تست و بررسی فنی نیسان پاترول با موتور Z۲۴ هشت‌شمع؛ تقویت قلب کهنه‌کار

به گزارش پایگاه خبری «عصر خودرو»، در این میان عده اندکی نیز اقدام به تقویت پیشرانه نصب شده روی خودرو می‌کنند که محور اصلی این مطلب است. در همین راستا مطلبی از 2سال همراهی با یک نمونه تقویت‌شده از پاترول با موتور Z24 هشت‌شمع آماده کرده‌ایم که در ابتدا لازم است تا از همراهی آقای مهندس حمیدرضا بهنام‌فر  به جهت در اختیار قرار دادن خودرو خود نهایت تشکر و قدردانی را داشته باشیم.

چرا 8 شمع
یکی از راه‌های افزایش توانمندی موتور Z24 پاترول که به مقدار بسیار زیادی در کشورمان دیده می‌شود، تعویض کاربراتور و اضافه‌کردن شمع‌های آن است که در این بهسازی، دقیقا یک پاشنه آشیل خودرو‌های قدیمی یعنی سوخت و ساز و تنفس آن نشانه گرفته می‌شود. ریشه و اساس این اتفاق یعنی وجود 2 شمع در هر سیلندر را باید در هواپیما‌های با موتور پیستونی بدانیم. اما داستان استفاده از 2 شمع در خودرو‌ها که ریشه آن در قوانین آلایندگی ایالات متحده قرار دارد، با استفاده از 2 شمع برای هر سیلندر در هواپیماهای پیستونی متفاوت است. اگر به اگزوز خودرو‌های آمریکایی نگاهی بیندازیم، می‌توان محل قرارگیری 4 شمع دیگر کمی بعد از گلویی اگزوز را دید. این 4 شمع به خاطر وضع یک سری قوانین زیست محیطی در دهه‌های 70 و 80 میلادی است که به کمک آنها و با جرقه‌زنی در گاز‌های داغ در حال خروج از اگزوز، سعی می‌شد تا بقیه سوخت نسوخته و در حال خروج از اگزوز که در حال ورود به جو بود، مشتعل شده و پیشرانه آلایندگی کمتری داشته باشد. این سیستم ‌روی خودرو‌های آمریکایی وارد‌شده به کشورمان نصب نشد در حالی که می‌توان محل قرارگیری شمع‌ها بر روی گلویی اگزوز را مشاهده کرد.
نیسان نیز در زمینه کاهش گاز‌های آلاینده از برخی پیشرانه‌های خود و خصوصا موتور Z24، دستورالعمل NAPS را که مخفف عبارت  Nissan Anti Pollution System به معنی سیستم ضدآلودگی نیسان می‌شود، در برنامه کاری خود قرار داد. این کار به چندین روش انجام شد که یکی از آنها سیستم EGR بود که در آن مقداری از گاز‌های خروجی از اگزوز دوباره به سیلندر‌ها برگردانده می‌شدند تا دوباره به صورت کامل‌تر در جریان سوخت‌و‌ساز موتور بسوزند و آلودگی کمتری داشته باشند. ‌روی موتور Z24 از روش نصب 2 شمع در سرسیلندر استفاده شد که یک شمع وظیفه مشتعل‌کردن مخلوط فشرده شده سوخت و هوا را برعهده داشت و شمع دوم که در کنار سوپاپ دود نصب می‌شد، وظیفه جرقه ثانویه را در زمان خروج دود بر عهده داشت تا باقیمانده ذرات سوخت در حال خروج نیز مشتعل شده و به صورت خام وارد اتمسفر نشوند. این کار روی موتور‌های مختلفی از جمله موتور Z24 انجام شد که در سال 1985 و با تغییر تزریق سوخت این موتور از کاربراتوری به سوخت‌پاش، هم قدرت موتور افزایش پیدا کرد و هم آلایندگی آن کمتر شد.

