شمع‌ها نام خود را از نحوه احتراق سوخت در موتور احتراق داخلی گرفته‌اند. جرقه زمانی ایجاد می‌شود که یک شکاف کوچک بین دو الکترود باعث جهش الکتریسیته شود. این الکترون‌های جهشی باعث می‌شوند اتم‌ها در مسیری که الکتریسیته حرکت می‌کند به مولکول‌های اکسیژن و ذرات کربن تقسیم شوند. کربن با اکسیژن ترکیب می‌شود تا گاز دی اکسید کربن بیشتری ایجاد کند و اتم‌های هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و بخار آب را تشکیل می‌دهند. در این مقاله، یاد خواهید گرفت که هر چند وقت یک‌بار باید شمع خودرو را تعویض کنید، این شمع‌ها چگونه کار می‌کنند و چگونه می‌توانید تشخیص دهید که شمع‌های فعلی شما هنوز خوب هستند یا خیر.
شمع چیست؟
یک شمع، ولتاژ مورد نیاز برای شروع فرآیند سوزاندن هوا و بنزین را با هم فراهم می‌کند. این مخلوط نوعی انرژی ایجاد می‌کند که پیستون‌های متصل به میل لنگ را به حرکت در می‌آورد. بدون شمع، هیچ موتوری کار نمی‌کند.
یک شمع دارای سه قسمت است: یک الکترود مرکزی که در مرکز پوسته فلزی قرار دارد. الکترود(های) زمین که به انتهای سیلندر متصل می‌شوند و یک سیم مقاومت که در وسط هر دو پیچیده شده است.
هنگامی که یک جریان الکتریکی با ولتاژ بالا از الکترود مرکزی عبور می‌کند، از یک شکاف کوچک به الکترود زمین می‌پرد. مقاومت سیم مقاومت به اندازه کافی جریان را کاهش می‌دهد به طوری که به طرف دیگر شکاف قوس نمی‌دهد. در نتیجه جرقه باعث شعله‌ور شدن سوخت می‌شود.
کل این فرآیند خیلی سریع انجام می‌شود، اما سرعت آن بسته به نوع شمع متفاوت است. به عنوان مثال، یک شمع توزیع کننده فقط به چند میکرو ثانیه برای تولید جرقه نیاز دارد. در مقابل، یک شمع که با موتورهای تزریق مستقیم استفاده می‌شود ممکن است چندین میلی‌ثانیه طول بکشد تا جرقه ایجاد کند.
شمع‌ها چگونه کار می‌کنند؟
اکثر خودروهایی که پس از اواسط دهه 1970 تولید شده‌اند احتمالاً شکاف شمع‌های آن بین 0.02 اینچ تا 0.04 اینچ است. برخی از مدل‌های قدیمی شکاف‌های کوچک‌تری داشتند، در حالی که برخی دیگر شکاف‌های بزرگ‌تری داشتند. صرف نظر از این، همه شمع‌های مدرن از همین طراحی اولیه استفاده می‌کنند.
شمع‌های مدرن شامل چند سیم هستند زیرا هر سیلندر در موتور به مقادیر متفاوتی ولتاژ نیاز دارد. برای مثال، ممکن است سیلندر اول به 500 ولت نیاز داشته باشد، در حالی که سیلندر دوم به 1500 ولت نیاز داشته باشد. سازندگان، سیم‌های جداگانه را دور الکترود مرکزی می‌پیچانند و آنها را به کانکتورهای جداگانه متصل می‌کنند تا این تفاوت را برآورده کنند.
هر کانکتور شامل چهار یا هشت ترمینال است. تعداد پایانه‌های هر کانکتور به سال مدل خودرو بستگی دارد. مدل‌های قدیمی‌تر دارای چهار پایانه هستند، در حالی که مدل‌های جدید دارای هشت پایانه هستند.
برخی از تولید کنندگان هم یک شمع جرقه به نام کابل “spark advance” ارائه می‌کنند. این دستگاه به رانندگان اجازه می‌دهد تا زمان وقوع جرقه در هر چرخه چرخش موتور را تنظیم کنند.
وسایل نقلیه مختلف برای تکمیل مراحل مختلف در طول فرآیند احتراق به زمان‌های متفاوتی نیاز دارند. تنظیم زمان وقوع جرقه می‌تواند با بهبود کارایی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به بهبود عملکرد کمک کند.
انواع شمع خودرو
شمع‌ها انواع مختلفی دارند که بر اساس عوامل زیر تقسیم بندی می‌شوند:
اندازه شکاف
اندازه شکاف فاصله بین الکترود مرکزی و الکترود زمین است. به طور کلی با افزایش اندازه شکاف این فاصله کاهش می‌یابد. با این حال، این رابطه همیشه خطی نیست. به عنوان مثال، شکاف‌های بزرگ سریع‌تر از شکاف‌های کوچک فرسوده می‌شوند. بهتر است شمعی را انتخاب کنید که شکاف آن با اندازه شکاف موتور در حال تغییر، مطابقت داشته باشد.
مواد سیم
مواد سیم بیشتر از آهن، نیکل، کبالت، کروم، مس، نقره، طلا، تنگستن، پلاتین، مولیبدن، رودیم، ایریدیم، بور، کاربید سیلیکون، اکسید آلومینیوم و منگنز هستند که هر ماده مزایا و معایب مخصوصی دارد.
معمولاً آهن کمترین مقدار گرما را تولید می‌کند، اما به سرعت از بین می‌رود و نمی‌تواند در برابر دمای شدید مقاومت کند. نیکل در تولید گرما بهتر است، اما در شرایط پرتنش نسبت به سایر مواد راحت‌تر تجزیه می‌شود.
کبالت، کروم، مس و تنگستن استحکام، دوام و مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند، اما هزینه بیشتری دارند. نقره، طلا و پلاتین گران هستند، اما عمر آنها بیشتر از آهن و نیکل است. مولیبدن، رودیوم، ایریدیوم، بور، کاربید سیلیکون، اکسید آلومینیوم و منگنز در مقایسه با سایر مواد مقاومت حرارتی بهتری دارند، اما خیلی قوی و بادوام نیستند.
سیم مقاومت
طول و ضخامت سیم مقاومت تعیین می‌کند که چگونه در برابر قوس مقاومت می‌کند. سیم‌های کوتاه و نازک سریع‌تر از سیم‌های ضخیم‌تر می‌سوزند.
سیم‌های ضخیم‌تر، از سیم‌های نازک‌تر قوی‌تر هستند، اما زمانی که در معرض خاک و زباله قرار می‌گیرند سریع‌تر تخریب می‌شوند. پلاتین و پالادیوم بهتر از سایر مواد در برابر تخریب مقاومت می‌کنند.
روش ساخت
برخی از شمع‌ها با استفاده از رزوه پیچ ساخته می‌شوند، در حالی که برخی دیگر از فرآیندهای ماشینکاری استفاده می‌کنند. رزوه‌های پیچ به کاربران این امکان را می‌دهند که بدون از بین بردن بقیه موتور، کل قطعه را جدا کنند. اجزای ماشینکاری شده باید جایگزین شوند.
طول
سیم‌های بلندتر معمولاً قدرت بیشتری نسبت به سیم‌های کوتاه‌تر ارائه می‌دهند. سازندگان شمع گاهی اوقات طول‌های خاصی را برای کاربردهای خاص توصیه می‌کنند. به عنوان مثال، شخصی که با خودروی خود در مزرعه کار می‌کند باید از شمع‌های جرقه کوتاه‌تری استفاده کند نسبت به کسی که با خودروی هیبریدی رانندگی می‌کند.
هر چند وقت یک بار باید شمع خودرو را تعویض کنم؟
معمولاً تعویض شمع‌ها هر پنج سال یک بار انجام می‌شود با این حال، اکثر کارشناسان معتقدند تعویض زودتر شمع‌ها می‌تواند به موتور خودرو آسیب برساند.
طول عمر شمع به نوع شمع و شرایط دیگر هم بستگی دارد. به‌عنوان مثال شمع‌های مسی کوتاه‌ترین طول عمر را دارند، درحالی‌که شمع‌های ساخته‌شده از مواد پیشرفته‌تر و بادوام‌تر می‌توانند چهار برابر بیشتر از شمع مسی عمر کنند.
منبع: strutdaddys
