تون آپ(تنظیم موتور)فصل نهم مباحث شمع خودرو

 شمع خودرو

شمع خودرو یکی از اجزایی که 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.

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 ۱۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ ولت یا بیشتر احتیاج دارند تا بتوانند عمل احتراق را به خوبی انجام دهند.

انواع شمع خودرو

نسل های مختلف شمع:

1.شمع های دارای هسته مسی   Copper core spark plugs

2.شمع های پلاتینیوم Platinum spark plugs

3.شمع های دوبل پلاتینیوم Double platinum spark plugs

4.شمع های ایریدیم Iridium spark plugs

5.شمع های دوبل ایریدیوم   Double Iridium Spark Plugs

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 ۲۵۰۰ 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.

شمع های مسی:(نیکلی)

شمع های متداول ارزان قیمت در بازار هستند.دارای هدایت بالا و مقاومت کم در برابر گرما هستند. طول عمر مفید آن ها 20،000 تا 40،000 کیلومتر است.شمع های مسی عملکرد خوبی به دلیل هدایت بالا دارند اما در دماهای بالا کارکرد مناسبی ندارند.زیرا با افزایش حرارت توانایی خوبی برای انتقال جرقه ندارند.شمع های مسی دارای الکترود مرکزی با پوشش نیکل برای تحمل درجه حرارت بالاتر طراحی می شوند.

شمع های پلاتینیوم:

پلاتینیوم بسیار شبیه ایریدیوم است رسانایی کم و نقطه ذوب پایین تری به نسبت ایریدیوم دارد .پلاتینیوم عنصری کمیابی بوده و به همین دلیل این شمع ها گران هستند.همانطور که در شکل  مشاهده می کنید جنس الکترود مرکزی و پلیت زمین یک جنس هستند اما در بعضی از شمع ها ممکن است برای هر یک از الیاژ خاصی استفاده شود.

دوبل پلاتینیوم و دوبل ایریدیوم:

این شمع ها دارای پلیت مرکزی و زمین یک جنس(ایریدیوم یا پلاتینیوم) یا از جنس  مخالف یکدیگر هستند که نمونه(پلاتینیوم) آن را در تصویر  مشاهده می کنید.ویژگی این شمع ها طول عمر بالای آن ها است.به طوری که گفته می شود عمر آن ها 4 برابر نسل اولیه شمع ها می باشد.بر طبق ادعا های شرکت سازنده تا 160000 کیلومتر نیز طول عمر آن ها اعلام شده است.

شمع های ایریدیوم:

آخرین نسل شمع ها ایریدیوم است. ایریدیوم به صورت خالص شکننده است و رسانایی کمی دارد اما به انجام فرایند ها یا ترکیب با آلیاژ هایی کارایی آن را بالا می برند. در دمای بالا به خوبی عمل می کنند. چون دارای نقطه ذوب 1500 تا 2000 درجه سانتیگراد است. ایریدیوم شش برابر سخت تر از پلاتینیوم است و مقاوم تر در برابر خوردگی، نسبت به پلاتینیوم و سایر فلزات است. عمر کارکرد آن ها به طور متوسط بین 40،000 – 60،000 عمر که براساس ادعا های شرکت سازنده تا حدود 100000 هزار کیلومتر یا بیشتر مطرح شده است.

شمع های ایریدیوم دارای عملکرد بهتر و مسبب احتراق کاملتر در خودرو هستند که این خود کمک می کند موتور به نرمی کار کند. بدلیل نایاب بودن این عنصر به نسبت پلانتینیوم گران تر است.

شمع های ایریدیوم دارای نوک سوزنی هستند به همین دلیل دقت جرقه بالاتری داشته و نیاز به ولتاژ کمتری برای ایجاد جرقه در فاصله ایجاد شده دارند و بدلیل تمرکز ایجاد شده جرقه بهتری درفاصله (gap) ایجاد می شود.