استفاده از هر دو شمع
بعد‌ها افرادی که دستی در کار‌های فنی و تخصصی داشتند، زمان هر دو جرقه سیلندر را با هم یکی کردند و به این ترتیب اثر محسوسی در سوخت‌و‌ساز موتور Z24 ایجاد شد. کویل‌ها برای افزایش قدرت جرقه‌زنی دو‌تایی شدند و حتی از کویل‌های دوگانه قوی‌تر مثل نمونه نصب‌شده برای موتور 6سیلندر P40 استفاده شد. در این حالت دلکو دارای 10 وایر است که 8 عدد برای شمع‌ها و 2 عدد محل ورودی کویل‌هاست.
‌روی سرسیلندر‌های این پیشرانه، محل قرارگیری شمع دوم در نظر گرفته شده است و به وضوح می‌توان آن را دید و کافی است تا توسط یک تراشکار ماهر این قسمت سوراخ‌کاری و رزوه شود. اساس طراحی این سرسیلندر به‌گونه‌ای است که شمع دوم دقیقا در مقابل شمع اول قرار می‌گیرد و به این ترتیب شکل و زاویه انفجار جرقه‌ها، به شکل دقیق‌تری به سمت مرکز سیلندر و روی تاج پیستون منحرف می‌شود. این جرقه قوی‌تر منجر به افزایش بهسوزی و در نهایت کاهش آلودگی حاصل از سوخت‌و‌ساز شده و از طرفی قدرت تولیدی موتور را به خاطر سوختن حجم بیشتری از سوخت، به شکل محسوسی افزایش می‌دهد.

بررسی فنی و حرکتی نمونه تقویت‌شده ‌
در خودرو مورد نظر که پیشرانه به طور کلی و با وسایل بسیار مرغوب تعمیر اساسی شده بود، از کاربراتور 6سیلندر‌ پاترول برای افزایش دبی هوای ورودی به موتور استفاده شده است تا CFM هوای ورودی به سیلندر‌ها افزایش پیدا کند. عامل CFM به معنی مترمکعب هوایی است که در یک دقیقه از کاربراتور عبور می‌کند که افزایش این حجم هوای عبوری به همراه مصرف بالاتر سوخت، منجر به افزایش قدرت تولیدی می‌شود که اگر سیستم جرقه‌زنی پیشرانه نیز به دنبال آن تقویت نشود، می‌تواند موتور به خام‌سوزی بیفتد. هر‌چند که افزایش CFM کاربراتور با تعویض آن با یک نمونه بزرگ‌تر منجر به افزایش مصرف سوخت می‌شود، اما باید بدانیم که اگر این اتفاق همراه با تقویت جرقه‌زنی باشد، اثری شبیه به کارکرد پرخوران ‌روی موتور خواهد داشت؛ چرا‌که می‌توان قدرت بالایی را در دور موتور پایین‌تری به دست آورد که این به معنای کاهش زمان‌های حرکت با دور موتور بالا خواهد بود و از این طرف این کار می‌تواند در برابر افزایش مصرف سوخت ناشی از یک کاربراتور بزرگ‌تر قد علم کرده و اثر آن را تا حد زیادی کمرنگ کند و این جریان، چیزی شبیه به اثر استفاده از یک پرخوران است که البته میزان افزایش قدرت و تغییر در مصرف سوخت ملاک مقایسه نمی‌تواند باشد.
شتاب خودرو در این حالت تغییر محسوسی کرده ‌و توانایی‌های حرکتی آن در بیراهه‌ها نیز کاملا راننده را راضی می‌کند و از این نظر می‌توان گفت نسبت به یک پاترول با موتور استاندارد، توانایی‌های بیشتری دارد. سوپاپ‌ها دیر‌تر به جیر‌جیر می‌افتند که ناشی از کمتر‌شدن زمان مرده رفتن در حین عبور از سربالایی‌ها و حین دنده‌کشی‌هاست و می‌توان گفت ‌‌این تغییرات به صورتی است که انگار یک نیم‌دنده در بین دنده‌ها اضافه شده است. البته در خودرو مورد بحث، تعویض دیفرانسیل‌ها با نمونه 6سیلندر سرعتی، بر چگونگی سرعت و شتاب‌گیری نیز اثرگذار بوده است که نیاز به بالا بردن دور موتور برای رسیدن به سرعت‌های بالاتر را کاهش می‌دهد. این در حالی است که این خودرو دارای همان گیربکس استاندارد 1+4 دنده پاترول است و قطعا با تعویض آن با یک گیربکس 1+5 دنده، وضعیت حرکت در جاده و بیراهه باز هم بهبود پیدا می‌کند.

