شمع موتور قطعه ای تشکیل شده از یک محفظه چینی و قسمت آلیاژی فلزی و پوشش سرامیکی برای احتراق بهتر که درقسمت بالایی محفظه سیلندر قرار دارد و در تمامی موتور های احتراق داخلی بنزینی استفاده می کنند.
خودروهایی که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند برای تکمیل فرایند عملیات احتراق در داخل موتور احتیاج به قطعه‌ای دارند که با ایجاد جرقه این کار را انجام دهد؛  این وظیفه به شمع محول شده است.
پس از مکش سوخت به داخل سیلندر و ترکیب آن با هوا شمع وظیفه دارد که با جرقه زدن عمل احتراق را آغاز و انرژی تولید کند. این انرژی سپس توسط قطعات دیگر مکانیکی باعث به حرکت درآمدن خودرو می‌شود.
شمع خودرو یکی از اجزایی که است که روی موتور و در واقع بر روی سر سیلندر قرار می‌گیرد و یکی از مهمترین اجزا در فرایند احتراق خودرو است. شمع ماشین از عایق چینی، الکترود، واشر و قسمت‌های دیگر تشکیل می‌شود و با دریافت ولتاژ بالا، عمل جرقه زنی در محفظه سیلندر را انجام می‌دهد.

اتین لونوار (Étienne Lenoir) کسی بود که که در سال ۱۸۶۰ از یک شمع برقی در اولین موتور احتراق داخلی گازی خود استفاده کرد؛ اما حق اختراع شمع خودرو توسط نیکولا تسلا، فردریک ریچارد سیمز و رابرت بوش به
ثبت رسیده است. با این وجود تنها اختراعی که برای اولین بار به صورت تجاری و به صورت یک شمع با ولتاژ بالا در یک سیستم احتراق داخلی مورد استفاده قرار گرفت شمعی بود که توسط مهندس شرکت رابرت بوش ساخته شد و تحولی در موتورهای احتراق داخلی ایجاد کرد.

اجزای شمع ماشین:

این قطعه حیاتی که بر روی سر سیلندر قرار می‌گیرد؛ از اجزای مختلفی تشکیل شده است:
– عایق چینی
– الکترود مثبت
– الکترود منفی
– واشر

شمع خودرو چگونه کار می‌کند؟

همانطور که گفته شد شمع از اجزای مختلفی تشکیل شده است. پس از اینکه کوئل خودرو جریان با ولتاژ پایین را از باتری خودرو دریافت کرد ولتاژ آن را افزایش میدهد و سپس این جریان ولتاژ بالا به شمع منتقل می‌شود.
پس از این اتفاق جریان بین دو الکترود مرکزی و جانبی موجود در شمع که یکی مثبت و دیگری منفی است افزایشیافته و ساختار گازهای موجود در محفظه را تغییر می‌دهد. با افزایش ولتاژ گازهای موجود یونیزه می‌شوند و رسانای جریان الکتریکی شده و در محفظه ایجاد احتراق می‌کنند.
شمع‌های خودرو به طور عادی به ولتاژی حدود ۱۲ تا ۲۵ هزار ولت یا بیشتر احتیاج دارند تا بتوانند عمل احتراق را به خوبی انجام دهند.

انواع شمع خودرو:

در بازار قطعات یدکی خودرو انواع مختلفی شمع وجود دارند که هر یک ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند. انواع شمع‌های خودرو عبارتند از شمع گرم، شمع سرد، شمع نیکلی، شمع ایریدیومی، شمع پلاتینیومی و شمع های چند الکترودی.

