آشنایی با مفاهیم شمع گرم و سرد ، سوزنی، چند پلاتینه و…

شمع گرم و سرد و شمع پیشرانه

شمع گرم و سرد شمع پیشرانه، عضو مهمی در سوخت و ساز خودرو است و همان طور که نمی توان عدم وجود قطعه ای در این میان را متصور بود، به همان اندازه سلامت شمع نیز در نحوه و نوع سوخت و ساز پیشرانه اثر گذار خواهد بود.

شمع فقط یک قطعه ساده نیست. شمع دارای انواع و اقسام مختلفی است که بسته به شکل ظاهری و نوع کارکرد آن، اثر بخشی و کارکرد متفاوتی بر پیشرانه خواهد گذاشت.

در این زمینه می توان شمع ها را از نظر گرم کار بودن و سردکاری، نوع الکترود میانی، تعداد پلاتین های شمع و جنس الکترود میانی تقسیم بندی و مطالعه کرد.

شمع گرم و سرد 

به طور خلاصه می توان گفت برای پیشرانه های گرم کار باید شمع سرد قرار داد و برای پیشرانه های سرد کار، شمع گرم. منظور از گرم و سرد بودن شمع به نوع انتقال حرارت دریافتی شمع با طرفین و خنک شدن آن است.

به موتور هایی مثل موتور های امروزی که آب همیشه در دمای بالایی قرار دارد و پیشرانه بر اساس این دما طراحی می شود، پیشرانه های گرم گفته می شود. شمع سرد سریع تر گرمای خود را به بدنه موتور و سر سیلندر منتقل می کند و شمع گرم برعکس آن است.

اگر به ساختار کلی شمع نگاه کنیم، در پایین آن، الکترود میانی درون بخش سفید رنگی که چینی داخلی یا عایق داخلی شمع نامیده می شود، قرار دارد. در شمع های سرد، این چینی کوتاه تر است و حالت استوانه ای دارد در حالی که در شمع های گرم، این قسمت بلند تر بوده و با فاصله تر از رزوه های شمع قرار دارد و البته حالت آن نیز مخروطی شکل است.

مخروطی بودن این قسمت باعث اتصال کمتر به بدنه شمع شده و در نتیجه، انتقال حرارت با نرخ کمتری انجام می شود که شمع گرم تر خواهد ماند.
از طرفی مخروطی شدن قسمت میانی باعث پایین تر آمدن نوک الکترود میانی می شود و این اتفاق باعث خواهد شد که محل جرقه زنی شمع درون سیلندر پایین تر و نزدیک تر به پیستون قرار بگیرد.

این حالت باعث خواهد شد تا هم خطر استفاده از آن در موتور های با ضریب تراکم بالا تر بالا رود چرا که احتمال برخورد آن با پیستون وجود دارد و هم این که در صورت استفاده در موتور های مخصوص به آن، به لطف قرار گیری در وسط مخلوط سوخت و هوا، انفجار قوی تری را ایجاد کند.

شمع سوزنی

در علم الکترونیک می خوانیم که بار های الکتریکی بر روی سطح فلزات پخش می شوند و میزان این تعداد بار الکتریکی در واحد سطح را چگالی بار الکتریکی می نامند.

هر چه سطح فلز به سمت باریک تر شدن پیش برود، میزان این چگالی در واحد سطح بیشتر خواهد بود. برای همین خاطر در شمع های سوزنی چون نوک الکترود میانی تیز و سوزنی است، چگالی بار الکتریکی بالا تر بوده و در نتیجه جرقه و قوس الکتریکی بین الکترود میانی و پلاتین بغلی شمع، قوی تر خواهد شد و انفجار کامل تری را رقم خواهد زد.

در واقع فلسفه طراحی و تولید شمع های سوزنی نیز بر همین اساس بوده است. اما از آن جا که در این حالت گرمای ایجاد شده و هم چنین گرمای منتقل شونده به نوک و الکترود میانی شمع، بیشتر می شود، اکترود میانی در این شمع ها از فلزات مقاوم تری چون آلیاژ های پلاتینیوم و ایریدیوم ساخته می شوند.

پلاتین شمع 

در گذشته برای خودرو های آمریکایی، شمع هایی در بازار موجود بود که به خاطر شکل پلاتین آن که شبیه زبان مار بود، به زبان ماری معروف شد. می توان گفت این شمع ها در واقع آغاز گر تولید شمع های چند پلاتینه در این صنعت شدند.

شمع های چند پلاتینه که به اشتباه به چند زمانه نیز نامیده می شوند، به صورت دو، سه و چهار پلاتینه هستند و در برخی از محصولات بعضی از شرکت ها، این پلاتین ها حتی به هم پیوسته نیز شده اند. اما از نظر علمی کارکرد این چند پلاتینه ها، چگونه است؟

پیشنهاد سردبیر:با بهترین موتورهای شش سیلندر خطی آشنا شوید (بخش دوم)

شمع قطعه ای الکتریکی درون خودرو محسوب می شود. جریان برق از الکترود میانی این قطعه گذر می کند و ایجاد جرقه و قوس الکتریکی خواهد کرد. بنابراین زمانی که پلاتین شمع به خاطر جرقه زنی های مداوم و هم چنین تحت گرما قرار گرفتن درون موتور، مقاومتش بالا می رود، در مقابل عبور جریان الکتریسیته از خود مقاومت نشان می دهد که اثر منفی خود را بر شدت جریان عبوری از آن خواهد گذاشت.

در شمع های چند پلاتینه، امکان جرقه زنی از چند پلاتین وجود نخواهد داشت و در صورت بروز چنین اتفاقی، نه تنها بر شدت جرقه اثر مثبتی نخواهد گذاشت، بلکه به خاطر تقسیم جرقه بین دو پلاتین از شدت و قدرت آن نیز کاسته خواهد شد.

اما وجود پلاتین دوم باعث می شود تا در زمانی که یک پلاتین با جرقه زنی مداوم در مقابل جریان برق مقاومت پیدا می کند، جریان برق با استفاده از پلاتین دوم، وضعیت مطلوب خود را حفظ نماید. هم چنین وجود چند پلاتین باعث می شود تا احتمال بر هم خوردن فیلر و تنظیم پلاتین ها نیز کمتر شود. فیلر و تنظیم بودن پلاتین ها، اثر و کارکرد بالایی در کیفیت جرقه تولیدی خواهد گذاشت.

شمع های ایریدیوم و پلاتینیوم 

همان طور که گفته شد، الکترود میانی به خاطر ایجاد جرقه و هم چنین تحت تنش های گرمایی بالایی که درون محفظه احتراق قرار می گیرد، از طول آن کاسته شده و کم کم کوتاه تر می شود که نیاز به فیلر گیری و در نهایت تعویض آن را باعث خواهد شد.

اما تقویت الکترود میانی و ساخت آن از فلزات مقاوم تری چون پلاتینیوم و ایریدیوم باعث می شود تا این خوردگی در طول زمان کمتر شود و از طرفی به خاطر کاهش مقاومت الکتریکی، جریان برق با شدت بیشتری در شمع جاری شود. در نتیجه هم عمر این قطعه بالا تر می رود و هم کیفیت و شدت جرقه بیشتر خواهد شد.