تخمین افزایش قدرت ‌
درباره قدرت پیشرانه‌ها و چگونگی محاسبه آنها باید چندین نکته را ذکر کرد؛ اول اینکه موتور‌ها به شیوه‌های مختلفی مورد تست و سنجش قدرت تولیدی قرار می‌گیرند که این حالت‌ها می‌تواند از سر میل‌لنگ و با اتصال یا بدون قطعات انتقال نیرو مثل گیربکس باشد و یا حتی موتور به همراه یا بدون ادواتی مثل دینام، واتر پمپ، کمپرسور کولر و هیدرولیک و...‌ مورد تست و سنجش قرار گیرد که بسته به روش انجام‌شده عدد‌های به دست آمده متفاوت خواهند بود. همچنین روشی که بعد از مونتاژ یک خودرو استفاده می‌شود و در واقع کاربردی‌ترین عدد از آن به دست می‌آید، سنجش قدرت تولیدی موتور از سر چرخ‌هاست که در این روش عمر و کارکرد موتور، سلامت آن، میزان هدر‌رفت و افت توان در حین کارکرد و انتقال نیرو تا چرخ‌ها و... نیز به طور کامل دیده خواهد شد و مد نظر قرار خواهد گرفت.
توان موتور Z24 در حالت اعلام شده توسط کمپانی در حدود 103 اسب بخار در دور موتور 4800 دور در دقیقه به همراه بالاترین گشتاور به میزان 182 نیوتن‌متر در دور موتور 2800 rpm است که این عدد تا 190نیوتن‌متر نیز ذکر شده است. اساس ساختاری و طراحی این پیشرانه با ضریب تراکم پایین 8.3 به یک و تغییر 3 اسب بخاری در حالت استفاده از سوخت‌پاش به جای کاربراتور، نشان از طراحی قدیمی و نه‌چندان مدرن این موتور دارد که البته در زمان خودش یک پیشرانه مدرن و پر‌فروش برای نیسان بوده است. این موتور شباهت‌های زیادی از نظر طراحی پایه با موتور‌های سری K24 دارد.
‌نمونه K24E دارای 12‌سوپاپ است که با بهبود تنفس آن و الکترونیکی‌شدن تزریق سوختش، به توان 134 تا 140 اسب بخاری می‌رسد که در این میان، ضریب تراکم نیز با کمی افزایش به مقدار 8.6 به یک تا 9.1 به یک رسیده است. از طرفی نمی‌توان امیدوار بود که این بهینه‌سازی در جرقه به‌تنهایی بتواند توان بالایی به پیشرانه بیفزاید و البته در خودرو مورد نظر، وجود کاربراتور بزرگ‌تر با دیفرانسیل‌های سرعتی، تاثیر خود را در افزایش قدرت، بهبود شتاب‌گیری و بالا رفتن سرعت نهایی به خوبی نشان می‌دهد که از این نظر اصلا قابل مقایسه با یک پاترول 4سیلندر استاندارد چه در مسیر‌های آسفالته و چه در بیراهه‌ها نیست. با این وجود چون نمی‌توان بدون قرارگرفتن خودرو ‌روی دستگاه دینامومتر، قدرت آن را تخمین زد، پس بهتر است تا از بیان عدد و رقم حدودی نیز برای آن خودداری کنیم.

8 شمع به روش جدید‌‌
در سیستم 8 شمع گفته‌شده یکی از گران‌ترین بخش‌ها، دلکو آن است که هم کمیاب بوده و هم قیمت بالایی دارد. در سرسیلندر  موتور Z24  به طور استاندارد محل قرار‌گرفتن شمع‌های سری بعدی وجود دارد و فقط نیاز به یک تراشکار ماهر برای درست‌کردن محل بسته‌شدن شمع است.
از این رو و با توجه به روی کار آمدن سیستم‌های بی‌دلکو، امروزه برخی از افراد به جای استفاده از دلکوی فابریکی 8 شمع، از 4 عدد کویل پرایدی و پیاده‌کردن سیستم بی‌دلکو برای 8‌شمع قرار گرفته‌ روی پیشرانه استفاده می‌کنند که هزینه‌های این کار را تا حدودی کاهش می‌دهد.

نویسنده: علیرضا داودی

عکس :معید حمیدی