شاتون زدن ماشین؛ دلایل و علائم شاتون زدن موتور

بدون تردید، یکی از بدترین و هزینه‌بردارترین حوادث فنی که ممکن است در پیشرانه خودرو روی دهد، پدیده شاتون زدن است که در نهایت به تعمیر اساسی پیشرانه یا حتی تعویض کامل آن منجر خواهد شد. این پدیده که برخی مالکان خودروهای کارکرده آن را تجربه کرده‌اند، از جمله موارد هشداردهنده در زمان خرید ماشین دست دوم به شمار می‌رود، چرا که می‌تواند نشانه‌ای از چسبندگی پیستون  یا مشکلات دیگر پیشرانه باشد. همچنین در برخی موارد هزینه شاتون زدن ماشین خرج زیادی روی دست مالک می‌گذارد.

اما شاتون زدن دقیقا چیست و چگونه اتفاق می‌افتد؟ آیا می‌توان از بروز این پدیده پیش‌گیری کرد؟ چه مسائلی در نهایت به پدیده شاتون زدن منجر خواهد شد؟

شاتون و وظیفه آن

شاتون یا Con-Rod (مخفف Connecting Rod) یک قطعه ساخته‌شده از آلیاژ آلومینیوم، چدن یا فلزات خاص و نادر نظیر آلیاژ تیتانیوم و منیزیوم تولیدشده به روش ریختگری یا فورج با سطح مقطع I یا Hشکل است که پیستون را به میلنگ متصل کرده و حرکت رفت و برگشتی پیستون را به‌صورت دورانی به میلنگ منتقل کرده و موجب دوران آن می‌شود. شاتون در بالا (محل اتصال به پیستون) و در پایین (محل اتصال به میلنگ) دارای دو سوراخ دایره‌ای با ابعاد متفاوت است که در هر دو سوراخ از متریال ضد سایش یا همان یاتاقان، برای کاهش شدت اصطکاک میان قطعات بهره گرفته شده است.

 

نمایی از شاتون دارای مقطع H و نمای نزدیک از بخش دو قسمتی متصل به میلنگ.

یاتاقان قسمت بالا که با گژن پین (Wrist Pin) به پیستون متصل می‌شود، فاقد سیستم روان‌کننده مستقیم است، اما یاتاقان بخش پایین معروف به یاتاقان متحرک که به‌صورت دوقسمتی (نیم‌هلال با قابلیت باز و بسته شدن) است، مستقیما از فشار روغن تولیدشده توسط اویل پمپ موتور و مسیر روغن تعبیه‌شده بر روی میلنگ، روان‌کاری می‌شود.

شاتون زدن ماشین چیست؟

در اصطلاح فنی، شاتون زدن ماشین (Throwing a Rod) به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن فشار بیش از حد بر روی شاتون، موجب کج شدن، ترک خوردن، رها شدن یا شکستن شاتون شود. در این حالت به دلیل کج شدن شاتون، یا از طول استاندارد آن کاسته شده و زوایای منتهی به پیستون و میلنگ برهم می‌خورد یا در صورت شکستن، آسیب جدی به دیواره سیلندر و بلوک پیشرانه وارد می‌شود.

 

نمایی از شاتون کج شده در مقایسه با شاتون‌های سالم.

به دلیل بروز این پدیده در فضای درونی پیشرانه، به هیچ عنوان امکان تعمیرات بدون بازکردن موتور وجود نخواهد داشت. به همین دلیل نیاز است تا موتور خودرو بیرون کشیده شده و خرد شود تا تمامی اجزای آسیب‌دیده بررسی شده و در راستای رفع ایراد‌های واردآمده اقدام کرد.

ازاین‌رو شاتون زدن یک آسیب فنی شدید و هزینه‌بردار تلقی می‌شود که نه‌تنها به دلیل بروز آسیب به قطعات دقیق و گران‌قیمت درونی پیشرانه، بلکه به دلیل دشواری مراحل انجام کار، هزینه قابل توجهی به همراه خواهد داشت.

