شمع ها: هر آنچه که کسب و کارها باید بدانند

شمع ها جزء ضروری عملکرد بهینه خودرو هستند. آنها که مسئول مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت در موتور هستند، تأثیر مهمی بر عملکرد موتور دارند و مستقیماً بر عواملی مانند شروع سرد و جلوگیری از آتش‌سوزی تأثیر می‌گذارند. 

در نتیجه، اهمیت نگهداری شمع ها در شرایط کاری خوب را نمی توان اغراق کرد، زیرا آنها به طور مستقیم با حداکثر پتانسیل خودرو و راندمان سوخت مرتبط هستند. 

در اینجا، مکانیک‌های پشت شمع‌ها را بررسی می‌کنیم، نشانگرهایی را نشان می‌دهیم که ممکن است خراب شوند و راهنمایی‌های ارزشمندی در مورد زمان تعویض آن‌ها ارائه می‌کنیم.

فهرست مندرجات
مروری بر بازار شمع ها
شمع ها چیست و چگونه کار می کنند؟
آیا همه شمع ها برابر هستند؟
با شمع های معیوب چه کنیم و چه زمانی باید تعویض شوند
نتیجه

مروری بر بازار شمع ها

La بازار جهانی شمع ها ارزش آن در سال 4.9 به 2022 میلیارد دلار آمریکا رسید و پیش بینی می شود که با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) 5 درصد بین سال های 2023 و 2032 رشد کند و تا سال 7.6 به 2032 میلیارد دلار برسد.

محرک های اصلی رشد بازار شمع ها شامل افزایش استفاده از تجهیزات گاز طبیعی و افزایش تولید خودروهای سواری در سراسر جهان است. با افزایش تقاضا برای وسایل نقلیه تجاری و مسافربری، نیاز به شمع نیز افزایش می یابد. 

از نظر جغرافیایی، منطقه آسیا و اقیانوسیه پیشروترین بازار منطقه ای شمع ها است. با گسترش تجارت الکترونیک، تقاضا همچنان در صنایع لجستیک، ساخت و ساز و معدن در منطقه افزایش می یابد. 

شمع ها چیست و چگونه کار می کنند؟

شمع ها یک وظیفه اصلی دارند: مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت در سیلندرهای موتور. این اشتعال یک انفجار کنترل شده ایجاد می کند که قدرت رانش خودرو را تولید می کند.

اصولاً یک شمع از یک پوسته، عایق و الکترود تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا جرقه ای را در محفظه احتراق موتور ایجاد کنند. بیایید نگاهی دقیق تر به این مؤلفه ها بیندازیم:

1. عایق: این جزء الکترود مرکزی، ترمینال و محور مرکزی را در بر می گیرد و برق تولید شده از خروج شمع را متوقف می کند.

2. پایانه: این به سیم پرتنش متصل می شود و مسیری را برای حرکت الکتریسیته از اشتعال ایجاد می کند. در همین حال، مهره ترمینال که قابل جابجایی هستند، شمع را به طور جهانی با تقریباً هر سیم پرتنش سازگار می کند. 

3. حلقه، واشر بسته بندی: این امر با تثبیت عایق و محفظه به یکدیگر، یک مهر و موم بدون هوا ایجاد می کند.

4. محور مرکزی (ساقه): این قطعه الکترود مرکزی را به ترمینال متصل می کند. آنها از فولاد ساخته شده اند و به آنها اجازه می دهد تا جریان های ولتاژ بالا را مدیریت کنند.

5. مسکن: این پوسته بیرونی عایق را احاطه کرده است. محفظه همچنین از عایق پشتیبانی می کند و اطمینان حاصل می کند که شمع به خوبی در داخل موتور قرار می گیرد. الکترود زمین در پایین محفظه می ماند و اجازه می دهد جریان از موتور به الکترود مرکزی جریان یابد.

6. مهر و موم شیشه ای: این بین عایق و محور مرکزی قرار می گیرد تا هوابندی را حفظ کند.

