ناک ، صدایی که همه می شنوند ولی کمتر کسی می شناسد - مجله آزات وب

بیت ران: ناک (Knock) در زبان انگلیسی یعنی در زدن اما در گفت وگوهای روزمره ما، ناک معنایی پیدا نموده که از ترجمه لغوی اش فاصله زیادی دارد. به هر صدای تق تق یا تیک تیک زیر کاپوت می گوییم ناک، به هر ماشینی که شتاب نمی گیرد می گوییم ناک می زند و گاهی حتی به ماشینی که صبح زود روشن می شود و یک صدای عجیب و غریبی می دهد هم همین برچسب را می چسبانیم. اما در دنیای مکانیک ها، ناک نام یک اتفاق معین و دقیق است که در دل محفظه احتراق می افتد و ربطی به در زدن ندارد.

ناک واقعی دقیقاً چیست؟

برای فهمیدن ناک، اول باید بدانیم احتراق در یک پیشرانه سالم چه شکلی است. تصور کنید وسط محفظه احتراق، شمع جرقه می زند. این جرقه مثل کبریتی است که روی یک دشت پر از علف خشک انداخته شود. آتش از همان نقطه آغاز می نماید و مثل یک موج منظم و کنترل شده به سمت دیواره های محفظه پیش می رود. هر قدمی که شعله جلو می رود، مخلوط بنزین و هوایی را که هنوز نسوخته، بیشتر فشرده می نماید و داغ تر می نماید. در یک پیشرانه سالم، شعله به موقع به آخرین گوشه محفظه می رسد و کار تمام می شود، بدون هیچ اتفاق ناخواسته ای.

ناک وقتی پیش می آید که این مخلوط نسوخته در گوشه محفظه که مکانیک ها و مهندس ها به آن سوخت انتهایی (همان End Gas) می گویند، بیش از مقدار فشرده و داغ شود. در این حالت قبل از آن که جبهه شعله به آن برسد، خودش ناگهان و بدون هیچ جرقه ای آتش می گیرد. تصور کنید دو لشکر از دو طرف به هم برسند. وقتی این دو جبهه شعله به هم می خورند، یک موج فشاری تند و ضربه ای در محفظه ایجاد می شود که مثل ضربه چکش به دیواره سیلندر، سر پیستون و واشر سرسیلندر می خورد. صدای فلزی و زنگ مانندی که می شنویم، لرزش بدنه پیشرانه زیر همین ضربه هاست، نه خود آتش.

نکته ای که کمتر کسی به آن توجه می نماید این است که، صدا اصل ماجرا نیست، فقط نشانه آن است. آسیب واقعی از دو چیز می آید. یکی جهش ناگهانی فشار و دما. دیگری این که این موج لایه نازک گاز سردتری که معمولاً روی دیواره های محفظه نشسته را پاره می نماید. وقتی این سپر از بین برود، گرمای شدیدی مستقیماً به فلز می رسد و بدنه آلومینیومی پیستون که نقطه ذوبش زیاد هم بالا نیست، آغاز به فرسایش می نماید. به همین خاطر است که پیستونِ ناک خورده را اگر در تعمیرگاه ببینید، سطحش شبیه چیزی است که شن پاشی شده یا به شدت خورده شده است و در حالت های وخیم تر، سوراخ سوراخ.

.

چرا ناک پیش می آید؟

ریشه همه ناک ها به یک مثلث برمی شود. فشار بالا، دمای بالا و زمان کافی برای خوداشتعالی مخلوط. هر چیزی که یکی از این سه ضلع را از تعادل خارج کند، پیشرانه را به مرز ناک می کشاند. شاید ساده تر باشد بگوییم، ناک یعنی ظرفیت پیشرانه از ظرفیت تحمل بنزین جلو زده است. حالا ببینیم کدام عوامل، این مثلث را به هم می ریزند.

