معرفی شمع های سوزنی ایریدیوم و پلاتینیوم

در اتومبیل، شمع ابزاری است برای انتقال جرقه‌های متناوب برق داخل سیلندرها که در انتهای سیلندر و روی سرسیلندر در موتور اتومبیل نصب می‌شود و برق موتور که با حرکت متناوب دلکو به سر شمعها می‌رسد، طوری تنظیم شده که به هنگام فشردگی بخار بنزین در انتهای سیلندر جرقه‌ای از انتهای شمع ساطع شده، باعث انفجار بنزین و حرکت موتور می‌گردد.

دیاگرام کلی شمع خودرو

داستان شمع خودرو ، پیدایش ،مکانیزم و عملکرد

شمع خودرو در سالهای اخیر از لحاظ ساختار دچار تحولات بسیاری برای هماهنگی با ساختار موتورهای مدرن امروزی شده است . عمده تغییرات بر اساس نیازبه قدرت اشتعالزایی بالا برای موتورهای جدید که با سوخت رقیق ( lean mixture) کار می کنند و همچنین طول عمر بالابرای شمع بوجود آمده اند .

به مخلوط سوخت و هوا که توسط سیستم سوخت رسانی وارد موتور می گردد بر اساس نسبت هوا به سوخت که یک نسبت استاندارد می باشد سه حالت می توان نسبت داد .

نسبت 15 به 1 که نرمال نامیده می شود،اگر نسبت از 15 کوچکتر شود بطور مثال 13 مخلوط غنی یا rich خوانده می شود که باعث خام سوزی و بالا رفتن مصرف سوخت می گردد،اگر نسبت از 15 بزرگتر شود بطور مثال 17 مخلوط رقیق(فقیر) یا lean خوانده می شود یعنی مقدار سوخت نسبت به هوا کمتر از حد نرمال است.

این یک نکته بحرانی است که سوخت داخل هر سیلندر مشتعل شده و نیروی لازم را بوجود آورد در غیر این صورت سوخت بدون آنکه بسوزد محیط موتور را ترک کرده و افت قدرت وناهماهنگی در کارکرد موتور بوجود می آید .
از آن طرف هنگامی که مخلوط نسوخته به کاتالیزور می رسد باعث ایجاد دوده و گرفتگی در آن شده که متعاقبا" پس از چندی خروج گازهای موتور را با مشکل مواجه کرده و بازده موتور پایین می آید .

همچنین موتور با کارکرد ناقص باعث بوجود آمدن آلودگی در هوا می گردد. با عطش کارخانجات برای تولید موتورهایی با مصرف کمتر ، طراحی موتورها به سمت موتورهایی با سوخت فقیرپیش می رود و احتمال از دست دادن جرقه ( misfiring) به صورت یک مشکل جلوه می کند .

این یک نکته علمی اثبات شده است که یک الکترود باریک و نازک ( سوزنی شکل ) قابلیت شعله زایی (ignitibility) را بالا می برد ، ولی یک الکترود سوزنی از جنس نیکل ، یا ایتریم که شمع های عادی عمدتا" از آنها ساخته می شوند ، به سرعت در اثر کارکرد و حرارت شعله خود مصرف شده و قابلیت خود را از دست می دهند ، بنابراین سازندگان شمع خودرو برای ساختن شمعی که بتواند با ساختار سوزنی در محیط اتاقک انفجار خودرو کار کند به سمت فلزات گرانبها مانند ایریدیم و پلاتینیوم با قابلیتهای بالا کشیده شدند.

این یک نکته مهم است که شمع های عادی یک کالای مصرفی هستند که مانند روغن و فیلترها باید در سرویس های دوره ای خودرو برای حفظ کارآیی موتور تعویض گردند که خود جزو کارهای هزینه بر و در بعضی از موتورها با ساختار پیچیده و تنگی محیط موتور کاری سخت و زمان گیر است . همچنین شمع هایی که طول عمر کوتاه دارند در بازه زمانی کارکرد در موتور به سرعت کارآیی خود را از دست داده و به همین دلیل به سرعت تنطیم موتور خودرو را دچار مشکل می کنند . تمامی موتورهای جدید به استفاده از شمع های مقاومت دار(Resistor type) نیار دارند. یک شمع خودروی مقاومت دار شمعی است که دارای یک مقاومت 5k اهمی باشد. این مقاومت از انتقال نویزهای ایجاد شده توسط جرقه های شمع به سیستم الکتریکی ماشین جلوگیری می نماید. تداخل در فرکانسهای رادیویی اتومبیل به صورت صدای ناهنجار از باندهای رادیوی اتومبیل به گوش می رسد که بنا به استاندارد RFI (Radio Frequency Interference) یک نوع آلودگی غیرمجاز به حساب می آید .

همچنین RFI می تواند باعث زود از کار افتادن دیگر ادوات الکتریکی خودرو گردد به همین دلیل بکار بردن شمع با مقاومت درونی مناسب بسیار مهم است و خطر از کار افتادن ادواتی مانند ECU در خودروهایی مانند 206 در اثر این نویزهای ناخواسته مشاهده شده است . انتخاب و استفاده از شمع با بازه دمایی مناسب برای خودرو یک امر حیاتی است چرا که دمای سر شمع بین 450 و 870 درحه سانتیگراد می باشد ، در صورت انتخاب بازه هایی مغایر با این رنج امکان خود اشتعالی ویا دوده گرفتن شمع وجود دارد .

 وقتی که شمع سرد تر از شمع مناسب برای یک موتور انتخاب شود : دمای سر شمع جرقه کمتر از حد مجاز و باعث ایجاد دوده بر روی نقاط آتش می شود (سرهای الکترود) وقتی که سر الکترود دوده گرفت خود مانع از ایجاد جرقه های بعدی می شود.
وقتی که شمع گرمتر از شمع مناسب برای یک موتور انتخاب شود : دمای سر شمع بیش از حد بالا رفته و احتراق نامناسب پیش از زمان مطلوب بوجود می آورد که باعث ذوب شدن الکترودهای سر شمع شده و در نهایت باعث ذوب شدن یا شکستن پیستون و آسیب دیدگی قطعات موتور می گردد .

شمع های ولکر و NGK دارای هسته مسی هستند ، بکارگیری هسته مسی از سال 1958 در شمع برای انتقال بهتر حرارت از سر شمع به بیرون مرسوم است که خود از تکنولوژی پیچیده ای برخوردار است.

چرا به شمع های سوزنی ، شمع سوزنی گفته می شود؟؟

همانطور که در تصویر می بینید الکترود مثبت آنها به شکل سوزن نوک تیز است و این خاصیت باعث می شود که جرقه حاصله از شمع بسیار دقیق ، در راستای سیلندر و خیلی قوی تر از یک شمع معمولی باشد.زمانی که جرقه قوی تر باشد شعله حاصله از انفجار بزرگتر و در نتیجه بنزین داخل سیلندر بطور کامل سوخته، تمامی انرژی آن آزاد می شود.نتیجه این فرآیند کاهش مصرف سوخت ، افزایش شتاب و کاهش صدا و لرزش موتور خودرو می باشد که مورد آخر نشان دهنده بهتر کارکردن موتور و افزایش عمر قطعات موتور و کاهش استهلاک آن است.

شمع های موجود شامل دو گروه پلاتینیوم و ایریدیوم می باشند :

1. شمع های پلاتینیوم
جنس آلیاژ این گونه از شمع ها از فلز پلاتینیوم ساخته شده است که مقاومت حرارتی در حدود 2500 درجه سانتیگراد دارند. 
مقاومت حرارتی بالا باعث می شود در دمای زیاد و دور موتور بالا افت ولتاژ جرقه در سر شمع ها اتفاق نیافتد و کیفیت جرقه ثابت باقی بماند.
این حد از مقاومت حرارتی باعت می شود تا این شمع ها با توجه به کیفیت بنزین مصرفی در کشور ما تا حدود 100،000 کیلومتر عمر مفید داشته باشند

2. شمع های ایریدیوم
آلیاژ استفاده شده در این شمع ها فلز ایریدیوم است که مقاومت حرارتی آن حدود 4000 درجه سانتیگراد است .
در این شمع ها علاوه بر الکترود مثبت که سوزنی شکل و با آلیاژ ایریدیوم است، الکترود منفی هم دارای نقطه پلاتین است که باعث بوجود آمدن بالاترین و دقیق ترین حد جرقه در بین شمع های حرفه ای می شود .
این شمع ها نیز با توجه به سوخت مصرفی در داخل، عمر مفیدی معادل 150،000 کیلومتر دارند و درصورتی که از مکمل اکتان در سوخت استفاده شود طبیعتا این طول عمر افزایش پیدا می کند.

نکته: شمع های رایج در بازار از آلیاژ نیکل ساخته شده که تحمل حرارتی معادل 1000 درجه دارند و به همین دلیل عمر مفید آنها 20،000 کیلومتر است و بخاطر تخت بودن الکترود مثبت آنها جرقه کاملا نامنظم است و همین نکته باعث بالارفتن مصرف سوخت و خام سوزی می شود.

این نکته تاثیر بسزایی در مقرون بصرفه بودن شمع های سوزنی از لحاظ اقتصادی می گذارد.
عدم مراجعه به تعمیرگاه برای دفعات زیاد، صرفه جویی در وقت و هزینه های جانبی ، سلامت و طول عمر بیشتر قطعات موتور نتیجه استفاده از این نوع شمع ها برای خودرو شما می باشد.

مزایای شمع های سوزنی ایریدیوم و پلاتینیوم عبارتند از:

- افزایش بازده موتور با ایجاد شعله تا ۲۱٪ بزرگتر در اتاق انفجار موتور طبق استانداردهای جهانی
- کاهش میانگین مصرف سوخت در یک سیکل مشابه
- طول عمر تا ۵ برابر شمع های عادی (۱۰۰۰۰۰ کیلومتر گارانتی)
- سوخت بهتر مخلوط هوا و سوخت در سیلندر موتور و افزایش عمر کاتالیزور اگزوز و کاهش آلودگی هوا
- کارکرد نرم و روان موتور و افزایش عمر قطعات آن
- روشن شدن سریع و آسان در هنگام سرد بودن موتور

نکات کاربردی و مهم شمع خودرو

تفاوت شمع معمولی و سوزنی

انواع شمع از نظر سرد و گرم و آلیاژ

نوشتن دیدگاه