده از افزودنی‌های پاک‌کننده کربن و موتور شوی، می‌توان پیشرانه خودرو را از رسوبات کربن تمیز کرد که به جلوگیری از ناک زدن کمک می‌کند.
تعویض به‌موقع تسمه تایم
تسمه تایم و بلبرینگ‌ها و هرزگردهای آن باید به‌طور دوره‌ای تعویض شوند تا بتوانند وظیفه خود را به‌درستی انجام دهند و زمان‌بندی کارکرد پیشرانه به هم نریزد.
تعویض سنسور ناک
اگر سنسور ناک خودرو خراب شده باشد، حتماً در اسرع وقت اقدام به تعویض آن کنید تا از ناک زدن موتور و آسیب دیدن قطعات جلوگیری شود.