اولین و معروف ترین عامل، عدد اکتان بنزین است. اکتان معیار قدرت یا کیفیت بنزین نیست و ربطی به این ندارد که بنزین تمیزتر است یا بهتر می سوزد. اکتان فقط یک چیز را می سنجد. اینکه بنزین چقدر در برابر آتش گرفتن خودبه خودی مقاومت می نماید. پیشرانه ای که نسبت تراکمش بالاست یا توربو دارد و هوا را با فشار به داخل سیلندر می فرستد، سوخت را بیشتر فشرده می نماید و بنزین ضعیف تر زودتر تسلیم می شود.

عامل دوم، خود طراحی و شرایط پیشرانه است. پیشرانه های توربوشارژ و سوپرشارژ به خصوص در مانورهای سنگین، مثلاً سبقت گرفتن با دنده بالا یا بالا رفتن از گردنه، همواره روی لبه ناک راه می روند و تنها چیزی که آن ها را امن نگه می دارد، سنسور و ECU است.

عامل سوم، زمان بندی جرقه یا همان آوانس است. اگر جرقه زودتر از حد لازم زده شود، شعله زمانی آغاز می شود که پیستون هنوز در حال بالا آمدن است، پس بخش بزرگی از فشار احتراق در برابر حرکت پیستون ایجاد می شود. فشار و دمای محفظه از حد معمول بالاتر می رود و سوخت انتهایی (بالا شرح دادیم) زودتر از موعد به نقطه انفجار می رسد. قبلاً در پیشرانه های کاربراتوری با چرخاندن دلکو تنظیم می شد و در پیشرانههای امروزی ECU معین می نماید.

عامل چهارم، رقیق بودن مخلوط است. وقتی بنزین کم و هوا زیاد باشد، احتراق داغ تر می شود. نشتیِ هوا از مانیفولد ورودی، انژکتور کثیف، پمپ بنزین ضعیف یا فیلتر بنزین جِرم گرفته همگی می توانند چنین شرایطی بسازند. صاحب ماشینی که بعد از سرویس هم هنوز در شتاب گیری خالی می نماید و صدای ریزی می شنود، باید اول سراغ همین ها برود، نه سراغ بنزین سوپر.

عامل پنجم، دما است. پیشرانه ای که داغ است و سیستم خنک کاری اش درست کار نمی نماید، مخلوط را از همان ابتدا با دمای بالاتر آغاز می نماید. ترموستات خراب، رادیاتور رسوب زده، فن معیوب، ضدیخ رقیق شده، اینترکولر کثیف (در توربوها) و حتی فیلتر هوای خاکی که باعث می شود پیشرانه سخت تر نفس بکشد، همه به این ماجرا یاری می نمایند. در تابستان های جنوب کشور یا ترافیک سنگین در اوج تابستان، این عامل از همه جدی تر می شود.

عامل ششم که تعمیرکارها خیلی زیاد با آن سر و کار دارند، رسوب کربن است. با گذشت سال ها و کیلومترها، لایه ای از کربن روی سر پیستون و دیواره محفظه سلیندر می نشیند. این رسوب دو کار بد انجام می دهد. یک اینکه حجم محفظه را کم می نماید و در نتیجه نسبت تراکم واقعی از چیزی که کارخانه معین نموده بالاتر می رود، دوم این که مثل عایق عمل می نماید و گرما را در خود نگه می دارد و خودش به یک نقطه داغ تبدیل می شود.

پیشرانه هایی که مسافت های کوتاه شهری زیاد می روند و هیچ وقت کامل گرم نمی شوند یا همواره با دور پایین حرکت می نمایند، زودتر به این مشکل می رسند. پیشرانه های تزریق مستقیم که بنزین مستقیم داخل سیلندر پاشیده می شود و سوپاپ ورودی را مثل مدلی های قدیمی تر بنزین نمی شورد، آسیب پذیرترند.

عامل هفتم، شمع نامناسب است. هر پیشرانه ای برای خودش شمعی با درجه حرارتی معین می خواهد. شمعی که گرم تر از احتیاج پیشرانه باشد، یعنی گرما را بد دفع کند، نوک الکترودش در بار سنگین تا حد سرخ شدن داغ می شود و پیش از هر جرقه ای مخلوط را آتش می زند. اشتباه رایجی که در بازار ما دیده می شود، نصب شمع های ایریدیوم یا پلاتینیوم غیرمرتبط با مدل پیشرانه است، چون فکر می کنیم گران تر یعنی بهتر. شمع های اسپرت الزاماً مناسب تر نیستند.

و آخرین عامل، شیوه رانندگی است که کمتر درباره اش حرف زده می شود. دنده سنگین در دور پایین با گاز زیاد، مثلاً دنده 4 در دور 1500 در یک سربالایی، دقیقاً شرایطی را می سازد که فشار سیلندر بالاست و زمان کافی برای خوداشتعالی وجود دارد. مکانیک ها به این شرایط لَگ کردن می گویند و بسیاری از ناک های بی صدا یا کم صدا در همین شرایط رخ می دهند، چون صدای ناک زیر غرش پیشرانه در دور پایین گم می شود.

چند جور ناک داریم؟

شاید تعجب کنید، اما آنچه در گفت وگوی روزمره ناک صدا می زنیم، چند پدیده مختلف است که دلیل و حتی مقدار خطرشان با هم فرق دارد. اگر بتوانید این ها را از هم تشخیص دهید، نصف تشخیص عیب را انجام داده اید.

اولین و رایج ترین نوع، ناک کلاسیک است که در متون فنی به آن Spark Knock یا Detonation می گویند. شرحش را در بخش قبلی دادیم. مخلوط انتهایی بعد از جرقه شمع، پیش از رسیدن شعله، خودبه خود آتش می گیرد. معمولاً در شتاب گیری، سربالایی یا مانور سنگین دیده می شود و صدایش فلزی و تیز است. چیزی شبیه ریختن یک مشت ساچمه در قوطی فلزی. خوشبختانه سنسور ناک می تواند این نوع را تشخیص و ECU با کم کردن آوانس جلویش را بگیرد، البته به قیمت افت قدرت و بالارفتن مصرف.

نوع دوم و بسیار خطرناک تر، پیش اشتعال یا Pre-ignition است. در این حالت مخلوط حتی پیش از جرقه شمع آتش می گیرد، چون چیزی داخل محفظه به قدری داغ شده که مثل شمع دوم عمل می نماید. کمی کربن گداخته، لبه تیز سوپاپ، نوک شمعِ بیش از حد گرم شده یا تکه ای رسوب. تفاوت مهم این است که چون منشأ این احتراق زودرس جرقه نیست، تغییر آوانس ECU یاریی نمی نماید و سنسور ناک هم حتی اگر صدایش را بشنود، چاره ای در دست ندارد.

پیش اشتعالی در حالت شدید می تواند ظرف چند ده ثانیه پیستون را سوراخ کند. این همان اتفاقی است که گاهی برای پیشرانه های تیون شده می افتد. خودرویی که ساعت ها بدون مشکل کار نموده، یک روز گرم تابستان در اتوبان با پدال گاز تا ته، ناگهان دود آبی می دهد و فشار پیشرانه می افتد.

نوع سوم، پیش اشتعال در دور پایین است که اختصاراً LSPI نامیده می شود و پدیده ای نسبتاً تازه است که با پیشرانه های کوچک توربو و تزریق مستقیم وارد دنیای خودرو شد. همان پیشرانه هایی که بیشتر چینی های امروزی از آن استفاده می نمایند. در این پیشرانه ها، در دور پایین و گشتاور بالا، قطرات ریز روغن پیشرانه یا ذرات رسوب به محفظه راه پیدا می نمایند و مخلوط را زودتر از موعد آتش می زنند. نتیجه گاهی یک ناک بسیار سنگین است که به آن مگا ناک می گویند و می تواند شاتون را خم کند یا پیستون را بشکند، آن هم بدون هیچ هشداری. به همین خاطر، سازندگان برای این پیشرانه ها روغنی با استاندارد خاص توصیه می نمایند و اگر تعمیرکارتان گفت که روغن مقرون به صرفه ریختی؟، شوخی نمی نماید.

