شمع موتور خودرو چیست و چه کاربردی دارد ؟
شمع موتور خودرو , قطعه‌ای بسیار مهم است و نقشی کلیدی در موتور خودرو ایفا میکند .
خودروهایی که با سوخت فسیلی کار می‌کنند برای حرکت نیازمند احتراق در موتور خود هستند. این احتراق توسط قطعه ای کوچک به نام شمع موتور انجام می‌گیرد. شمع خودرو در داخل موتور و در بالای سیلندر قرار دارد و پس از مکش سوخت به داخل سیلندر با یک جرقه کوچک موجب انفجار آن می‌شود. شمع موتور خودرو برای جرقه زنی نیازمند یک ولتاژ بالاست. این قطعه از تولید و صنعت ایرانی نمونه ای از محصولات صنعتی مهم به شمار میرود، در قسمت‌های مختلفی نظیر عایق، الکترود، واشر و … تشکیل می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده شمع موتور
شاید با نگاه‌کردن به ابعاد شمع موتور، تصور کنید که این قطعه، اجزای بسیار کمی دارد، اما این‌طور نیست. شمع موتور برای ایجاد جرقه باید با جریان الکتریکی بسیار قوی کار کند و همین موضوع باعث شده تا برای تولید داخلی آن از متریال بسیار باکیفیت استفاده شود. به‌طورکلی اجزای تشکیل‌دهنده یک شمع به شرح زیر هستند:
- ترمینال
- عنصر مقاوم یا رزیستور
- شکاف
- فنر
- بدنه
- عایق سرامیکی
- ماده مهروموم
- عایق
- واشر
- الکترود زمین
- الکترود مرکزی
- روکش الکترود
عملکرد شمع موتور خودرو
شمع موتور یکی از اجزای کلیدی در عملکرد موتورهای داخلی سوختی (مانند موتورهای بنزینی و دیزل) است. عملکرد شمع موتور برای ایجاد جرقه‌ای الکتریکی که سوخت را به اشتعال می‌آورد، بسیار اساسی است. در ادامه، روش عملکرد شمع موتور توضیح داده شده است:
- تشخیص زمان اشتعال: عملکرد شمع موتور با توجه به زمانی که سوخت در اتاق سوخت‌گیری (سیلندر) به داخل ورود میکند، تنظیم می‌شود. این زمان به عنوان زمان اشتعال یا زمان سوزاندن موتور شناخته می‌شود. در موتورهای دیزل، همچنین در برخی موتورهای بنزینی توربوشارژر دار، یک سیستم مکمل به نام “سوزاننده” نیز وجود دارد که برای بهبود عملکرد و کاهش نیتروژن اکسید (NOx) استفاده می‌شود.
- جرقه‌زنی: هنگامی که موتور به زمان اشتعال میرسد، شمع به عنوان منبع جرقه الکتریکی برای اشتعال سوخت عمل میکند. در داخل شمع، یک اسپرک پلاگ یا اسپرک وایر قرار دارد. وقتی کلید را برای روشن کردن موتور چرخانده می‌کنید (یا دکمه را فشار می‌دهید)، جرقه الکتریکی درون شمع ایجاد می‌شود.
- اشتعال سوخت: جرقه الکتریکی درون شمع به سرعت به سوخت ترتیب می‌دهد و باعث اشتعال آن می‌شود. این اشتعال موجب انفجار سوخت در داخل سیلندر می‌شود. انفجار ایجاد شده توان مکانیکی تولید میکند که پیستون را به پایین می‌فشارد و موتور را به چرخاندن می‌آورد.
- ترتیب اشتعال: در موتورهای چند سیلندره، ترتیب اشتعال شمع‌ها بسیار مهم است. این ترتیب باید برای هر سیلندر به دقت تنظیم شود تا جرقه‌زنی و اشتعال سوخت در زمان مناسب و در ترتیب صحیح اتفاق بیفتد و موتور به خوبی عمل کند.
- تغذیه شمع: در موتورهای بنزینی، شمع‌ها از سیستم تغذیه الکتریکی به انرژی الکتریکی برای ایجاد جرقه استفاده می‌کنند. در مقابل، در موتورهای دیزل، این شمع‌ها معمولاً به یک رزیستور متصل می‌شوند که انرژی الکتریکی را کاهش می‌دهد تا دمای بالای دیزل برای اشتعال به میلیون‌ها دقیقه‌نور برای دیزل در دسترس باشد.
انواع شمع موتور خودرو
برای تقسیم‌بندی شمع موتور می‌توان به شیوه‌های گوناگون عمل کرد. یکی از این بخش‌بندی‌ها به تعداد پلاتین شمع مربوط است. در این حالت شمع‌ها به چند گروه زیر تقسیم می‌شوند.
- شمع تک پلاتینه
- شمع دو پلاتینه
- شمع چهار پلاتینه
به‌طور کلی انواع شمع‌ها به دسته‌بندی‌های زیر تقسیم می‌شوند.
- شمع گرم
- شمع سرد
- شمع پلاتینیومی
- شمع ایریدیومی
- شمع نیکلی
- شمع چند الکترودی
هر کدام از این شمع‌ها نوع ساخت، طریقه‌ی کارکرد و ویژگی‌های متفاوتی دارند.
عیب یابی شمع خودرو
هر شمع دارای یک طول عمر خاص میباشد که پس از طی این مدت زمان باید نسبت به تعویض آن اقدام نمود. اما گاهی به دلیل ازدیاد رسوبات حاصل از احتراق در سر الکترودها و کثیف شدن آن و یا جرقه زنی نادرست و از بین رفتن الکترودها، نیاز به تعویض شمع خودرو پیش از طی کردن طول عمر استاندارد خواهد بود.