7. واشر: این جزء یک تناسب محکم در اطراف محفظه و محفظه احتراق ایجاد می کند.

8. الکترود: الکترودهای جرقه شمع از نیکل مخصوص ساخته شده اند تا آسیب سایش را محدود کنند. مس همچنین به بخش مرکزی مهر و موم شده است تا هدایت حرارتی را افزایش دهد.

9. الکترود مرکزی: این امر ولتاژ جرقه را کاهش می دهد، اثر خاموش شدن را کاهش می دهد، عملکرد احتراق را افزایش می دهد و به ایمن کردن جرقه های مناسب کمک می کند.

10. الکترود زمین شیار U: الکترود زمین از نیکل کروم ساخته شده است که به بهبود عملکرد احتراق کمک می کند.

11. الکترود زمین برش مخروطی: این جزء اثر خاموش شدن را کاهش می دهد و به بهبود عملکرد شمع کمک می کند.

اکنون به نحوه عملکرد شمع ها نگاهی می اندازیم:

• شروع فرآیند احتراق: هنگامی که پیستون موتور به بالای حرکت تراکم خود می رسد، شمع جرقه الکتریکی را در سراسر شکاف الکترودهای مرکزی و زمین ایجاد می کند. این جرقه از برقی که سیستم جرقه زنی خودرو تامین می کند تولید می شود.

• تخلیه الکتریکی: تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا در شکاف شمع باعث ایجاد یک انفجار کوچک اما شدید انرژی الکتریکی می شود. همچنین مخلوط هوا و سوخت را در محفظه احتراق یونیزه می کند و آن را به یک مسیر رسانا تبدیل می کند.

• شروع احتراق: مسیر رسانا به انرژی الکتریکی اجازه می دهد تا از طریق مخلوط هوا و سوخت ضرب شود و دمای آن به سرعت افزایش یابد. این افزایش دما است که مخلوط را مشتعل می کند و شروع به احتراق می کند. 

• تولید برق: مخلوط هوا و سوخت در هنگام احتراق به سرعت منبسط می شود و موجی با فشار بالا ایجاد می کند که پیستون را به سمت پایین هل می دهد. این حرکت رو به پایین انرژی مکانیکی کافی برای به حرکت درآوردن چرخ های خودرو تولید می کند.

• اتلاف حرارت: شمع ها برای دفع سریع گرمای شدید تولید شده در حین احتراق طراحی شده اند. در حقیقت، عایق سرامیکی به محافظت از پوسته فلزی در برابر ولتاژ بالای الکترود مرکزی کمک می کند، از نشت الکتریکی جلوگیری می کند و انرژی جرقه را به سمت محفظه احتراق هدایت می کند. 

آیا همه شمع ها برابر هستند؟

پاسخ آسان این است که خیر. شمع ها از نظر طراحی، مواد و مشخصات متفاوت هستند. با این حال، سه راه آسان برای تشخیص شمع های مختلف برای کسب و کارها وجود دارد: سیستم شماره گذاری، مواد و پیکربندی الکترود.

در اینجا توضیح مفصلی برای هر دسته و معنای آنها آورده شده است:

سیستم شماره گذاری

سیستم شماره گذاری یکی از راه های متمایز کردن شمع ها است. هر دوشاخه دارای یک کد منحصر به فرد است که مشخصات آن را نشان می دهد و به کسب و کارها اجازه می دهد معادل یا جایگزین مناسب آن را پیدا کنند.

کدها به شش قسمت تقسیم می شوند. در اینجا چیزی است که هر یک نشان دهنده آن است:

1. قسمت اول کد نمایانگر پوسته، نخ و گام شمع است. اگرچه اندازه‌های نخ‌های زیادی وجود دارد، اما بیشتر آنها به کاربردهای سازنده اختصاص دارند. همچنین نشان دهنده گام است که فاصله بین قله های نخ را اندازه می گیرد. برخی از کدهای استاندارد عبارتند از:

پوسته
رمز	اندازه ریسمان	قیر
A	۲۶ میلی‌متر در ۱ اینچ	1.50mm
AB	18 میلی متر x 13/16 اینچ	1.50mm
B	14 میلی متر x 13/16 اینچ	1.25mm
BC	14mm x ⅝" (16mm)	1.25mm
BK	14mm x ⅝" (16mm)	1.25mm

2. قسمت دوم کد نمایانگر ساختار شمع است. با این حال، این قسمت از کد می تواند از بیش از یک حرف برای نشان دادن ویژگی های چند شمع تشکیل شده باشد. در اینجا تعدادی از کدها آمده است:

ساخت و ساز
رمز	معنی
L	نوع فشرده
M	نوع فشرده (Bantam) ¾ اینچ اندازه شش گوش
P	عایق پیش بینی شده
R	مقاومت
U	تخلیه نیمه سطحی شکاف تکمیلی شکاف سطح مقاومت القایی
Z	مقاومت القایی

توجه: "LR" در کد شمع BLR5ES نشان می دهد که شمع از نوع فشرده و مقاومتی است.

3. قسمت سوم بخش، محدوده حرارتی شمع را نشان می دهد. تولیدکنندگان آنها را از 2 (گرمترین) تا 12 (سردترین) درجه بندی می کنند. از این رو، "5" در کد BLR5ES برای شرایط گرمای متوسط ​​مناسب است.

4. حرف یا حروف بعدی نشان دهنده میزان دسترسی شمع است. این فاصله نشان دهنده اندازه گیری بین انتهای پوسته فلزی رزوه شده و الکترود زمین در نوک دوشاخه است.

نائل شدن
رمز	مقدار (میلی متر)
E	19 میلی متر (¾ اینچ)
EH	19 میلی متر (¾ اینچ) نیمه نخ (رزوه ای 12.7 میلی متر)
H	12.7 میلی متر (½ اینچ)
L	11.2 میلی متر (7/16 اینچ)
S	9.5 میلی متر (⅜ اینچ)

توجه: بنابراین، "E" در BLR5E ها نشان دهنده 19 میلی متر (¾") است.

5. قسمت بعدی کد ساختار انتهای شلیک دوشاخه را نشان می دهد. "انتهای شلیک" یا "نوک" برآمدگی الکترود مرکزی را تعیین می کند که راندمان احتراق را افزایش می دهد. چهار طبقه بندی نوک شلیک وجود دارد:

• فرورفتگی ها: انتهای شلیک در داخل پوسته قرار گرفته است و از موتورهای مسابقه محافظت می کند و مقاومت در برابر لرزش قوی دارد.

• غیر پیش بینی شده: انتهای شلیک بیشتر با انتهای پوسته رزوه ای تراز می شود. یک نوک نسبتا کوتاه مقاومت در برابر لرزش نوک الکترود قوی و هدایت حرارتی موثر را تضمین می کند.

• پیش بینی شده: عایق و الکترود مرکزی فراتر از پوسته رزوه شده، اغلب به اندازه 1.5 میلی متر گسترش می یابند. این نوردهی جرقه ای نزدیک به مرکز محفظه احتراق ایجاد می کند.

• پیش بینی اضافی: این دوشاخه ها برجستگی هایی از 2.5 میلی متر تا 10 میلی متر یا بیشتر ارائه می دهند. سازندگان اغلب انواع سفارشی را برای برنامه های خاص ماشین ایجاد می کنند. توجه داشته باشید که برنامه های نادرست می تواند به موتور آسیب برساند.

6. در نهایت، برخی از شمع ها ممکن است یک رقم در انتهای کد خود داشته باشند. این عدد نشان دهنده اندازه شکاف مورد نیاز شمع است.

GAP
رمز	مقدار (میلی متر)
6	0.6 میلی متر (.024 اینچ)
7	0.7 میلی متر (.028 اینچ)
8	0.8 میلی متر (.032 اینچ)
9	0.9 میلی متر (.035 اینچ)
10	1.0 میلی متر (.040 اینچ)
11	1.1 میلی متر (.044 اینچ)

توجه: کدهای ذکر شده در بالا تنها چند نمونه از بسیاری از نمونه ها هستند

مواد

بسته به مشخصات سازنده، مرکز شمع و الکترودهای زمین از مواد مختلفی ساخته می شوند. مواد متداول مورد استفاده عبارتند از مس، پلاتین، ایریدیوم و پلاتین دوبل.

