بازه حرارتی شمع-سرد و گرم بودن شمع

زمان مطالعه 6 دقیقه

understanding-the-different-types-of-spark-plugs

شاید بارها عبارت شمع سرد و گرم، بازه حرارتی شمع و یا کد حرارتی شمع ها به گوشتان خورده باشد. در نگاه اول بنظر می رسد که این مسئله چندان اهمیتی نداشته باشد ولی باید در نظر داشت، عملکرد درست موتور ارتباط مستقیم با بازه حرارتی شمع یا سرد و گرم بودن شمع دارد. البته در صورت استفاده از شمع پیشنهادی شرکت سازنده خودرو و عدم بروز مشکل، جای هیچ نگرانی وجود ندارد اما به منظور افزایش سطح اطلاعات و آگاهی از مشکلاتی که ممکن است با انتخاب غیر صحیح شمع برای موتور رخ دهد، با ما همراه شوید.

در صورت انتخاب ناصحیح بازه حرارتی شمع، با مشکلات زیر مواجه خواهیم شد:

۱- خود-احتراقی، پیش-احتراق یا احتراق خودبخود 

 هنگامی که مخلوط فشرده شده سوخت و هوا به سیلندر موتور وارد می شود، این شدت تراکم موجب افزایش قابلیت اشتعال یا احتراق پذیری آن می شود و شدت این امر به گونه ای است که منتظر یک محرک گرمایی کوچک است. در  صورتیکه شمع بیش از حد مجاز گرم باشد احتراق ناقص رخ می دهد. یعنی قبل از برنامه زمانبندی موتور و تولید جرقه توسط شمع، فرآیند احتراق توسط بدنه شمع صورت می پذیرد و از آنجاییکه احتراق قبل از برنامه زمانبندی صحیح  موتور بوده،  احتراق بصورت ناقص می باشد و در حقیقت بجز خرابی شمع و موتور و هدر رفت سوخت نتیجه دیگری ندارد.
 به این نوع احتراق، هرز سوزی، پیش احتراق و یا خود-احتراقی می گویند. بعبارتی دیگر احتراق خودبخود در واقع یعنی شروع احتراق توسط عاملی غیر از جرقه شمع و علاوه بر داغ بودن دمای بدنه شمع (همانگونه که در بالا عنوان گردید) عوامل  دیگری نظیر وجود رسوبات کربنی داغ بر روی بدنه شمع نیز در وقوع آن نقش دارد. 

 اثرات منفی پیش-احتراق بر روی موتور

 این اتفاق ممکن است در هر موتور بنزینی رخ دهد و کاملا با ناک یا ضربه موتور متفاوت بوده و در صورت عدم تشخیص و رفع آن، در بازه زمانی بسیار کوتاه خسارت بیشتری موتور وارد نموده و مخرب تر است.
 پیش-احتراق موجب می شود تا موتور دقیقا برعکس کار کند، یعنی درست در زمانی که پیستون در تلاش برای بالا آمدن و افزایش تراکم در محفظه احتراق است، می بایست با فشار انبساط ناشی از گازهای احتراق یافته مقابله نماید.  این احتراق خارج از برنامه زمان بندی موتور، منجر به تحمیل فشار بسیار زیاد به موتور می شود.
 افزایش دما و خسارت به پیستون ها، یاتاقان، شمع ها و سیلندر از اثرات منفی ناشی از احتراق خودبخود است. این مشکل براحتی قابل شناسایی نبوده و در زمان وقوع آن هیچ صدای قابل شنیدنی تولید نمی شود. موتور دارای مشکل  پیش-احتراق، قدرت پایین داشته و به سختی حرکت می کند. این مشکلات در کوتاهترین زمان منتج به خسارت به اجزای داخلی موتور می گردد. در تصاویر زیر می توانید مشکلات ناشی از خود-احتراقی را ببینید.

تاثیر منفی پیش -احتراق بر روی موتور

۲- احتراق ناقص

محفظه احتراق براساس اصول زیر عمل می کند:

    1. ورود مخلوط هوا و سوخت به داخل محفظه (مکش)
    2. متراکم شدن محفظه با حرکت رو به بالای پیستون (تراکم)
    3. وقوع جرقه توسط شمع، احتراق مخلوط گازی و تولید نیرو (انفجار)
    4. تخلیه گازهای حاصل از سوختن (تخلیه)

درصورت بروز مشکل در هر یک از این بخش ها، احتراق ناقص رخ می دهد. اغلب موتورها دارای چهار سیلندر می باشند، بنابراین حتی در صورت از کار افتادن یکی از سیلندرها، باز به حرکت خود ادامه می دهند و فقط از قدرت آن کاسته می شود. علت نامگذاری احتراق ناقص به این دلیل است که احتراق در یکی از سیلندرها بصورت کامل انجام نمی شود.  اگر درون یک سیلندر را تصور کنید، می بینید که با هر جابجایی پیستون ها، یک انفجار کوچک کنترل شده در حال وقوع بوده و موتور تحت فشار بسیار زیادی می باشد.

پس براحتی می توان فهمید که احتمال شکستن برخی اجزا وجود دارد. موتورها ساخته شده اند تا بتوانند به بهترین شکل ممکن این انفجارها را کنترل و تا بیشترین حد ممکن از آن بهره ببرند و بیشترین توان ممکن را تحویل دهند. به همین دلیل بروز هرگونه مشکل درون موتور، بر روی کارآیی موتور نیز تاثیر می گذارد، بعبارتی دیگر انفجار کنترل نشده مساوی است با عدم کارآیی.

احتراق ناقص موجب بروز مشکلات زیر در موتور می شود:

1. افت کارآیی موتور

اولین مسئله ای که در حین رانندگی با یک خودروی دارای مشکل احتراق ناقص به چشم می خورد، پایین بودن کارآیی خودرو است. در صورت بروز مشکل احتراق ناقص برای یک سیلندر، بار موجود به سیلندرهای دیگر تحمیل شده و آنها باید برای به حرکت درآوردن خودرو بیشتر تلاش کنند و در نتیجه کارآیی موتور کاهش می یابد. احتمال زیادی وجود دارد که این بار تحمیل شده به دیگر سیلندرها منجر به آسیب رساندن به آنها گردد.

2. افت کارآیی سوخت

کاملا واضح است افت کارآیی خودرو، میزان بهره دریافتی از سوخت نیز کاهش می یابد. بعبارتی میزان سوخت مصرفی خودرو و در نتیجه تعداد دفعات سوختگیری نیز افزایش می یابد.

3. آلودگی صوتی

بروز مشکل احتراق ناقص در موتور منجر به تولید صدای ناهنجاری خواهد شد که غیرقابل تحمل است و در صورتیکه این مشکل حل نشود، این صدا و در نتیجه آسیب وارده به موتور نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین بهتر است قبل از آسیب دیدن جدی موتور و از کار افتادن کامل آن، در اسرع وقت نسبت به رفع این مشکل اقدام نماید.

4. آسیب دیدن موتور

مهمترین مشکلی که از احتراق ناقص ناشی می شود، آسیب دیدن موتور است. زیرا فشارها وارده ناشی از عدم کارکرد صحیح یک سیلندر به سیلندرهای سالم، موجب بروز مشکلاتی جدی برای آنها می گردد.

بازه حرارتی چیست؟

بازه حرارتی یک شمع، شاخصی است برای از دست دادن انرژی حرارتی آن شمع.
به دلیل تفاوت در مشخصات موتورهای خودرو، اعم از میزان بار بر روی موتور، فشار درون محفظه احتراق، سرعت موتور، روش خنک سازی موتور و سرعت کاهش دمای موتور، امکان راه اندازی تمامی موتورها با یک شمع استاندارد غیر ممکن می باشد. یک شمع ممکن است در یک موتور در مقایسه با موتور دیگر به دمای بالاتری برسد و در موتور دیگر دمای پایین تری را تجربه نماید.

مشکلات عدم انتخاب درست بازه حرارتی شمع

    1. در صورتیکه شمع از نوع شمع گرم باشد، بدلیل حفظ دما و داغ بودن آن، مخلوط فشرده شده سوخت-هوا با برخورد به بخش درخشان و بسیار داغ شمع دچار پیش-احتراق می گردد.
    2. اگر شمع از نوع سرد باشد با رسوبات ناشی از احتراق ناقص پوشیده می شود و این امر موجب کثیف شدن و رسوب کربن و مواد  سوختنی بر روی آن می گردد.

انتخاب درست بازه حرارتی شمع بسیار حایز اهمیت است زیرا

    1. بدلیل دفع حرارت اضافی و دمای مناسب شمع، با مشکل پیش-احتراق مواجه نمی شویم.
    2. بعلت عدم دفع حرارت بیش از اندازه و مناسب بودن دمای شمع، مواد سوختی که پس از احتراق بر روی شمع رسوب نموده، با گرمای خود شمع می سوزد که به آن “خود تمیزکنندگی” می گویند.

 برای اطمینان از اینکه شمع در یک بازه ی حرارتی مناسب کار می کند شمع هایی با ظرفیت های حرارتی مختلفی تولید شده است. بازه ی حرارتی منتسب به هر یک از شمع ها مشخص کننده میزان دفع حرارتی آن شمع می باشد.

در شکل زیر ساختار ظاهری شمع ها با بازه حرارتی متفاوت را مشاهده می کنید. همانطور که می بینید، هرچقدر شمع سردتر باشد میزان سطح تماس الکترود میانی با بدنه بیشتر و انتقال و دفع حرارت به بلوک سیلندر بیشتر خواهد بود و شمع سریعتر خنک شده و دمای کمتری را در خود حفظ می کند.

سرد و گرم بودن شمع

 

جمع بندی

با انتخاب درست بازه حرارتی شمع می توان اطمینان پیدا کرد که آن شمع در بازه حراراتی ۹۰۰-۵۰۰ درجه سانتیگراد کار می کند. در این بازه حرارتی شمع بطور کامل تمیز شده، مشکل احتراق ناقص نداریم و همچنین شمع آنقدر داغ نیست که باعث بروز پیش-احتراق شود. در اشکل زیر کدهای بازه حرارتی شمع های بوش را ملاحظه می کنید. مطابق این کد، شمع های بوش با کد ۰۶ سردترین نوع شمع و شمع ها با کد ۱۳ گرمترین شمع از این شرکت می باشند.

برخی مقالات دیگر

 

کلیه مطالب توسط تیم کارشناسان بوش یدک تهیه شده است.کپی برداری برای مقاصد غیر تجاری با ذکر منبع بلامانع می باشد.