شاتون زدن و آسیب‌های احتمالی

اگر موتور ماشین شاتون بزند، بر حسب شدت آسیب واردآمده به شاتون، ممکن است آسیب‌های جانبی متمایزی به سایر قسمت‌های بلوک و پیشرانه وارد آید.

آسیب بسیار شدید و پله کردن سطح میلنگ به دلیل شاتون زدن

رابطه میان یاتاقان متحرک (یاتاقان سوراخ بزرگ شاتون) و شاتون زدن، یک رابطه دوطرفه است. به این معنا که آسیب دیدن یاتاقان متحرک می‌تواند منجر به شاتون زدن شده و همچنین شاتون زدن، می‌تواند موجب آسیب دیدن شدید یاتاقان متحرک شود.

آسیب شدید به میلنگ

شدت شاتون زدن ماشین می‌تواند متفاوت باشد، اما در صورت شدید بودن این پدیده، یاتاقان ممکن است به اندازه‌ای آسیب ببیند و خرد شود که بر روی سطح صیقلی میلنگ، خط و خش شدید ایجاد کند. این آسیب می‌تواند به اندازه‌ای شدید باشد که میلنگ عملا غیر قابل تعمیر و استفاده دوباره باشد.

سایش شدید دیواره سیلندر

شاتون زدن یا کج شدن شاتون، راستای قرارگیری پیستون در داخل سیلندر را بر هم می‌زند. در نتیجه پیستون به یک سمت متمایل شده و با نزدیکی بیش از حد به دیواره سیلندر یا حتی چسبیدن به آن در موارد حاد، آسیب بسیار شدیدی به دیواره صیقلی سیلندر خودرو وارد کرده و آن را خط می‌اندازد. این مهم موجب فرار شدید کمپرس، ضعف قدرتی پیستون مورد نظر، شکستن رینگ پیستون و روغن‌سوزی ناگهانی می‌شود. از سوی دیگر، در برخی موارد مشاهده شده که علت چنین مشکلاتی، آب روغن قاطی کرده ماشین به دلیل خرابی واشر سرسیلندر بوده است.

شکستن دیواره بلوک

در موارد حاد، شاتون زدن می‌تواند منجر به شکستن شاتون و تقسیم آن به دو نیم شود. در این حالت، سمت متصل به میلنگ همانند یک چکش دورانی با سرعت بالا در داخل محفظه میلنگ دوران کرده و با برخورد بسیار شدید به دیواره بلوک و کارتر روغن، ضمن وارد آوردن آسیب‌های شدید، منجر به ترک خوردن یا ترکیدگی دیواره بلوک می‌شود. در این وضعیت معمولا آسیب‌دیدگی به اندازه‌ای شدید است که بهتر است که کل بلوک با نمونه سالم تعویض شود.

 شکستن دیواره بلوک سیلندر به دلیل برخورد شدید شاتون شکسته با دیواره.

 خرابی اویل پمپ

شاتون زدن به هنگام روشن بودن پیشرانه و معمولا در دور موتورهای بالا اتفاق می‌افتد. زمانی که شاتون شکسته می‌شود و به دیواره بلوک برخورد یا یاتاقان را خرد می‌کند، قطعات فلزی شناور در روغن به دلیل دور موتور بالا و سرعت و فشار زیاد اویل پمپ، به‌سرعت وارد پمپ روغن موتور و مسیر روانکاری پیشرانه شده و به سایر قسمت‌های پیشرانه نظیر باقی یاتاقان‌ها، آسیب جدی وارد می‌کند. به همین دلیل موتوری که شاتون می‌زند باید به‌صورت کامل اوورهال و تعمیر اساسی شود.

دلایل شاتون زدن ماشین

شاتون زدن ماشین دلایل متعددی دارد که بسیاری از آن‌ها ممکن است به‌صورت ایراد‌های جزئی و قابل چشم‌پوشی جلوه کنند اما در حقیقت می‌توانند منجر به آسیب‌دیدگی جدید قطعات داخلی پیشرانه و سرانجام شاتون زدن منجر شوند.

سایش طبیعی یاتاقان‌ها

یاتاقان‌های متحرک و ثابت پیشرانه عمر مفید مشخصی دارند. این قطعات در زمره قطعات مصرفی پیشرانه به حساب آمده و با هر بار تعمیر عمده موتور باید تعویض شوند. در صورتی که یاتاقان عمر خود را کرده باشد، نازک شده و در نهایت می‌شکند. این مهم می‌تواند به‌صورت طبیعی باعث یاتاقان زدن پیشرانه شود.

کیفیت روغن موتور

استفاده از روغن غیر استاندارد یا قلابی در پیشرانه‌های جدید امروزی که با تلورانس‌های بسیار دقیق ساخته می‌شوند، می‌تواند به سرعت موجب سایش شدید و زودهنگام یاتاقان‌ها و در نهایت قفل کردن آن‌ها بر روی میلنگ منجر شود که می‌تواند شاتون زدن را ممکن کند.

عدم تعویض به موقع روغن موتور

زمانی که روغن موتور در فواصل استاندارد تعویض نشود، دیگر مهم نیست که روغن باکیفیت و اصلی است یا بی‌کیفیت و قلابی. عدم تعویض به‌موقع روغن موتور موجب انباشت رسوبات طبیعی در پیشرانه شده و ضمن کاهش از بازده سیستم روانکاری، بر میزان سایش یاتاقان‌ها می‌افزاید.

 

ایجاد رسوب و کاهش توان روانکاری به دلیل تعویض دیرهنگام روغن موتور.

افت توان پمپ روغن

استهلاک طبیعی اویل پمپ و کاهش فشار روغن می‌تواند موجب افزایش دمای یاتاقان‌ها، قطعات متحرک پیشرانه و تغییر در تلورانس‌ها بر اثر انبساط فیزیکی اجسام شده و با ایجاد مقاومت بیشتر، شرایط ابتدایی شاتون زدن ماشین را فراهم کند.

تنظیم تلورانس اشتباه در تعمیر موتور

در بسیاری از مواقع دیده می‌شود که یک خطای ناخواسته در فرایند تعمیر موتور، خطا در اندازه‌گیری تلورانس‌های قطعات متحرک یا حتی ورود مقداری آلودگی به پیشرانه در حال تعمیر، شرایط سایش سریع یاتاقان و شاتون زدن پیشرانه را ممکن سازد. مخصوصا امروزه که بسیاری از پیشرانه‌های موجود در بازار بین‌الملل و ایران از نوع پرخوران (توربو و سوپرشارژر) است، توجه به تلورانس‌ها حساسیت بسیار بیشتری می‌طلبد.

افزایش دور پیشرانه

تمامی پیشرانه‌ها دارای دور موتور بیشینه استاندارد هستند. استفاده از موتور ماشین در نزدیکی مرز غیر مجاز دور موتور نظیر حرکت پرفشار یا دادن گاز خلاصی، ضمن چند برابر کردن استهلاک طبیعی، دما و سایش را در قطعات به‌شدت بالا می‌برد. فقط کافی است که در این هنگام مقدار روغن کافی به یاتاقان‌ها نرسد. افزایش شدید دما و انبساط شدید می‌تواند موجب شاتون زدن موتور شود.

معکوس سنگین

یکی از روش‌های مفید کاهش سرعت خودرو، استفاده از دنده سنگین است. اما باید توجه داشت که معکوس کشیدن باید بر اساس هماهنگی کامل در سرعت خودرو و دنده معکوس مورد نظر و با رها کردن آرام پدال کلاچ صورت بگیرد. دادن معکوس ناگهانی و رها کردن آنی پدال کلاچ، مجموعه دورانی موتور را مجبور به افزایش بسیار سریع دور موتور می‌کند. اعمال معکوس در سرعت بالا، معکوس به دنده اشتباه و معکوس دادن در سرازیری یا وقتی که وزن خودرو زیاد است، می‌تواند در مدت زمانی بسیار کوتاه به بریدن میلنگ یا شاتون زدن بینجامد.

