با شنيدن نام شمع spark plugs ممكن است سوالاتي مانند؛ شمع چیست ؟ شمع در موتور اتومبیل چه كاری را انجام می دهد؟ به ذهنتان خطور كند. حال به بررسي و شرح مختصري از اين قطعه در موتور اتومبيل مي پردازيم.
ساختار شمع شمعها بطور كلی از چندین بخش تشكيل شدهاند:1)بخش فلزی2)عايق چينی3)الكترودها4)واشرها5)مهره سرشمع6)پودرهوا بند
بخش فلزی يا بدنه:
هر شمع دارای يك بخش فلزی است. بالای اين قسمت فلزی به شكل شش گوش است تا شمع به طور محكم درجای خود نصب شود.قسمت پايين اين بخش رزوه شده به روی سر سيلندر پيچيده میشود يك الكترود منفی از قسمت پايينی بخش بيرون آمده است، يك واشر نسوز در زير رزوهها قرار دارد كه در مقابل لبه بيرون آمده جای گرفته است در محل قرار گرفتن شمع در سر سيلندر موتور واشر مسی با تركيبی از مس و آزبست با مقطع يو شكل (u) قرار گرفته تا از نشت گاز در اتاقك احتراق به خارج جلوگيری شود، در ضمن محل نصب بعضی از شمعها به شكل اوريب بوده و به خوبی آب بندی میشود. بیشتر شمهای امروزی دارای پیچی به قطر ١٤ میلیمتر می باشد. هر چند بعضی از شمع ها دارای ١٨ میلیمتر قطر و بعضی دیگر قطرشان١٠ میلیمتر است. معمولاً رزوه ها با گام ٢/١ یا ٥/١ میلیمتری می باشند که طبق مشخصات پیچ پایه شمع ها عبارتست از ٢٥/١ گاهی هم پیچ های قطورتراز ١٤ برای موتورهای دو زمانه و قطر کمتربرای موتور سیکلتها ساخته می شود.پایه شمع وقتی در سر سیلندر قرار گرفت بایدبا اطاق احتراق تراز باشد.چنانچه کوتاه تر انتخاب شود موجب جرم گیری شده و اگر بلندتر باشد قسمت بیرون زده داغ می ماندو در هر دو صورت ایجاد خودسوزی می کند.
عايق شمع :
عايق شمع از جنس نوعی سراميك است كه دربرابرحرارت، فشار و ولتاژ بالا بسيار مقاوم است.اين عايق طوری قرار داده شده كه از پوسته صدفی بيرونی، به وسيله يك واشر نسوز داخلی و تركيبات آب بندی كننده كاملا جدا است.
اين عايق علاوه براين كه الكترودمركزی رانگه میدارد به منزله يك محافظ برای الكترود نيز هست و جريان الكتريسيته مجبور است فقط از داخل الكترود بگذرد.عايق بايد در مقابل حرارت زياد، خنك شدن و لرزش مقاومت داشته باشد قسمت بالايی عايق كه درمعرض گرد و خاك است بايد هميشه تميز نگه داشته شود تا از هدر رفتن الكتريسته جلوگيری شود. در بعضی از انواع شمعها، عايقهای پشتهای وجود دارند كه گاه گاه میتوان از طريق اين پشته گثافتهاي جمع شده را دور انداخت.
الكترودها :
شمع دارای دو الكترود مياني (مثبت) و كناری (منفی) است كه به بدنه آن متصل هستند. الكترود ميانی در وسط عايق سراميكی قرار گرفته و در مقابل فشار زياد تا ٤٠ اتمسفر و حرارت بالا تا ٢٠٠٠ درجه سانتيگراد مقاوم است. الكترود كناری به پوسته فلزی چسبيده و با الكترود ميانی فاصله هوائی دارد كه فاصله دهانه شمع ناميده میشود. فاصله بين دهانه دو الكترود شمع، نخستين عامل جرقه زنی است. اين فاصله بايد مطابق خصوصيات موتور باشد،اگر فاصله دو الكترود خيلی كم باشد، جرقه ضعيف شده و موجب بد كار كردن و روشن نشدن موتور میشود.اگر فاصله دو الكترودخيلی زياد باشد، موتور در دورهای كم خوب كارخواهد اما در دورهای زياد يا داشتن بار،به كوئل فشار زيادی میآيد و موجب روشن نشدن و يا بد كاركردن موتور ميشود. سطح الكترودها در قسمتی كه روبروی هم قرار میگيرند بايد كاملا موازی و به شكل چهار گوش باشند، به اين طريق جهش جرقه از دهانه شمع راحت تر صورت میگيرد.
عملكرد شمع :
شمعها دارای دو قسمت هادی يا الكترود میباشند. يك الكترود به سيم درب دلكو و ديگری به بدنه، سر ديگر هريك از الكترودها در شمع و به فاصله كمی از يكديگر قرار دارند، موجی از ولتاژ قوی سبب القای اتصال می شود، جريان الكتريكی از كوئل به داخل درب دلكو گرديده و از آنجا از طريق وايرها به يكی از الكترودهای شمع میرسد.
كامل كردن مدار برق يكی از كارهای مهم سيم پيچ ثانويه است، حقيقت مهم ديگر آن است كه وقتی كه جريان الكتريسيته از شكاف و فاصلة بين دو الكترود انتهای شمع مي گذرد، يك جرقه ايجاد میشود و اين آخرين كاری است كه مدار جرقه زنی انجام میدهد.
معنای، شمع سرد و شمع گرم و محدوده حرارتی :
انواع شمع از نظرساختار جدید و کاربرد آنها :شمع سوپر(c) شمع مقاومتی يا رزيستور (r)شمعهای (سه الكترود) مسابقهای يا سه پلاتينه (d)شمع با الكترود پلاتين (p) .ويژگيهای فنی شمع سوپر(c): ١(كاهش مصرف2)جرقه دقيق و مطمئن به محض استارت زدن، به ويژه در هوای سرد٣)عملكرد مناسب موتور به دليل داشتن الكترود ميان مسی بسيار رسانا در وضعيتهای آب و هوايی بسيار متفاوت4)برخورداری از طراحی مخصوص برای سوزاندن ذرات پس مانده و جلوگيری از جرم گرفتن دهانه شمع٥)احتراق كامل سوخت٦)صرفه جويی ارزی٧)طول عمر بيشتر٨)حذف سيستم پارازيت گيری9)مهمتر از همه كاهش آلودگی هوا . شمع سوپر يا ترموالاستيك (cu-electrode ) :
شمع ترموالاستيك يا سوپر cu-electrode، شمعهايی با تكنولوژی برتر با الكترودهاي آلياژی cpper-core مي باشند.اين شمعها رسانایی حرارتی بهتر، دسترسی سريعتر به دمای خود پاكسازی (self-cleaning) و حذف لايه نرم ته نشين شده كربن را باعث می شوند كه به نوبه خود احتراق مناسب تر و جرقه قوی تر و كار آیی بهتر موتور را تضمين می مايد. شمع سوپر دارای نشانه( c ) بعد از شماره مشخصه می باشد.شمعها با الكترود مغز مسی(copper cored) برای بهبود بخشی به بخش حرارتی و مقاومت در برابر رسوب گيری طراحی شده است. اين موضوع خصوصاَ درموتورهای كوچك تر و مدرن مهم می باشد و اجازه می دهدكه درمحدوده دماهای وسيع تری كارایی را داشته باشد، در بقيه خواص، شمعهای سوپر مطابق با شمعهای استاندارد(معمولی) می باشند.
شمع رزیستور يا شمع ضد تداخل (r ) :
با افزايش استفاده از باندهای vhf و uhf برای ارسال برنامه های راديویی و تلويزيونی، بسياری از كشورهای جهان قواعدی را برای كنترل تداخل امواج صادره از شمع اتومبيل در امواج مذكور وضع كرده اند،(زيرا ممكن است از راديو و يا تلويزيون كه از باندهای فوق استفاده می كنند در اتومبيل استفاده شود).شمع (سه الكترود) مسابقهای يا سه پلاتينه (d) :
توسعه صنعت خودرو، اخيراَ نيازهای سرويس كردن و مونتاژ قطعات را بهبود بخشيده و قسمتهای مصرفی راكاهش داده اند، به اين منظور عمر شمعها را افزايش داده اند.شمع با الكترود پلاتين (p) :
الكترود مركزی اين گونه شمعها از آلياژهای پلاتینی مقاوم به سايش كه تحت عمليات خاصی توليد شده اند، می باشد. آلياژ پلاتين هادی حرارتی و الكتریکی خوبی می باشد. سرعت سايش الكترود مركزی در اثر خوردگی، سايش و سوختن، در نتيجه جرقه زدن شديداَ كاهش يافته است، در اين روش فاصله بين الكترودها و ولتاژ مورد نياز برای احتراق تقريباَ ثابت می ماند.با توسعه دماغه عايق و جا زدن الكترودهای پلاتینی، دماغه عايق می تواند به آسانی گرم شود. درفشارهای بالا موتور، پراكندگی حرارت افزايش می يابد، شمعهای فوق روشن شدن موتور را آسان تر می كنند و اغلب با قدرت انباشتگی پايين تركه عرضه می كند، مصرف سوخت پايين تر و بهره وری بالاتر می باشد. شمعها با الكترود پلاتینی، با پسوند(p) در كد گذاری مشخص می شوند.
منبع: