علائم خرابی استپر موتور و روش‌های تشخیص کثیفی و نقص فنی

علائم خرابی استپرموتور چیست؟ چگونه می‌توان بعد از مشاهده علائم احتمالی، میزان نقص فنی یا کثیفی استپرموتور را به صورت تخصصی بررسی کرد؟ در مقاله‌های قبلی به تفصیل در خصوص ساختار، عملکرد و همچنین مشخصه‌های کیفی یک استپرموتور استاندارد صحبت کردیم و محاسبات مکانیکی آن را بسط دادیم. اما در این مقاله، قصد داریم به چالش‌برانگیزترین بخش یعنی بررسی علائم خرابی استپر موتور پراید و خودروهای داخلی و روش‌های عیب‌یابی آن بپردازیم.
این راهنما به دو بخش اصلی تقسیم شده است؛ بخش اول که به بررسی نشانه‌های رفتاری خودرو (مانند نوسان دور آرام یا گاز خوردن بی‌دلیل) می‌پردازد، برای عموم رانندگان قابل استفاده است. بخش دوم نیز که متدهای چهارگانه آزمایشگاهی از جمله تست استپر موتور با اهم‌متر، دیاگ و اسیلوسکوپ را تشریح می‌کند، کاملاً برای مکانیک‌ها، تکنسین‌ها و هنرجویان دوره برق خودرو تنظیم شده است. با ایمگ همراه باشید.

وظیفه استپر موتور در سیستم انژکتور چیست؟

به‌صورت ساده باید گفت در سیستم‌هایی که دریچه گاز مکانیکی (سیمی) دارند. ممکن است در شرایطی میزان فشرده‌شدن پدال گاز با نیاز موتور متناسب نباشد. در این زمان نسبت هوا به سوخت از حالت استاندارد خارج می‌شود که هر دو حالت راندمان موتور را کاهش می‌دهد. وظیفه استپر موتور ایجاد حالت تعادل بین فشرده‌شدن پدال گاز و شرایط موردنیاز موتور است؛ بنابراین عملکرد استپر موتور به‌صورت مستقیم بر راندمان، مصرف و میزان آلایندگی تأثیر خواهد داشت.

مهم‌ترین دلایل خرابی استپر موتور چیست؟

استپرموتور یک قطعه الکتریکی مکانیکی است؛ بنابراین اجزا الکتریکی و مکانیکی آن می‌تواند دچار فرسودگی یا خرابی شوند. شکل 1 مهم‌ترین دلایل خرابی استپر موتور را معرفی می‌کند.

شکل 1- دلایل خرابی استپرموتور

شاید بتوان گفت از مهم‌ترین دلایل نفوذ آب و رطوبت به داخل استپر موتور است، موتورشویی می‌تواند در این امر بسیار مؤثر باشد. وجود نشتی در بدنه موتور نیز می‌تواند باعث کشیده‌شدن هوا و البته رطوبت می‌شود، رطوبت باعث اتصالی و سوختن در سیم‌پیچ و زنگ‌زدن فنر و پیچ حرکت می‌شود. یکی دیگر از موارد وجود رسوب روغن و دوده در مسیر است این اتفاق سبب گرفتگی یا چسبندگی در بخش‌های مکانیکی می‌شود. افزایش مقاومت سیم‌پیچ استپر نیز می‌تواند از دیگر دلایل خرابی این واحد باشد. همانطور که در بخش شاخصه‌های کیفی مقاله عملکرد و عیب‌یابی استپر موتور بررسی کردیم، اگر حد فرار هوا یا نشتی قطعه از ۵۰ سی‌سی در دقیقه بیشتر شود، دوده و بخار روغن به سرعت باعث گیرپاژ ماردون داخلی خواهند شد.

 شایع‌ترین نشانه‌ها و علائم خرابی استپر موتور خودرو

باتوجه‌به موارد ذکر شده می‌توان به‌صورت خلاصه علائم خرابی استپرموتور را به‌صورت شکل 2 معرفی کرد.

شکل 2- علائم خرابی استپرموتور

همانطور که در بخش یادآوری اشاره شد، استپر موتور وظیفه ایجاد تعادل بین میزان‌ باز بودن دریچه گاز (فشردن پدال گاز توسط راننده) و نیاز واقعی موتور را بر عهده دارد. اگر میزان هوا نسبت به سوخت کاهش پیدا کند. در هنگام روشن‌شدن موتور دچار مشکل خواهد شد (چون معمولاً در زمان استارت نسبت هوا به سوخت به حدود 1 به 9 تغییر پیدا می‌کند؛ یعنی هوا کمتر، بنزین بیشتر) به عبارت ساده موتور بد روشن می‌شود. هر چه دمای محیط کمتر باشد (سردتر) موتور با مشکل بیشتری روشن می‌شود. حتی ممکن است موتور روشن نشود. اگر استپر موتور به هر دلیلی نتواند بادقت مسیر هوای کنار گذر به موتور را کنترل کند. مثلاً مشکل برقی داشته باشد دور آرام موتور نوسانی خواهد بود.
ممکن است استپر موتور به دلیل گیرپاژ کردن در وضعیت باز بماند در این حالت دور آرام موتور بجای اینکه روی 800 الی 1000 دور در دقیقه قرار بگیرد روی اعداد بسیار بالاتر مانند 1500 و حتی 2000 دور می‌ ایستند و حالتی مانند گاز خوردن در حالت دور آرام را ایجاد می‌کند. البته این عارضه گاهی به دلیل بستن قطعه نامناسب روی خودرو رخ می‌دهد؛ برای بررسی سازگاری قطعات، می‌توانید جدول مرجع در مقاله انواع استپر موتور خودرو و راهنمای سازگاری آن‌ها را بررسی کنید.