ویژگی هایی که یک شمع باید داشته باشد:

1.هدایت بالا
2.مقاوم  در برابر حرارت
3.جنس سخت

علائم خرابی شمع  خودرو

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.

عیب یابی تصویری شمع خودرو :

 1- شمع سالم :

ظاهر سر شمع : نوک چینی عایق سفید متمایل به خاکستری یا زرد متمایل به خاکستری تا قهوه ای باشد ، گویای این است که موتور میزان است ، دامنه حرارتی شمع صحیح می باشد سیستم سوخت و برق موتور تنظیم است موتور ریپ نمی زند و ساسات درست عمل می کند. اثری از مکمل های سربی بنزین و یا سایر ترکیبات متعلقه روغن موتور روی سطح چینی دیده نمی شود موتوردر دمای مناسب کار می کند.

2- شمع سالم با سر قرمز :

ظاهر سر شمع :چینی به رنگ صورتی مایل به قرمز
علت : مواد افزودنی به بنزین بدون سرب برای بالا بردن اکتان ، شمع سالم محسوب می شود.

3- شمع آغشته به بنزین :

ظاهر سر شمع : سر شمع آغشته به بنزین بوده و معمولا بوی بنزین کاملا به مشام می رسد.معمولا چینی سر شمع به رنگ زغال در آمده است.
علت: تنظیم نبودن ساسات و خفگی، پاشش مخلوط سوخت و هوا غلیظ ،مشکل در سیستم جرقه زنی، استفاده از شمع سرد ،نشت انژکتور سوخت
نتیجه : ریپ زدن و بد روشن شدن موتور .
راه حل : کنترل مخلوط هوا و بنزین ،چک کردن سیستم برق و شمع ها، چک کردن انژکتور ها

4- کوبش

ظاهر سر شمع : معمولا چینی سر شمع ترک خورده ،قسمتی از آن خورده یا کنده شده است،الکترود منفی نیز خورد یا کنده شده است.
علت : اکتان پایین سوخت، تایم موتور بیش از حد آوانس می باشد،صدای ناک شنیده می شود(چق چق)
راه حل : سوپکت EGR چک شود،سنسور ناک  چک شود،ارزش حرارتی شمع با کاتالوگ چک شود.

5-  فرسودگی شدید الکترود

ظاهر سر شمع : معمولا الکترود مرکزی شمع کاملا و یا تا حد زیادی از بین رفته و لبه های آن گرد شده و چینی دور الکترود سوخته است.
علت : عدم تعویض شمع ها در زمان تعیین شده
نتیجه: ریپ زدن به ویژه به هنگام شتاب گرفتن . بد روشن شدن موتور به علت زیاد شدن فاصله دو الکترود
راه حل : تعویض شمع ها

6- سر شمع براق – رسوبات سربی

نقاطی از چینی به رنگ لعابی زرد متمایل به قهوه ای و گاهی هم سبز رنگ در می آید.
علت : وجود ترکیبات سربی در بنزین ، این لایه لعابی معمولا” هنگامی ایجاد می شود که مسافتی طولانی در حالت تخته گاز رانندگی شود.
نتیجه : در حالت رانندگی در حالت تخته گاز ، لایه لعابی از نظر الکتریکی هادی گشته و سبب ریپ زدن می گردد.
راه حل : تعویض شمع ها با درجه حرارت خنک تر ، پاک کردن شمع معیوب فایده ای ندارد .

