شمع خودرو
شمع خودرو یکی از اجزایی است که روی موتور و در واقع بر روی سر سیلندر قرار می گیرد و یکی از مهمترین اجزا در فرایند احتراق خودرو است.
خودروهایی که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند برای تکمیل فرایند عملیات احتراق در داخل موتور احتیاج به قطعه‌ای دارند که با ایجاد جرقه این کار را انجام دهد؛ این وظیفه به شمع (به انگلیسی Sparking Plug) محول شده است. پس از مکش سوخت به داخل سیلندر و ترکیب آن با هوا شمع وظیفه دارد که با جرقه زدن عمل احتراق را آغاز و انرژی تولید کند. این انرژی سپس توسط قطعات دیگر مکانیکی باعث به حرکت درآمدن خودرو می‌شود.
شمع خودرو یکی از اجزایی که است که روی موتور و در واقع بر روی سر سیلندر قرار می‌گیرد و یکی از مهمترین اجزا در فرایند احتراق خودرو است. شمع ماشین از عایق چینی، الکترود، واشر و قسمت‌های دیگر تشکیل می‌شود و با دریافت ولتاژ بالا، عمل جرقه زنی در محفظه سیلندر را انجام می‌دهد.
اتین لونوار (Étienne Lenoir) کسی بود که در سال 1860 از یک شمع برقی در اولین موتور احتراق داخلی گازی خود استفاده کرد. اما حق اختراع شمع خودرو توسط نیکولا تسلا، فردریک ریچارد سیمز و رابرت بوش به ثبت رسیده است. با این وجود تنها اختراعی که برای اولین بار به صورت تجاری و به صورت یک شمع با ولتاژ بالا در یک سیستم احتراق داخلی مورد استفاده قرار گرفت شمعی بود که توسط مهندس شرکت رابرت بوش ساخته شد و تحولی در موتورهای احتراق داخلی ایجاد کرد.
تعریف شمع :
به طور کلی در اتومبیل، شمع ابزاری است برای انتقال جرقه‌های متناوب برق داخل سیلندرها که در انتهای سیلندر و روی سرسیلندر در موتور اتومبیل نصب می‌شود و برق موتور که با حرکت متناوب دلکو به سر شمعها می‌رسد، طوری تنظیم شده که به هنگام فشردگی بخار بنزین در انتهای سیلندر جرقه‌ای از انتهای شمع ساطع شده، باعث انفجار بنزین و حرکت موتور می‌گردد.
اجزای تشکیل‌دهنده :
یک شمع از اجزای مختلفی تشکیل‌شده است که با توجه به عملکرد و شرایط ویژه‌‌ی کارکرد آن، مثل حرارت و شدت‌جریان بالا نیاز است که از اجزایی باکیفیت ساخته شود. انرژی الکتریکی موردنیاز شمع برای ایجاد جرقه از طریق وایر دلکو به فیش وایر و سپس انتقال آن از مسیر عایق سرامیکی به الکترود داخل شمع انجام می‌شود. این عایق مانع از انتقال جریان به بدنه‌ی موتور می‌شود که اگر این قسمت سرامیکی شکسته باشد موجب انتقال جریان به بدنه‌ی موتور و مانع از عملکرد صحیح شمع می‌شود. در قسمت میانی شمع یک مهره قرار دارد که محل قرارگیری آچار برای نصب شمع روی موتور است که با توجه به نوع موتور خودرو اندازه‌ی این مهره می‌تواند متفاوت باشد. اما مهمترین قسمت شمع که کار ایجاد جرقه را بر عهده دارد الکترودهای مثبت و منفی شمع هستند. الکترودهایی که یکی به بدنه‌ی شمع متصل بوده و دارای جریان منفی است و دیگری الکترود مثبت است که در بخش مرکزی شمع قرار دارد و قسمت کوچکی از آن از انتهای شمع بیرون زده و در مجاورت الکترود منفی قرارگرفته است. این دو الکترود با یک‌فاصله‌ی بسیار اندک که به آن گپ شمع گفته می‌شود نسبت به هم قرار دارند. جنس و آلیاژ به‌کاررفته در ساخت الکترود شمعها تعیین‌کننده کیفیت و طول عمر شمع است.
شمع خودرو چگونه کار می‌کند؟
همانطور که گفته شد شمع از اجزای مختلفی تشکیل شده است. پس از اینکه کوئل خودرو جریان با ولتاژ پایین را از باتری خودرو دریافت کرد ولتاژ آن را افزایش می‌دهد و سپس این جریان ولتاژ بالا به شمع منتقل می‌شود. پس از این اتفاق جریان بین دو الکترود مرکزی و جانبی موجود در شمع که یکی مثبت و دیگری منفی است افزایش یافته و ساختار گازهای موجود در محفظه را تغییر می‌دهد. با افزایش ولتاژ گازهای موجود یونیزه می‌شوند و رسانای جریان الکتریکی شده و در محفظه ایجاد احتراق می‌کنند.
شمع‌های به طور عادی به ولتاژی حدود 1200 تا 2500 ولت یا بیشتر احتیاج دارند تا بتوانند عمل احتراق را به خوبی انجام دهند.
انواع شمع خودرو
در بازار قطعات یدکی خودرو انواع مختلفی شمع وجود دارند که هر یک ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند. انواع شمع‌های خودرو عبارتند از شمع گرم، شمع سرد، شمع نیکلی، شمع ایریدیومی، شمع پلاتینیومی و شمع‌های چند الکترودی.
شمع‌های پلاتینیومی به دلیل اینکه جنس الکترود آنها از آلیاژپلاتینوم است ضمن اینکه عمر بالایی دارند می‌توانند تا 2500 درجه سانتیگراد حرارت را تحمل کرده و تا ۱۰۰ هزار کیلومتر عمر مفید داشته باشند. شمع‌های ایردیومی نیز که جنس الکترود مثبت آنها از ایریدیوم است از طول عمر بالاتری نسبت به شمع‌های پلاتینیومی برخوردار هستند.
انواع شمع خودرو در حالت کلی :
شمعها با توجه به طراحی موتورها، انواع مختلفی دارند. در حالت کلی شمعها به دو نوع گرم و سرد تقسیم می‌شوند.
1-شمع گرم
این نوع از شمعها گرمای حاصل از احتراق را در مدت زمان بیشتری در خود حفظ می‌کنند، که این امر موجب سوختن رسوبات روغن و کربن حاصل از احتراق روی شمع می‌شود. درصورتی‌که رسوبات باقی‌مانده از احتراق‌های قبلی از بین نرود موجب ایجاد آسیب در شمع می‌شوند. از این نوع شمعها در خودروهایی که موتورهایی با دور کم‌تر و دمای تولیدی پایین‌تری دارند که در اصطلاح به آنها سرد کارکرد می‌گویند استفاده می‌شود. پایه‌ی این نوع شمعها معمولا بلندتر است و گرما در مدت‌زمان بیشتری درون آنها باقی می‌ماند. به همین علت الکترودها دقیقا در داخل محفظه‌ی احتراق و در مجاورت حرارت قرار دارند و با توجه به حرارت بالایی که دارند، در هرلحظه آماده‌ی ایجاد جرقه‌ی بعدی هستند.
2-شمع سرد
نوع دیگری از شمعها، شمع‌های سرد نام دارند. شمع‌های سرد به علت کوتاه بودن پایه بعد از هر جرقه و احتراق، گرمای خود را از دست می‌دهند. این نوع شمعها از ایجاد احتراق زودرس در موتور جلوگیری می‌کنند. زیرا اگر شمع در دمای بالا باقی بماند، در اثر مجاورت با گرمای موجود در پیستون، زودتر از حد مجاز جرقه و احتراق ایجاد می‌کند که این موجب پایین آمدن کیفیت احتراق می‌شود. به‌مرورزمان این احتراق زودرس موجب آسیب به قطعات و لرزش در موتور می‌شود. شمع‌های سرد در موتورهایی که کارکرد در دماهای بالایی دارند استفاده می‌شوند.
انواع شمع از نظر نوع ساختار و کیفیت :
اما اگر بخواهیم شمعها را از جهت نوع ساختاری و کیفیت بررسی کنیم به تعداد متنوعی از شمعها برمی‌خوریم. جنس و شکل الکترود به‌کاررفته در ساخت شمعها نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت آنها دارد که این موجب ایجاد تنوع در شمعها می‌شود. در اینجا می‌خواهیم به معرفی انواع شمعها به لحاظ کیفیت و ساختار بپردازیم.
1-شمع‌های نیکلی
اغلب شمع‌های موجود در بازار الکترودی از جنس نیکل دارند. این نوع شمعها دارای الکترودی مرکزی با شکل تخت بوده و به علت آلیاژ به‌کاررفته در ساخت الکترود، از مقاومت گرمایی کمتری نسبت به شمع‌های جدیدتر برخوردارند و طول عمر کوتاه‌تری دارند. عموما بعد از هر ۲۰۰۰۰ کیلومتر باید این نوع شمعها تعویض شوند. البته این زمان به نوع کارکرد موتور هم بستگی دارد. همچنین مصرف سوخت در این نوع شمعها از شمع‌های جدیدتر بالاتر است.
