شمع های مسی، ایریدیوم و پلاتینیوم چه تفاوتی دارند؟
قطعه شمع در خودرو نقش مهمی درسیستم احتراق ایفا می کند. معمولا رانندگان در زمان خرید شمع خودرو به دلیل تنوع آن کمی گیج می شوند برای اینکه به شناخت دقیقی از شمع خودرو برسیم ابتدا باید بدانیم شمع خودرو چیست؟ طبق معمول، مدل شمع مسی ماشین به عنوان اولین گزینه به ذهنمان می رسد ولی با شناخت دقیق می توانیم به مدل دیگر شمع ها مثل ایریدیوم و پلاتینیوم هم به عنوان یک گزینه مناسب برای خرید فکر کنیم. برای شناخت بیشتر نسبت به انواع شمع ایریدیوم و پلاتینیوم بهتر است به مسائلی مثل: تفاوت شمع ایریدیوم و پلاتینیوم و یا تفاوت شمع اپریدیم با معمولی بپردازیم تا در نهایت بهترین انتخاب ممکن را داشته باشیم.
پیدایش و مکانیزم عملکرد شمع خودرو
در ابتدا برای پاسخ به این سوال که شمع خودرو چیست؟ باید به کلیتی از تحولات سال های اخیر و همچنین گذشته این قطعه بپردازیم. شمع ماشین در سال های اخیر به لحاظ ساختار تحولات زیادی برای هماهنگی با ساختار موتورهای مدرن امروزی داشته است. بیشتر تغییرات بر اساس نیاز به قدرت اشتعال زایی بالا برای موتورهای مدرن که با سوخت رقیق کار می کنند انجام شده است و همچنین این تغییرات تاثیر زیادی در افزایش طول عمر بالا برای شمع های خودرو دارد. نسبت هوا به سوخت و نقش شمع در آن چند حالت مختلف دارد که در ادامه مطلب به آن می پردازیم.
نسبت ۱۵ به ۱ که نرمال نامیده می شود، اگر نسبت از ۱۵ کوچکتر شود بطور مثال ۱۳ مخلوط غنی یا rich خوانده می شود که باعث خام سوزی و بالا رفتن مصرف سوخت می گردد، اگر نسبت از ۱۵ بزرگتر شود به عنوان مثال: ۱۷ مخلوط رقیق (فقیر) یا lean خوانده می شود یعنی مقدار سوخت نسبت به هوا کمتر از حد نرمال است.
این یک نکته بسیار مهم است که سوخت داخل هر سیلندر مشتعل شود و نیروی لازم را به وجود آورد در غیر این صورت سوخت بدون سوختن، محیط موتور را ترک می کند و باعث افت قدرت و ناهماهنگی در عملکرد موتور می شود.
اما زمانی که مخلوط نسوخته به کاتالیزور می رسد، باعث ایجاد دوده و گرفتگی در آن می شود که معمولا پس از مدتی در فرآیند خروج گازهای موتور مشکل ایجاد می کند و در نهایت بازده موتور افت پیدا می کند.