در این مواقع خودرو به خوبی کار نخواهد کرد و به نوعی دچار بدسوزی می‌گردد. درست کار نکردن یکی از شمع‌ها باعث می‌شود که سیلندر مربوطه سوخت را بطور ناقص بسوزاند و در نتیجه باعث افزایش آلایندگی و در نتیجه صدمه به قطعات موتور گردد.
علائم ظاهری خرابی شمع موتور
علائمی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم از جمله مهمترین نشانه‌های خرابی شمع هستند.
- شنیدن صدای ضربه در موتور یا Knock: ضربه یا Knock که ممکن است به دلیل کیفیت پایین پلاتین شمع یا شکستگی چینی آن باشد.
- تغییر شکل شدن الکترود و پلاتین سر شمع موتور: تغییر شکل الکترودهای سر شمع مانع ایجاد جرقه شده یا قدرت آن را کاهش می‌دهد و در نتیجه ممکن است احتراق به درستی انجام نشود.
- خراب شدن جای شمع موتور: زمانی که شمع را دنده به دنده (رِزوِه به رِزوِه) می‌بندید این مشکل بوجود می‌آید و در نتیجه شمع به خوبی در داخل سرسیلندر جای نمی‌گیرد. زمانی که شمع موتور به خوبی توسط آچار بسته نشود، ممکن است به مرور باعث هرز شدن جای شمع ماشین شود.
- تشکیل خاکستر سفید در نوک شمع موتور: علت اصلی این موضوع در کیفیت و نسبت سوخت مصرفی میباشد. در این شرایط باید شمع را تمیز کرد و سیستم سوخت رسانی و کیفیت سوخت را بررسی کرد.
- بنزینی بودن سر شمع موتور: در این شرایط فرآیند سوخت و ساز موتور به خوبی انجام نشده و در نتیجه موتور به اصطلاح خفه میکند. این موضوع می‌تواند به خاطر خیس بودن سر شمع باشد.
- سیاه شدن شمع موتور یا دوده زدن: سیاه شدن شمع‌ها یکی از شایع‌ترین نشانه‌های خرابی آن است. علت سیاه شدن شمع موتور، عدم تنظیم نسبت هوا و بنزین است.
- ذوب شدن پلاتین، الکترود میانی و سر شمع موتور: ذوب شدن الکترودهای سر شمع به معنای وجود گرمای بیش از حد تحمل شمع در محفظه احتراق است.
چرا این قطعه باید به موقع تعویض شود؟
تعویض به موقع شمع‌های موتور یک عنصر بسیار مهم در نگهداری و عملکرد بهینه موتورهای داخلی سوختی (مانند موتورهای بنزینی) است. دلایل مهمی که نشان می‌دهند چرا شمع موتور باید به موقع تعویض شود عبارتند از:
- کاهش کارایی اشتعال: با گذر زمان و استفاده مداوم، شمع‌ها دچار فرسایش و خرابی می‌شوند. این فرسایش می‌تواند باعث کاهش کارایی اشتعال شمع شود. اشتعال ضعیف موجب کاهش توان موتور، افزایش مصرف سوخت، و افت عملکرد خودرو می‌شود.
- افزایش آلودگی: شمع‌های فرسوده ممکن است سوخت را به طور ناقص اشتعال دهند. این اشتعال ناقص می‌تواند منجر به تولید آلاینده‌های محیطی مثل کربن زیاد شود و به افزایش آلودگی هوا کمک کند.
- سوزش بالا: در صورتی که شمع‌ها فرسوده شوند، ممکن است سوزش بالا (Knocking) در موتور رخ دهد. سوزش بالا یک پدیده ناخوشایند است که می‌تواند به موتور آسیب برساند و به عملکرد نامطلوب منجر شود.
- افت توان: شمع‌های فرسوده ممکن است توان موتور را کاهش دهند و باعث افت توان خودرو شوند. این می‌تواند منجر به کاهش عملکرد و تسخیر موتور در شرایط سختتر شود.
- آغاز مشکلات سیلندر: اگر شمع‌ها فرسوده باشند، ممکن است آغاز کنند مشکلات در سیلندرها ایجاد کنند. این مشکلات می‌توانند باعث کاهش فشار فشرده‌سازی سیلندر، لرزش‌های غیرعادی موتور، و حتی آسیب به سیلندرها شوند.
به طور کلی، تعویض به موقع شمع‌های موتور به بهبود عملکرد، افزایش کارایی، و کاهش آلودگی محیطی کمک میکند. توصیه معمولی برای تعویض شمع‌ها حدود هر 20,000 تا 50,000 کیلومتر مسافت طی شده یا به ازای هر 2 تا 4 سرویس معمولی خودرو است. با این حال، همیشه به دستورالعمل‌های تولید کننده خودرو و موتور خود اطلاع رسانی کنید تا زمان دقیق تعویض شمع‌ها را مشخص کنید
بازه‌های زمانی مناسب برای تعویض
هر کدام از شمع‌هایی که از آن‌ها برای موتور خودروی خود استفاده می‌کنید دارای یک طول عمر مفید هستند که زمان تعویض این شمع‌ها هم به این بازه زمانی بستگی دارد. به عنوان نمونه شمع‌هایی که پلاتینیومی هستند حدود 100000 کیلومتر عمر مفید دارند و شمع‌های مسی هم در نهایت 30000 کیلومتر را می‌توانند به طور مفید کار کنند و در مورد سایرین شمع‌هایی که در بازار به فروش می‌رسند تقریبا می‌توان عمر مفید 150000 کیلومتری را برای آن‌ها در نظر گرفت.