تنظیم موتور خودرو؛ کاربرد و نحوه انجام آن

واژه تنظیم موتور خودرو یک اصطلاح فنی بسیار رایج در دوران سلطنت پیشرانه‌های کاربراتوری در جهان صنعت خودرو بود. این اصطلاح در زمان گسترش پیشرانه‌های انژکتوری (از دهه ۱۹۸۰ به بعد) نیز همچنان بر سر زبان‌ها قرار داشت تا اینکه با پیشرفته‌تر شدن تکنولوژی سیستم‌های پاشش سوخت انژکتوری، کم‌کم فراموش و با اصطلاح دیگری تحت عنوان دیاگ زدن جایگزین شد.

دیاگ زدن تا حدودی همان معنای تنظیم موتور را به همراه دارد، با این تفاوت که از دیدگاه دسترسی و قابلیت اعمال تغییرات در حوزه فنی خودرو، بسیار گسترده‌تر و پیچیده‌تر است. اما تنظیم موتور به چه معنا است و چه کاربردی دارد؟ اهمیت تنظیم بودن پیشرانه خودرو در چیست؟ تنظیم موتور از دوران سلطنت خودروهای کاربراتوری تا گسترش خودروهای تزریق مستقیم (GDI) پیچیده امروزی چه تغییراتی به خود دیده است؟

تنظیم موتور خودرو چیست؟

همان‌طور که از نامش بر می‌آید، اصطلاح فنی تنظیم موتور به روان و دقیق کار کردن مجموعه مکانیکی و الکترونیکی مربوط به عملکرد کلی پیشرانه خودرو اشاره دارد. پیشرانه‌های احتراق داخلی از صدها و هزاران قطعه محرک تشکیل شده‌اند که هماهنگی و صحت عملکرد میان این قطعات تضمین‌کننده کارکرد صحیح پیشرانه است.

این اصطلاح فنی در زبان انگلیسی با واژگان Tune Up (تیون آپ) شناخته می‌شود. اگرچه تیون آپ کردن پیشرانه معمولا در ذهن مخاطب به تنظیم میزان سوخت ورودی و زمان جرقه نسبت داده می‌شود، اما ضمن گستردگی فاکتورهای نهان پشت پرده تنظیم موتور، اهمیت تناسب این فاکتورها داستانی بسیار عمیق و پیچیده به همراه دارد.

فاکتورهای رایج در تنظیم موتور ماشین

همان‌طور که بیان شد، تنظیم موتور خودرو تنها محدود به تنظیم زمان جرقه و میزان ورودی سوخت نیست و بسیاری از فاکتورهای دیگر در یک تیون آپ صحیح در نظر گرفته می‌شود که وابسته به نوع پیشرانه، نوع سوخت مصرفی، سیستم کامپیوتری و مکانیکی (الکترومکانیکی) خودرو انجام می‌گیرد. با این حال بیشتر این فاکتورها پیرامون عملکرد سیستم سوخت‌رسانی، سیستم جرقه و کارکرد ایدئال پیشرانه انجام می‌گیرد که می‌تواند به روش‌های مختلفی از جمله سرویس، نظافت، تعویض، تعمیر و تنظیم محقق شود.

سرویس دوره ای

انجام مرتب و منظم سرویس دوره ای خودرو یکی از ابتدایی‌ترین و مهم‌ترین اصول تیون آپ خوب و تضمین عملکرد بهتر پیشرانه است. مهم‌ترین فاکتورهای مربوط به سرویس دوره‌ای تعویض روغن و فیلتر روغن، بازدید و تعویض تسمه تایم، بازدید، نظافت و تنظیم یا تعویض شمع‌ها، بازدید سلامت وایرها، بازدید لوله‌های سیستم خنک‌کاری، تعویض فیلتر هوا پیشرانه و فیلتر کابین، بازدید سطح و رنگ مایع خنک کاری، بازدید و تعویض تسمه‌ها و بازدید سطح و کیفیت روغن گیربکس است. سرویس دوره‌ای از کارهای اجباری و غیر قابل چشم‌پوشی است که مالک وظیفه انجام منظم آن‌ها را بر عهده دارد.

نظافت

تمیزکاری اجزا و قطعات مربوط به موتور خودرو شاید یک کار وسواسی و غیر ضروری به نظر برسد که صرفا جهت زیبایی انجام می‌گیرد. اما برخی از اجزای خودرو بدون نیاز به تعویض، تنها نیازمند نظافت دوره‌ای هستند. به عنوان مثال شمع خودرو معمولا با نظافت و تنظیم فاصله الکترود (تنظیم گَپ)، تا مدت‌های طولانی قابل استفاده است. همچنین بسیاری از ایرادهای مربوط به عدم کارکرد صحیح خودروهای انژکتوری دارای دریچه گاز مکانیکی، از آلودگی و قفل شدن مکانیزم دریچه و استپر موتور است که با نظافت و سرویس مجدد به کار خود ادامه می‌دهد. همچنین نظافت پیوسته پیشرانه و زیر خودرو می‌تواند هرگونه نشتی مایع و روغن را به سرعت برملا کند.

