ظرفیت جذب حرارت فلزات، مایع خنک کاری 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 می کنند)؛ دوره گرم شدن به عنوان مدت زمان لازم برای رسیدن پیشرانه و اجزای آن از شرایط دمای محیط به دمای پایدار کاری شان، تعریف می شود. این دوره از کارکرد پیشرانه به لحاظ بازده حرارتی و مکانیکی، مصرف سوخت و همچنین انتشار آلاینده ها، بدترین دورهٔ کارکرد پیشرانه است.
ویژگی های دورهٔ گرم کردن پیشرانه چیست؟
تلفات اصطکاکی بسیار بالا: می دانید که روغن در شرایط سرد، سفت شده و فرآیند روان کاری مختل خواهد شد. پس سهم زیادی از توان ناشی از احتراق سوخت پیشرانه، تا قبل از رسیدن به دمای کاری صرف غلبه بر اصطکاک رینگ های 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 می شود. هوای سرد، تبخیر سوخت را به تأخیر می اندازد؛ حتی بخشی از بخار سوخت در برخورد با دیواره های سرد راهگاه ورودی به مایع تبدیل شده (چگالش) و به دیواره می چسبد. این مساله باعث ایجاد انحراف بزرگی در نسبت هوا به سوخت واقعی پیشرانه می شود؛ 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 رقیق تری صورت گرفته و توان کم تری تولید می کند.
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 می پوشاند. 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 می شود.
انتشار آلاینده ها: سهم زیادی از انتشار آلاینده های پیشرانه در دورهٔ راه اندازی سرد اتفاق می افتد. به طور خلاصه می توان علت انتشار زیاد آلاینده ها در طی دوره گرم شدن را بدین ترتیب معرفی کرد:
واحد کنترل الکترونیکی (ECU) برای راه اندازی سرد پیشرانه چگونه عمل می کند؟
واحد پردازش با اطلاعاتی که از حسگر دمای مایع خنک کاری دریافت می کند، شرایط راه اندازی 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 می کند و این رویکرد تا زمان گرم شدن کامل پیشرانه ادامه می یابد. 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 می گیرد؟
در گذشته های نه چندان دور، قبل از ورود کامپیوترها به عرصه خودرو، مهندسین برای طراحی سیستم سوخت رسانی از کاربراتور استفاده می کردند. 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 راه اندازی خودرو در فصل سرد، به صورت خودکار توسط سیستم سوخت رسانی احساس نمی شد. برای غلبه بر این مشکل، خودروها مجهز به مدار ساسات شدند. راننده با کشیدن اهرم ساسات، مانع ورود هوای زیاد به پیشرانه می شد و از این طریق با تبخیر مقدار معینی از سوخت، مخلوط غنی تری از سوخت و هوا به محفظه احتراق وارد شده و راه اندازی پیشرانه آسان تر انجام می گرفت.
حال اینکه مدار ساسات با جلوگیری از ورود هوای زیاد به پیشرانه باعث افت توان خروجی می شد؛ در نتیجه پدران ما مجبور بودند دقایقی را داخل خودروی سردشان خیره به نشانگر دمای آب سپری کنند! با گرم شدن پیشرانه، آن ها مدار ساسات را غیرفعال کرده و حالا می توانستند با فشردن پدال گاز، توان مورد نیاز برای حرکت خودرو را تأمین کرده و به جاده بزنند.
برای راه اندازی 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 تک تک افراد جامعه را تهدید می کند، ناشی از عادت اشتباه گرم کردن خودرو است.
با وجود اینکه ما فرزندان همان پدران دوستدار ساسات! هستیم، باید بدانیم که سریع ترین 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 روان کاری ضعیف در این شرایط، بهتر است تا قبل از گرم شدن پیشرانه از رانندگی خشن و اسپرت پرهیز کنید.