خودرو از قطعات متعددی تشکیل شده که وجود هر یک برای عملکرد صحیح وسایل نقلیه کاملا ضروری است. در این میان بعضی از قطعات اهمیت بالاتری نسبت به دیگران، به‌ویژه در بحث روشن شدن و کارکرد صحیح موتور خودرو برخوردارند. شمع خودرو یکی از این اجزای مهم پیشرانه‌های احتراقی است. این قطعه انواع مختلفی دارد و اطلاع از نشانه‌ها و علائم خرابی آن برای هر راننده‌ای ضروری است تا بداند چه زمانی اقدام به تعویض شمع خودرو کند.
شمع خودرو چیست؟
شمع موتور خودرو قطعه‌ای کوچک اما ضروری در سیستم احتراق و برق خودرو است که وظیفه اصلی آن ایجاد جرقه‌ای دقیق برای انفجار مخلوط هوا و بنزین داخل سیلندرهاست. این انفجار نیروی لازم برای حرکت پیستون‌ها به پایین، گردش میل‌لنگ و درنهایت روشن شدن موتور را فراهم می‌کند.
تاریخچه شمع خودرو
پیدایش نخستین شمع خودرو به اوایل قرن ۱۹ میلادی برمی‌گردد. در آن دوران موتورهای احتراقی تازه اختراع شده و مهندسان به دنبال راهی برای ایجاد جرقه درون سیلندر بودند که مخلوط سوخت و هوا را به‌طور یکنواخت و مداوم منفجر و محترق کند تا موتور توانایی روشن ماندن و تولید نیرو برای به حرکت درآوردن خودرو را داشته باشد.
در دهه ۱۸۶۰ میلادی، یک مهندس بلژیکی-فرانسوی بنام اتین لونوار از یک شمع برقی در اولین موتور احتراقی گازی خود استفاده کرد. اما در سال ۱۸۹۸ میلادی نیکولا تسلا حق اختراع شمع را به نام خودش ثبت کرد تا این افتخار نصیب او شود. دو سال بعد رابرت بوش مهندس آلمانی، سامانه احتراقی را توسعه داد که در آن استفاده از شمع‌های ولتاژ بالا در موتورهای تجاری امکان‌پذیر بود.
در سال ۱۹۳۰ هلن بلر بارتلت آمریکایی که در رشته زمین‌شناسی فعالیت داشت، ماده عایق بر پایه یک نوع سرامیک آلومینا را برای شمع خودرو اختراع کرد. در دهه ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ شمع‌های پولونیوم توسط فایرستون و سپس شمع‌هایی با روکش نیکل و پلاتین راهی بازار شدند. شمع‌های با نوک ایریدیوم و روکش پلاتین نیز محصول سال ۱۹۸۰ هستند. طی دهه اول قرن بیستم نیز شمع‌های موسوم به چند پلاتین (دارای چند الکترود منفی) به بازار آمدند.
اجزای شمع ماشین
شمع خودرو از ۵ بخش اصلی تشکیل شده است که در زیر به توضیح جزیی آنها پرداخته‌ایم:
- الکترود مرکزی (مثبت):این الکترود از جنس آلیاژ نیکل، پلاتین یا ایریدیوم است و وظیفه آن انتقال برق ولتاژ بالا جهت تولید جرقه بین خودش و الکترود منفی است.
- الکترود منفی (موسوم به پلاتین) : این الکترود فرمی خمیده دارد وبه بدنه متصل می‌شود و با الکترود مثبت تشکیل قوس الکتریکی یا جرقه می‌دهد.
- بدنه فلزی رزوه‌ای:به سرسیلندر پیچ می‌شود و شمع را در جای خود نگه می‌دارد.
- ترمینال:این بخش به حالت یک استوانه فلزی در بالای شمع قرار دارد و محل اتصال وایر به شمع است تا برق را از کوئل به شمع برساند.