تنظیم نسبت سوخت و هوا

تناسب درصد حجمی سوخت نسبت به هوا (اکسیژن) یک نسبت ایدئال ۱۴.۷:۱ (۱۴.۷ به ۱) است که شامل ۱۴.۷ بخش هوا و ۱ بخش سوخت می‌شود. این نسبت که در اصطلاح فنی با نام مختصر AFR یا ضریب AFR خطاب می‌شود معمولا در شرایط مختلف کارکرد پیشرانه نظیر هوای سرد، هنگام ساسات کردن و هنگام فشردن گاز در سربالایی تا درصد قابل توجهی تغییر و نوسان می‌کند.

تداخل در تناسب بین این دو فاکتور می‌تواند موجب خام‌سوزی (حجم بیشتر سوخت نسبت به درصد ایدئال) یا کم‌سوزی (حجم کمتر سوخت نسبت به درصد ایدئال) شود. خروج از بازه استاندارد در هر دو سمت این داستان می‌تواند موجب بروز آلایندگی‌های ناخواسته یا کاهش چشمگیر بازده پیشرانه و بروز آسیب شود.

تنظیم زمان جرقه

در هنگام برقراری نسبت مناسب AFR، این وظیفه سیستم جرقه‌زنی خودرو است که زمان ایدئال برای احتراق ترکیب سوخت و هوا را فراهم کند. همانند ضریب AFR، زمان جرقه‌زنی نیز یک فاکتور متغیر است که بر اساس عملکرد لحظه‌ای پیشرانه تغییر می‌کند. اگر بنا به هر دلیل جرقه زودتر از موعد زده شود (اَدوَنس بودن/Advance)، می‌تواند موجب احتراق زودرس و بروز فشار بسیار زیاد بر پیستون، شاتون و میلنگ پیشرانه شود که با صدایی شبیه به صدای ناک (Knock) همراه است. این مهم اگر دیرتر از موعد ایدئال انجام شود (ریتارد بودن/Retard)، موجب افت چشمگیر بازده احتراق و داغ شدن غیرطبیعی موتور خودرو شود.

تجهیزات تنظیم موتور خودرو

کار تخصصی تنظیم موتور ماشین یا تیون آپ نیازمند برخی تجهیزات نسبتا ساده، اما حیاتی برای اجرای صحیح تنظیم موتور است. در گذشته‌های دور (و بعضا امروزه)، خودروهای کاربراتوری را بر اساس صدا و بوی اگزوز، میزان لرزش پیشرانه و مجموع تجربیات جمع‌شده از گذشته تنظیم می‌کردند که در بسیاری از موارد به دلیل عدم وجود دانش فنی کافی، این مهم به خوبی انجام نمی‌گرفت و پیشرانه تنظیم نمی‌شد یا زودتر از موعد از تنظیم خارج می‌شد.

امروزه می‌دانیم که یک تنظیم اصولی چه برای خودرو کاربراتوری و چه انژکتوری، نیازمند مجموعه‌ای از تجهیزات و ابزار مخصوص است تا فاکتور خطای انسانی از این معادله پیچیده حذف شود. در ادامه به معرفی برخی از مهم‌ترین ابزارهای مربوط به تیون آپ پیشرانه می‌پردازیم که اگرچه وجود بیشتر آن‌ها الزامی و ضروری نیست، اما بدون تردید کار تنظیم موتور خودرو را برای فرد مکانیک ساده‌تر می‌کند.

جریان سنج هوا و گیج وکیوم

دستگاه جریان‌سنج هوا (Airflow Meter) میزان هوای عبوری از دریچه گاز یا دریچه کاربراتور خودرو را می‌سنجد. پیشرانه هرچقدر تنظیم‌تر باشد و دقیق‌تر کار کند، جریان هوای عبوری از آن بیشتر خواهد بود. گیج یا نشانگر وکیوم نیز یک نشانگر فشار هوای منفی (خلا یا وکیوم) است. بیشترین میزان وکیوم زمانی حاصل می‌شود که پیشرانه در ایدئال‌ترین حالت عملکرد خود قرار دارد. هر دو دستگاه در نسخه دیجیتال و مکانیکی موجود است. اگرچه این دو وسیله معمولا در خودروهای انژکتوری کاربرد چندانی ندارد، اما گیج وکیوم همچنان می‌تواند برخی ایرادهای داخلی هر مدل پیشرانه را برملا کند. از این رو استفاده از آن در پیشرانه‌های انژکتوری نیز توجیه پذیر است.