هایدرالاک

هایدرالاک (Hydra Lock) یا قفل مایع زمانی اتفاق می‌افتد که میزان بسیار زیادی سوخت (به دلیل خراب بودن سوزن انژکتور)، مایع کولانت پیشرانه (به دلیل نیم سوز بودن واشر سرسیلندر) یا نفوذ آب به داخل اینتیک (به هنگام عبور از رودخانه) وارد پیستون شود. در این حالت اگر پیشرانه روشن باشد، نتیجه کار برخورد تاج پیستون با حجم قابل توجهی از مایع در محفظه سیلندر است. ازآن‌جایی که مایعات فشرده نمی‌شوند، پیستون ناگهان پیش از رسیدن به نقطه مرگ بالا متوقف شده و فشار دورانی میلنگ شاتون را تحت فشار بسیار شدید قرار می‌دهد. نتیجه کار شاتون زدن خواهد بود.

عدم تنظیم تایم احتراق

احتراق سوخت در محفظه سیلندر تنها چند درجه پیش از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا (TDC) انجام می‌گیرد. اگر این زمان به اشتباه بیش از حد مجاز تنظیم شود، احتراق دائما در زمان بسیار بد انجام گرفته و بار فشار انفجار بر روی پیستون، شاتون و یاتاقان‌ها قرار خواهد گرفت. اگرچه سنسور ناک در پیشرانه‌های جدید تا حد بسیار زیادی از وقوع انفجار زودهنگام جلوگیری می‌کند، اما در صورت ادامه یافتن این احتراق بدزمان، فرسایش یاتاقان‌ها شدید و احتمال بروز پدیده شاتون زدن موتور افزایش خواهد یافت.

علائم شاتون زدن

شاتون زدن پیشرانه یک واقعه نسبتا نادر و بسیار آنی و ناگهانی است. در نتیجه به خودی خود علائم مشهودی برای بروز دادن ندارد. اما برخی از سایر ایرادهای فنی می‌تواند نشانه‌هایی مبنی بر احتمال بروز شاتون زدن را برملا کند.

افت فشار روغن

متاسفانه در بیشتر خودروهای مدرن امروزی، نشانگر میزان فشار روغن تنها با یک چراغ خطر جایگزین شده است. این مهم به راننده اجازه نمی‌دهد تا میزان دقیق فشار روغن بر حسب دور موتور را تحت نظارت خود داشته باشد. با این حال سیستم کامپیوتر پیشرانه در صورت بروز افت بیش از حد یا ناگهانی روغن، به سرعت اقدام به خاموش کردن پیشرانه می‌کند.

روشن شدن چراغ هشدار افت فشار روغن را کاملا جدی بگیرید.

لازم است تا همواره از سطح روغن موتور و فشار روغن اویل پمپ موتور آگاه باشید. در نتیجه دیاگ سالیانه برای ارزیابی سلامت اویل پمپ و فشار خروجی آن، به عنوان یک اقدام پیش‌گیرانه توصیه می‌شود.

صدای فلزمانند از موتور

شنیده شدن صدای فلز از بخش زیرین موتور، مخصوصا به هنگام سرد بودن پیشرانه و به هنگام گاز خلاصی ناگهانی، می‌تواند صدای سایش بیش از حد یاتاقان‌ها و برهم خوردن تلورانس بین یاتاقان و میلنگ باشد. این ایراد اگر در اولین فرصت برطرف نشود و به شکستن یا قفل کردن یاتاقان متحرک روی میلنگ بینجامد، شاتون زدن بسیار محتمل خواهد بود.

جلوگیری از شاتون زدن ماشین

برای پیش‌گیری از بروز پدیده شاتون زدن ماشین، لازم است تا عادات رانندگی و نگهداری از خودرو را بر اساس استانداردهای توصیه‌شده تنظیم کنیم.

عدم اعمال گاز خلاصی یا حرکت در دور موتور بالا

اگرچه شنیدن صدای کات‌آف سیستم جرقه پیشرانه برای علاقه‌مندان صنعت خودرو بسیار جذاب است، اما تا جای ممکن از افزایش بیهوده دور موتور خودداری کنید. همچنین به هنگام حرکت از دنده‌ای بهره بگیرید که از نظر گشتاور پیشرانه، شیب مسیر و سرعت خطی خودرو در تناسب باشد و اجازه ندهد که دور موتور به خط قرمز نزدیک شود.