- عایق چینی:عایق یا چینی شمع از جنس سرامیک است و از الکترودها در برابر ولتاژ بالا و گرمای شدید موتور مراقبت می‌کند.
نحوه عملکرد شمع ماشین
در هر دور از گردش میل‌لنگ، مخلوط هوا و سوخت از طریق سوپاپ هوا وارد سیلندر می‌شود. این مخلوط هم‌زمان با بالا آمدن پیستون فشرده می‌شود. در این بین باتری خودرو، برق مورد نیاز کوئل را تامین می‌کند. این برق توسط سیم‌پیچ‌های داخلی کویل خودرو به ولتاژ بسیار بالای بین ۱۰ هزار تا ۲۵ هزار ولت افزایش می‌یابد. سپس ولتاژ تولیدی به واسطه وایرها به الکترود مرکزی شمع در داخل محفظه احتراق منتقل می‌شود. گپ بین الکترود مثبت و الکترود منفی (بدنه شمع) به گونه‌ای تنظیم شده اس که با عبور ولتاژ بالا از آن جرقه یا قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. دمای جرقه شمع حدود ۱۰ هزار درجه سانتیگراد برآورد شده و فوق‌العاده داغ است.
در این میان جرقه شمع، مخلوط هوا و بنزین فشرده‌شده را مشتعل می‌کند و انفجار داخل موتور رخ می‌دهد. در اثر این انفجار مخلوط انرژی زیادی آزاد می‌شود که پیستون را به سمت پایین هل می‌دهد. درنتیجه میل‌لنگ به گردش درآید و موتور به کار می‌افتد. این سیکل در تمام سیلندرها تکرار می‌شود و موتور روشن می‌ماند. بعد از روشن شدن برق مورد نیاز کوئل از دینام تامین خواهد شد.
انواع شمع ماشین
شمع خودرو از چندین جنبه نظیر کد حرارتی، تعداد الکترود منفی و جنس الکترود مثبت دسته‌بندی می‌شود.
از نظر کد حرارتی
انواع شمع خودرو از نظر کد حرارتی به سه دسته تقسیم می‌شود:
شمع سرد
شمع‌های سرد یا پایه کوتاه حرارت را به سرعت از الکترود به بدنه شمع و سپس به سرسیلندر منتقل می‌کنند و کد حرارتی آنها با عددی مانند ۱۰ یا ۹ مشخص می‌شود. از این شمع‌ها در موتورهای پرقدرت، مانند موتورهای توربوشارژ یا تقویت‌شده استفاده می‌شود.
شمع گرم
شمع‌های گرم یا پایه بلند دارای پایه یا همان رزوه‌های بلندتری هستند و حرارت را با سرعت کمتر دفع می‌کنند. کد حرارتی آنها با عددهایی مانند ۴ یا ۵ تعیین می‌شود. از شمع‌های گرم در موتورهایی که کارکرد معمولی دارند، مانند خودروهای شهری یا موتورهای دور پایین استفاده می‌شود.
شمع نیمه گرم
در شمع نیمه گرم یا پایه استاندارد، طول پایه و ضریب انتقال حرارت بین دو مدل دیگر قرار می‌گیرد و کد حرارتی آنها با اعداد بین ۱۰ تا ۵ مشخص می‌شود. از این شمع‌ها در موتورهایی با قدرت متوسط که ترکیبی از کارکرد سرد و گرم دارند، استفاده می‌شود تا کارایی پیشرانه در حد بهینه قرار گیرد.
از نظر الکترود منفی
شمع ماشین از نظر تعدد الکترود منفی قابل دسته‌بندی است:
شمع تک الکترودی
این شمع به تک پلاتین معروف است و تنها یک الکترود منفی دارد و عمر آن کمتر از مدل چند پلاتین است.