چراغ دلکو

چراغ دلکو، چراغ جرقه یا چراغ تایمینگ (Timming Light)، یک چراغ پرنور دستی است که بر اساس پالس الکتریکی گذرکننده از وایر شمع خودرو فعال می‌شود و با هر بار پالس، یک بار نور می‌دهد. تابانیدن نور قدرتمند این چراغ بر روی بالانسر میلنگ که محل تنظیم زمانبندی سیستم جرقه خودرو است، باعث می‌شود بالانسر و اعداد و ارقام مندرج بر روی آن برای کسری از ثانیه به‌صورت ثابت دیده شود. این مشاهده چشمی و بسیار دقیق، مکانیک را قادر می‌سازد تا به‌صورت کاملا دقیق زمان جرقه‌زنی پیشرانه را در حالت ایدئال تنظیم کند یا تغییر دهد. این دستگاه بیشتر در تنظیم زمان جرقه‌زنی خودروهای قدیمی دارای سیستم جرقه غیرکامپیوتری (دلکو) نظیر خودروهای پیش از دهه ۱۹۹۰ شامل دوو سیلو کاربرد دارد.

دستگاه دیاگ

اگر به خاطر داشته باشید گفتیم که در دوران مدرنیته، کلمه دیاگ زدن کم‌کم جانشین کلمه تیون آپ و تنظیم موتور خودرو شد. اما کلمه دیاگ (Diag) مخفف فعل Diagnose (دیاگنوس) یا اسم Diagnosis (دیاگنوسیس) یا صفت Diagnostic (دیاگنوستیک) به معنای عیب‌یابی است. دستگاه دیاگ یک ابزار عیب‌یاب کامپیوتری یا Diagnostic Tool است که به پورت کامپیوتر خودروهای دارای ECU، معروف به پورت OBD (On Board Dignostic) متصل می‌شود و به کمک سنسورهای موجود در موتور خودروهای جدید، عیب و ایرادات احتمالی را شناسایی می‌کند.

این ابزار در نمونه‌های ارزان‌قیمت دستی با قابلیت اتصال بلوتوث به تلفن همراه و لپتاپ، نمونه دستی دارای مانیتور انحصاری یا نمونه پیشرفه بزرگ در بازار موجود است که بر اساس توانایی‌ها، ویژگی‌ها و قابلیت اندازه‌گیری و تشخیص فاکتورهای مختلف یا قابلیت استفاده در تعداد خودروهای متنوع، می‌تواند تا چندین هزار دلار قیمت داشته باشد. طبیعتا این دستگاه فقط در خودروهای مدرن دارای پورت ECU قابل استفاده است.

داینو

دستگاه داینو (Dyno) مخفف شده داینامومتر (Dynamometer) یک دستگاه گران‌قیمت است که کاربری بسیار فراتر از تنظیم موتور ماشین دارد. دستگاه داینو خودرو را بر روی خود حمل می‌کند و با وجود ثابت بودن خودرو، حالت حرکت در سرعت‌ها و سناریوهای مختلف را شبیه‌سازی می‌کند و با اتصال به دستگاه دیاگ یا سنسورهای مختلف می‌تواند خروجی بسیار دقیقی از گشتاور، قدرت، میزان گازهای آلاینده تولیدشده، بروز احتراق ناقص، ضریب AFR و بسیاری دیگر از فاکتورها را در اختیار اپراتور دستگاه قرار دهد. دستگاه داینو بسیار دقیق و بسیار گران‌قیمت است و تملک آن تنها در حد نیاز افراد متخصصی است که پیشرانه‌های سفارشی تولید می‌کنند. این دستگاه برای عیب‌یابی و تنظیم دقیق انواع پیشرانه قدیمی و جدید به کار برده می‌شود.

تنظیم موتور در خودروها

حالا که با اصول ابتدایی و فاکتورهای موثر در تنظیم موتور خودرو آشنا شدیم، بیایید ببینیم که در صورت سالم بودن اجزا و ادوات مربوط به پیشرانه، فرایند تنظیم موتور در خودروهای کاربراتوری، انژکتوری، توربو و کاستوم (سفارشی) به چه صورت انجام می‌گیرد.

تنظیم موتور کاربراتوری

به‌صورت خلاصه در پیشرانه‌های کاربراتوری، دو فاکتور AFR و زمان جرقه در تنظیم و سلامت کار کردن پیشرانه اساسی‌ترین نقش را بازی می‌کنند. در نتیجه مکانیک با استفاده از جریان‌سنج هوا، گیج وکیوم و چراغ دلکو، تلاش می‌کند تا با تنظیم پیچ‌های تغذیه بنزین از روی کاربراتور، ضریب AFR و زمان‌بندی سیستم جرقه (دلکو) را طوری تنظیم کند که بیشترین میزان وکیوم و حداکثر جریان عبوری هوا حداقل بر روی یکی از این دو دستگاه تامین شود.