باتوجه‌به اینکه در لحظه تغییرات ناگهانی بار یا دور موتور، استپر موتور نقش کلیدی در ثابت نگه‌داشتن وضعیت موتور دارد، امکان دارد در صورت خرابی استپرموتور هنگامی که ترمز ناگهانی گرفته شود و یا بار روی موتور به‌صورت ناگهانی افزایش پیدا کند، امکان دارد دور موتور به‌شدت کاهش پیدا کند و یا حتی موتور خاموش شود. تغییر نامناسب نسبت هوا و سخت می‌تواند سبب افزایش مصرف سوخت و در نتیجه افزایش میزان آلاینده‌های موتور شود. عطسه‌زدن در اگزوز یکی از آثار احتمالی این حالت خواهد بود همچنین با افزایش میزان آلاینده‌ها، امکان روشن‌شدن چراغ چک نیز وجود خواهد داشت.

روش عیب‌یابی و انواع تست استپر موتور خودرو

استپر موتور، موتور نوعی عملگر است؛ بنابراین رویه بررسی آن مانند همه عملگرها است. شکل 3 روش بررسی استپرموتور را نشان می‌دهد.

شکل 3- روش بررسی و عیب‌یابی استپرموتور

بررسی ظاهری و چشمی (پلانجر و اورینگ)

برای این کار ضروری است که استپر موتور از محل خود خارج شود سپس مورد بررسی ظاهری قرار گیرد. رسوب گرفتگی یا چربی گرفتگی روی نوک مخروطی بررسی شود. (شکل 4)

شکل 4- بررسی رسوب گرفتی روی نوک مخروطی استپرموتور

معمولاً این رسوب گرفتگی را می‌توان با محلول شستشو و یا اسپری انژکتورشور، تمیز کرد. توجه کنید که هوزینگ و مسیر عبور هوا نیز باید بررسی و در صورت لزوم تمیز شود

شکل 5- بررسی هوزینگ استپر موتور

در صورت مشاهده آثار زنگ‌زدگی مخصوصاً در مناطقی که رطوبت خیز است بهتر است استپر موتور از نظر نشتی مورد بررسی قرار گیرد. (البته زنگ‌زدگی می‌تواند نتیجه موتورشویی نادرست نیز باشد)
بررسی اورینگ و گشتاور سنجی پیچ‌ها نیز اهمیت فراوانی دارد.

شکل 6- پیچ‌ها و اورینگ استپرموتور

حرکت روان استپر را می‌توان با کمک تست ساده بررسی کرد. کافی است پس از جداکردن استپر موتور از سوکت آن را مجدداً به محل خود متصل‌کردن و سوئیچ را باز و سپس ببندید. در این زمان حرکت استپر موتور را بررسی کنید.
شکل 7 اجزا داخلی نوعی استپر موتور را نشان می‌دهد.

شکل 7 – نمونه اجزا داخلی استپر موتور

بررسی با دستگاه دیاگ (تست عملگرها)

باتوجه‌به عملگر بودن استپر موتور می‌توان آن را در تست عملگر مورد بررسی قرار داد البته درصورتی‌که سیستم مدیریت انژکتور خودرو مربوطه این گزینه وجود داشته باشد. در کنار تست عملگر می‌توان از منو خواندن کد خطا نیز استفاده کرد.
کدهای خطای مربوط به استپرموتور در ادامه معرفی شده است

جدول8- کدهای خطا مرتبط با استپر موتور و دلایل بروز آنها

بررسی با مولتی‌متر
همانطور که سنسورها و عملگرهای دیگر را می‌تواند مورد بررسی اهمی قرار داد. استپر موتور را نیز می‌تواند به همان شیوه بررسی کرد.

بررسی اهمی سیم‌پیچ‌ها با مولتی‌متر

باتوجه‌به تنوع استپرموتورها برای بررسی اهم حتماً باید به راهنمای تعمیر همان موتور مراجعه کرد. از مقایسه مقاومت بین دو سیستم مختلف خودداری کنید؛ چون ممکن است مقاومت‌های بوبین‌های داخلی استپر موتورها متفاوت باشد.

