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 که 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 موتور خودروها و موتورهای دیگر با احتراق داخلی است که نقش بسیار مهمی در عملکرد موتور دارد. عملکرد شمع موتور به عنوان یک قسمت از فرآیند احتراق موتور، به شکل زیر توضیح داده میشود:
- ورود هوا و سوخت: در ابتدا، هوا به موتور جذب میشود و به همراه سوخت به داخل سیلندر وارد میشود. این مخلوط هوا و سوخت به نام “ترکیب سوخت” شناخته میشود.
- فشردن ترکیب سوخت: سیلندر به بالاترین نقطه فشار داده میشود تا ترکیب سوخت فشرده شود. در این مرحله، ترکیب سوخت بسیار داغ و فشرده میشود و آماده برای احتراق میشود.
- ایجاد جریان اشتعال: زمانی که موتور نیاز به احتراق دارد، جریان اشتعال از سیستم جرقهزن (ignition system) به شمع ارسال میشود. این جریان به سربارههای شمع منتقل میشود و در نتیجه یک جرقه الکتریکی (جرقه اشتعال) درون سیلندر تولید میشود.
- احتراق ترکیب سوخت: جرقه اشتعال توسط ترکیب سوخت در سیلندر تشعشع میکند. این جرقه باعث انفجار ترکیب سوخت میشود و احتراق در سیلندر رخ میدهد. این احتراق انرژی لازم برای حرکت پیستون را ایجاد میکند.
- حرکت پیستون: احتراق ترکیب سوخت باعث حرکت پیستون به پایین در سیلندر میشود. این حرکت پیستون انرژی ایجاد شده توسط احتراق را به حرکت چرخ دندهها و در نهایت به چرخهای خودرو منتقل میکند.
- اخراج گازهای احتراقی: پس از احتراق، گازهای احتراقی توسط پیستون به بیرون سیلندر اخراج میشوند تا جایگزین شوند و موتور آماده به گام بعدی باشد.
- تکرار فرآیند: این فرآیند احتراق در هر سیلندر موتور تکرار میشود و به این ترتیب موتور توانایی تولید نیرو و حرکت را دارا میشود.
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؟
شمعهای موتور نقش بسیار مهمی در عملکرد موتورهای داخلی سوختی ایفا میکنند و نیاز به تعویض به موقع دارند. این تعویض به دلایل زیر بسیار حیاتی است:
- کاهش کارایی: با گذر زمان و استفاده مداوم، شمعهای موتور دچار خرابی و فرسودگی میشوند. این خرابیها میتوانند منجر به کاهش کارایی شمع شوند و اشتعال سوخت را به نحو مطلوبی انجام ندهند. این کاهش در عملکرد شمع باعث افت توان موتور، افزایش مصرف سوخت و افزایش آلودگی هوا میشود.
- افتراقی نامناسب: شمعهای فرسوده ممکن است در اثر خرابیها به نحوی کار نکنند که سوخت را به موقع و با دقت اشتعال دهند. این ممکن است باعث ایجاد سوزاننده نامناسب یا برخورداری از مشکلات اشتعال سوخت در موتور شود.
- افزایش مصرف سوخت: شمعهای فرسوده و نامناسب ممکن است باعث اشتعال نامناسب سوخت شوند و در نتیجه موتور برای انجاق سوخت بیشتری نیاز داشته باشد. این افزایش در مصرف سوخت به هزینه بیشتر برای سوخت و افزایش آلودگی محیط زیست منجر میشود.
- خرابیهای موتور: شمعهای فرسوده ممکن است به واسطه عدم اشتعال صحیح سوخت، به خرابیهای موتور منجر شوند. به طور معمول، این خرابیها میتوانند هزینه تعمیرات جدی و گرانقیمتی را به دنبال داشته باشند.
- آلودگی هوا: شمعهای فرسوده ممکن است منجر به افزایش آلودگی هوا شوند. اشتعال نامناسب سوخت باعث ایجاد آلایندههای مضر مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق (PM) در انتشارات خودرو میشود که به آلودگی هوا و بهداشت عمومی آسیب میزند.
به طور کلی، تعویض به موقع شمعهای موتور از لحاظ اقتصادی و بهداشتی بسیار حیاتی است. تعویض شمعها بر اساس راهنماییهای تولیدکننده خودرو یا به موقع توسط تعمیرکاران متخصص انجام شود تا عملکرد بهینه موتور حفظ شود و مشکلات جدیتری پیشگیری شود.
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.