هر ماده دارای خواص متمایزی است که بر عملکرد شمع تأثیر می گذارد.

1. مس: مس، مخلوط با پوشش های آلیاژ نیکل، هدایت الکتریکی خوبی را ارائه می دهد و به تولید جرقه کارآمد کمک می کند. 

مزایا

• ایده آل برای مدل های قدیمی تر، ترجیحا از سال 1980 یا قبل از آن
• عملکرد فوق العاده ای را در موتورهای توربوشارژ ارائه می دهد
• در برنامه های کاربردی با فشرده سازی بالا به خوبی کار می کند

منفی

• به دلیل طول عمر کمتر نیاز به تعویض مکرر دارد
• نیاز به ولتاژ اضافی دارد

قیمت

• هر قطعه می تواند بین 2 تا 10 دلار آمریکا هزینه داشته باشد

2. پلاتین: شمع های پلاتین مشابه شمع های مسی قبلی خود هستند، با این تفاوت که به جای یک هسته مسی، الکترود مرکزی از یک دیسک پلاتینیوم متصل به نوک ساخته شده است.

مزایا

• بادوام تر از شاخه های مسی (طول عمر بیشتر)
• طراحی باعث کاهش تجمع کربن می شود
• عملکرد ثابتی را ارائه می دهد

منفی

• گرانتر از شمع های مسی

قیمت

• هر قطعه حدود 10 دلار آمریکا

3. ایریدیوم: شمع های ایریدیوم دارای الکترودهای مرکزی کوچکتر هستند و برای ایجاد جرقه به ولتاژ کمتری نیاز دارند. از آنجایی که خودروهای جدیدتر با موتورهای با کارایی بالا اغلب دارای شمع‌های ایریدیوم هستند، کاهش رتبه به انواع پلاتینیوم یا مس ممکن است منجر به کاهش عملکرد شود.

مزایا

• افزایش دوام با سختی استثنایی و مقاومت در برابر سایش
• طول عمر بیشتر
• به ولتاژ کمتری نیاز دارد
• احتراق کامل را تضمین می کند

منفی

• گرانتر از سایر مواد شمع جرقه

قیمت

• هر قطعه از 20 تا 100 دلار آمریکا

4. پلاتین دوبل: شمع های دوبل پلاتین دارای الکترودهای مرکز و زمین هستند که سر آنها با پلاتین است. آنها در موتورهای مدرن که نیاز به راندمان بالای سیستم جرقه زنی دارند، بیشتر رایج هستند.

مزایا

• ایده آل برای جرقه های هدر رفته
• افزایش دوام
• عملکرد قابل اطمینان

منفی

• گرانتر از شمع های مسی و تک پلاتین

قیمت

• هر عدد حدود 20 دلار آمریکا

پیکربندی الکترود 

شمع ها دارای پیکربندی الکترودهای مختلفی هستند که می تواند بر عملکرد و کارایی آنها تأثیر بگذارد. در اینجا رایج ترین طرح ها آورده شده است:

• 1. تک الکترود: در این پیکربندی اولیه، شمع دارای یک الکترود مرکزی و یک الکترود زمین است. این یک طراحی ساده است که برای موتورهای استاندارد با عملکرد متوسط ​​مناسب است.
• 2. چندین الکترود زمین: برخی از شمع ها دارای چندین الکترود زمین هستند که الکترود مرکزی را احاطه کرده اند. الکترودهای زمین اضافی پایداری جرقه را بهبود می بخشد و قابلیت اشتعال را افزایش می دهد.
• 3. الکترود سیم ریز: شمع های سیم ریز دارای الکترود مرکزی نازک تری هستند که از فلزات گرانبها مانند پلاتین یا ایریدیوم ساخته شده است. کاهش قطر الکترود مرکزی باعث ایجاد جرقه متمرکز تر می شود که باعث احتراق کارآمد و عملکرد بهتر موتور می شود.
•  
• 4. الکترود تخلیه سطحی: این پیکربندی دارای یک الکترود زمین با سطح مسطح است که به جرقه اجازه می‌دهد به جای پرش از شکاف، در امتداد سطح تخلیه شود. 