شمع چند الکترودی
این شمع به چند پلاتین معروف است و دو الی چهار الکترود منفی دارد تا اگر یکی خراب شد، دیگری جای آن را بگیرد. این شمع عمر بالاتری دارد و برای خودروهای دوگانه‌سوز مناسب است.
از نظر جنس الکترود مثبت
شمع خودرو را می‌توان از نظر جنس و مایل الکترود مثبت به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی کرد.
شمع معمولی
شمع‌های معمولی که همه ما با آنها سروکار داشته‌ایم، دارای الکترود مثبت استوانه‌ای شکل با سر تخت و گرد هستند. جنس این الکترود معمولا از آلیاژ نیکل است و قدرت جرقه‌زنی و طول عمر آن نسبت به شمع‌های سوزنی پایین‌تر است.
شمع سوزنی
شمع‌های سوزنی دارای سر الکترود مثبت با قطر بسیار کمتر از شمع‌های معمولی هستند، به همین دلیل هم به آنها سوزنی گفته می‌شود. جنس الکترود مرکزی این شمع‌ها از آلیاژهای گران‌قیمت‌تر نظیر پلاتینیوم و ایریدیوم است که کیفیت جرقه بالاتر و عمر بیشتری ارائه می‌دهند.
شمع پلاتینیوم
شمع پلاتینیوم یک نوع شمع سوزنی است که آلیاژ الکترود مرکزی آن از جنس پلاتینیوم ساخته می‌شود. این آلیاژ در افزایش طول عمر شمع و کیفیت جرقه تاثیر بالایی دارد، اما سطح کیفی آن به انواع ایریدیوم نمی‌رسد.
شمع ایریدیوم
بهترین و گران‌قیمت‌ترین نوع شمع خودرو، شمع‌های سوزنی ایریدیوم هستند. این نوع شمع‌های سوزنی بهترین کیفیت جرقه و بیشترین طول عمر را ارائه می‌دهند و برای خودروهای گران‌قیمت و پرقدرت مناسب هستند.
نشانه های خرابی شمع خودرو
اگر شمع‌های خودرو خراب شوند، می‌توان آثار و نشانه‌های آن را در عملکرد موتور مشاهده کرد. در ادامه به بعضی از مهم‌ترین نشانه‌های خرابی شمع ماشین اشاره کرده‌ایم:
بد روشنی موتور
اگر در روشن شدن موتور به‌خصوص هنگام استارت خودرو در هوای سرد، مشکلی وجود داشته باشد، شاید شمع‌های ماشین خراب باشند. شمع‌های معیوب یا فرسوده جرقه دقیق و پرقدرت برای احتراق مناسب مخلوط هوا و سوخت تولید نمی‌کنند؛ درنتیجه موتور مثل همیشه و به‌طور یکنواخت روشن نمی‌شود و در صورت روشن شدن حداقل در چند ثانیه ابتدایی به بعد کار می‌کند.
لرزش و ریپ زدن موتور
لرزش یا ریپ زدن موتور، به‌ویژه در دورهای پایین می‌تواند نشان‌دهنده وجود ایراد در یک یا چند شمع خودرو باشد. شمع خراب باعث جرقه ناقص و درنتیجه احتراق ناقص درون سیلندر خواهد شد نتیجه احتراق ناقص نیز چیزی جز لرزش و ریپ زدن موتور نخواهد بود.
کاهش شتاب خودرو و توان موتور
اگر متوجه شدید که خودروتان شتاب و قدرت همیشگی را ندارد، این مورد می‌تواند یکی دیگر از نشانه‌های خرابی شمع باشد. شمع‌های خراب می‌توانند منجر به احتراق ناقص شوند که به نوبه خود باعث کاهش قدرت و شتاب خودرو می‌شود. البته اکتان بنزین نامناسب یا خرابی انژکتور، استپر موتور و کاربراتور نیز می‌تواند در این مورد موثر باشد.