مکانیک ممکن است در راستای دستیابی به تنظیم ایدئال سیستم دلکو، وایرها و شمع‌های خودرو را بازدید و تعویض کند. همچنین احتمال دارد باز کردن، سرویس، شستشو یا تغییر در سیستم پاشش داخلی کاربراتور (سوزن‌ها و ژیگلورها) نیز ضروری باشد.

تنظیم موتور انژکتوری

خودروهای انژکتوری به دلیل تجهیز به کامپیوتر، معمولا (در نسخه‌های مدرن امروزی) به سنسورهای مختلف نظیر سنسور حجم هوای ورودی (سنسور مَف/MAF)، سنسور وکیوم (سنسور مَپ/MAP)، سنسور اکسیژن، سنسور موقعیت میلنگ و میل‌بادامک و… مجهز هستند. ازاین‌رو اطلاعات دریافتی از آن‌ها به کمک دستگاه دیاگ و از طریق پورت OBD استخراج می‌شود و پس از اعمال تغییرات کامپیوتری (با تلفن هوشمند یا لپ‌تاپ)، در صورت نیاز بر روی دستگاه داینو به تایید نهایی می‌رسد. در نتیجه در تنظیم این دست پیشرانه‌ها نیازی به استفاده از گیج وکیوم، جریان‌سنج هوا و چراغ دلکو نیست.

تنظیم موتور مجهز به پرخوران

تنظیم پیشران‌های مجهز به سیستم پرخوران (توربوشارژر یا سوپرشارژر) چه در نوع کاربراتوری و چه انژکتوری، به رویه نمونه فاقد پرخوران بسیار نزدیک است. با این تفاوت که در تنظیم پیشرانه‌های دارای سیستم پرخوران، نیاز به تغییر در ضریب AFR و زمان احتراق (جرقه) ضروری است، اما این تغییر باید از سوی مکانیک باتجربه انجام گیرد، چراکه در غیر این صورت می‌تواند با عواقب بسیار سنگین همراه باشد. همچنین به دلیل وجود سیستم پرفشار هوای ورودی، اطلاعات حاصل از جریان‌سنج هوا و گیج وکیوم با اختلال نسبی همراه خواهد بود. از این رو مکانیک باید در زمینه تنظیم ضریب AFR و مخصوصا تایم جرقه توجه و زمان بسیار بیشتری به خرج دهد.

تنظیم موتور کاستوم (سفارشی)

موتور کاستوم یا سفارشی، به پیشرانه‌ای اطلاق می‌شود که بر حسب نیاز حاصل از تعمیرات یا ارتقای فنی، از استاندارد رایج شرکت سازنده خارج شده باشد. بسیاری از پیشرانه‌ها به هنگام تعمیرات اساسی از میل‌سوپاپ متفاوت، پیستون‌های تخت یا کله قندی‌، سیستم پاشش سوخت متفاوت یا ارتقایافته، سیستم جرقه افترمارکت، سیستم پرخوران و… بهره می‌گیرند که به‌صورت استاندارد در آن موتور خودرو به کار گرفته نشده است. همچنین ممکن است پیشرانه موردنظر یک موتور کاملا مهندسی‌شده، متشکل از مجموعه‌ای از اجزا و ادوات سر هم شده باشد که محاسبات مهندسی ابتدایی را بر هم بزند و بیشتر به یک هندوانه در بسته شبیه باشد.

این پیشرانه مستقل از مکانیکی یا کامپیوتری (کاربراتوری یا انژکتوری) بودن، می‌تواند به کمک تجهیزات ابتدایی نظیر گیج وکیوم، چراغ دلکو و دستگاه دیاگ در حد استفاده روزمره تیون آپ شود. اما اگر قرار باشد از حداکثر پتانسیل نهایی پیشرانه مورد نظر (به عنوان مثال در مسابقات) استفاده شود، تنظیم نهایی یا به اصلاح فنی Fine Tune آن بدون کمک گرفتن از دستگاه داینو طاقت‌فرسا و تقریبا غیرممکن است. آنچه دستگاه داینو در یک روز کاری برای تنظیم پیشرانه‌های این چنینی انجام می‌دهد، برای دستگاه‌های معمول و رایج می‌تواند از چند روز تا چند هفته به طول انجامد و در نهایت هرگز به حالت ایدئال خود نرسد.

نویسنده: شهاب انیسی