به گزارش سایت خبری ساعدنیوز، حرکت کردن یک خودرو از نظر فنی نیازمند پیش نیازهای زیادی است که توسط قطعات مختلف با وظایف متفاوت انجام می شود. از زمان روشن کردن خودرو که با همکاری قطعاتی مانند باتری، شمع و وایر آغاز می شود و توسط قطعات درون پیشرانه مانند سیلندر، پیستون و واشر سر سیلندر ادامه پیدا می کند اعضای مختلف خودرو باید وظایف خود را به خوبی انجام دهند تا احتراق سوخت در پیشرانه منجر به حرکت نرم و ایمن خودرو شود.
همانطور که در مقالات گذشته نیز خواندیم برای احتراق سوخت نیاز است که بنزین توسط پمپ بنزین و پس از آن سوزن انژکتور به درون محفظه پاشش شود و در آنجا با هوای مکش شده به داخل محفظه احتراق ترکیب و موجب حرکت خودرو شود. پس از پایان مرحله احتراق نیز از آنجایی که فرایند شیمیایی سوختن، گازهایی تولید می کند باید این گازها از محفظه احتراق خودرو به بیرون تخلیه شوند.
به همین منظور قطعه ای به نام منیفولد (به انگلیسی Manifold) در پیشرانه وسایل نقلیه درون سوز قرار گرفته است که به دو نوع ورودی یا هوا و خروجی یا دود تقسیم شده و وظایف مختلفی دارند؛ منیفولد ورودی (Inlet) وظیفه دارد که ترکیب مخلوط شده هوا و سوخت را به درون محفظه احتراق هدایت کند و در مقابل وظیفه منیفولد خروجی (Outlet) هدایت و تخلیه گازهای حاصل از احتراق موتور به بیرون است. با وجود اینکه منیفولد در ظاهر نقش ساده ای در خودرو ایفا می کند اما این وظیفه از اهمیت و حساسیت بالایی در عملکرد صحیح پیشرانه برخوردار است.
منیفولدهای هوا از چدن یا فولاد لوله ای جوشی (welded tubular steel) ساخته می شوند.
منیفولدهای دود چدنی
منیفولدهای دود چدنی بسیار بادوام هستند و هزینه ساخت آنها پایین است. به همین دلیل است که در طراحی ماشین ها و کامیون ها از جنس چدن برای ساخت استفاده می کنند.
منیفولدهای دود در اتومبیل های مدرن اغلب به گونه ای طراحی می شوند که فضای کمتری را اشغال کنند و دوام بیشتری داشته باشند. حداکثرسازی توان اسب بخار یکی از عواملی است که در این منیفولدها در نظر گرفته نشد.
هنگامی که عواملی مانند افزایش توان اسب بخار و گشتاور برای خریدار خودرو مهم هستند، منیفولدهای دود چدنی اغلب با مدل فولادی جایگزین می شوند.
منیفولد دود چدنی بسیار سنگین هستند و به همین دلیل در مقابل گرما و به مرور زمان شکننده می شوند. اگر این منیفولدها ترک بردارند، چراغ چک خودرو روشن می شود و به احتمال زیاد خودرو دچار مشکل می شود.
همچنین، تمامی دودهای سمی اگزوز می توانند از محدوده منیفولد گریز کنند و به داخل خودرو راه پیدا کنند. این اتفاق همچنین در صورت ترکیدن واشرهای منیفولد دود یا شکستن ستون های نصب نیز رخ خواهد داد.
منیفولدهای دود فولادی لوله ای
منیفولدهای دود فولادی لوله ای به دلیل داشتن جریان بهتر اغلب در برنامه های کاربردی عملکردگرا (performance-oriented applications) مانند اتومبیل های کورسی اسپرت به کار گرفته می شوند، اما تولیدکنندگان اندکی در زمینه خودرو مانند جیپ تمایل به استفاده از منیفولدهای لوله ای در مدل های غیر کورسی دارند.
این نوع از منیفولد دود می تواند از فولاد ملایم و یا استیل ضد زنگ بسته به نظر تولید کننده خودرو نیز ساخته شود. همانطور که متصور می شوید، فولاد ملایم برای تولید هزینه کمتری را به خود اختصاص می دهد، اما عمر و دوام آن به اندازه یک منیفولد دود ساخته شده از فولاد ضد زنگ نخواهد بود.
لوله فولادی که در ساخت منیفولدها به کار گرفته می شود به کلاهک سر سیلندر (cylinder head flange) در تمام نقاطی که لوله از آن عبور می کند، جوش داده می شود.
بسیاری از منیفولدهای دود لوله ای به صورت لوله های فلکس ساخته شده اند و این امکان را فراهم می آورد که نواحی مختلف منیفولد بتوانند در صورت تغییر دما به طور مستقل انعطاف داشته باشند. متأسفانه، منیفولدهای فولادی لوله ای نیز مانند منیفولدهای دود چدنی ترک می خورند.
نحوه عملکرد منیفولد دود
منیفولد بنزین در وسیله نقلیه به طور مستقیم به سیلندرهایی وصل می شود که در آن قبل از احتراق گاز توسط شمع موتور، گاز و اکسیژن با هم ترکیب می شوند.
هنگامی که عمل سوخت انجام می شود، شیر سیلندر باز می شود که این عمل باعث گریز گازهای مضر و انتشار آن ها به داخل منیفولد می شود.
فشار داخل سیلندر به گونه ای طراحی شده است که می تواند تمامی گازها را بیرون بکشد، اما منیفولد نیز مسئول بیرون کشیدن گازها از سیلندر نیز می باشد.
این عمل گازروبی (scavenging) نامیده می شود. برخی از منیفولدهای دود نیز طوری طراحی شده اند که گرمای گاز را تغلیظ کنند، به طوری که هر سوختی که ممکن است بعد از احتراق باقی مانده باشد را بسوزاند.
بیشتر منیفولدهای اگزوز مجهز به سنسور اکسیژن هستند که در نزدیکی خروجی آنها قرار گرفته است. میزان اکسیژن موجود در گازهای اگزوز توسط این سنسور کنترل می شود و سپس اطلاعات را به کامپیوتر موتور خودرو ارسال می شود که در همان جا ترکیب سوخت/هوا در هر سیلندر شکل می گیرد.
سنسور اکسیژن هنگامی کار می کند که گازهای جمع آوری شده توسط منیفولد بنزین به مابقی سیستم اگزوز منتقل می شوند، در آن جا گازها از طریق مبدل کاتالیزر رها می شوند و قبل از خروج از نوک اگزوز در صدا خفه کن اگزوز گرفتار می شوند.
به همان اندازه که یک منیفولد نیاز به گازروبی دارد، گاز نیز به آن نیاز خواهد داشت که به عنوان یک قیف برای تغلیظ عمل می کند و سپس از فشار اگزوز برای بیرون راندن گازها از سیستم استفاده می کند.
در بعضی از وسایل نقلیه، چند راهه اگزوز به جای منیفولد سنتی مورد استفاده قرار می گیرد. این مسئله در خودروهایی که دارای عملکرد بالایی هستند صحت دارد، در این خودروها افزایش توان اسب بخار نسبت به اثربخشی مطلق ارجح تر است.
این چند راهه ها به گونه ای طراحی شده اند که محدودیت کمتری را در مقابل جریان گاز ایجاد می کنند، بنابراین آنها می توانند با سرعت بیشتری گاز را از طریق گازروبی با اثر بخشی بی نهایت دفع کنند.
اگرچه به طراحی آن ها بستگی دارد، اما آن ها می توانند هنگامی که سرعت موتور پایین تر است بر گشتاور تاثیر بگذارند. شما می توانند یک منیفولد دود را با یک چندراهه جایگزین کنید، اما بعید است که تاثیرات منفی بر کارکرد موتور شما نداشته باشد.
علائم خرابی منیفولد دود
منیفولدهای دود به دلیل گرمای شدید دچار انبساط و انقباض قابل توجهی می شوند، آنها در طول زمان گرم و سرد می شود و همین امر منجر به ترک و نشت منیفولد دود خواهد شد.
- شنیدن صدای بلند از موتور خودرو
- افت عملکرد موتور خودرو
- کارکرد ضعیف سوخت.
- روشن شدن چراغ موتور – مربوط به سیستم آلایندگی.
- گازهای سمی که از موتور خودرو خارج می شوند.
ذکر این نکته حائز اهمیت است که گازهای سمی یک موضوع نگران کننده برای سلامتی و ایمنی شما به شمار می روند.
گازهای خروجی که از موتور ماشین گریز می کنند نیز می توانند به عنوان یک خطر آتش سوزی در نظر گرفته شوند زیرا منجر به ذوب شدن اجزای پلاستیکی در موتور می شوند.