روشن شدن چراغ چک
روشن شدن چراغ چک موتور می‌تواند نشان‌دهنده مشکلات مختلف برقی، از جمله خرابی شمع، وایرها و کوئل باشد. اگر چراغ چک موتور روشن شد حتما به متخصص برق خودرو مراجعه و به کمک دستگاه دیاگ منبع مشکل را شناسایی و برطرف کنید.
افزایش مصرف بنزین
اگر بدون هیچ تحولی دیگری در رانندگی یا شرایط جاده و خودرو نظیر افزایش بار و تعداد سرنشینان، ناگهان با افزایش مصرف بنزین روبرو شدید، ممکن است شمع‌ها خراب شده باشند. زیرا در اثر خرابی شمع احتراق ناقص درون سیلندر رخ می‌دهد که می‌تواند منجر به هدررفت سوخت و افزایش مصرف بنزین شود.
دود سیاه اگزوز
انتشار دود سیاه‌رنگ از اگزوز می‌تواند نشانه‌ای از احتراق ناقص و خرابی شمع‌های خودرو باشد. در این شرایط شمع‌ها را باز کنید. اگر سر آنها دوده‌زده است، بعد از اطمینان از سایر بخش‌های فنی، حتما شمع‌ها را تعویض کنید.
دلایل خرابی شمع ماشین
از جمله دلایل خرابی شمع ماشین می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
خرابی ناشی از کارکرد بالا
با گذشت زمان و طی مسافت زیاد، الکترودهای شمع فرسوده و قدرت جرقه‌زنی ضعیف‌تر می‌شود. این امر به‌مرور در عملکرد موتور تاثیر منفی می‌گذارد و توان و کیفیت عملکرد پیشرانه را کاهش دهد. همچنین استفاده از شمع‌های بی‌کیفیت یا غیراستاندارد، تنظیم نبودن موتور، رانندگی تحت فشار و…، همگی می‌توانند عمر مفید شمع را به شدت کاهش دهند.
کثیفی سر شمع
تجمع ذرات کربنی حاصل از احتراق ناقص روی سر شمع‌ها می‌تواند در فرآیند جرقه‌زنی و درنتیجه عملکرد کل موتور مشکل ایجاد کند. همچنین نشت روغن به داخل محفظه احتراق هم می‌تواند رسوبات روغنی روی شمع‌ها به وجود آورد و بعد از مدتی عملکرد شمع را با مشکل مواجه سازد.
جوش آوردن موتور
سوختن واشر سرسیلندر ناشی از نقص در عملکرد سیستم خنک‌کننده موتور، کمبود آب رادیاتور، خرابی فن و مواردی از این دست موجب افزایش غیرعادی دمای موتور و سرسیلندر می‌شود که درنهایت می‌تواند روی عملکرد شمع‌ها نیز تاثیر منفی داشته باشد. البته خرابی شمع ناشی از این مورد بسیار نادر است، مگر آنکه موتور به صورت خیلی غیرعادی و شدید داغ شود.
ضربه یا ترک خوردگی
هرگونه آسیب فیزیکی ناشی از تصادف یا اره شدن تسمه تایم و برخورد پیستون و سوپاپ‌ها با یکدیگر می‌تواند باعث ضربه به شمع‌ها شود و آنها را دچار خرابی کند. هرگونه شکستگی خم شدن پلاتین و مواردی از این دست موجب خواهد شد که شمع دیگر قابل استفاده نباشد.
تنظیم نبودن فیلر شمع
منظور از فیلر شمع فاصله بین الکترود مثبت و منفی شمع ماشین است. این فاصله معمولا باید چیزی بین ۸ تا ۹ دهم میلی‌متر باشد و اگر در اثر ضربه یا کارکرد زیاد تغییر پیدا کند، می‌تواند عملکرد ماشین را با مشکل روبرو سازد. می‌توان با باز کردن دورهای شمع‌ها و تنظیم فیلر آنها مطابق دستورات شرکت خودروساز از این مشکل تا حد امکان پیشگیری کرد.
