دی
شمع و انواع و ساختار آن
در این مقاله قصد داریم در مورد 5 مدل از شمع‌های موجود در بازار (مسی – پلاتینی – ایریدیوم – دوبل پلاتینی و نقرهای ) نحوه کارکرد و ساختار آنها بهمراه طریقه نگهداری از آنها صحبت کنیم.
فهرست:
- شمع چیست
- ساختار شمع
- اصول کارکرد شمع
- انواع شمع
- تعمیر و نگهداری شمع‌ها
شمع چیست؟
بر اساس نحوه احتراق، موتورها به دو نوع موتور جرقه زنی و سیستم جرقه زنی تراکمی تقسیم می شوند. دستگاهی که در سیستم جرقه زنی برای احتراق مخلوط سوخت هوای فشرده در موتور جرقه زنی استفاده میشود، شمع نامیده میشود. همانطور که از نام آن پیداست، یک جرقه الکتریکی تولید می کند تا مخلوط را مشتعل کند.
برای خرید شمع کاترپیلار کلیک کنید
ساختار شمع
شمع به طور کلی از بخش‌های زیر تشکیل شده‌است:
-
1. عایق
از آلومینا با بالاترین درجه خلوص ساخته‌شده‌است. نقش عایق محافظت و عایق‌بندی قطعات شمع در برابر دمای بسیار بالای محفظه احتراق و جلوگیری از خروج ولتاژ بالا از الکترودها می‌باشد.
-
2. ترمینال
به یک سیم کشش بالا متصل است. جریان ولتاژ بالا از طریق این سیم از سیستم جرقه زنی عبور میکند.
-
3. حلقه، واشر عایق‌بندی
این کمک میکند که محفظه شمع و عایق به درستی و محکم از هم جدا باشند.
-
4. محور اصلی
جریان ولتاژ بالا را از ترمینال به الکترود مرکزی بدون تلفات قابل توجه تضمین میکند.
-
5. لایه بیرونی شمع
این یک پوسته بیرونی است که عایق را احاطه کرده‌است. این بخش عایق را پشتیبانی میکند و به نصب شمع در موتور کمک میکند.
-
6. مهر و موم شیشه‌ای
این قسمت به حفظ سفتی هوا بین عایق و محور مرکزی کمک میکند.
-
7. واشر
رزوه زنی روی این به موتور و محفظه کمک میکند تا محکم به یکدیگر بچسبند.
-
8. الکترود
یک الکترود مرکزی از آلیاژ نیکل ویژه ساخته‌شده‌است و مس در مرکز آن مهر و موم شده‌است تا هدایت حرارتی را افزایش دهد.
-
9. الکترود مرکزی
الکترود مرکزی به طور کلی از یک آلیاژ ایریدیوم ویژه ساخته‌شده‌است. این فلز کمیاب و گرانبها مانند پلاتین است و نیاز به ولتاژ برای یونیزه کردن هوای بین الکترودها و تولید جرقه را کاهش می‌دهد.
-
10. الکترود زمین
پتانسیل 0 ولت لازم را برای اختلاف پتانسیل خوب به منظور تولید جرقه الکتریکی فراهم می کند.
اصول کارکرد شمع ها
شمع به یک سیم پیچ احتراق یا مگنتو متصل است. این سیم پیچ احتراق یا مگنتو جریان ولتاژ بسیار بالایی تولید میکند. هنگامی که جریان ولتاژ بالا از سیم‌پیچ عبور میکند، اختلاف پتانسیل بسیار بالایی بین الکترود مرکزی و الکترود زمین ایجاد میشود. در ابتدا هیچ جریانی بین دو الکترود وجود ندارد، زیرا هیچ تماسی بین آنها وجود ندارد. اما، با افزایش ولتاژ و جریان ، یونیزه شدن گازها در شکاف بین مرکز و الکترود زمین بوجود می‌آید.
هنگامی که این اختلاف ولتاژ/پتانسیل بین دو الکترود بیشتر از قدرت دی الکتریک گازها باشد، گازها کاملاً یونیزه می‌شوند و جریان از آنها عبور میکند و جرقه تولید میکند. افزایش جریان ، دمای جرقه را تا 60000 کلوین افزایش می‌دهد.
انواع شمع
اساساً طبقه بندی شمع‌ها بر اساس موارد زیر انجام میشود:
1) قطعات به کار رفته در ساخت آنها
2) دمای عملیاتی
در زیر انواع پرکاربرد شمع‌ها بر اساس مواد به کار رفته در ساخت آنها آورده‌شده‌است:
- شمع‌های مسی
- شمع پلاتین
- شمع‌های ایریدیوم
- شمع دوبل پلاتین
- شمع‌های نقرهای
-
1. شمع مسی:
محبوب ترین شمع‌های موجود در بازار شمع‌های مسی هستند. یک پوشش نیکل در این شمع‌ها به عنوان الکترود استفاده میشود، اما هسته آن الکترود با مس نصب شده‌است. در حالی که مس رسانایی الکتریکی بسیار بالا و جرقه کافی را حتی در شرایط نامطلوب توربو شارژرها ارائه می‌دهد، اما در شرایط دمای بالا مشکل ذوب شدن دارد. بنابراین همراه با پوشش نیکل استفاده‌می‌شود. اکثر سازندگان خودرو با کارایی بالا از این شمع به دلیل کارایی آن استفاده‌می‌کنند.
-
2. شمع پلاتین:
همانطور که از نام این شمع پیداست در ساخت خود از پلاتین استفاده‌شده‌است. الکترود مرکزی از پلاتین ساخته‌شده‌است. پلاتین یک فلز گرانبها است. این باعث میشود این شمع‌ها بسیار گران باشند. لازم به ذکر است که پلاتین سخت تر از نیکل است. این باعث افزایش دوام کلی شمع میشود. در سایر شمع‌ها، با ساییدگی و پارگی الکترود مرکزی با گذشت زمان، فاصله بین الکترودها افزایش می‌یابد. اما در این شمع‌ها، الکترود مرکزی که از پلاتین ساخته‌شده‌است، چنین مشکلی ندارد. این شمع‌ها در برابر تجمع کربن مقاومت بیشتری دارند.شمع و انواع و ساختار آن
-
3. شمع‌های ایریدیوم:
هنگامی که نیاز به توان خروجی بالا از موتور وجود دارد، از شمع‌های ایریدیوم استفاده میشود. آنها یک جرقه بسیار کارآمد ارائه می‌دهند، بنابراین احتراق کامل و متعاقباً کارکرد نرم موتور را تضمین می‌کنند. همچنین این شمع‌ها در مقایسه با شمع‌های مسی طول عمر بیشتری دارند. تنها عیب این شمع‌ها قیمت بسیار بالای آنهاست.
-
4. شمع دوبل پلاتین:
آنها مانند شمع‌های پلاتین هستند. تنها تفاوت آنها این‌است که هر دو الکترود آنها از پلاتین ساخته‌شده‌است، یعنی الکترودهای زمین و همچنین الکترود مرکزی، هر دو از پلاتین ساخته‌شده‌اند.
-
5. شمع نقره ای:
همانطور که از نام آن فهمیده میشود، این شمع‌ها از نقره ساخته‌شده‌اند. آنها عملکرد بالا و همچنین هدایت حرارتی عالی را ارائه می‌دهند. آنها به طور کلی در اتومبیل‌های قدیمی اروپایی و موتورهای موتور سیکلت استفاده می‌شدند. تنها عیب آنها طول عمر کمتر و دوام کم است.
همراه با گازهای خروجی اگزوز و دیواره های سیلندر موتور، شمع ها نیز به دفع گرمای تولید‌شده در طول چرخه احتراق کمک می‌کنند. بنابراین بر اساس میزان اتلاف حرارت و دمای کارکرد، شمع ها دسته بندی دیگری دارند. آنها می توانند دو نوع باشند:
الف) شمع‌های داغ (Hot Spark Plugs)
آنها در محدوده دمای بالا کار می‌کنند. دلیل این نام این‌است که آنها گرمای کمتری را به دلیل سطح سرامیکی کمتر خود دفع می‌کنند. این کار الکترودها و نوک آن را داغ نگه می‌دارد و بنابراین، هر گونه رسوب کربن می‌سوزد و برای مدت طولانی باقی نمی‌ماند.
ب) شمع سرد(Cold Spark Plugs)
موتورهای با کارایی بالا به طور پیش فرض در دمای بالا کار می‌کنند. بنابراین، اگر از شمع‌های داغ استفاده کنیم، می‌توانند باعث احتراق پیش سوخت شوند، یعنی قبل از اینکه جرقه تولید شود، مخلوط سوخت هوا مشتعل میشود. این امر به دلیل وجود ذرات کربن درخشان است که توسط شمع‌های جرقه زنی داغ می‌سوزند.
بنابراین ما به یک شمع نیاز داریم که به خوبی گرما را دفع کند و در محدوده دمایی پایین تری کار کند. این شمع ها سطح سرامیکی بزرگ تری دارند و در نتیجه حرارت بیشتری دفع میشود. اما اشکال این‌است که هر از گاهی کربن روی الکترودها رسوب میکند. بنابراین برای عملکرد بهینه موتور باید از نوع صحیح شمع استفاده شود.
تعمیر و نگهداری شمع‌ها
1. انتخاب صحیح شمع‌ها
برای یک موتور با کارایی بالا، به یک شمع سرد نیاز داریم. این بخاطر این‌است که؛ اگر از شمع داغ استفاده کنیم مشکلاتی مانند پیش اشتعال به وجود می‌آید. در شرایط دمای بالا، الکترودها نیز می‌توانند مذاب شوند. اگر از شمع سرد با موتور کم کارکرد استفاده کنیم، گرما را به سرعت دفع میکند و در نتیجه باعث تاخیر در جرقه میشود. بنابراین انتخاب شمع‌ها باید بر اساس عملکرد موتور انجام شود.
2. پاک کردن الکترودها
شمع باید با دقت از ترمینال (با استفاده از آچار مخصوص ساخته‌شده برای شمع) خارج شود. سپس باید آن را در یک مایع رقیق‌تر مناسب مانند بنزین، گازوئیل یا ایزوپروپیل الکل غوطه‌ور کرد و خیس کرد. سپس رسوبات سخت پوسته‌شده را باید با استفاده‌از مسواک یا برس سیمی ( در صورتی که جدا کردن آنها با مسواک سخت باشد.) از روی الکترودهای شمع جدا کرد.
3. حفظ فاصله مناسب بین الکترودها
اگر فاصله زیادی بین الکترود مرکزی و الکترود زمین وجود داشته‌باشد، جرقه ضعیف خواهد بود. اگر شکاف خیلی کوچک باشد، جرقه‌ای وجود نخواهد داشت. بنابراین، دفترچه راهنمای وسیله باید بررسی شود تا شکاف بهینه بین الکترودها مشخص شود و شمع باید هر چند وقت یکبار بررسی شود تا ببینیم شکاف مورد نظر بین الکترودها وجود دارد یا خیر. برای اندازه گیری شکاف می توان از سکه یا سیم استفاده کرد. در صورتی که شکاف بیش از حد مورد نظر باشد، تنظیمات لازم باید با دقت زیادی انجام شود. مراقبت ویژه در مورد الکترود زمین مورد نیاز است، زیرا به راحتی در اثر ضربه جدا میشود.
تمیز کردن جای شمع
قسمتی که شمع در آن نصب میشود باید هر از چند گاهی تمیز شود. جمع شدن زباله‌های ناشی از احتراق در قسمت می‌‍تواند باعث ناهماهنگی شمع شود. بنابراین باید قبل از نصب شمع تمیز شود.
شمع و انواع شمع
شمع و انواع و ساختار آن