عوامل ترک برداشتن منیفولد هوا
اغلب یک یا چند عامل منجر به شکستن یا ترک برداشتن منیفولد بنزین می شود: اولین مورد چرخه گرما و گذر زمان است. با گذشت زمان، منیفولدها نمی توانند (به صورت واقعی یا مجازی) در مقابل گرما مقاومت داشته باشند و به مرور زمان ترک ها در آنها ایجاد می شوند.
ترک ها بعد از مدتی به سوراخ های کوچکی تبدیل می شوند و از آن به بعد وضعیت بدتر خواهد شد. عامل دوم که در شکستن منیفولدهای هوا بسیار شایع است، آویزهای شکسته سیستم خروجی دود است.
سیستم خروجی دود کلی با این آویزها نگه داشته می شود. در صورت شکستن این آویزها و یا پارگی و جدا شدن آویزهای حلقه پلاستیکی اگزوز، تمامی وزن باید توسط منیفولد دود تحمل شود. متاسفانه، منیفولدها برای تحمل چنین وزنی ساخته نشده اند. در صورتیکه وزن زیادی برآن ها تحمیل شود، به سرعت دچار شکستگی عمیقی خواهند شد.
علائمی که نشان دهنده یک منیفولد دود ترک خورده می باشد شامل موارد ذیل است:
- ترک های مشهود
- صداهای بسیار بلندی که از اگزوز شنیده می شوند.
- کاهش اثربخشی و کارایی سوخت
- استشمام بوی سوختگی از موتور (ممکن است بوی سوختگی از داخل خودرو نیز استشمام شود)
در برخی ایالتهای امریکا از جمله کالیفرنیا، ورمونت و ماساچوست که آلاینده ها در آن مورد بازرسی قرار می گیرند، یک منیفولد بنزین ترک خورده سریعا مردود و باعث متوقف شدن خودرو خواهد شد.
در صورت وجود یک سوراخ در سیستم اگزوز، خوانش سنسور اکسیژن متوقف می شود و همین امر منجر به کاهش اثربخشی در خودرو خواهد شد.
این نقص ممکن است باعث هدر رفت حدود یک گالن بنزین تنها در طی چند مایل شود و همچنین به دلیل ایجاد آلودگی صوتی برای همسایگان مزاحمت ایجاد شود.
چگونه منیفولد بنزین را تعویض کنیم؟
تعویض منیفولد هوا برای هر وسیله نقلیه متفاوت است، بنابراین استفاده از کتابچه راهنما بسیار کاربردی و مفید است. با این وجود، تعداد اندکی نکته مفید برای تعویض منیفولد دود وجود دارد.
- از قبل پیچ ها را با نوعی مایع رسوخ کننده پوسیدگی اسپری کنید، طوری که آن ها را پاک کند تا گیرایی آنها از بین برود.
- در صورت وجود سنسور اکسیژن (O2) در منیفولد دود، آن را قبل از خارج کردن منیفولد از موتور بیرون بیاورید. خارج کردن آن هنگامی که منیفولد از خودرو خارج شده است، دشوارتر خواهد بود.
- خارج کردن سنسور اکسیژن هنگامی که منیفولد داغ است بسیار راحت تر انجام می شود. فقط مراقب باشید که دستتان نسوزد.
- اگر بستن پیچ ها برای شما نامشخص است، بهتر است همزمان با تعویض منیفولد دود آن ها را نیز تعویض کنید. قیمت پیچ و مهره ارزان است. موتور از شما تشکر می کرد اگر می توانستید قیمت سخت افزار ضد زنگ را هم به جان بخرید.
- اگر نمی خواهید که منیفولد دود جدیدی که تعویض کرده اید، مانند منیفولد شکسته قبلی نشت کند، همیشه واشرهای منیفولد دود را هنگام تعویض منیفولد تعویض کنید.
- هنگام نصب مجدد، از مواد ضد جوش خوردگی بر روی پیجهایی که منیفولد دود را به مابقی سیستم وصل می کنید، استفاده کنید. با انجام این کار، بیرون آوردن پیچ ها را برای نفر بعدی 100 برابر آسان تر کرده اید.
علائم واشرهای منیفولد ورودی معیوب یا دارای نقص
واشرهای منیفولد ورودی از واشرهای مهمی هستند که در موتور خودرو وجود دارند. واشر به عنوان یک درزگیر بین اجزای موتور قبل از اینکه آن ها به یکدیگر جفت شوند، عمل می کند تا آب بندی قابل اطمینانی را فراهم آورد. واشرها می توانند از جنس کاغذ، لاستیک، فلز و گاهی به صورت ترکیبی از این ماده باشند.
واشرهای منیفولد به کار گرفته شده مسئول آب بندی منیفولد در مقابل سر سیلندر هستند. علاوه بر از آب بندی فضای موتور، طراحی خاصی به منظور خنک کردن موتور انجام شده است.
اگر واشرهای منیفولد دارای معایبی باشند، می توانند باعث بروز مشکلاتی در رانندگی و گرمای بیش از حد در موتور شوند. معمولاً یک واشر منیفولد معیوب علائمی را از خود نشان می دهد که می تواند راننده را نسبت به مشکلات احتمالی آگاه سازد.
- موتور به موقع روشن نمی شود و قدرت، شتاب و کارایی سوخت کاهش می یابد.
یکی از علائم شایع که نشان دهنده معایبی در واشرهای منیفولد ورودی است، مشکلاتی در عملکرد موتور است. با طی کردن مسافتی توسط وسیله نقلیه، واشر منیفولد ورودی ممکن است فرسوده شود و در نهایت نشت کند.
این مسئله می تواند مشکلات زیادی را در عملکرد خودرو ایجاد کند، زیرا واشرهای منیفولد ورودی فضای موتور و فشار را آب بندی می کنند. نشت ناشی از استفاده واشر منیفولد ورودی معیوب می تواند منجر به افت نسبت سوخت –هوای موتور شود و در نتیجه مشکلاتی در عملکرد موتور ایجاد خواهد شد از جمله روشن نشدن به موقع موتور، کاهش قدرت و شتاب، کاهش کارایی سوخت از بدنه منیفولد بد مصرف می تواند نسبت به سوخت موتور خاموش شده و باعث بروز مشکلات مربوط به عملکرد موتور مانند عدم افتادگی، کاهش قدرت و شتاب، کاهش در راندمان سوخت و حتی بازماندن از حرکت.
- نشت خنک کننده
یکی دیگر از علائمی که نشان دهنده معایبی در واشرهای منیفولد ورودی می باشد، نشت خنک کننده است. برخی واشرهای منیفولد ورودی همچنین خنک کننده موتور را آب بندی می کنند و اگر واشر آسیب ببیند، نشت خنک کننده ایجاد می شود. در نتیجه، به همراه بخار یک خنک کننده متمایز ایجاد می شود که باعث چکه کردن خنک کننده در زیر وسیله نقلیه خواهد شد. نشت خنک کننده باید به محض تشخیص آن مورد بررسی قرار گیرد تا از بروز یک مشکل بزرگتر جلوگیری شود.
- گرم شدن بیش از حد موتور
گرم شدن بیش از حد موتور از جمله علائمی است که نشان دهنده یک واشر منیفولد ورودی معیوب است. نشت خنک کننده هنگامی که سطح سرد کنندگی بسیار پایین باشد منجر به گرمای بیش از حد در موتور می شود، اما مواردی نیز وجود دارد که نشان می دهد گرمای بیش از حد موتور بدون نشت قابل دید رخ داده است.
اگر واشرهای منیفولد به منیفولد ورودی نشت خنک کننده داشته باشند، موتور در نتیجه بیش از حد گرم می شود بدون اینکه نشت خارجی به صورت عینی مشاهده شود.
هرگونه نشت خنک کننده باید در اسرع وقت مورد بررسی قرار گیرد تا از بروز آسیب جدی در موتور به دلیل واشر بد مانیفولد جلوگیری شود. در صورت مشاهده هر گونه نشت خنک کننده ای باید آن را مورد بررسی قرار دهیم تا از بروز مشکل و آسیب به موتور ناشی از یک واشر منیفولد ورودی معیوب جلوگیری کنیم.
در حالی که یک واشر منیفولد ورودی نشانه هایی را از خود بروز می دهد و راننده از به سرعت از وجود یک مشکل آگاه می سازد، اما مثال هایی نیز وجود دارد که باعث میشود تشخیص نشت بسیار مشکل گردد.
اگر شما به واشر منیفولد ورودی و یا واشری که ممکن است دچار مشکل باشد شک دارید، بهتر است که از مکانیکهای مجرب کمک بگیرید. آنها تشخیص می دهند که آیا واشر باید تعویض شود یا خیر.