با شمع های معیوب چه کنیم و چه زمانی باید تعویض شوند؟

با گذشت زمان، شمع ها به دلیل عوامل مختلفی که بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد، کارایی کمتری پیدا می کنند. در اینجا چند دلیل رایج وجود دارد که چرا شمع ها کارایی خود را از دست می دهند:

1. سایش و فرسایش: الکترودهای شمع پس از احتراق مکرر مخلوط هوا و سوخت موتور دچار سایش و فرسایش می شوند. تخلیه الکتریکی ثابت گرما تولید می کند و به تدریج سطوح الکترودها را فرسایش می دهد. این فرآیند شکاف الکترود را افزایش می دهد و توانایی شمع برای تولید جرقه قوی و ثابت را کاهش می دهد.

2. رسوب گیری: رسوبات حاصل از فرآیند احتراق مانند کربن، روغن و سایر آلاینده ها می توانند روی الکترودها و عایق شمع جمع شوند. این رسوبات لایه ای را تشکیل می دهند که از توانایی جرقه برای پرش از روی شکاف الکترود جلوگیری می کند و کارایی شمع را کاهش می دهد.

3. تنش گرمایی و حرارتی: شمع ها در یک محیط شدید کار می کنند و در هنگام احتراق موتور در معرض گرما و تنش های حرارتی شدید قرار می گیرند. چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر می تواند باعث انبساط و انقباض اجزای شمع شود که به طور بالقوه منجر به ترک خوردن یا آسیب می شود و عملکرد را بیشتر کاهش می دهد.

4. مقاومت الکتریکی: اجزای داخلی شمع می توانند به دلیل خوردگی یا پیری مقاومت الکتریکی ایجاد کنند. مقاومت بیشتر جریان الکتریکی را مختل می‌کند و در نتیجه جرقه‌های ضعیف‌تری ایجاد می‌کند که می‌تواند منجر به احتراق ناقص و کاهش راندمان موتور شود.

5. خرابی مقره: عایق اطراف الکترود مرکزی می تواند در طول زمان به دلیل شرایط سخت عملیاتی تخریب شود. ترک یا خرابی مواد عایق می تواند توانایی شمع را برای حفظ عایق ولتاژ مناسب به خطر بیندازد و منجر به احتراق ناقص شود.

6. رشد شکاف: همانطور که شمع ساییدگی و فرسایش را تجربه می کند، شکاف الکترود افزایش می یابد و برای پرش در فاصله بیشتر به ولتاژ بالاتری نیاز است. این افزایش تقاضای ولتاژ می تواند سیستم جرقه زنی را تحت فشار قرار دهد و به طور بالقوه منجر به اختلال در عملکرد سیستم جرقه زنی شود.

نتیجه گیری

شمع ها برای سلامت موتور هر وسیله نقلیه بسیار مهم هستند و چندین متغیر بر سرعت نیاز به تعویض تاثیر می گذارند. در حالی که مشکلات شمع ممکن است در ابتدا ناچیز به نظر برسد، استفاده از شمع معیوب می تواند منجر به عوارض شدیدتری شود.

خوشبختانه، بیشتر شمع‌ها می‌توانند برای دوره‌های جامد یا مسافت پیموده شده دوام بیاورند و نیاز به تعویض مکرر را کاهش دهند. با این حال، اگر هر یک از مشکلات ذکر شده در این مقاله رخ داد، بهتر است در اسرع وقت آنها را جایگزین کنید. 
برای طیف وسیعی از شمع‌ها و سایر لوازم جانبی و قطعات خودرو، بازدید کنید Chovm.com.