شمع خودرو چیست؟
خرابی شمع خودرو منجر به کاهش راندمان سیستم جرقه زنی و احتراق خودرو شده و به طور کلی عملکرد موتور را مختل می کند.
شمع خودرو یکی از انواع لوازم یدکی خودرو است که بر روی سرسیلندر قرار دارد. این قطعه از اصلی ترین اجزای سیستم احتراقی ماشین محسوب شده و نقش بسزایی را در فرآیند احتراق بازی می کند.
تمامی وسایل نقلیه ای که با سوخت های فسیلی کار می کنند، به کمک جرقه ای که توسط شمع ایجاد می شود، عملیات احتراق در داخل موتور خود را تکمیل می کنند.
به عبارتی دیگر، شمع با جرقه زدن، عملیات احتراق را آغاز کرده و انرژی مورد نیاز خودرو را تولید می کند.
همانند هر قطعه دیگری، اختراع و توسعه شمع نیز توسط دانشمندان متعددی صورت پذیرفته است. در سال 1860 میلادی، اتین لونوار (Etienne Lenoir) از یک شمع برقی در اولین موتور احتراق داخلی خود استفاده کرد. اختراع این شخص در سال 1886 میلادی، در آمریکا به ثبت رسید.
پس از ثبت اختراع شمع خودرو توسط اتین لونوار، پتنت های مختلفی از افراد مختلف در گذر زمان به ثبت رسیدند. از جمله این افراد، می توان به نیکولا تسلا (Nikola Tesla)، فردریک ریچارد سیمز (Frederick Richard Simms) و رابرت بوش (Robert Bosch) اشاره کرد.
اولین اختراعی که به صورت تجاری، در سیستم احتراق داخلی موتور و به عنوان یک شمع با ولتاز بالا مورد استفاده قرار گرفت، توسط مهندسی به نام گوتلوب هونولد (Gottlob Honold) از شرکت بوش ارائه شد. این اختراع تحول عظیمی را در موتور های احتراق داخلی ایجاد کرد.
شمع یک قطعه بسیار حساس از نظر طراحی به شمار رفته و علاوه بر تولید جرقه با ولتاژی حدود 12000 ولت، فشاری حدود 40 اتمسفر و دمایی حدود 2000 درجه سانتی گراد را در داخل سیلندر باید تحمل کند.
ساختمان داخلی شمع شامل الکترود، عایق چینی، واشر ها و … بوده که فرسودگی هر کدام از این اجزا، می تواند منجر به خرابی شمع خودرو باشد. این قطعه از یک طرف ولتاژ بالای برق را گرفته و از طرفی دیگر، با ایجاد جرقه، منجر به انفجار بخار فشرده شده بنزین در محفظه احتراق می شود. پس از ایجاد انفجار در محفظه احتراق، سیلندر ها به سمت پایین حرکت می کنند.
(جهت آشنایی بیشتر با عملکرد احتراقی خودرو، مقاله تحت عنوان (علائم خرابی سیستم جرقه زنی خودرو) را مطالعه فرمایید.)
قسمت فلزی که در داخل سیلندر پیچ می شود، پایه شمع نام دارد. قسمت سفید رنگ بالایی شمع نیز اصطلاحا “چینی” نام دارد. جنس چینی از نوعی سرامیک مصنوعی (و یا اکسید آلومینیوم) بوده و از آنجایی که شمع خودرو فشار و دمای بالایی را متحمل می شود، این قطعه دارای مقاومت بالای حرارتی و الکتریکی می باشد.
ترمینال بالاترین قسمت شمع بوده و به وایر متصل می شود. این قطعه رسانای قوی الکتریسیته بوده و مقاومت بالایی در برابر زنگ زدن دارد.
در قسمت انتهایی پایه شمع، زائده فلزی به نام الکترود منفی یا پلاتین وجود دارد. همان طور که از نام این قطعه مشخص است، وظیفه آن ایجاد قطب منفی، به منظور ایجاد جرقه می باشد.
از آنجایی که برای ایجاد جرقه و شروع فرآیند احتراق به هر دو قطب مثبت و منفی نیاز است، یک زائده مرکزی که نقش قطب مثبت را دارد، در مقابل الکترود منفی وجود داشته و بدین ترتیب، برقی که توسط کوئل تولید شده، تا داخل محفظه احتراق هدایت می شود.
الکترود مثبت از آلیاژ بسیار مقاوم که دارای ترکیبات نیکل، منگنز، کروم و … است، تشکیل شده است.
فاصله میان الکترود های مثبت و منفی “گپ” نامیده می شود. اندازه این فاصله بسیار حائز اهمیت یوده و بر اساس مواردی همچون میزان ولتاژ تولیدی کوئل، نسبت تراکم، نوع سوخت و … تعیین می گردد.