A-بررسی بوبین اول B- بررسی بوبین دوم
شکل 9- بررسی اهمی استپر موتور با مولتی متر

همانطور که در شکل 9 مشاهده می‌شود باید سوکت استپر موتور جدا شود سپس پایه‌ها دو به دو با هم تست اهمی شوند. نتایج تست مقاومت بوبین باید با جدول شرکتی مقایسه شود به عنوان نمونه جدول شکل 10 تست اهمی مربوط به سیستم زیمنس جدید (یورو 4) که در خودروهای پراید یورو 4، تیبا و ساینا استفاده شده است را معرفی می‌کند.

جدول 10- جدول مقاومت اهمی بوبین‌های استپر موتور – خانواده پراید

بررسی با اسیلوسکوپ (پایش سیگنال فرکانسی)

بررسی منحنی عملکرد استپر موتور یکی دیگر از روش‌های عیب‌یابی استپرموتور است. درصورتی‌که دستگاه دیاگ قابلیت گراف کشیدن را دارد و یا دیتا لاگر یا اسیلوسکوپ در دسترس است می‌توان منحنی عملکرد این عضو را بررسی کرد.
شکل 11 منحنی استاندارد استپر موتور در دور درجا را نشان می‌دهد.

شکل 11 – منحنی استاندارد عملکرد استپر موتور در دور آرام

همانطور که در شکل ملاحظه می‌شود فرمان باز شدن به‌صورت مرتب از ECM صادر می‌شود این فاصله زمانی بسیار کوتاه و در حدود 20 میلی ثانیه است. بنابراین تقریباً برای ما قابل مشاهده نیست و اگر با کمک دستگاه دیاگ استپ‌های قرار گیری استپرموتور بررسی شود ملاحظه می‌گردد در تقریباً محدوده بسیار ناچیز حرکت خواهد کرد. سیستم‌های دیگر IAC که از نوع سولنولیدی هستند نیز نمونه منحنی عملکرد مخصوصو به خودشان را دارند. شکل 12 و 13 هر دو منحنی را نشان می‌دهد.

شکل 12 – منحنی استاندارد عملکرد IAC از نوع سولونویدی خطی

شکل13 – منحنی استاندارد عملکرد IAC از نوع سولونویدی روتوری

با مقایسه شکل‌های 11 و 12 و 13 مشاهده می‌شود نوع سولونویدی روتوری بسیار شبیه به نوع استپر موتوری است. در این مقاله در مورد روش عیب‌یابی استپرموتور مطالبی بیان شد.

سوالات متداول 

آیا پس از شستشوی استپر موتور و زدودن دوده‌ها، باید شفت آن را روغن‌کاری کرد؟

خیر، نیازی به روغن‌کاری مداوم نیست. استپر موتورهایی که مجهز به گردگیر (غلاف لاستیکی) نیستند، اصلاً نباید روغن‌کاری یا گریس‌کاری شوند؛ زیرا چربی روی شفت ماردون باعث جذب سریع‌تر دوده و گردوغبار شده و به سرعت قطعه را گیرپاژ می‌کند. در مدل‌های دارای گردگیر نیز، گریس‌کاری بیش از حد یا باز کردن غلاف لاستیکی ممکن است باعث پاره شدن گردگیر و نابودی قطعه شود. پس از شستشو با اسپری انژکتور شور، اجازه دهید قطعه کاملاً خشک شود.

استپر موتورهای به کار رفته در پشت آمپر (کلاستر) خودرو چه تفاوتی با استپر موتور دریچه گاز دارند؟

هر دو قطعه موتور پله‌ای (Stepper) هستند و بر اساس پالس‌های دریافتی، حرکات زاویه‌ای بسیار دقیقی انجام می‌دهند. اما تفاوت اصلی در ابعاد و وظیفه آن‌هاست؛ استپر دریچه گاز یک قطعه بزرگ الکترومکانیکی برای کنترل دبی هوای موتور است، در حالی که استپرهای پشت آمپر، موتورهای مینیاتوری بسیار کوچکی هستند که پشت عقربه‌های دور موتور، سرعت، دمای آب و بنزین قرار دارند تا سیگنال‌های الکترونیکی را به حرکت فیزیکی دقیق عقربه تبدیل کنند و خرابی آن‌ها ربطی به نوسان موتور خودرو ندارد.

آیا موتور سیکلت‌ها هم استپر موتور دارند و علائم خرابی آن چیست؟

بله، در موتور سیکلت‌های انژکتوری پیشرفته نیز از استپر موتور برای تنظیم و کنترل دور آرام استفاده می‌شود. علائم خرابی استپر موتور سیکلت دقیقاً مشابه خودرو است و خود را با بد روشن شدن در هوای سرد، نوسان شدید دور درجای موتور و خاموش شدن ناگهانی به محض رها کردن مچ گاز نشان می‌دهد.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی