انواع شمع خودرو

شمع خودرو یکی از اجزاء حیاتی در سیستم اشتعال موتور خودروها می‌باشد. این قطعه کوچک اما حائز اهمیت، مسئول ایجاد هماهنگی و اتصال بین سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور است.انواع مختلفی از شمع خودرو در بازار وجود دارد که شاید هنگام خرید شما را سر در گم کند در این مقاله به بررسی انواع شمع و ویژگی های مختلف آن پرداخته ایم.

ساختار شمع خودرو:

شمع خودرو از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه مشخصی را در فرایند اشتعال ایفا می‌کنند. اجزاء اصلی یک شمع خودرو عبارت‌اند از:

الف. بدنه (Shell):

بدنه شمع از جنس فولاد است و عمدتاً به عنوان قسمتی جهت جلوگیری از پخش گرمای ایجاد شده در محفظه احتراق استفاده می‌شود.

ب. اتصال الکترودها (Electrode):

دو الکترود موجود در شمع به عنوان مسیر هدایت جریان الکتریکی برای ایجاد هاله‌ی الکتریکی جهت اشتعال سوخت و هوا کار می‌کنند.

ج. هسته (Insulator):

هسته شمع معمولاً از سرامیک یا مواد عایق دیگر تشکیل شده است و وظیفه جداسازی الکترودها از بدنه شمع را دارد تا جریان الکتریکی به محل ناحیه احتراق هدایت شود.

د. روکش مقاوم (Resistor):

برخی از شمع‌ها دارای روکش مقاوم هستند که وظیفه کاهش تداخلات الکتریکی با سیستم‌های رادیویی خودرو را برعهده دارد.

عملکرد شمع خودرو:

عملکرد شمع خودرو بسیار مهم و پیچیده است و در فرایند اشتعال موتور خودرو نقش حیاتی ایفا می‌کند

هنگامی که کلید اشتعال خودرو را روشن می‌کنید، باتری جریان الکتریکی را ارسال می‌کند و سیستم اتصال الکترودها در شمع برقرار می‌شود. جریان الکتریکی از الکترود مثبت به منفی جریان پیدا می‌کند، هاله‌ای از جرقه ورقه و جوش را در ناحیه احتراق ایجاد می‌کند و در نتیجه سوخت و هوا در محفظه احتراق به طور یکنواخت و همزمان اشتعال می‌شوند.

هدایت جریان الکتریکی:

هنگامی که کلید اشتعال را روشن می‌کنید، باتری جریان الکتریکی را ارسال می‌کند. این جریان الکتریکی از الکترود مثبت به منفی (Ground) در شمع جریان پیدا می‌کند. این جریان الکتریکی، هاله‌ای از جرقه ورقه و جوش در ناحیه احتراق (سوپاپ‌های ترکیب) ایجاد می‌کند.

ایجاد هاله الکتریکی:

هنگامی که جریان الکتریکی از الکترود مثبت به منفی عبور می‌کند، انرژی بالقوه ایجاد می‌شود که منجر به جرقه‌زنی می‌شود. جرقه‌های الکتریکی ایجاد شده توسط شمع در ناحیه احتراق هاله‌ای از سوخت و هوا (مخلوط سوختی) را به طور یکنواخت و همزمان اشتعال می‌کنند.

اشتعال سوخت و هوا:

هاله الکتریکی که توسط جرقه‌های شمع ایجاد می‌شود، منجر به اشتعال سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور می‌شود. این اشتعال منجر به انفجار سوخت و هوا می‌شود که باعث تولید نیروی مکانیکی است که انتقال آن به سیستم‌های دیگر موتور و در نتیجه حرکت خودرو می‌شود.

تقسیم‌بندی شمع ماشین بر چه اساس است؟

تقسیم‌بندی شمع‌های ماشین معمولاً بر اساس مواد الکترود، ساختار و کاربردهای خاص انجام می‌شود

بر اساس مواد الکترودی:

1. شمع‌های معمولی (Conventional Spark Plugs):
2. شمع‌های پلاتینیومی (Platinum Spark Plugs):
3. شمع‌های ایریدیومی (Iridium Spark Plugs):
4. شمع‌های پلاتینیوم-ایریدیومی

بر اساس ساختار حرارتی:

• شمع‌های سرد (Cold Spark Plugs):
• شمع های نیمه گرم Half-Heat Range Spark Plug
• شمع‌های گرم (Hot Spark Plugs):

بر اساس کاربرد:

شمع‌های عمومی :  این مدل برای اکثر خودروها و شرایط عمومی مفید است

شمع‌های عملکرد بالا:   مناسب برای خودروهایی مسابقات، یا موتورهای اسپرت

شمع‌های مصرف کمتر سوخت

انواع شمع بر اساس ساختار حرارتی:

شمع سرد چیست

شمع سرد (Cold Spark Plug) نوعی شمع خودرو است که به ویژه برای استفاده در شرایط سردسیر طراحی شده است  این شمع‌ها که از نوع پایه کوتاه هستند، حرارت را با سرعت بیشتری منتقل کرده و از دست می‌دهند. در مناطق با دماهای پایین و هنگامی که خودرو مدت زمان طولانی در دماهای کمتر از معمول قرار دارد، استفاده از شمع‌های سرد ضروری است.

شمع‌های سرد از الکترود‌هایی تشکیل شده‌اند که سریع‌تر و با دمای کمتری جرقه می‌زنند و در نتیجه برای اشتعال سوخت در دماهای پایین بهینه‌اند. وقتی که هوا سرد می‌شود، تراکم هوا در محفظه احتراق افزایش می‌یابد و نیاز به گرمای بیشتری برای اشتعال سوخت وجود دارد. به همین دلیل، شمع‌های سرد با ایجاد جرقه با دماهای پایین کمک می‌کنند تا سوخت در شرایط سردسیر به درستی اشتعال کند و موتور را راه‌اندازی کند.

شمع‌های سرد به طور عمده برای خودروهای دیزلی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ زیرا موتورهای دیزلی نیاز به شرایط گرم‌تری برای اشتعال دارند. اما برخی خودروهای بنزینی نیز ممکن است در مناطق با دماهای بسیار پایین و یا در شرایط خاص، از شمع‌های سرد استفاده کنند تا مشکلات اشتعال در دماهای پایین را کاهش دهند.

شمع نیمه‌گرم

شمع نیمه‌گرم (Half-Heat Range Spark Plug) نوعی شمع خودرو است که کاربرد خاصی در برخی از موتورها دارد این دسته از پایه‌های بلندتری نسبت به شمع سرد برخوردارند و توان انتقال حرارت کمتری دارند. این نوع شمع‌ها میان‌رنج (نیمه‌رنج) حرارتی بین شمع‌های گرم‌کار و سرد واقع می‌شوند. این ترمینولوژی معمولاً در شمع‌های دیزلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای کاربردهای خاصی طراحی شده است.

مزایای استفاده از شمع‌های نیمه‌گرم به عنوان جایگزین شمع‌های گرم‌کار یا سرد عبارت‌اند از:

اشتعال بهتر در دماهای معمول: شمع‌های نیمه‌گرم به طور میانی از لحاظ حرارتی طراحی شده‌اند، بنابراین معمولاً در دماهای معمول و شرایط آب و هوایی متعادل بهتر عمل می‌کنند. این باعث بهبود عملکرد موتور و بهینه‌سازی مصرف سوخت می‌شود.

کاهش رسوبات و زدودنی: شمع‌های نیمه‌گرم در مقایسه با شمع‌های گرم‌کار بیشترین میزان حرارت را در دماهای پایین تولید نمی‌کنند که موجب کاهش تولید رسوبات و زدودنی در محفظه احتراق می‌شود.

کاربرد در موتورهای مدرن: شمع‌های نیمه‌گرم عمدتاً در موتورهای دیزلی مدرن و با تکنولوژی پیشرفته استفاده می‌شوند.

لطفاً توجه داشته باشید که انتخاب شمع مناسب برای خودرو باید با توجه به مدل و نوع موتور خودرو و توصیه‌های تولیدکننده انجام شود. در صورت تمایل به تعویض شمع‌ها یا انجام هر گونه تغییرات در سیستم اشتعال خودرو، بهتر است با تعمیرکاران ماهر و کارشناسان صاحب‌نظر مشورت کنید.

شمع گرم چیست؟

شمع گرم (Glow Plug) که بیشتر در خودروهای دیزلی  یا موتور هایی با حرارت بالا استفاده می‌شود.پایه این شمع ها بلند تر ازشمع نیمه گرم وشمع سرد دارد.
در خودروهای دیزلی، اشتعال سوخت به وسیله فشار بالا و حرارت ایجاد شده به دلیل فشردگی هوا در محفظه احتراق اتفاق می‌افتد، به این ترتیب نیاز به شرایطی هست که سوخت را در دمای بسیار پایین محفظه احتراق اشتعال کند. به همین دلیل، در موتورهای دیزلی در شرایط سردسیر، ایجاد حرارت کافی برای اشتعال سوخت مشکل می‌شود.

در این شرایط، شمع گرم به کمک الکتریسیته حرارت ایجاد می‌کند تا دمای محفظه احتراق را بالا ببرد و سوخت را در دمای پایین اشتعال کند. شمع گرم‌ها دارای الکترودی هستند که با عبور جریان الکتریکی گرم می‌شوند و حرارت لازم را تولید می‌کنند. این حرارت به سوخت کمک می‌کند تا در دمای پایین اشتعال کند و موتور را راه‌اندازی کند.

وقتی کلید اشتعال را برای موتور خودرو می‌چرخانید، شمع‌های گرم فعال می‌شوند و بعد از چند ثانیه، حرارت کافی برای اشتعال سوخت در محفظه احتراق ایجاد می‌کنند. در ادامه، موتور راه‌اندازی می‌شود و به مرور دمای محفظه احتراق از طریق فشار بالا و احتراق سوخت افزایش می‌یابد. در نتیجه، موتور خودرو به عمل می‌آید و پس از گرم شدن، نیاز به شمع‌های گرم کاهش می‌یابد.

انواع شمع از نظر ساختار و جنس الکترود

شمع معمولی

شمع‌های معمولی (Conventional Spark Plugs) یک نوع شمع خودرو هستند که از الکترود‌های فلزی معمولی برای ایجاد جرقه‌زنی و اشتعال سوخت استفاده می‌کنند. این شمع‌ها از انواع پایه‌ای و رایج ترین شمع‌های موجود در بازار هستند و برای خودروهایی که شرایط عادی عمل می‌کنند، مناسب هستند.

مشخصات شمع‌های معمولی به طور عمومی با اعداد و نمادهای مشخص‌کننده‌ای مانند کد تولیدکننده، نوع مدل و مارک خودرو، سایز و خصوصیات فنی شمع مشخص می‌شود. این اعداد و نمادها بر روی بدنه شمع نقش برجسته‌ای دارند.

مزایای شمع‌های معمولی عبارتند از:

هزینه کمتر:

شمع‌های معمولی از نظر قیمتی ارزان‌تر از شمع‌های پیشرفته‌تری مانند شمع‌های پلاتینیومی و ایریدیومی هستند.

عملکرد خوب در شرایط عادی:

این شمع‌ها برای موتورهایی که در شرایط عادی عمل می‌کنند و نیاز به استفاده از شمع‌های ویژه ندارند، مناسب هستند.

کارکرد پایدار:

شمع‌های معمولی در شرایط عادی و با توجه به تعویض منظم و به موقع، کارکرد پایداری خواهند داشت.

شمع سوزنی

شمع سوزنی (Needle-Type Spark Plug) نوع خاصی از شمع خودرو است که برای کاربردهای خاص طراحی شده و استفاده می‌شود این شمع‌ها به دلیل ساختار الکترود مثبت‌شان، جرقه‌زنی را دقیق و قوی انجام می‌دهند و شعله‌ انفجار حاصل از جرقه‌زنی آن‌ها بزرگتراست. این شمع‌ها عمدتاً در موتورهای مسابقه‌ای و عملکرد بالا، به ویژه در رقابت‌های موتوری استفاده می‌شوند.

مزیت اصلی شمع‌های سوزنی در مقایسه با شمع‌های معمولی، کاهش زمان پاسخگویی و بهبود توان و کارایی موتور است. ساختار باریک شمع‌های سوزنی باعث می‌شود که هاله جرقه‌زنی به سرعت و بطور موثری در ناحیه احتراق ایجاد شود و سوخت را به طور بهینه اشتعال دهد.

این شمع‌ها معمولاً به عنوان جزئی از تنظیمات و تغییراتی که برای بهبود کارایی و عملکرد موتور انجام می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین دلیل، اکثر خودروهای روزمره و معمولی از شمع‌های سوزنی بهره‌برداری نمی‌کنند و معمولاً در موتورهای مسابقه‌ای و ویژه استفاده می‌شوند.

شمع‌های پلاتینیوم:

شمع‌های پلاتینیومی (Platinum Spark Plugs) نوعی شمع خودرو هستند که دارای الکترود‌های پلاتینیوم هستند. پلاتین یک فلز گرانبها و مقاوم در برابر سایش و حرارت است که به علت خصوصیات منحصر به فرد خود، در ساخت شمع‌های ایجاد جرقه‌زنی به کار می‌رود. این نوع شمع‌ها به دلیل استفاده از پلاتین، کارایی و عمر مفید بالا دارند و می‌توانند برای مدت زمان بیشتری نسبت به شمع‌های معمولی عمل کنند.

ویژگی‌ها و مزایای شمع‌های پلاتینیومی عبارتند از:

عمر مفید بیشتر:

پلاتین به علت مقاومت در برابر سایش و حرارت، باعث افزایش عمر مفید شمع می‌شود و شمع‌های پلاتینیومی معمولاً می‌توانند برای دوره‌های تعویض بلندتری نسبت به شمع‌های معمولی استفاده شوند.

کاهش خوردگی الکترود:

استفاده از پلاتین در الکترود‌ها، باعث کاهش خوردگی آنها می‌شود که به دوام و کاهش تغییر شکل الکترودها کمک می‌کند.

اشتعال بهتر: الکترود پلاتینیوم به علت خصوصیات خاص خود، بهبود اشتعال سوخت و جرقه‌زنی بهتر را به همراه دارد.

بهبود کارکرد موتور:

شمع‌های پلاتینیومی معمولاً به کاهش مصرف سوخت و بهبود کارکرد موتور کمک می‌کنند.

شمع‌های پلاتینیومی برای اکثر خودروها مناسب هستند و به عنوان یک جایگزین بهتر و بهینه‌تر برای شمع‌های معمولی در نظر گرفته می‌شوند.

شمع ایریدیومی

شمع ایریدیومی (Iridium Spark Plug) در واقع بهترین نوع از شمع خودرو است که از الکترودهای ایریدیوم برای ایجاد جرقه‌زنی و اشتعال سوخت استفاده می‌کند. ایریدیم یک فلز بسیار مقاوم در برابر حرارت و سایش است که دارای نقطه ذوب بالا و استحکام مکانیکی بالا می‌باشد. به همین دلیل، شمع‌های ایریدیومی دارای عمر مفید بسیار طولانی هستند و در مقایسه با شمع‌های معمولی، به مدت زمان بیشتری می‌توانند عمل کنند.

مزایای شمع‌های ایریدیومی شامل موارد زیر می‌شود:

عمر مفید بیشتر:

به دلیل مقاومت ایریدیوم در برابر سایش و حرارت، شمع‌های ایریدیومی عمر مفید بسیار طولانی‌تری نسبت به شمع‌های معمولی دارند.

عملکرد بهتر در دماهای بالا:

این شمع‌ها به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ایریدیوم، قادر به ایجاد جرقه‌زنی و اشتعال بهتر در دماهای بالا و شرایط خشک و حاکمیت اکسیژن بالا هستند.

بهبود عملکرد موتور:

شمع‌های ایریدیومی به دلیل اشتعال بهتر و ترکیب بهینه‌تر سوخت و هوا، می‌توانند به بهبود کارایی و کاهش مصرف سوخت کمک کنند.

کاهش تلفات حرارتی:

به علت نقطه ذوب بالای ایریدیوم و انتقال حرارت بهتر، این شمع‌ها کمک به کاهش تلفات حرارتی در موتور می‌کنند.

شمع‌های ایریدیومی معمولاً برای خودروهای با عملکرد بالا، مسابقه‌ای، ورزشی و لوکس استفاده می‌شوند

کدام مدل های شمع دیرتر فرسوده میشود؟

شمع‌های پلاتینیومی (Platinum Spark Plugs) و شمع‌های ایریدیومی (Iridium Spark Plugs) دیرتر از شمع‌های معمولی فرسوده می‌شوند. این دو نوع شمع به علت استفاده از فلزات گرانبها و مقاوم در برابر سایش و حرارت، دارای عمر مفید بسیار طولانی‌تری نسبت به شمع‌های معمولی هستند.

شمع‌های پلاتینیومی دارای الکترودهای پلاتینیوم و شمع‌های ایریدیومی دارای الکترودهای ایریدیوم هستند. شمع‌های پلاتینیومی و ایریدیومی می‌توانند تا 2 تا 4 برابر طولانی‌تر عمر کاری داشته باشند. بنابراین، اگر از شمع‌های پلاتینیومی یا ایریدیومی استفاده کنید، نیاز به تعویض کمتری خواهید داشت و همچنین از کاهش تعداد تعویض‌ها نیز سود خواهید برد.

علائم خرابی شمع چیست؟

شمع‌های خودرو همچون سایر قطعات، ممکن است با گذر زمان یا به دلیل مشکلاتی خراب شوند. برخی از علائم خرابی شمع‌ها که می‌توانند برای شما قابل مشاهده باشند، عبارتند از:

مشکل در اشتعال موتور:

اگر شمع‌ها خراب شوند، ممکن است موتور با مشکلات اشتعال مواجه شود. موتور ممکن است با تأخیر روشن شود یا به صورت نامنظم کار کند.

کاهش کارایی موتور:

شمع‌های خراب ممکن است باعث کاهش کارایی موتور شوند و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار دهند. مصرف سوخت بیشتر، توان کمتر و عملکرد نامناسب موتور از علائم کاهش کارایی شمع‌ها می‌باشد.

افت قدرت موتور:

شمع‌های خراب ممکن است باعث کاهش قدرت موتور شوند و خودرو به سختی تسریع کند.

اگزوز دودی و رنگ‌دادن کاپوت: شمع‌های خراب ممکن است باعث احتراق ناکامل سوخت شوند که منجر به تراکم دود در اگزوز و رنگ‌دادن بخش‌های کاپوت خودرو می‌شود.

روشن شدن چراغ چک موتور:

در بعضی از خودروها، شمع‌های خراب می‌توانند باعث روشن شدن چراغ چک موتور یا چراغ اشعال (Check Engine Light) شوند.

اگر به هر یک از این علائم در خودرویتان توجه می‌کنید، بهتر است به یک تعمیرکار ماهر مراجعه کنید تا شمع‌ها را بررسی و در صورت لزوم تعویض کنند. رعایت دوره‌های منظم تعویض شمع‌ها نیز به حفظ عملکرد بهینه موتور و کاهش مشکلات آتی کمک می‌کند.

چه زمانی باید شمع ها را تعویض کرد؟

شمع‌های خودرو هر چند زمانی یک بار به تعویض نیاز دارند. مدت زمان معمولی برای تعویض شمع‌ها بستگی به نوع و کیفیت شمع، شرایط عملکرد خودرو، نوع سوخت استفاده شده و تعداد کیلومترهایی که با خودرو طی می‌کنید دارد. برای بسیاری از خودروها، معمولاً تعویض شمع‌ها در هر 30,000 تا 100,000 کیلومتر انجام می‌شود.

بعضی از شمع‌های با کیفیت بالا مانند شمع‌های پلاتینیومی یا ایریدیومی دارای عمر مفید بسیار طولانی‌تری هستند و ممکن است به‌طور معمول در هر 80,000 تا 160,000 کیلومتر یا بیشتر هم تعویض نشوند.

توصیه می‌شود تا دوره‌های تعویض شمع‌ها را به دقت از دستور خدمت خودروتان یا توصیه‌های تولیدکننده بررسی کنید و طبق آن عمل کنید.

منابع:

www.messerfordamarillo.com/