زمان تعویض شمع خودرو
زمان تعویض شمع ماشین به عواملی مانند نوع شمع، شیوه رانندگی (تحت فشار و دور بالا یا کاملا عادی)، شرایط آب و هوایی محل رانندگی و…. بستگی دارد.
با این حال به‌طور کلی توصیه می‌شود شمع‌های معمولی را بین کارکرد ۲۰ تا ۳۰ هزار کیلومتر تعویض کنید. معمولا شمع‌های معمولی با چند پلاتین عمر بالاتری نسبت به مدل تک پلاتین دارند. شمع‌های نیکل سوزنی نیز بین ۴۰ تا ۶۰ هزار کیلومتر باید تعویض شوند. شمع‌های پلاتینیومی سوزنی عمر بالا و در حد ۸۰ تا ۱۰۰ هزار کیلومتر دارند. درنهایت شمع‌های ایریدیوم اورجینال و اصلی تا ۱۲۰ هزار الی ۱۵۰ هزار کیلومتر قابل استفاده هستند.
نحوه تعویض شمع خودرو
تعویض شمع موتور خودرو کار نسبتا ساده‌ای است که می‌توانید با ابزار مناسب و کمی دانش فنی آن را انجام دهید. ابزار و لوازم مورد نیاز شامل آچار شمع، آچار یا پیچ‌گوشتی مناسب برای باز کردن کوئل، فرچه سیمی، تورک متر (بهتر است استفاده شود)، شمع‌های نو و یک پارچه تمیز می‌شود.
زمانی که ماشین خاموش و سرد است، ابتدا کابل‌های باتری را جدا کنید تا خطر اتصال و برق‌گرفتگی اتفاقی از بین برود. وایرها یا کوئل را از روی شمع‌ها جدا کنید. برای جدا کردن کوئل از ابزار مناسب کمک بگیرید.
به کمک آچار شمع، ابتدا شمع‌ها را شل و سپس کاملا باز کنید. اگر شمع بیرون نمی‌آید، یک وایر شمع خودرو به آن متصل کنید و شمع را بیرون بکشید. ضمنا موقع بیرون‌آوردن شمع‌ها مراقب باشید که هیچ‌گونه آشغال یا ناخالصی به داخل سیلندر نیفتد. بهتر است قبل از شل‌کردن شمع‌ها، داخل حفره شمع روی سرسیلندر را باد بگیرید تا تمیز شود. اگر قصد تعویض شمع را ندارید، سر الکترودها را با کمک فرچه سیمی تمیز و بعد از تنظیم فیلر، آن را سر جایش ببندید. در غیر این صورت از شمع نو استفاده کنید.
بهتر است مقداری خمیر ضد چسب را روی رزوه‌های شمع جدید اعمال کنید. این کار در جلوگیری از چسبیدن شمع به موتور و بهبود انتقال حرارت موثر است. هنگام سفت کردن شمع‌ها، ابتدا با فشار دست شمع را روی رزوه خودش بتابانید تا مطمئن شوید که شمع به درستی داخل رزوه‌های سرسیلندر قرار گرفته است. بعد از آن می‌توانید به کمک آچار شمع آن را تا حد استاندارد سفت کنید.
اگر هنگام گرم بودن موتور شمع‌ها را ببندید، احتمال دارد که در اثر انبساط و انقباض فلز سرسیلندر مجددا بعد از خاموش‌کردن و سردشدن موتور شمع‌ها شل شوند. بنابراین حتما موقعی که موتور سرد است، شمع‌های جدید را ببندید و به میزان استاندارد سفت کنید تا به این مشکل بر نخورید. سپس کویل، وایرهای شمع و کابل‌های باتری را دوباره متصل کنید. درنهایت موتور را روشن کنید و از صحت عملکرد آن مطمئن شوید.