– شمع گرم: این نوع، بیشتر برای پیشرانه‌هایی مناسب هستند که با دور پایین کار می‌کنند و به عبارتی به‌ دلیل عدم تولید گرمای زیاد، سرد هستند. نکته مهم این است که درصد زیادی از رسوبات کربن به مرور زمان بر روی این مدل شمع‌ خودرو قرار می‌گیرند که باعث کاهش عمر قطعه می‌شود.
– شمع سرد: این نوع که بیشتر در موتورهای با دمای بالا استفاده می‌شود؛ پس از هر بار احتراق، خیلی زود سرد می‌شوند.
– شمع نیکلی یا مسی: شمع‌های مسی، مقاومت کمی در برابر گرما دارند و طول عمر مفید آن‌ها بین ۲۰ تا ۴۰ هزار کیلومتر است.
– شمع پلاتیونومی: جنس الکترود این نوع شمع‌ ماشین از آلیاژ پلاتینوم است؛ عمر مفید آن بالا بوده و تا حدود ۱۰۰ هزار کیلومتر را پشتیبانی می‌کند. همچنین توانایی تحمل حرارت ۲۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارد.
– شمع ایردیومی: جنس الکترود مثبت این قطعه از ایریدیوم بوده و طول عمر آن نسبت به نوع پلاتینیومی، بیشتر است.
– شمع چند الکترودی: این گونه از شمع از چند الکترود منفی برخوردار می باشد که باعث طول عمر بسیار بالاتر می گردد. به علت اینکه هربار جرقه زنی باعث خوردگی قطب منفی می گردد، هر الکترود پس از خورده شدن، جای خود را با الکترود نزدیک تر به قطب مثبت عوض کرده و در نتیجه طول عمر بالاتری برای شمع خودرو ایجاد می نمایند.

دلایل خرابی شمع:

۱- حرارت بالا: یکی از علت‌های کاهش عمر شمع‌ها، دمای بالا و گرم‌شدن بیش از حد آن است. زیرا گاهی به دلیل زمان‌بندی اشتباه در احتراق هوا و ترکیب سوخت داخل سیلندر پیش از جرقه، دمای قطعه مذکور بالاتر از حد معمول می‌رود.
۲- نشت روغن: دلیل دیگر خرابی زودهنگام شمع، آلودگی آن با روغن است. از آنجایی که درزبندی قطعه‌های پیشرانه به مرور زمان آسیب می‌بیند؛ نشت روغن به سایر قطعات موتور همچون شمع خودرو، انکار ناپذیر است. اگر روغن بر روی شمع نفوذ کند، نوک آن خراب خواهد شد.
۳- آلودگی قطعه با کربن زیاد: افزایش کربن موجود روی سر شمع، دلیل دیگری است که عمر قطعه را کم می‌کند. انتقال سوخت آلوده و استفاده از فیلتر هوای معیوب، عواملی هستند که به انتشار بیش از حد کربن در موتور کمک می‌کنند.

علائم خرابی شمع:

شمع قطعه ای مصرفی است و دارای طول عمر مشخصی است که باید طبق کیلومتر و نوع بنزین استفاده شده تعویض گردد.
از عوامل خرابی شمع می توان به رسوبات حاصل از احتراق در سر الکترودها و کثیف شدن آن و یا جرقه زنی نادرست و از بین رفتن الکترودها اشاره کرد.
در صورت دیده شدن هرگونه شکستگی و ترک در محفظه چینی شمع و یا تغییر رنگ قسمت نیکل الکترود شمع باید تعویض گردد.
در نتیجه عدم تعویض به موقع شمع باعث بدسوزی، افزایش آلایندگی، کاهش شتاب خودرو، ایجاد لرزش موتور، استارت سنگین و فرسودگی زود تر از موعد موتور می گردد.

خسارت‌های درست کار نکردن شمع خودرو:

– افزایش مصرف سوخت و کاهش بازدهی موتور.
– ایجاد مشکل برای فیلتر کاتالیست و مسدود شدن آن.
– کثیف شدن سوپاپ‌ها به دلیل رسوب بنزین سوخته نشده.
– ایجاد لرزش و خراب شدن سایر اجزای موتور در بلند مدت.

چرا باید شمع ماشین را تعویض کرد؟

با ایجاد جرقه توسط شمع موتور ، مقادیر ناچیزی از الکترود آن از بین می‌رود، تا در نهایت الکترود آن قدر فرسوده می‌شود که دیگر توان ایجاد جرقه برای مشتعل ساختن مخلوط سوخت و هوا را نخواهد داشت.
نتیجه فرسوده شدن شمع ها عملکرد نامناسب موتور و سیلندر ها و به طور کلی کاهش قدرت موتور و افزایش مصرف سوخت می باشد.

