خودرو از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر یک از آنها نقش مهمی در عملکرد صحیح وسیله نقلیه دارند. برخی از این قطعات به‌ویژه در راه‌اندازی و کارکرد درست موتور، اهمیت ویژه‌ای دارند. شمع خودرو یکی از این قطعات در سیستم موتورهای احتراقی است. این قطعه انواع گوناگونی دارد و آگاهی از نشانه‌های خرابی آن برای هر راننده‌ای ضروری است تا بتواند زمان مناسب برای تعویض شمع خودرو را تشخیص دهد. در این مقاله از چین آپ به بررسی بیشتر این قطعه می‌پردازیم.
شمع خودرو چیست؟
شمع موتور خودرو یک قطعه کوچک و حیاتی در سیستم احتراق است که مسئول ایجاد جرقه برای انفجار مخلوط هوا و بنزین در سیلندرها می‌باشد. این انفجار نیروی لازم برای حرکت پیستون‌ها و چرخش میل‌لنگ را فراهم کرده و موتور خودرو را روشن می‌کند. این قطعه کوچک از قطعات برقی خودرو دارای اهمیت ویژه‌ای است که بیشتر با آن آشنا می‌شویم.
تاریخچه شمع خودرو
اولین شمع خودرو در اوایل قرن نوزدهم میلادی معرفی شد. در آن زمان موتورهای احتراقی تازه ساخته شده بودند و مهندسان در تلاش بودند تا راهی برای ایجاد جرقه درون سیلندر بیابند تا مخلوط سوخت و هوا به‌طور یکنواخت و مستمر منفجر شود و موتور بتواند به درستی کار کند.
گفته می‌شود در دهه ۱۸۶۰، مهندس بلژیکی-فرانسوی اتین لونوار از شمع‌های برقی برای موتور احتراقی خود استفاده کرد.
اما در سال ۱۸۹۸، نیکولا تسلا اختراع شمع را به نام خود ثبت کرد. دو سال بعد، مهندس آلمانی رابرت بوش سیستمی توسعه داد که در آن استفاده از شمع‌های ولتاژ بالا در موتورهای تجاری ممکن شد.
در دهه ۱۹۳۰، هلن بلر بارتلت، یک زمین‌شناس آمریکایی، سرامیک آلومینا را برای عایق‌کاری شمع خودرو معرفی کرد. در دهه‌های ۴۰ و ۵۰ میلادی، شمع‌های پولونیوم و بعد از آن شمع‌های با روکش نیکل و پلاتین وارد بازار شدند. شمع‌های ایریدیوم و پلاتینیوم نیز در دهه ۸۰ میلادی به بازار عرضه شدند.
اجزای شمع خودرو
شمع خودرو از پنج بخش اصلی تشکیل شده که در ادامه به آنها پرداخته‌ایم:
- الکترود مرکزی (مثبت): این الکترود که از آلیاژ نیکل، پلاتین یا ایریدیوم ساخته شده است، وظیفه انتقال برق با ولتاژ بالا برای ایجاد جرقه بین الکترود مثبت و منفی را بر عهده دارد.
- الکترود منفی (پلاتین): این الکترود که به شکل خمیده است، به بدنه شمع متصل می‌شود و جرقه‌ای میان خود و الکترود مثبت ایجاد می‌کند.
- بدنه فلزی رزوه‌ای: این بخش به سرسیلندر متصل می‌شود و شمع را در جای خود ثابت نگه می‌دارد.
- ترمینال: این بخش استوانه‌ای شکل در بالای شمع قرار دارد و وظیفه انتقال برق از کوئل به شمع را بر عهده دارد.
- عایق چینی: این عایق که از سرامیک ساخته شده است، الکترودها را در برابر ولتاژ بالا و دمای شدید موتور محافظت می‌کند.
نحوه عملکرد شمع خودرو
در هر بار چرخش میل‌لنگ، مخلوط سوخت و هوا از طریق سوپاپ‌ها وارد سیلندر شده و هم‌زمان با بالا رفتن پیستون فشرده می‌شود. در این فرآیند، باتری خودرو برق مورد نیاز کوئل را تأمین می‌کند و این برق از طریق سیم‌پیچ‌های داخلی کوئل به ولتاژی بسیار بالا تبدیل می‌شود (بین ۱۰ هزار تا ۲۵ هزار ولت). این ولتاژ به الکترود مرکزی شمع منتقل شده و باعث ایجاد جرقه یا قوس الکتریکی میان الکترودها می‌شود.