عوامل موثر بر قیمت شمع ماشین
عوامل متعددی روی قیمت شمع تاثیر می‌گذارند. جنس الکترود مثبت، برند سازنده، ساختار شمع و… از جمله مهم‌ترین فاکتورهای تاثیرگذار روی قیمت شمع خودرو هستند که در زیر به توضیح جزئی آنها می‌پردازیم.
جنس شمع
منظور از جنس شمع، جنس الکترود مرکزی آن است که در شمع‌های نیکل ارزان‌تر و در مدل‌های پلاتینیوم یا ایریدیوم بسیار گران‌تر است.
ساختار شمع
شمع‌های سوزنی دارای الکترود نازک‌تر نسبت به شمع‌های معمولی که دارای الکترود مرکزی قطورتر هستند، قیمت بالاتری دارند.
برند شمع
محصولات اورجینال برندهای معتبر نسبت به برندهای متفرقه قیمت بیشتری دارند و البته کیفیت بالاتری هم ارائه می‌دهند.
نحوه خرید شمع ماشین مناسب
برای انتخاب و خرید شمع مناسب باید به توصیه‌های شرکت سازنده و دفترچه راهنمای خودرو توجه کنید. همچنین هنگام تعویض قطعات خودرو و خرید لوازم یدکی خودرو از فراد متخصص و مکانیک‌های ماهر و باتجربه می‌توان در مورد خرید شمع مناسب مشورت گرفت.
بهترین برند شمع خودرو
در بازار فعلی ایران نشان‌هایی همچون ایکیوم فرانسه، NGK، دنسو و بوش و نور جزو بهترین برندهای عرضه‌کننده شمع خودرو به حساب می‌آیند.
نتیجه گیری
شمع خودرو یک قطعه مصرفی و به ظاهر ساده است که تاثیر مستقیم و بسیار زیادی روی عملکرد صحیح موتور خودرو می‌گذارد. در بازار انواع شمع خودرو وجود دارد، اما بهترین شمع خودرو برای شما آن مدلی است که شرکت سازنده توصیه می‌کند. همچنین می‌توانید برای انتخاب بهترین شمع ماشین از متخصصان و مکانیک‌های با تجربه نظرخواهی کنید تا بهترین شمع مناسب خودرو شما را معرفی کنند.
از تعویض شمع‌ها طی دوره‌های مشخص غافل نشوید تا خودرو به ایراداتی مثل احتراق ناقص، خام‌سوزی، ناک زدن، ریپ زدن، کاهش شتاب خودرو و مشکلات جدی‌تر دچار نشود. همچنین توصیه می‌کنیم هنگام سرویس دوره ای خودرو شمع‌ها را باز و با فرچه سیمی کاملا سر الکترود آنها را تمیز کنید.
ضمنا در صورت دوگانه سوز کردن خودرو بهتر است از شمع‌های چند پلاتین استفاده کنید تا نتیجه بهتری بگیرید و عمر مفید خودرو را بالاتر ببرید. هنگام مراجعه به نمایندگی طی دوره گارانتی خودرو حتما شمع‌ها را نیز بررسی کنید. در صورت برخورداری از کارت طلایی خودرو، معمولا شمع‌ها شامل تعویض رایگان می‌شوند.
سوال های متداول
شمع خودرو چیست؟
شمع موتور در واقع وسیله کوچک برای ایجاد جرقه الکتریکی درون سیلندر است. این قطعه از دو الکترود مثبت و منفی تشکیل شده و برق ولتاژ بالای مورد نیاز خود را از کویل دریافت می‌کند. عملکرد صحیح شمع در تنظیم موتور خودرو بسیار اهمیت دارد.
دلایل خرابی شمع خودرو چیست؟
کارکرد بالا، فشار زیاد روی موتور، روغن سوزی، ضربه، تنظیم نبود گپ بین الکترودها و… از جمله دلایل خرابی شمع هستند.
نویسنده: حسین باباپور
