چنانچه شما هم با نزدیک شدن زمستان و کاهش دمای هوا، بیش از پیش در مورد گرم کردن خودرو (پیشرانه) قبل از شروع به حرکت و ویژگی‌های آن کنجکاو هستید، می‌توانید با مطالعه این مقاله به ویژگی‌های این دورهٔ کاری و روش صحیح راه‌اندازی خودرو در هوای سرد پی ببرید.
دورهٔ راه‌اندازی سرد، و گرم کردن پیشرانه (Cold Start-Warm up) به چه معناست؟
ظرفیت جذب حرارت فلزات، مایع خنک‌کاری و روغن پیشرانه موجب معرفی یک دوره کارکرد گذرا در پیشرانه می‌شود (فلزات ساختمان پیشرانه که تمام مدت شب را در دمای هوای زمستان قرار داشتند، شدیداً از جذب گرمای احتراق استقبال می‌کنند)؛ دوره گرم شدن به عنوان مدت زمان لازم برای رسیدن پیشرانه و اجزای آن از شرایط دمای محیط به دمای پایدار کاری‌شان، تعریف می‌شود. این دوره از کارکرد پیشرانه به لحاظ بازده حرارتی و مکانیکی، مصرف سوخت و همچنین انتشار آلاینده‌ها، بدترین دورهٔ کارکرد پیشرانه است.
ویژگی‌های دورهٔ گرم کردن پیشرانه چیست؟
تلفات اصطکاکی بسیار بالا: می‌دانید که روغن در شرایط سرد، سفت شده و فرآیند روان‌کاری مختل خواهد شد. پس سهم زیادی از توان ناشی از احتراق سوخت پیشرانه، تا قبل از رسیدن به دمای کاری صرف غلبه بر اصطکاک رینگ‌های پیستون و دیواره سیلندر خواهد شد.
تبخیر ضعیف سوخت مایع: در شرایط عادی سوخت بلافاصله پس از پاشش، تبخیر شده و به منظور احتراق، با هوای ورودی مخلوط می‌شود. هوای سرد، تبخیر سوخت را به تأخیر می‌اندازد؛ حتی بخشی از بخار سوخت در برخورد با دیواره‌های سرد راهگاه ورودی به مایع تبدیل شده (چگالش) و به دیواره می‌چسبد. این مساله باعث ایجاد انحراف بزرگی در نسبت هوا به سوخت واقعی پیشرانه می‌شود؛ تصور کنید محفظه احتراق به ازای هر 14 واحد هوای ورودی، یک واحد سوخت نیاز داشته باشد. اگر بخشی از سوخت پاشش شده به دلیل چگالش وارد محفظه نشود، احتراق با مخلوط رقیق‌تری صورت گرفته و توان کم‌تری تولید می‌کند.
جذب سوخت در روغن و شستن آن از سطوح تماس: برای جلوگیری از تماس فلز با فلز و ایجاد سایش، لایهٔ نازکی از روغن، سطوح تماس را می‌پوشاند. در شرایط سرد بخشی از سوخت، جذب لایهٔ روغن شده و با توجه به خاصیت شویندگی سوخت، باعث از بین رفتن لایه و سایش فلزات می‌شود. انتشار آلاینده‌ها: سهم زیادی از انتشار آلاینده‌های پیشرانه در دورهٔ راه‌اندازی سرد اتفاق می‌افتد. به طور خلاصه می‌توان علت انتشار زیاد آلاینده‌ها در طی دوره گرم شدن را بدین ترتیب معرفی کرد: تبخیر ضعیف سوخت در شرایط سرد، وجود شکاف حجیم بین پیستون سرد و سیلندر و فرار مخلوط هوا و سوخت، جذب و دفع سوخت توسط لایهٔ روغن محفظه احتراق، خاموش شدن شعله در مجاورت دیواره سرد محفظه احتراق و بازده پایین مبدل کاتالیزوی در دماهای پایین‌تر از دمای حدود 450 درجه سانتی گراد (Light-off).
واحد کنترل الکترونیکی (ECU) برای راه‌اندازی سرد پیشرانه چگونه عمل می‌کند؟
واحد پردازش با اطلاعاتی که از حسگر دمای مایع خنک‌کاری دریافت می‌کند، شرایط راه‌اندازی سرد پیشرانه را تشخیص داده و به دلایلی که در بالا توضیح داده شد، 5 تا 10 برابر بیش از مقدار عادی سوخت مورد نیاز برای احتراق را فراهم می‌کند و این رویکرد تا زمان گرم شدن کامل پیشرانه ادامه می‌یابد. البته موارد دیگری مانند ریتارد کردن جرقه به منظور افزایش دمای گازهای خروجی و تسریع فرآیند گرم شدن مبدل کاتالیزوری نیز در دستور کار قرار دارد.
باور گرم کردن خودرو در فصل سرد از کجا نشات می‌گیرد؟
در گذشته‌های نه‌چندان دور، قبل از ورود کامپیوترها به عرصه خودرو، مهندسین برای طراحی سیستم سوخت‌رسانی از کاربراتور استفاده می‌کردند. کاربراتورها عموماً مجهز به امکاناتی برای تشخیص برخی شرایط خاص کاری نظیر هوای سرد محیط، و به دنبال آن اتخاذ تصمیم مناسب با این شرایط نبودند. در نتیجه نیاز به سوخت بیشتر برای راه‌اندازی خودرو در فصل سرد، به صورت خودکار توسط سیستم سوخت‌رسانی احساس نمی‌شد. برای غلبه بر این مشکل، خودروها مجهز به مدار ساسات شدند.
راننده با کشیدن اهرم ساسات، مانع ورود هوای زیاد به پیشرانه می‌شد و از این طریق با تبخیر مقدار معینی از سوخت، مخلوط غنی‌تری از سوخت و هوا به محفظه احتراق وارد شده و راه‌اندازی پیشرانه آسان‌تر انجام می‌گرفت. حال اینکه مدار ساسات با جلوگیری از ورود هوای زیاد به پیشرانه باعث افت توان خروجی می‌شد؛ در نتیجه پدران ما مجبور بودند دقایقی را داخل خودروی سردشان خیره به نشانگر دمای آب سپری کنند! با گرم شدن پیشرانه، آن‌ها مدار ساسات را غیرفعال کرده و حالا می‌توانستند با فشردن پدال گاز، توان مورد نیاز برای حرکت خودرو را تأمین کرده و به جاده بزنند.
برای راه‌اندازی صحیح خودرو در فصل سرد چه باید کرد؟
با توجه به کیفیت کاری پایین پیشرانه در شرایط شروع به کار در هوای سرد، گرمایش سریع برای دستیابی به مصرف سوخت کم و جلوگیری از سایش قطعات اصطکاکی ضروری است. همچنین بخش مهمی از آلایندگی خودروها، که در فصل سرد با پدیده واژگونی هوا نیز همراه شده و سلامت تک‌تک افراد جامعه را تهدید می‌کند، ناشی از عادت اشتباه گرم کردن خودرو است. با وجود اینکه ما فرزندان همان پدران دوستدار ساسات! هستیم، باید بدانیم که سریع‌ترین روش برای گرم کردن پیشرانه، زیر بار قرار دادن آن، و نه کارکرد درجا در دور آرام است؛ بر همین اساس بلافاصله پس از روشن شدن خودرو آن را برانید! البته به دلایلی نظیر احتراق و روان‌کاری ضعیف در این شرایط، بهتر است تا قبل از گرم شدن پیشرانه از رانندگی خشن و اسپرت پرهیز کنید.
منبع: جام جم
نوشته: مسعود مشهدی رحیم