شمع خودرو چیست؟
خرابی شمع خودرو منجر به کاهش راندمان سیستم جرقه‌زنی و احتراق خودرو شده و به طور کلی عملکرد موتور را مختل می‌کند.
شمع خودرو یکی از انواع لوازم یدکی خودرو است که بر روی سرسیلندر قرار دارد. این قطعه از اصلی‌ترین اجزای سیستم احتراقی ماشین محسوب شده و نقش بسزایی را در فرآیند احتراق بازی می‌کند.
تمامی وسایل نقلیه‌ای که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند، به کمک جرقه‌ای که توسط شمع ایجاد می‌شود، عملیات احتراق در داخل موتور خود را تکمیل می‌کنند.
به عبارتی دیگر، شمع با جرقه زدن، عملیات احتراق را آغاز کرده و انرژی موردنیاز خودرو را تولید می‌کند.
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، پتنت‌های مختلفی از افراد مختلف در گذر زمان به ثبت رسیدند. از جمله این افراد، می‌توان 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 ولتاژ بالا مورد استفاده قرار گرفت، توسط مهندسی به نام گوتلوب هونولد (Gottlob Honold) از شرکت بوش ارائه شد. این اختراع تحول عظیمی را در موتورهای 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 سانتی‌گراد را در داخل سیلندر باید تحمل کند.
ساختمان داخلی شمع شامل الکترود، عایق‌چینی، واشرها و … بوده که فرسودگی هر کدام از این اجزاء، می‌تواند 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 می‌شود. پس از ایجاد انفجار در محفظه احتراق، سیلندرها به سمت پایین حرکت می‌کنند.
قسمت فلزی که در داخل سیلندر پیچ می‌شود، پایه شمع نام دارد. قسمت سفید رنگ بالایی شمع نیز اصطلاحاً “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 می‌شود، این قطعه دارای مقاومت بالای حرارتی و الکتریکی است.
ترمینال بالاترین قسمت شمع بوده و به وایر متصل می‌شود. 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 است.
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 بدین‌ترتیب، برقی که توسط کوئل تولید شده، تا داخل محفظه احتراق هدایت می‌شود.
الکترود مثبت از آلیاژ بسیار مقاوم که دارای ترکیبات نیکل، منگنز، کروم و … است، تشکیل شده است.
فاصله میان الکترودهای مثبت و منفی “گپ” نامیده می‌شود. اندازه این فاصله بسیار حائز اهمیت بوده و براساس مواردی همچون میزان ولتاژ تولیدی کوئل، نسبت تراکم، نوع سوخت و … تعیین می‌گردد.
به طور معمول، بزرگی فاصله گپ، منجر به تولید جرقه بزرگتر و بهبود احتراق می‌گردد. از طرفی دیگر، این میزان فاصله زیاد، ولتاژ عبوری از کوئل و هم‌چنین دمای احتراق را بالا می‌برد. 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 نشانه‌ها 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 می‌کند. بنابراین در صورت خرابی شمع خودرو و عدم عملکرد مناسب آن و عدم احتراق کامل، موتور خودرو قادر به تأمین انرژی لازم جهت حرکت ماشین نخواهد بود.
عدم استفاده از شمع‌های استاندارد موجود در بازار به جای شمع‌های تقلبی، می‌تواند منجر به وارد شدن آسیب جدی به قطعاتی شود که با شمع در ارتباط هستند. از جمله این قطعات می‌توان به کوئل و کامپیوتر اشاره کرد.
ما در ادامه، انواع علائم و نشانه‌های مربوط به خرابی شمع خودرو را معرفی کرده و به توضیح مختصری در مورد آنها می‌پردازیم.
خرابی شمع خودرو دارای نشانه‌های زیر است:
- احتراق ناقص
- لرزش و شنیدن صدا در حالت درجا
- وجود مشکل در شتاب‌گیری
- افزایش مصرف سوخت
- روشن شدن دشوار خودرو
- روشن شدن چراغ چک
احتراق ناقص: وجود هرگونه مشکل در احتراق مخلوط سوخت و هوا درون سیلندر، منجر به احتراق ناقص می‌شود. هنگامی که احتراق به صورت کامل انجام نمی‌شود، مقدار سوختی که محترق نشده، منجر به انتشار آلودگی‌های زیادی از اگزوز خودرو می‌شود. این آلودگی‌ها، آسیب جدی به محیط زیست وارد می‌کنند.
در صورت خرابی شمع خودرو، احتراق به صوت ناقص انجام شده و در صورت عدم رسیدگی و تعویض به موقع آن، خسارات جبران‌ناپذیری به موتور وارد می‌شود.
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 می‌شود.
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 می‌اندازد.
در واقع کاهش میزان سوخت داخل سیلندر، منجر به عدم تناسب نسبت سوخت و هوا شده و به تبع آن، سوخت به صورت ناقص می‌سوزد.
وجود مشکل در شتاب‌گیری: نشانه‌هایی همچون پاسخ‌گویی نامناسب موتور هنگام فشردن پدال گاز (به خصوص هنگام شتاب‌گیری) و تأخیر در عملکرد موتور در هنگام شتاب‌گیری، از نشانه‌های خرابی شمع خودرو هستند.
به عبارتی دیگر، در صورتی که قدرت و کیفیت جرقه‌هایی که توسط شمع ایجاد می‌شوند پایینتر از حد استاندارد باشد، عملکرد کلی پیشرانه مختل می‌شود.
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 می‌شود.
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 می‌شود.
روشن شدن دشوار خودرو: وجود هر گونه نقص و خرابی شمع خودرو، باعث می‌شود 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 می‌شود 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 سرامیک‌های داخل کاتالیزور می‌شود.
این سرامیک‌ها بسیار ظریف بوده و با از دست رفتن فرم اصلی آنها، دچار گرفتگی می‌شوند. این گرفتگی باعث می‌شود تا کاتالیزور به درستی وظیفه خود را انجام نداده و میزان گازهای آلاینده خروجی از اگزوز خودرو افزایش می‌یابد.
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 نمی‌رود.
یکی دیگر از نشانه‌هایی که به شما کمک می‌کند تا خرابی شمع خودرو را تشخیص دهید، بررسی ویژگی‌های ظاهری آن است. مشخصات ظاهری شمع سالم و فرسوده به صورت زیر هستند:
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 می‌کند.
در صورتی که رنگ چینی صورتی مایل به قرمز باشد هم، یعنی شمع خودروی شما سالم است. دلیل این قرمزی، به مواد افزودنی برمی‌گردد که به بنزین وارد می‌شود. این مواد بدون سرب بوده و به منظور افزایش اکتان سوخت، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در صورتی که شمع به بنزین آغشته شده باشد، بوی بخار بنزین به مشام می‌رسد. در این حالت، چینی سر شمع به رنگ زغال در می‌آید. علت این اتفاق هم به تنظیم نبودن ساسات، پاشش هوای غلیظ و مخلوط سوخت، وجود اشکال در سیستم جرقه‌زنی و نشت انژکتور سوخت است.
در چنین شرایطی، موتور بد روشن شده و ریپ می‌زند. (توصیه می‌شود حتماً مخلوط هوا و بنزین را کنترل کرده و سیستم برق، شمع‌ها و انژکتور را چک کنید).
یکی دیگر از ویژگی‌های ظاهری یک شمع ناسالم، می‌تواند ترک خوردگی چینی سر شمع باشد. دلیل این ترک خوردگی به مواردی همچون اکتان پایین سوخت بر می‌گردد.
گاهی سر شمع براق می‌شود. نقاطی از چینی به رنگ زرد متمایل به قهوه‌ای و گاهی هم به رنگ سبز در می‌آیند. علت این مورد هم به وجود یک سری ترکیبات سربی در بنزین بر می‌گردد. در چنین شرایطی، توصیه می‌شود شمع با درجه حرارت پایینتر تعویض گردد.
دلایل خرابی شمع خودرو
در بخش قبلی، به صورت کامل با نشانه‌های 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 شمع‌های خودروی خود، از بروز هزینه‌های هنگفت در آینده جلوگیری کنید.
اصلی‌ترین دلیل فرسودگی و خرابی شمع خودرو، کیفیت نامرغوب آن است. انواع برندهای مختلف، دارای طول عمرهای متفاوت هستند.
در صورتی که از برند معتبری استفاده کرده باشید و هم‌چنین خودروی شما سالم باشد، بیشترین کیلومتری تعویض شمع‌ها برای شمع‌های استاندارد، بین 20-30 هزار کیلومتر، برای شمع‌های پلاتینیوم بین 50-60 هزار کیلومتر و برای شمع‌های ایریدیوم نیز 80-160 هزار کیلومتر است.
هرچقدر شمعی که در خودروی خود استفاده می‌کنید مرغوبتر باشد، طول عمر مفید آن نیز بیشتر بوده و به مقادیر استانداردی که اشاره شد، نزدیکتر خواهد بود. در غیر این صورت، راننده وسیله نقلیه مجبور به خرید شمع خودرو و یا تعویض آن خواهد بود.
علاوه بر کیفیت شمع، موارد دیگری نیز در کاهش طول عمر این قطعه مؤثر بوده که در زیر به آنها اشاره خواهیم کرد:
در ادامه، هر کدام از موارد فوق را به صورت جداگانه بررسی می‌کنیم.
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 می‌شود. این کربن بر روی شمع‌ها نشسته و موجب خرابی شمع خودرو می‌شود.
دمای بالا: دمای زیادی که از احتراق سوخت داخل سیلندر تولید می‌شود، یکی از عواملی است که باعث خرابی شمع خودرو می‌شود. در واقع افزایش بیش از حد دمای شمع‌ها، طول عمر آنها را کاهش داده و عملکرد کلی سیستم احتراق ماشین را مختل می‌کند.
روغن: در صورتی که روغن به داخل محفظه احتراق و بر روی شمع نفوذ کند، نوک شمع آسیب می‌بیند. در این صورت رینگ‌های اطراف پیستون نیز فرسوده شده و کارایی آنها کاهش می‌یابد.