دمای جرقه شمع حدود ۱۰ هزار درجه سانتیگراد است که به اندازه کافی برای احتراق مخلوط هوا و بنزین درون سیلندر داغ می‌باشد. این احتراق موجب آزاد شدن انرژی زیادی می‌شود که پیستون را به پایین می‌فشارد و میل‌لنگ شروع به چرخش می‌کند. در نتیجه، موتور روشن می‌شود. این فرآیند در تمام سیلندرها تکرار می‌شود تا موتور همچنان کار کند. بعد از روشن شدن، برق مورد نیاز کوئل از دینام تأمین می‌شود.
دسته‌بندی انواع شمع خودرو
شمع‌های خودرو از جهات مختلفی مانند کد حرارتی، تعداد الکترود منفی و جنس الکترود مثبت دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه، این دسته‌بندی‌ها را توضیح می‌دهیم:
- از نظر انتقال حرارت
شمع‌های خودرو بر اساس توانایی انتقال حرارت خود به سه گروه تقسیم می‌شوند:
- شمع سرد: این شمع‌ها، که به آنها “پایه کوتاه” نیز گفته می‌شود، گرما را به‌سرعت به بدنه شمع و سرسیلندر منتقل می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود برای موتورهای با قدرت بالا، مانند موتورهای توربوشارژ، مناسب باشند. کد حرارتی آنها معمولاً اعدادی مانند ۹ یا ۱۰ است.
- شمع گرم: شمع‌های گرم، یا همان “پایه بلند”، به دلیل طراحی خاص خود حرارت را با سرعت کمتری دفع می‌کنند. این شمع‌ها مناسب موتورهای شهری یا با دور پایین هستند و کد حرارتی آنها اعدادی مانند ۴ یا ۵ است.
- شمع نیمه‌گرم: این نوع شمع‌ها از نظر طول پایه و میزان انتقال حرارت، بین شمع‌های سرد و گرم قرار می‌گیرند. این شمع‌ها مناسب موتورهای با عملکرد متوسط هستند و کد حرارتی آنها معمولاً بین ۵ تا ۱۰ است.
- از نظر تعداد الکترود
شمع‌های خودرو بر اساس تعداد الکترودها به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- شمع تک الکترودی: این نوع شمع تنها یک الکترود منفی دارد و عمر آن نسبت به مدل‌های چندالکترودی کمتر است.
- شمع چند الکترودی: شمع‌های چندالکترودی دارای ۲ تا ۴ الکترود منفی هستند. این طراحی باعث می‌شود در صورت خرابی یک الکترود، الکترودهای دیگر کار جرقه‌زنی را انجام دهند. این شمع‌ها برای خودروهای دوگانه‌سوز مناسب بوده و عمر بیشتری دارند.
- از نظر جنس الکترود مثبت
جنس الکترود مثبت شمع نیز عامل دیگری برای دسته‌بندی است:
- شمع‌های معمولی: این شمع‌ها دارای الکترود مثبت با سر تخت و گرد هستند که از آلیاژ نیکل ساخته شده‌اند. طول عمر و کیفیت جرقه‌زنی این شمع‌ها نسبت به مدل‌های پیشرفته کمتر است.
- شمع‌های سوزنی: الکترود مثبت این شمع‌ها باریک‌تر از مدل‌های معمولی است و جنس آنها از آلیاژهای گران‌قیمت‌تر مانند پلاتینیوم یا ایریدیوم است. این شمع‌ها جرقه‌زنی بهتری دارند و عمر طولانی‌تری ارائه می‌دهند.
- شمع پلاتینیوم: این نوع شمع از آلیاژ پلاتینیوم ساخته شده و نسبت به شمع‌های معمولی طول عمر و کیفیت جرقه بهتری دارد.
- شمع ایریدیوم: این شمع‌ها از آلیاژ ایریدیوم ساخته شده‌اند و بهترین کیفیت جرقه‌زنی و بیشترین طول عمر را ارائه می‌دهند. شمع‌های ایریدیوم معمولاً برای خودروهای پرقدرت و لوکس استفاده می‌شوند.
چه زمانی باید شمع خودرو را تعویض کرد؟
در صورت مشاهده کاهش قدرت موتور یا خام‌سوزی سوخت، ممکن است زمان تعویض شمع خودرو باشد. تغییرات ظاهری شمع مانند لکه‌ها، ترک خوردگی، تغییر رنگ چینی (قرمز، صورتی، زرد یا سبز)، آلودگی با بنزین یا ذوب شدن الکترود مرکزی نیز نشان‌دهنده فرسودگی آن است. عوامل اصلی شامل کاهش اکتان سوخت، رانندگی با سرعت بالا و حرارت بیش‌ازحد موتور هستند.
به‌طور کلی، در صورت مشاهده هر یک از این علائم، شمع خودرو باید تعویض شود تا از عملکرد مناسب موتور اطمینان حاصل شود.
بیشتر بدانید:
نشانه‌های خرابی شمع خودرو
خرابی شمع خودرو ممکن است بر عملکرد موتور تأثیر بگذارد. در زیر به علائم متداول اشاره شده است:
مشکل در روشن شدن موتور
اگر خودرو به سختی روشن می‌شود، به‌ویژه در هوای سرد، ممکن است شمع‌های آن نیاز به تعویض داشته باشند. شمع‌های خراب نمی‌توانند جرقه دقیق و قوی برای احتراق ایجاد کنند.
لرزش و ریپ زدن موتور
یکی از نشانه‌های خرابی شمع، لرزش یا ریپ زدن موتور، به‌خصوص در دورهای پایین، است. این مشکل معمولاً به دلیل جرقه ناقص و احتراق ناقص ایجاد می‌شود.
کاهش شتاب و قدرت موتور
خرابی شمع‌ها می‌تواند باعث کاهش توان و شتاب خودرو شود. احتراق ناقص در سیلندرها به‌طور مستقیم بر عملکرد موتور تأثیر می‌گذارد.
روشن شدن چراغ چک
روشن شدن چراغ چک می‌تواند نشان‌دهنده وجود مشکلات برقی در سیستم احتراق، از جمله خرابی شمع‌ها یا وایرها باشد. بهتر است خودرو با دستگاه دیاگ بررسی شود.
افزایش مصرف سوخت
اگر مصرف سوخت خودرو به شکل غیرعادی افزایش یابد، احتمال خرابی شمع‌ها وجود دارد. خرابی شمع‌ها می‌تواند منجر به احتراق ناقص و هدررفت سوخت شود.
دود سیاه از اگزوز
انتشار دود سیاه از اگزوز معمولاً نشان‌دهنده احتراق ناقص است. اگر شمع‌ها دوده‌زده باشند، تعویض آنها ضروری است.
دلایل خرابی شمع خودرو
شمع‌های خودرو ممکن است به دلایل مختلفی دچار خرابی شوند. در ادامه، اصلی‌ترین عوامل تأثیرگذار بر خرابی شمع‌ها بیان شده است:
1. استفاده طولانی‌مدت و فرسودگی شمع
با افزایش کارکرد خودرو و طی کردن مسافت‌های طولانی، الکترودهای شمع به مرور فرسوده شده و توانایی جرقه‌زنی آنها کاهش می‌یابد. این موضوع به کاهش عملکرد موتور منجر می‌شود. همچنین استفاده از شمع‌های غیراستاندارد، بی‌کیفیت یا عدم تنظیم صحیح موتور می‌تواند عمر مفید شمع را کاهش دهد.
2. آلودگی و کثیفی شمع‌ها
رسوب کربنی ناشی از احتراق ناقص می‌تواند بر روی سر شمع تجمع کرده و جرقه‌زنی شمع را مختل کند. علاوه بر این، نشت روغن به محفظه احتراق می‌تواند باعث تشکیل رسوبات روغنی روی شمع شود و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار دهد.
3. افزایش غیرعادی دمای موتور
خرابی سیستم خنک‌کننده، کمبود آب رادیاتور، یا خرابی فن می‌تواند منجر به افزایش دمای موتور و سرسیلندر شود. در شرایط دمایی بسیار بالا، شمع‌ها ممکن است آسیب ببینند. البته این نوع خرابی بیشتر در مواقعی رخ می‌دهد که موتور به طور غیرعادی داغ شود.
4. آسیب‌های فیزیکی
ضربه‌های ناشی از تصادف یا مشکلاتی مانند پاره شدن تسمه تایم می‌تواند به شمع‌ها آسیب برساند. در چنین شرایطی، شکستگی یا خم شدن الکترودها و دیگر اجزای شمع مشاهده می‌شود که استفاده از شمع را غیرممکن می‌سازد.
5. تنظیم نبودن فاصله فیلر شمع
فاصله استاندارد بین الکترود مثبت و منفی شمع، که به آن “فیلر شمع” گفته می‌شود، معمولاً بین 0.8 تا 0.9 میلی‌متر است. تغییر این فاصله به دلیل ضربه یا کارکرد طولانی می‌تواند باعث کاهش کارایی شمع شود. بررسی و تنظیم دورهای فیلر شمع مطابق با دستورالعمل‌های سازنده خودرو می‌تواند از این مشکل جلوگیری کند.
نکات خرید شمع خودرو
- به توصیه‌های دفترچه راهنمای خودرو توجه کنید.
- برای خرید شمع مناسب، از متخصصان و مکانیک‌های ماهر مشورت بگیرید.
- مطمئن شوید شمع خریداری‌شده اصل و متناسب با مشخصات موتور خودرو شما است.
چیناپ مرجع تخصصی لوازم یدکی خودروهای چینی