تعویض به موقع روغن موتور

فاصله زمانی تعویض روغن را رعایت کنید. همچنین روغن موتور مورد استفاده باید از برندهای مطمئن و با سطح کیفی اعلام‌شده یا بالاتر انتخاب شود تا پیشرانه ضمن بهره‌گیری از روغن روان‌کننده و خنک‌کننده مناسب، همواره تمیز بماند.

اعمال دنده معکوس صحیح

کاهش دنده‌ها به هنگام حرکت باید تنها به‌عنوان یک تکنیک کمکی برای سیستم ترمز خودرو استفاده شود و نه به‌عنوان عامل اصلی در کاهش سرعت خودرو. به هنگام معکوس دادن، دنده‌ها را یک به یک و به ترتیب کم کنید تا احتمال بروز ناهماهنگی در سرعت خطی خودرو و سرعت دورانی پیشرانه کاهش یابد.

تعمیر ماشین شاتون زده

خودرویی که شاتون می‌زند، معمولا در چند بخش دچار آسیب می‌شود. به‌عنوان مثال بروز سایش غیر طبیعی در دیواره سیلندر به هنگام شاتون زدن کاملا طبیعی است. همچنین معمولا به موازات شاتون زدن، یاتاقان‌های متحرک نیز آسیب دیده و معمولا سطح صیقلی میلنگ را نیز خراب می‌کنند.

تعمیر موتور شاتون زده یک تعمیر اساسی و بسیار هزینه بردار است.

در نتیجه موتور شاتون‌زده باید از روی خودرو برداشته و خرد شود تا تک تک قطعات مورد بازرسی قرار بگیرند. در صورت کج شدن شاتون، هیچ راهی جز تعویض شاتون مورد نظر وجود ندارد. شاتون قطعه‌ای بسیار حساس و بسیار دقیق است و نمی‌توان آن را به حالت ابتدایی بازگرداند.

اگر در این بین میلنگ آسیب دیده باشد، باید با انجام فرایند تراشکاری با افزایش سایز، دوباره سنگ خورده و صیقلی شود. یاتاقان‌های جدید نیز باید بر اساس تلورانس جدید میلنگ انتخاب شوند. در صورت آسیب‌دیدگی شدید یا پایان نوبت تعمیراتی میلنگ، این قطعه باید به صورت کامل با نمونه نو یا نمونه دست دوم سالم جایگزین شود.

اگر پیستون و دیواره سیلندر آسیب دیده باشند، پیستون باید جایگزین شده و دیواره سیلندر نیز باید تراشکاری و بُرقوکاری (Honing) شود. سایر سیلندرها نیز باید با سایز جدید سیلندر آسیب‌دیده یکسان شوند. زمانی که پیشرانه تا این حد از تعمیرات اساسی پیش می‌رود، جایگزینی رینگ پیستون، سایر یاتاقان‌ها و همچنین اویل پمپ نیز یک اجبار غیر قابل انکار است.

بلوک پیشرانه باید با دقت بسیار زیاد قطعه‌شویی شود تا تمامی مسیرهای روغن از وجود پودر فلز احتمالی پاک شود. در صورت شکستن شاتون، بلوک باید به دقت و به کمک ابزارهای دقیق مورد بازنگری قرار بگیرد تا دیواره و ساختار آن با بروز ترک و شکستگی مواجه نباشد. در صورت بروز ترک در بخش دیواره، اگر چه می‌توان با دوختن یا جوشکاری بخش مورد نظر را تعمیر کرد، اما از دیدگاه اصولی این کار توصیه نمی‌شود و بهتر است کل بلوک با نمونه سالم جایگزین شود.

پس همان‌طور که می‌بینید، شاتون زدن پیشرانه مساوی است با تعمیر کامل و اساسی که هم در بخش قطعات و هم اجرت تعمیرات، هزینه قابل توجهی بر دوش مالک خواهد گذاشت. در نتیجه باز هم پیش‌گیری بهتر و ارزان‌تر از درمان است.