7-شمع دوده زده – زغال گرفته

ظاهر سر شمع : نوک چینی عایق ، الکترود ها و پوسته شمع ، با لایه ای از دوده سیاه مخملی پوشیده می شود .
علت : میزان نبودن مخلوط هوا و بنزین ( کاربراتور و یا انژکتور ) غلظت مخلوط هوا و بنزین ، گرفتگی فیلتر هوا ، تنظیم نبودن ساسات اتوماتیک یا زیاده از کشیدن ساسات دستی.بکار بردن شمع سرد،نشت بودن سیستم وکیوم کاربراتور،کنیستر کربنی خراب،رانندگی در مسافت های بسیار کوتاه
نتیجه : ریپ زدن و بد روشن شدن در حالت سردی موتور .
راه حل : تعویض شمع ها با درجه حرارت گرم تر ، کنترل مخلوط هوا و بنزین و کنترل ساسات ، هواکش کثیف، تعویض گردد.

8- پیش احتراق (Pre Ignition)

ظاهر سر شمع : الکترود مرکزی و منفی شمع ذوب شده ، چینی سر شمع صدمه دیده است.
علت : شمع بسیار گرم برای موتور ، برق دزدی وایر های شمع از یکدیگر ،آوانس بیش از حد سیستم جرقه ،مخلوط سوخت و هوای بسیار رقیق، سوپاپ EGR معیوب، پر شدن اتاق انفجار با باقیمانده های سوخت بد، وجود نقاط بسیار داغ در اتاق انفجار بدلیل سیستم خنک کاری ضعیف در سر سیلندر،بستن شمع با گشتاور نا مناسب و یا خرابی واشر سر سیلندر
نتیجه : ریپ زدن ، افت قدرت موتور و آسیب دیدن آن .
راه حل : تنظیم سیستم سوخت و برق موتور . نصب شمع های جدید و با کیفیت با دامنه حرارتی صحیح،استفاده از وایر های مناسب،چک سیستم خنک کاری موتور

9- تجمع خاکستر

ظاهر سر شمع : سر الکترود مثبت و منفی به همراه سر سرامیکی آن بوسیله لایه ضخیمی از خاکستر طلایی مایل به سفید پوشانده شده است.
علت : ، استفاده از بنزین سرب دار و استفاده از مکمل های سرب دار بنزین و مکمل بی کیفیت روغن.
نتیجه : ریپ زدن ، افت قدرت موتور بدلیل عایق شدن سر شمع با خاکستر .
راه حل :. نصب شمع های جدید و با دامنه حرارتی صحیح استفاده ازبنزین و مکمل های مرغوب.

10- آغشته شدن سر شمع به روغن

ظاهر سر شمع : ایجاد لایه ضخیمی از خاکستر ملحقات روغن و بنزین روی چینی ، الکترود مرکزی و الکترود منفی، ساختار این خاکستر نرم و نیم سوز مانند است .
علت : روغن به اتاقک احتراق نفوذ کرده است ،رینگ های رو غن پیستون سوخته یا شکسته است ،گیت سوپاپ سوخته است.
نتیجه : گداختگی این خاکستر منجر به احتراق پیش از وقت مخلوط هوا و بنزین در اتاقک احتراق شده و سبب افت قدرت موتور می گردد.
راه حل : تعمیر موتور ، تعویض شمع ها .

11-  آسیب مکانیکی

ظاهر سر شمع : الکترود مثبت و منفی دفرم شده و سرامیک سر شمع شکسته یا پریده است.
علت : آسیب دیدگی فیزیکی ناشی از ضربه یا زمین افتادن حین نصب یا بد نصب کردن ، مناسب نبودن اندازه شمع و برخورد آن با پیستون، شکستن یا لب پر شدن پیستون یا سوپاپ
نتیجه : ریپ زدن و از دست دادن جرقه
راه حل : تعویض شمع ها و تعمیر موتور در صورت نیاز

12- شمع آغشته به سرب

ظاهر سر شمع : سر سرامیک شمع زرد مایل به قهوه ای براق گشته است.
علت : داشتن سرب در بنزین و یا مکمل های سرب دار
نتیجه : بد کار کردن موتور و از دست دادن جرقه بدلیل عایق شدن سر شمع
راه حل : تعویض شمع ها و استفاده از بنزین بدون سرب در خودرو