2-شمع‌های پلاتینیومی
نوع دیگر شمعها به لحاظ جنس الکترودها شمع‌های پلاتینیومی هستند. این شمعها از الکترودهایی از جنس پلاتینیوم بهره می‌برند و با توجه به اینکه این عنصر خاصیت ضد خوردگی دارد و از مقاومت گرمایی بالایی برخوردار است، ازاین‌رو این شمعها از پایداری خوبی در برابر دما بهره‌می‌برند که این میزان تا دمای ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد برآورد می‌شود. همچنین بعد از ۱۰۰۰۰۰ کیلومتر کارکرد موتور، نیاز به تعویض دارند. معمولا الکترود مثبت این شمعها سوزنی شکل هستند که موجب بالا رفتن دقت و قدرت جرقه‌زنی در موتور می‌شود. شمع‌های پلاتینیوم از قیمت بالاتری نسبت به شمع‌های نیکلی برخوردارند که باگذشت زمان متوجه خواهید شد که استفاده از این شمعها به افزایش طول عمر قطعات موتور و بهبود کیفیت کارکرد موتور مثل افزایش شتاب و کاهش مصرف سوخت منجر خواهد شد. پس استفاده از این نوع شمعها نسبت به شمع‌های معمولی به‌صرفه‌تر است.
3-شمع ایریدیومی:
اینگونه از شمع خودرو نیز که الکترود مثبت آن از جنس ایریدیوم می باشد و دارای طول عمر بالاتری نسبت به شمع های پلاتینیومی می باشند.
4-شمع های چند الکترودی:
این گونه از شمع خودرو از چند الکترود منفی برخوردار می باشد که باعث طول عمر بسیار بالاتر می گردد. به علت اینکه هربار جرقه زنی باعث خوردگی قطب منفی می گردد، هر الکترود پس از خورده شدن، جای خود را با الکترود نزدیکتر به قطب مثبت عوض کرده و در نتیجه طول عمر بالاتری برای شمع خودرو ایجاد می نمایند.
شمع چند الکترودی
علائم خرابی شمع :
شمع خودرو را باید یک قطعه مصرفی دانست که بر اثر استفاده در طول زمان مستهلک می‌شوند و باید هر از چند گاهی آنها را تعویض کرد. با ایجاد جرقه توسط شمع مقداری اندکی از الکترود آن از بین می‌رود و در نتیجه پس از مدتی استفاده این الکترود به صورت کامل فرسوده می‌شود و توان جرقه زنی آن از بین می‌رود.
از اولین علائم خرابی شمع خودرو می‌توان به استارت نخوردن و کاهش شتاب خودرو اشاره کرد. در ضمن ایجاد تغییرات یا صدمات فیزیکی در شمع نیز از نشانه‌هایی است که زمان تعویض آنها را مشخص می‌کند. شکسته شدن عایق چینی شمع یا تغییر اندازه سر شمع و تغییر رنگ عایق چینی آن نیز از دیگر علائم خرابی شمع است.
گاهی اوقات نیز رسوباتی در سر شمع جمع می‌شود و در عملکرد صحیح آن اختلال ایجاد می‌کند. از شایع‌ترین خرابی شمعها نیز به دود زده و سیاه شدن شمعها باید اشاره کرد که البته این نشان می‌دهد که در ترکیب نسبت هوا و بنزین خودرو مشکلاتی وجود دارد. گاهی اوقات نیز خاکستر سفید رنگ بر روی سر شمع قابل مشاهده است که بر اثر کیفیت سوخت ایجاد می‌شود ولی با این حال بر روی عملکرد این قطعه اثرگذار است.
روغن زدن شمعها نیز نشانه بدی برای مالک خودرو است چرا که به معنای ورود روغن به درون سیلندر، روغن سوزی موتور و تأثیر سوختن آن بر روی شمع است که باید هر چه سریع‌تر برای حل این مشکل به متخصص مراجعه کرد.
به از بین رفتن الکترودهای شمع نیز دقت کنید تا در صورت تغییرات نامناسب در اولین فرصت آن را تعویض کنید. همچنین اگر موتور خودرو در حالت ثابت سخت کار می‌کند ممکن است شمع‌های خودرو نیاز به سرویس داشته باشند. مصرف سوخت بیش از حد نیز ممکن است به دلیل عملکرد نا مناسب شمعها و در نتیجه افزایش مصرف سوخت باشد. خام سوزی موتور و قدرت پایین موتور در زمان شتاب گرفتن نیز به شما گوشزد می‌کند که به فکر شمع جدیدی برای خودروی خود باشد.