به طور معمول، بزرگی فاصله گپ، منجر به تولید جرقه بزرگتر و بهبود احتراق می گردد. از طرفی دیگر، این میزان فاصله زیاد، ولتاژ عبوری از کوئل و هم چنین دمای احتراق را بالا می برد. بنابراین طراحی مناسب و بهینه فاصله گپ، باید با دقت بالایی انجام شده و از فرسودگی قطعاتی همچون کوئل و به تبع آن خرابی شمع خودرو جلوگیری کرد.
تا به اینجا با شمع، ساختمان داخلی و عملکرد آن در سیستم احتراقی خودرو آشنا شدید. ما در ادامه این مقاله، به معرفی نشانه ها و دلایل خرابی شمع خودرو پرداخته و نقش این قطعه مهم در وسیله نقلیه شما را به صورت کاملتر بررسی خواهیم کرد. پس تا آخر این مقاله با ما همراه باشید.
علائم خرابی شمع خودرو
همانطور که در بخش پیش گفته شد، پیشرانه انرژی اولیه خود به منظور حرکت ماشین را از احتراق ناشی از جرقه شمع دریافت می کند. بنابراین در صورت خرابی شمع خودرو و عدم عملکرد مناسب آن و عدم احتراق کامل، موتور خودرو قادر به تامین انرژی لازم جهت حرکت ماشین نخواهد بود.
استفاده از شمع های استاندارد موجود در بازار به جای شمع های تقلبی، می تواند منجر به وارد شدن آسیب جدی به قطعاتی شود که با شمع در ارتباط هستند. از جمله این قطعات می توان به کوئل و کامپیوتر اشاره کرد.
ما در ادامه، انواع علائم و نشانه های مربوط به خرابی شمع خودرو را معرفی کرده و به توضیح مختصری در مورد آنها می پردازیم.
خرابی شمع خودرو دارای نشانه های زیر می باشد:
احتراق ناقص: وجود هر گونه مشکل در احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندر، منجر به احتراق ناقص می شود. هنگامی که احتراق به صورت کامل انجام نمی شود، مقدار سوختی که محترق نشده، منجر به انتشار آلودگی های زیادی از اگزوز خودرو می شود. این آلودگی ها، آسیب جدی به محیط زیست وارد می کنند.
در صورت خرابی شمع خودرو، احتراق به صوت ناقص انجام شده و در صورت عدم رسیدگی و تعویض به موقع آن، خسارات جبران ناپذیری به موتور وارد می شود.
لرزش و شنیدن صدا در حالت درجا: در صورت خرابی شمع خودرو، این قطعه عملکرد خود را به خوبی انجام نداده و منجر به لرزش در حالت درجا و سر و صدای بلند می شود.
جالب است بدانید که دلیل این اتفاق این است که سوختی که به دلیل احتراق ناقص سوزانده نشده، سنسور اکسیژن(حسگر اکسیژن) را به اشتباه می اندازد.
در واقع کاهش میزان سوخت داخل سیلندر، منجر به عدم تناسب نسبت سوخت و هوا شده و به تبع آن، سوخت به صورت ناقص می سوزد.
وجود مشکل در شتاب گیری: نشانه هایی همچون پاسخ گویی نامناسب موتور هنگام فشردن پدال گاز (به خصوص هنگام شتاب گیری) و تاخیر در عملکرد موتور در هنگام شتاب گیری، از نشانه های خرابی شمع خودرو می باشند.
به عبارتی دیگر، در صورتی که قدرت و کیفیت جرقه هایی که توسط شمع ایجاد می شوند پایینتر از حد استاندارد باشد، عملکرد کلی پیشرانه مختل می شود.
افزایش مصرف سوخت: در صورتی که میزان سوخت داخل سیلندر از حد معمول تعیین شده بیشتر باشد، و یا در صورتی که احتراق به صورت ناقص صورت پذیرد، عملکرد پیشرانه مختل می شود.
در صورت مختل شدن عملکرد موتور، وسیله نقلیه مجبور است سوخت بیشتری را بسوزاند. خرابی شمع خودرو مشکل را دوچندان کرده و بخشی از سوخت بدون سوزانده شدن، از خودرو خارج می شود.
روشن شدن دشوار خودرو: وجود هر گونه نقص و خرابی شمع خودرو، باعث می شود موتور به سختی روشن شده و کار کند. بدین ترتیب خودروی شما حرکت نکرده و به انرژی بیشتری جهت غلبه بر این اینرسی سکون نیاز است.
روشن شدن چراغ چک: خرابی شمع خودرو باعث می شود تا بنزین مشتعل نشده داخل کاتالیزور انباشته شود. سپس زمانیکه شرایط مساعد باشد، این سوخت درون کاتالیزور مشتعل شده و منجر به وارد شدن آسیب جدی به سرامیک های داخل کاتالیزور می شود.
این سرامیک ها بسیار ظریف بوده و با از دست رفتن فرم اصلی آنها، دچار گرفتگی می شوند. این گرفتگی باعث می شود تا کاتالیزور به درستی وظیفه خود را انجام نداده و میزان گاز های آلاینده خروجی از اگزوز خودرو افزایش می یابد.(جهت آشنایی بیشتر با انواع دود های خروجی از اگزوز خودرو، مقاله تحت عنوان “نشانه های دود خروجی از اگزوز خودرو” را مطالعه فرمایید.)
با گرفتگی کاتالیست، چراغ چک روشن شده، قدرت پیشرانه کاهش یافته، بوی نامطبوعی از اگزوز خارج شده و به تیع آن، سرعت وسیله نقلیه از یک حدی بالاتر نمی رود.
یکی دیگر از نشانه هایی که به شما کمک می کند تا خرابی شمع خودرو را تشخیص دهید، بررسی ویژگی های ظاهری آن است. مشخصات ظاهری شمع سالم و فرسوده به صورت زیر می باشند:
در صورتی که رنگ نوک چینی عایق، سفید متمایل به خاکستری باشد، یعنی دامنه حرارتی شمع صحیح بوده و پیشرانه از سلامتی نسبی برخوردار است. در چنین شرایطی، ماشین ریپ نزده و ساسات به درستی کار می کند.
در صورتی که رنگ چینی صورتی مایل به قرمز باشد هم، یعنی شمع خودروی شما سالم است. دلیل این قرمزی، به مواد افزودنی بر می گردد که به بنزین وارد می شود. این مواد بدون سرب بوده و به منظور افزایش اکتان سوخت، مورد استفاده قرار می گیرند.
در صورتی که شمع به بنزین آغشته شده باشد، بوی بخار بنزین به مشام می رسد. در این حالت، چینی سر شمع به رنگ زغال در می آید. علت این اتفاق هم به تنظیم نبودن ساسات، پاشش هوای غلیظ و مخلوط سوخت، وجود اشکال در سیستم جرقه زنی و نشت انژکتور سوخت می باشد.
در چنین شرایطی، موتور بد روشن شده و ریپ می زند. (توصیه می شود حتما مخلوط هوا و بنزین را کنترل کرده و سیستم برق، شمع ها و انژکتور را چک کنید).
یکی دیگر از ویژگی های ظاهری یک شمع ناسالم، می تواند ترک خوردگی چینی سر شمع باشد. دلیل این ترک خوردگی به مواردی همچون اکتان پایین سوخت بر می گردد.
گاهی سر شمع براق می شود. نقاطی از چینی به رنگ زرد متمایل به قهوه ای و گاهی هم به رنگ سبز در می آیند. علت این مورد هم به وجود یک سری ترکیبات سربی در بنزین بر می گردد. در چنین شرایطی، توصیه می شود شمع با درجه حرارت پایینتر تعویض گردد.
دلایل خرابی شمع خودرو
در بخش قبلی، به صورت کامل با نشانه های خرابی شمع خودرو آشنا شدید. ما در این بخش قصد داریم شما را با دلایل این خرابی آشنا کرده و امیدوار هستیم پس از آشنایی با این عوامل، با رسیدگی به موقع به شمع های خودروی خود، از بروز هزینه های هنگفت در آینده جلوگیری کنید.
اصلی ترین دلیل فرسودگی و خرابی شمع خودرو، کیفیت نامرغوب آن است. انواع برند های مختلف، دارای طول عمر های متفاوت می باشند.
در صورتی که از برند معتبری استفاده کرده باشید و هم چنین خودروی شما سالم باشد، بیشترین کیلومتری تعویض شمع ها برای شمع های استاندارد، بین 20-30 هزار کیلومتر، برای شمع های پلاتینیوم بین 50-60 هزار کیلومتر و برای شمع های ایریدیوم نیز 80-160 هزار کیلومتر می باشد.
هرچقدر شمعی که در خودروی خود استفاده می کنید مرغوبتر باشد، طول عمر مفید آن نیز بیشتر بوده و به مقادیر استانداردی که اشاره شد، نزدیکتر خواهد بود.
علاوه بر کیفیت شمع، موارد دیگری نیز در کاهش طول عمر این قطعه موثر بوده که در زیر به آنها اشاره خواهیم کرد:
در ادامه، هر کدام از موارد فوق را به صورت جداگانه بررسی می کنیم.
تجمع کربن: در صورتی که فیلتر هوای خودروی شما فرسوده شده باشد و یا در صورتی که سوخت غلیظی توسط انژکتور تزریق شود، احتراق به صورت ناقص صورت گرفته و کربن تولید می شود. این کربن بر روی شمع ها نشسته و موجب خرابی شمع خودرو می شود.
دمای بالا: دمای زیادی که از احتراق سوخت داخل سیلندر تولید می شود، یکی از عواملی است که باعث خرابی شمع خودرو می شود. در واقع افزایش بیش از حد دمای شمع ها، طول عمر آنها را کاهش داده و عملکرد کلی سیستم احتراق ماشین را مختل می کند.
روغن: در صورتی که روغن به داخل محفظه احتراق و بر روی شمع نفوذ کند، نوک شمع آسیب می بیند. در این صورت رینگ های اطراف پیستون نیز فرسوده شده و کارایی آنها کاهش می یابد.