شاید این بخش برای رانندگان از همه مهم تر باشد. چون ترس از ناک گاهی باعث می شود صدای بی خطر را جدی بگیرند و صدای خطرناک را سرسری. پس قبل از هر چیز باید ببینیم چه صدایی به چه چیزی ربط دارد.

یک قاعده ساده و کاربردی را از همین الان به خاطر بسپارید. صدای انفجاری به فشار ربط دارد و صدای مکانیکی به دور. یعنی اگر صدا با فشردن پدال گاز در دور میانه و با دنده سنگین شدیدتر می شود و وقتی پایت را برمی داری قطع می شود، به احتمال زیاد با ناک احتراقی طرف هستید. ولی اگر صدا فقط با بالا رفتن دور پیشرانه بلندتر می شود، چه گاز بدهید و چه ندهید، سراغ قطعات مکانیکی بروید.

خطرناک ترین صدایی که باید از ناک جدایش کنید، ناک شاتون است. این صدا از پایین پیشرانه و نزدیک کارتل می آید، عمیق و سنگین است. شبیه کوبیدن چکش پلاستیکی روی چوب. با بالا رفتن دور موتور، تندتر و بلندتر می شود. دلیلش لقی یاتاقان است. یعنی روغن کاری لازم بین میل لنگ و شاتون از بین رفته و فلز به فلز می خورد. اگر این صدا را شنیدید، بهتر است ماشین را فوراً خاموش کنید. ادامه رانندگی یعنی شکستن شاتون و پاره شدن بلوک سیلندر.

صدای دیگری که اغلب با ناک اشتباه گرفته می شود، صدای پیستون است که به آن پیستون اسلپ می گویند. این یک صدای خشک و کوتاه است که معمولاً در پیشرانه با بلوک سرد شنیده می شود و پس از گرم شدن و منبسط شدن پیستون، کم می شود یا از بین می رود. دلیلش لقی زیاد بین پیستون و جداره سیلندر است و در پیشرانه هایی که کیلومتر بالایی دارند، بیشتر دیده می شود. اگر با گرم شدن پیشرانه از بین برود، معمولاً خطر فوری ندارد، ولی نشانه فرسودگی است.

از صدای عجیب تیک تیک ریز و منظم که با دور موتور هماهنگ است، غافل نشوید. این صدا مربوط است به خود سوپاپ ها. تکان خوردن بیش از حد سوپاپ، هیدرولیک لیفتر ضعیف یا روغن موتور کثیف دلیل های رایج اش هستند. کسی که 405 یا سمند قدیمی دارد، این صدا را به خوبی می شناسد و می داند که با تنظیم سوپاپ یا تعویض روغن رفع می شود.

شنیدن خش خش یا صدای شبیه کشیده شدن زنجیر در استارت سرد، معمولاً به زنجیر تایم خسته برمی شود. این صدا را باید جدی گرفت، چون اگر زنجیر تایم بِبُرد، سوپاپ ها به پیستون می خورند و هزینه تعمیر پیشرانه سر به فلک می کشد.

نشتی از مانیفولد اگزوز هم صدای جیرجیر ریزی می سازد که در پیشرانه سرد بلندتر است و با گرم شدن کم می شود، چون فلز منبسط می شود و درز را می بندد. خیلی از آنهایی که می گویند ماشینم در سرما ناک می زند، در واقع با همین نشتی ساده طرف هستند. به خصوص در پیشرانه های تزریق مستقیم، صدای جیرجیر طبیعی دارند که نباید نگرانتان کند.

صدای آلترناتور یاتاقان و واترپمپ هم معمولاً با دور موتور تغییر می نماید و ربطی به ناک ندارد. اگر صدا شبیه سوت یا ناله ای فلزی در کنار تسمه ها باشد، به جای ناک، سراغ این قطعات بروید. در پیشرانه هایی که فلایویل دوجرمی (Dual Mass Flywheel) دارند هم، زوزه یا غرش در دور پایین و هنگام خاموش روشن کردن شنیده می شود که اصلاً به احتراق ربطی ندارد.

چطور جلوی ناک را بگیریم؟

خبر خوب این است که بیشتر ناک ها قابل پیشگیری اند و پیشگیری شان هم خیلی گران نیست. به شرط این که بدانیم کجا را باید نگاه کنیم. سیستم خنک کاری متهم ردیف اول است. ترموستات سالم، رادیاتوری که از داخل تمیز، فن هایی که در ترافیک سروقت روشن شوند و ضدیخی که عمرش تمام نشده باشد، همگی دمای پیشرانه را در محدوده استاندارد نگه می دارند. در پیشرانه های توربو، اینترکولر هم باید تمیز و بدون نشتی باشد تا هوای ورودی خنک تر به سیلندر برسد.

رسوب گیری دوره ای از محفظه احتراق و سوپاپ ها هم برای ماشین هایی که مسافت زیادی را طی می نمایند، مفید است. افزودنی های داخل باک اثرشان محدود است، ولی تمیزکاری حرفه ای در تعمیرگاه، مخصوصاً در مدل های تزریق مستقیم، می تواند رسوب های جدی را رفع کند. بعلاوه ماشین را گاهی در مسیر آزاد و با دور بالاتر برانید تا پیشرانه بتواند رسوب هایش را بسوزاند.

شمع را هم دقیقاً مطابق کاتالوگ کارخانه انتخاب کنید. درجه حرارتی و فاصله الکترود مهم است و عوض کردنش با ذوق شخصی یا توصیه یک دوست همه چیزدان، می تواند پیشرانه را در گرمای تابستان وارد منطقه خطر کند.

اما مهم ترین مدافع پیشرانه شما در برابر ناک، سنسور ناک و ECU است. سنسور ناک مثل یک میکروفون روی بلوک سیلندر نشسته و ارتعاش های مخصوص ناک را می شنود. وقتی چنین ارتعاشی تشخیص داده شود، ECU فوراً آوانس جرقه را کم می نماید تا پیشرانه از مرز ناک فاصله بگیرد. سنسور خراب یا سیم کشی معیوب یعنی پیشرانه کَر شده است و دیگر هیچ مدافعی ندارد. اگر ماشین شما چراغ چک دارد و کد خطای سنسور ناک نشان می دهد، آن را سرسری نگیرید، چون ECU در این حالت یا آوانس را به طور دائم کم می نماید و قدرت و مصرف را فدا می نماید، یا پیشرانه را بی حفاظ رها می نماید.

در نهایت، دستکاری ECU. افزایش فشار توربو یا آوانس بدون جبران اکتان و خنک کاری، مطمئن ترین راه برای رسیدن رسیدن به یک ناب فاجعه بار است. ریمپ های تبلیغاتی که قول 20 اسب بخار بیشتر می دهند، اگر با آزمایش داینو، تنظیم دقیق سوخت و اکتان مناسب همراه نباشند، فقط حاشیه ایمنی پیشرانه را از بین می برند.

علاوه بر همه این ها، شیوه رانندگی هم مهم است. از دنده سنگین در دور پایین پرهیز کنید، پیشرانه را پیش از رانندگی سنگین گرم کنید و در جاده های کوهستانی، دنده را به موقع کم کنید تا پیشرانه در دور مناسب کار کند. در پیشرانه های توربو هم روغن با استاندارد توصیه شده کارخانه، برای کم کردن خطر LSPI حیاتی است و صرفه جویی در آن، معمولاً گران تمام می شود.

این نکته هم برای آنهایی که خودروی دوگانه سوز دارند. گاز طبیعی CNG، اکتان بسیار بالایی دارد و در مقابل ناک مقاوم است، پس پیشرانه در حالت گازسوز به ندرت ناک می نماید. اما این به معنای بی خطر بودن نیست. گاز دمای احتراق بالاتری دارد و اگر کیت گاز درست تنظیم نشده باشد، سوپاپ ها و سرسیلندر در معرض فرسودگی حرارتی قرار می گیرند. در عوض، وقتی خودرو به حالت بنزین برمی شود، اگر تنظیمات بنزین درست نباشد، همه چیز دوباره روی همان مثلث قدیمی می ماند.