کارکرد ناقص موتور باعث آلودگی در هوا می شود. تلاش کارخانه ها برای تولید موتورهایی با مصرف کم، طراحی موتورها به سمت موتورهایی با سوخت کم پیش می رود و احتمال از دست دادن جرقه (misfiring) به صورت یک مشکل وجود دارد. این یک نکته علمی اثبات شده است که یک الکترود باریک و نازک (سوزنی شکل) قابلیت شعله زایی (ignitibility) را بالا می برد، ولی یک الکترود سوزنی از جنس نیکل، یا ایتریم که شمع های عادی عمدتا از آنها ساخته می شوند، به سرعت در اثر کارکرد و حرارت شعله خود مصرف شده و قابلیت خود را از دست می دهند، بنابراین سازندگان شمع خودرو برای ساختن شمعی که بتواند با ساختار سوزنی در محیط اتاقک انفجار خودرو کار کند به سمت فلزات گرانبها مانند ایریدیوم و پلاتینیوم با قابلیتهای بالا کشیده می شوند. نحوه بررسی خرابی شمع ها در خودرو (۹ علائم رایج که کار شما را راحت تر می کند)
همه ما باید به این نکته دقت کنیم که شمع های عادی یک کالای مصرفی هستند که مانند روغن و فیلترها باید در تعمیرات منظم خودرو تعویض شوند که خود این فرآیند از کارهای پر هزینه و در بعضی از موتورها به دلیل ساختار پیچیده و تنگی محیط موتور، کار سخت و زمان گیری به شمار می آید. همچنین شمع هایی که طول عمر کوتاهی دارند در بازه های زمانی مشخصی عملکردشان در موتور به سرعت کاهش می یابد و به همین دلیل تنطیم موتور خودرو را دچار مشکل می کند. تمامی موتورهای جدید به استفاده از شمع های مقاومت دار نیار دارند. یک شمع با مقاومت بالا، شمعی است که دارای یک مقاومت ۵k اهمی باشد. این مقاومت از انتقال نویزهای ایجاد شده توسط جرقه های شمع به سیستم الکتریکی ماشین جلوگیری می نماید. تداخل در فرکانس های رادیویی اتومبیل به صورت صدای ناهنجار از باندهای رادیوی ماشین راحت به گوش می رسد که بر اساس استاندارد RFI (Radio Frequency Interference) یک نوع آلودگی غیرمجاز به حساب می شود.
ویژگی های شمع مسی
یکی از ویژگی های مهم فلز مس، رسانایی الکتریکی و گرمایی آن است و همین ویژگی باعث شده که از آن در شمع خودرو استفاده شود. اما فلز مس دارای دمای ذوب پایینی است و به همین در طراحی و تولید آن از یک لایه آلیاژ نیکل به عنوان پوشش بر روی آن استفاده می شود تا مانع از ذوب شدن آن شود. میزان مقاومت آلیاژ نیکل در برابر خوردگی پایین است و به همین دلیل مهم شمع های مسی باید در حدود هر ۲۵ هزار کیلومتر تعویض شوند.
از ویژگی های مهم شمع مسی ماشین این است که توانایی کارکرد در دمای پایین تری نسبت به شمع های دیگر را دارد و بیشترین کاربرد آنها در خودروهای قدیمی است که سیستم تقسیم برق آن با چکش برق یا دلکو کار می کند. در دنیای امروز دیگر به کارگیری شمع مسی در خودروها تقریبا منسوخ شده و به ندرت اتفاق می افتد که از این شمع ها در ماشین های مدرن استفاده شود.
در ادامه مطلب به بررسی نقاط قوت و ضعف شمع مسی ماشین بپردازیم.
نقاط قوت
- کار کردن در دمای پایین
- قیمت پایین
نقاط ضعف
- معایب
- عمر کوتاه
- عملکرد ضعیف تر در مقایسه با شمع های پلاتینیوم و ایریدیوم
ویژگی شمع های پلاتینیوم
نوع دیگر شمع ها پلاتینیوم نام دارد که در آنها از فلز پلاتینیوم استفاده می شود و نسبت به شمع های مسی مدرن تر هستند و کاربرد بیشتری دارند. فلز پلاتینیوم در مقابل نیکل مقاومت و دمای ذوب بیشتری دارد و همین مقاومت بالا باعث می شود لبه های الکترود در مدت زمان بیشتری تیز بمانند و عمر شمع های پلاتینیومی از شمع های مسی بیش تر شود.
شمع های پلاتینیومی معمولا در دو نوع تک پلاتین و دو پلاتین در بازار یافت می شوند که نوع دو پلاتینه نسبت به تک پلاتین بهتر عمل می کند و می تواند مخلوط سوخت و هوا را بهتر مشتعل کند. در شمع های دو پلاتینه از دو زائده به جای یک زائده برای الکترود استفاده می شود و این تغییر باعث عملکرد بهتر سیستم جرقه زنی می شود.
به طور کلی، در بسیاری از خودروهای انژکتوری جدید که سیستم تقسیم برق دلکو در آن ها حذف شده است از شمع های پلاتینیومی استفاده می شود و هنگام تعویض شمع باید به این نکته توجه شود که شمعی با کیفیت پایین تر از نوع پیشنهاد شده توسط شرکت سازنده استفاده نشود.
نقاط قوت و ضعف شمع های پلاتینیومی ماشین
· کار کردن در دمای مشخص در هر دور موتور
· عمر طولانی تر نسبت به شمع های مسی (تعویض در هر ۳۰ هزار کیلومتر)
· جلوگیری از انباشته شدن دوده
· معایب
· قیمت بالا
· عملکرد ضعیف تر نسبت به شمع های ایریدیوم
ویژگی شمع های ایریدیوم
ایریدیوم یکی از مقاوم ترین فلزها است که واکنش پذیری پایینی دارد. این فلزِ به شدت چگال دمای ذوبی حدود ۷۰۰ درجه بالاتر از پلاتینیوم است، که مهمترین تفاوت شمع ایریدیوم و پلاتینیوم بشمار می آید. اما به دلیل ترد بودن نمی توان از ایریدیوم خالص در شمع خودروها استفاده کرد. با توجه به ترد بودن فلز ایریدیوم و همچنین کارایی خوب پلاتینیوم در شمع ها، طراحان تصمیم گرفتند که آلیاژی از ترکیب دو فلز ایریدیوم و پلاتینیوم بسازند تا در مقابل خوردگی بسیار مقاوم باشد و از آن در شمع ها خودرو استفاده کنند. رسانایی الکتریکی الکترود مرکزی شمع های ایریدیوم را می توان اصلی ترین تفاوت شمع اپریدیوم با معمولی ترین شمع ها دانست و همین قضیه موجب می شود بازده جرقه زنی شمع بیش تر شود.
نقاط قوت شمع های ایریدیوم ماشین
- بهبود عملکرد موتور نسبت به به‌کارگیری شمع های مسی یا پلاتینیوم
- عمر طولانی تر (حدود ۲۵ درصد بیش تر) نسبت به شمع های پلاتینیوم
- کاهش آلاینده های موتور به دلیل احتراق بهتر و کامل تر مخلوط سوخت و هوا
- ولتاژ مورد نیاز کم تر برای عملکرد شمع های ایریدیوم نسبت به دیگر شمع ها
نقاط ضعف شمع های ایریدیوم
- قیمت بالا
عملکرد کدام یک از شمع های مسی، پلاتینیوم و ایریدیوم بهتر است؟
با توجه به جنس به کار رفته در این سه شمع، می توان گفت به ترتیب عملکرد، شمع های ایریدیوم از پلاتینیوم و در نهایت از مسی بهتر است.
شمع مناسب برای هر خودرو چیست؟
معمولا در دفترچه های راهنمای خودرو شمع مناسب آن نوشته شده است و طبق نظر کارشناسان پیشنهاد می شود که از همان شمع برای موتور خودروتان استفاده کنید. اما در شرایطی که قصد تغییر نوع شمع را دارید باید از شمع بهتری نسبت به شمع پیشنهادی توسط شرکت سازنده استفاده کنید. به عنوان مثال: اگر شمع خودروی شما از نوع پلاتینیوم است، باید از شمع ایریدیوم استفاده کنید نه شمع مسی.
هر کدام از شمع های مسی، پلاتینیوم و ایریدیوم عمر مفیدشان چند هزار کیلومتر است؟
عمر مفید هر شمع را نمی توان به طور دقیق گفت و شرایط زیادی می تواند در میزان کارکرد شمع ها تأثیرگذار باشد که به نوع رانندگی، مسیر های عبوری، میزانی که موتور تحت فشار قرار می گیرد و… بستگی دارد. بهترین راه برای تشخیص سلامت شمع ها این است که در هر سرویس دوره ای که حدود هر ۵۰۰۰ کیلومتر انجام می شود، شمع ها نیز چک شود و در صورت نیاز تعویض گردند.
