کارموند: آشنایی با شمع در اصل، با طراحی کامل موتورهای احتراق داخلی بنزینی، اگر شمع حذف شود، فرآیند احتراق کار نخواهد کرد. این دستگاه جریان الکتریکی را از یک سیستم جرقه زنی به محفظه احتراق موتورهای جرقه زنی می رساند. مخلوط سوخت/هوای فشرده با قطعه مشتعل می شود.
همانطور که ما راز پشت حرکت مکانیکی اکثر خودروهای دریافت شده از دایره احتراق را آموخته ایم. برای وقوع انفجار کوچک شمع نسخه SI گنجانده شده است.
این قطعه آنقدر کوچک است که مردم از عملکرد موتور ماشین خود غافل می شوند. این شامل یک پوسته رزوه ای فلزی است که توسط یک عایق چینی از الکترود مرکزی جدا شده است. الکترود مرکزی که ممکن است حاوی یک مقاومت باشد، توسط یک سیم به شدت عایق شده به ترمینال بیرونی یک سیم پیچ احتراق یا مگنتو متصل می شود.
پوسته فلزی به سر سیلندر موتور پیچ می شود و در نتیجه باعث احتراق می شود. امروز ما به تعریف، عملکرد، قطعات، انواع، اصل کار، علائم بد، و همچنین مزایا و معایب شمع ها خواهیم پرداخت.
تعریف شمع
شمع یک وسیله الکتریکی است که در موتورهای احتراق داخلی برای احتراق بنزین آئروسل فشرده با استفاده از جرقه الکتریکی استفاده می شود. جزء الکتریکی برای انجام کارهای مکانیکی بسیار استفاده می شود.
به زبان ساده، شمع ها یک منبع انرژی (بنزین) را به حرکت تبدیل می کنند. به عنوان مثال، ما بنزینی داریم که بسیار قابل اشتعال است و همچنین هوا، که در صورت مخلوط شدن می تواند باعث انفجار شود. دوشاخه مانند روشن کردن آتش به گاز فشرده است.
شمع ها یا معمولی (تعویض) هستند یا عملکردی. شمع های عملکردی سخت تر هستند و توانایی مقاومت در برابر تغییرات دما و تنش های مکانیکی بیشتر را دارند. با این حال، انواع معمولی نمی توانند. خوب، ما در زیر این مقاله به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
عملکرد شمع ها
شمع دو عملکرد عمده در موتورهای احتراق داخلی دارد که عبارتند از:
- احتراق مخلوط سوخت/هوا: با انتقال انرژی الکتریکی از طریق قطعه، مخلوط بنزین/هوا در محفظه احتراق مشتعل می شود.
- از بین بردن گرما: شمع ها نمی توانند گرما ایجاد کنند، اما فقط می توان از آنها برای حذف گرما استفاده کرد. دمای انتهای شلیک شاخه ها باید به اندازه کافی پایین باشد تا از پیش اشتعال جلوگیری شود، اما باید به اندازه کافی بالا باشد تا از رسوب گیری جلوگیری شود. شمع ها می توانند با حذف انرژی حرارتی ناخواسته از محفظه احتراق به عنوان مبدل حرارتی عمل کنند. سپس گرما به سیستم خنک کننده موتور منتقل می شود.
یکی دیگر از عملکردهای کشف شده شمع ها، احتراق مستقیم ساب است. هنگامی که آنها شلیک نمی کنند، از دستگاه برای اندازه گیری یونیزاسیون در سیلندرها استفاده می شود. این اندازه گیری جریان یونی برای جایگزینی سنسور معمولی فاز بادامک، سنسور ضربه و عملکرد اندازه گیری خطا استفاده می شود.
از دیگر اهداف عالی شمع ها می توان به کوره هایی اشاره کرد که در آنها مخلوط سوخت/هوای قابل احتراق باید مشتعل شود. در این شرایط به آنها شعله افزا می گویند.
قطعات اصلی یک شمع
در زیر قسمت های مختلف شمع و عملکرد آنها آورده شده است:
عایق:
این قسمت ترمینال، محور مرکزی و الکترود مرکزی را از محفظه عایق می کند. به جلوگیری از فرار ولتاژ بالا از الکترودها کمک می کند. از آنجایی که قسمت پایین عایق داخل محفظه احتراق قرار می گیرد، باید از آلومینا با خلوص بالا با ویژگی مقاوم در برابر حرارت، استحکام مکانیکی، عایق عالی و هدایت حرارتی در دمای بالا استفاده شود.
پایانه:
یک ترمینال به یک سیم کشش بالا متصل است که به جریان ولتاژ بالا اجازه می دهد تا از طریق سیستم جرقه زنی عبور کند. این شامل یک مهره پایانه است که تقریباً از هر سیم پرتنش موجود پشتیبانی می کند. برای برخی از وسایل نقلیه که به مهره پایانه نیاز ندارند، ترمینال را می توان جدا کرد.
رینگ، پارکینگ واشر:
این جزء شمع به عایق و محفظه کمک می کند تا محکم به یکدیگر بچسبند و هوابندی را حفظ کنند
واشر:
واشر باعث می شود که محفظه و موتور کاملاً متناسب با یکدیگر باشند و همچنین هوابندی محفظه احتراق را حفظ می کنند. اگرچه روشی برای سفت کردن وجود دارد و حاشیه قفل مناسب باید محکم شود.
شفت مرکزی (ساقه):
شفت مرکزی ترمینال و الکترود مرکزی را به هم متصل می کند. این قطعه از فولاد ساخته شده و حاوی نقشی است که اجازه می دهد جریان ولتاژ بالا از ترمینال به الکترود مرکزی بدون تلفات جریان یابد.
مهر و موم شیشه ای:
مهر و موم شیشه ای بین محور مرکزی و عایق قرار دارد تا هوابندی را حفظ کند. از مخلوط مخصوص پودر شیشه و پودر مس تهیه می شود. آنها در قسمت نصب شفت و محور مرکزی و الکترود مرکزی شارژ می شوند و سپس در دمای بالا ذوب می شوند. این شفت مرکزی و الکترود مرکزی را به هم متصل می کند و عایق و فلز را ذوب می کند. آب بندی آنها خوب است و نسبت حرارتی انبساط عالی است. به همین دلیل، حتی در شرایط سخت، شکاف ایجاد نمی شود و می توان از هوابندی خوب محافظت کرد.
الکترود با مس:
یک آلیاژ نیکل ویژه در الکترود مرکزی برای کاهش سایش الکترود استفاده می شود و مس به بخش مرکزی مهر و موم می شود تا هدایت حرارتی آن را افزایش دهد.
مسکن:
محفظه یک پوسته بیرونی ایجاد می کند که عایق را احاطه کرده و از آن پشتیبانی می کند. همچنین اجازه می دهد تا شمع جرقه بر روی موتور نصب شود. در قسمت پایین، یک الکترود زمین وجود دارد که باعث می شود جریان از طریق خود موتور به الکترود مرکزی بر روی شکاف جریان یابد.
الکترود مرکزی:
الکترود مرکزی با لیزر به نوک آلیاژ ایریدیوم معمولاً با قطر 0.4 میلی متر جوش داده می شود تا الکترود مرکزی تولید شود، ایریدیوم یک فلز گرانبها با خواص فوق العاده برتر برای الکترود شمع است. این ویژگی ها عبارتند از مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام بالا و مقاومت کم و غیره. هدف الکترود مرکزی کاهش ولتاژ جرقه است، جرقه مطمئن مطمئن عملکرد احتراق را بهبود می بخشد و اثر خاموش شدن را کاهش می دهد.
الکترود زمین شیار U-Groove:
این جزء هدف بسیار مهمی را ایفا می کند زیرا اجازه می دهد تا انرژی اشتعال زیادی به دست آید و هسته شعله (اندازه شعله) را به راحتی گسترش دهد. سطح تماس با مخلوط هوا و سوخت بزرگ است و بخش لبه زیادی دارد و جرقه به راحتی ایجاد می شود. سرانجام،
الکترود زمین برش مخروطی:
در این قسمت نوک الکترود به شکل ریز مخروطی بریده می شود. هدف کاهش اثر خاموش کننده است که عملکرد احتراق را غنی می کند
انواع شمع
در زیر انواع مختلف شمع های موجود در بازار وجود دارد:
شمع های مسی:
در این نوع شمع ها، الکترود مرکزی هسته مسی است که با آلیاژ نیکل پوشانده شده است. برای تولید جرقه نیاز به ولتاژ بیشتری وجود دارد زیرا الکترود مرکزی بیشترین قطر را نسبت به سایرین دارد. از آنجایی که آلیاژهای نیکل ماده ای نرم و بادوام نیستند، شمع های مسی باید بیشتر از انواع دیگر تعویض شوند. برخی از خودروها به گونه ای طراحی شده اند که علیرغم طول عمر کمتر، از دوشاخه استفاده کنند. اگرچه برخی از تولیدکنندگان معتقدند نصب شمع های گران قیمت ممکن است هدر دادن پول باشد.
شمع های ایریدیوم:
انواع ایریدیوم شمع ها دوام بیشتری دارند زیرا ایریدیوم ماده ای سخت تر و بادوام تر از پلاتین است. الکترود مرکزی کوچک طراحی شده است که باعث می شود برای تولید جرقه به ولتاژ کمتری نیاز داشته باشد. به همین دلیل است که در مقایسه با نوع اول از قیمت بالایی برخوردار است. امروزه اکثر خودروها دارای شمع ایریدیوم هستند زیرا میزان خرابی خودرو را به حداقل می رساند.
شمع پلاتینیوم تک:
این نوع شمع ها مشابه نسخه مسی/نیکلی هستند، فقط الکترود مرکزی آن حاوی یک دیسک پلاتین است. این دیسک به جای آلیاژ نیکل به نوک جوش داده می شود. تک شاخه های پلاتین گران هستند اما قبل از اینکه فرسوده شوند بیشتر از آلیاژ نیکل دوام می آورند. گرمای بیشتری تولید می کند که باعث کاهش تجمع کربن می شود. دوشاخه برای خودروهای جدید با سیستم جرقه زنی کویل روی دوشاخه توصیه می شود.
شمع پلاتین دوبل:
در این انواع، یک پوشش پلاتین هم در مرکز و هم در الکترودهای زمین وجود دارد که باعث کارایی بیشتر و ماندگاری بیشتر آنها می شود. این یک انتخاب عالی برای سیستم جرقه زنی هدر رفته است که سایش بیشتری بر روی هر دو الکترود وارد می کند.
در یک سیستم جرقه زنی هدر رفته، هر کویل احتراق همزمان دو شمع را مشتعل می کند. یکی در سیلندر کورس کمپرسور و دیگری در سیلندر کورس اگزوز. در نهایت، جرقه تلف می شود زیرا مخلوط هوا/سوخت قبلاً در ضربه قبلی سوخته است. این سیستم جرقه زنی چندان تحت تأثیر باران یا آوار قرار نمی گیرد.
شمع های نقره ای:
از آنجایی که ماده شمع نقره دوام کمتری دارد، مانند شمع ایریدیوم یا پلاتین دوام زیادی ندارد. اما رسانایی حرارتی بالایی دارد، اغلب در خودروها و موتورسیکلت های اروپایی قدیمی تر استفاده می شود
اصل کار شمع
کار یک شمع می تواند در برخی مراحل بسیار پیچیده باشد، اما یادگیری آن می تواند بسیار جالب باشد. همانطور که قبلا ذکر شد، هدف آن مشتعل کردن مخلوط هوا/سوخت فشرده موتورهای بنزینی است.
این دستگاه حاوی یک الکترود مرکزی عایق است که طول آن را طی می کند و یک یا چند الکترود زمین در انتهای پایینی آن وجود دارد. این قسمت از انتهای در معرض الکترود مرکزی جدا می شود که به آن “شکاف جرقه” می گویند. هر زمان که ولتاژ از سیم پیچ احتراق به شمع تامین می شود، به اندازه کافی بالا است و باعث می شود انرژی الکتریکی از شکاف پریده و جرقه تولید کند.
الکترودها
به طور سنتی از مس ساخته می شدند، اما با استفاده از فلزات بالا مانند ایریدیوم و پلاتین بهبود یافته است. شمع های مدرن با الکترودهای مرکزی کوچکتر طراحی شده اند تا ولتاژ کمتری برای تولید جرقه مورد نیاز باشد. این به این دلیل است که ولتاژ کمتر سیستم جرقه زنی کارآمدتری را ایجاد می کند.
دوشاخه به ولتاژ بالایی که توسط احتراق یا مگنتو ایجاد می شود نصب می شود. هنگامی که الکترون ها از سیم پیچ جریان می یابند، اختلاف ولتاژ بین الکترود مرکزی و الکترود جانبی ایجاد می شود. در این مرحله هیچ جریانی نمی تواند جریان یابد زیرا هوا و سوخت در شکاف یک عایق هستند، اما با افزایش ولتاژ، ساختار گاز بین الکترودها شروع به تغییر می کند. هنگامی که ولتاژ از قدرت دی الکتریک گازها بیشتر شود، یونیزه می شود.
دوشاخه های سرد و گرم
محدوده حرارتی شمع ها دمای نوک در شکاف جرقه است. بسته به دما، جزء گرم یا سرد در نظر گرفته می شود. شمع های داغ عایق های خوبی هستند زیرا گرمای بیشتری در نوک و در نتیجه در محفظه احتراق ذخیره می شود. بیشتر از نوع سرد دوام می آورد زیرا دما به اندازه ای بالاست که رسوبات کربن را بسوزاند. به همین دلیل است که دوشاخه هات در خودروهای استاندارد به خوبی کار می کنند. شمع های سرد عایق بسیار کمتری هستند و به همین دلیل گرمای بیشتری به خارج از نوک و دور از محفظه هدایت می شود. این امر محفظه احتراق را خنک نگه می دارد. با این حال، محفظه های سیلندر بیش از حد داغ برای عملکرد عالی می تواند منجر به پیش اشتعال یا ضربه (سوخت ناهموار سوخت) شود که می تواند باعث آسیب دائمی به موتور شود. دوشاخه های سرد برای وسایل نقلیه با کارایی بالا با موتورهای با دمای بالا، خودروهایی با اسب بخار بالا، دور در دقیقه بالا، شتاب طولانی یا رانندگی با سرعت بالا یا القایی اجباری ایده آل هستند.علائم خرابی یا خرابی شمع
در زیر علائم خرابی یا خرابی شمع و پیشگیری از آنها آورده شده است:
شتاب آهسته:
هنگامی که شمع ها شروع به خراب شدن می کنند، متوجه شتاب ضعیف خودرو خود می شوید. اگرچه در وسایل نقلیه مدرن که سنسور بیشترین وضعیت سیستم احتراق موتور را نشان می دهد. به راحتی می توان به موضوع اشاره کرد. گاهی اوقات ممکن است مشکل از یک سنسور معیوب باشد، اما در بیشتر موارد، دوشاخه فرسوده است. شتاب آهسته می تواند به دلیل عوامل متعددی در موتور مانند فیلترهای بد سوخت، کثیف یا گرفتگی انژکتور سوخت، یا معیوب بودن سنسور اکسیژن باشد. به همین دلیل است که یک متخصص باید به محض شروع آن وضعیت را بررسی کند.
مصرف سوخت ضعیف:
یک شمع بد می تواند باعث شود پول بیشتری برای سوخت خرج کنید. یک شمع خوب به سوزاندن سوخت به طور موثر در چرخه احتراق کمک می کند، که به دستیابی به بیشتر از میانگین مصرف سوخت کمک می کند. این مشکل در شمع یا به این دلیل رخ می دهد که شکاف بین الکترودها یا خیلی نزدیک است یا فاصله زیاد آنها بین آنها. در بیشتر موارد، زمانی که شما از مشکل مشابه شکایت می کنید، مکانیک ها شکاف را تنظیم می کنند. خوب، بهتر است به جای آن دوشاخه را عوض کنید تا در آینده از چنین مواردی جلوگیری کنید.
راه اندازی دشوار:
این مشکل رایج است زیرا متوجه می‌شوید که راننده‌ای که DIY می‌کند مستقیماً شمع خود را گم می‌کند، وقتی که در راه‌اندازی ماشین خود مشکل دارد. در بیشتر مواقع به نظر می رسد که دستگاه فرسوده شده است. اما، علائم مختلف می تواند سیستم جرقه زنی موتور را تحت تاثیر قرار دهد، باید یک متخصص درگیر باشد.
احتراق ناقص موتور:
روشن نشدن موتورها مشکلی از سیستم جرقه زنی است، اغلب اوقات در خودروهای مدرن این مشکل از یک سنسور است. اما این نیز توسط سیم شمع یا اگر نوک شمع که سیم را به هم وصل می کند آسیب دیده است. اگر یک موتور اشتباه روشن شود، راننده صداهای متناوب یا تلو تلو خوردن را در موتور تجربه می کند. اگر دقت نشود و احتراق ناقص ادامه یابد، آلایندگی اگزوز افزایش می یابد، مصرف سوخت کاهش می یابد و قدرت موتور کاهش می یابد. بنابراین، یک مشکل متفاوت مربوط به احتراق ناقص است، در نظر بگیرید که بلافاصله به مکانیک مراجعه کنید که متوجه اشتباه در موتور می شوید.
در نتیجه، شمع یک جزء عالی است که ما شاهد کار موثر آن بر روی موتورهای بنزینی هستیم. ما همچنین دو عملکرد آن را بررسی کرده‌ایم که شامل مشتعل کردن و حذف گرما از محفظه است. قطعات و عملکردهای مختلف شمع و همچنین انواع و همچنین علائم بد آشکار شد.
امیدوارم از خواندن لذت برده باشید، اگر چنین است، لطفا نظر دهید، به اشتراک بگذارید و مطالب این سایت را به سایر دانشجویان فنی توصیه کنید. با تشکر!