هر چندوقت یکبار باید شمع ماشین را تعویض کرد؟
از لحاظ طول عمر، مدت زمانی که شمع موتور به طور مناسب عمل می‌کند به شمع های مورد استفاده در موتور خودرو بستگی دارد. با این حال، زمان‌بندی تعویض به عوامل متفاوتی وابسته است.
شمع‌های مسی معمولی فقط حدود ۳۰ هزار کیلومتر عمر خواهند کرد.
شمع های پلاتینیومی می توانند تا ۱۰۰هزار کیلومتر عمر کنند.
انواع دیگر نیز می‌توانند تا نهایتاً ۱۵۰ هزار کیلومتر عمر کنند.

علائم نشان دهنده‌ی نزدیک شدن زمان تعویض شمع ماشین:

– سخت کار کردن موتور در حالت ثابت
این نشانه می‌تواند نشانه بسیاری از مشکلات دیگر نیز باشد، اما شمع های فرسوده باید به عنوان یک علت در نظر گرفته شوند.
– مصرف سوخت زیاد
مانند مورد قبل می‌تواند دلایل متفاوتی داشته باشد، با این حال شمع‌ فرسوده یک دلیل معمول برای مصرف سوخت زیاد می باشد.
– خام سوزی
– فقدان قدرت در هنگام شتاب‌گیری
– پس زدن موتور
پس زدن موتور ناشی از هوای زیاد در مخلوط هوا و سوخت، اغلب به خاطر شمع‌های کهنه می‌باشد.

عیب یابی شمع خودرو از روی ظاهر سرشمع:

مصرف سوخت بالا، خام‌‌سوزی و کاهش قدرت موتور هنگام شتاب‌گیری از مهم‌ترین مشخصه‌های نیاز به تعویض شمع ماشین است. علاوه بر این نشانه‌ها، تغییرات در حالت و رنگ چینی عایق روی قطعه، کمک بسیار زیادی در تشخیص وضعیت آن می‌کند. شمع معیوب دارای ایرادهای ظاهری است که با توجه به آن‌ها می‌توانید به راحتی متوجه خرابی قطعه شوید:

۱- شمع سالم:
ظاهر سر شمع : نوک چینی عایق سفید متمایل به خاکستری یا زرد متمایل به خاکستری تا قهوه ای کم‌رنگ باشد ، همچنین ردی از مکمل‌های سربی سوخت و کربن بر روی سطح آن وجود ندارد.گویای این است که موتور میزان است ، دامنه حرارتی شمع صحیح میباشد سیستم سوخت و برق موتور تنظیم است موتور ریپ نمی زند و ساسات درست عمل میکند.اثری از مکمل های سربی بنزین و یا سایر ترکیبات متعلقه روغن موتور روی سطح چینی دیده نمی شود موتوردر دمای مناسب کار می کند.

۲- شمع سالم با سر قرمز:
ظاهر سر شمع : به دلیل آلودگی‌های موجود در اثر مواد افزودنی موجود در بنزین چینی به رنگ صورتی مایل به قرمز می‌شود.
علت : مواد افزودنی به بنزین بدون سرب برای بالا بردن اکتان ، شمع سالم محسوب می شود.

۳- شمع آغشته به بنزین:
ظاهر سر شمع : گاهی به دلیل وجود ایرادهایی همچون میزان نادرست ترکیب سوخت و هوا در محفظه سیستم جرقه‌زنی، سرِ شمع آلوده به بنزین شده و معمولا بوی بنزین کاملا به مشام می رسد.معمولا رنگ چینی سر شمع به سیاهی می‌زند.
علت: تنظیم نبودن ساسات و خفگی، پاشش مخلوط سوخت و هواغلیظ ،مشکل در سیستم جرقه زنی، استفاده از شمع سرد ،نشت انژکتور سوخت.
نتیجه : ریپ زدن و بد روشن شدن موتور.
راه حل : کنترل مخلوط هوا و بنزین ،چک کردن سیستم برق و شمع ها، چک کردن انژکتورها.

۴- کوبش ( دتونیشن):
ظاهر سر شمع : معمولا چینی سر شمع ترک خورده ،قسمتی از آن خورده یا کنده شده است،الکترود منفی نیز خورد یا کنده شده است.
مقدار اکتان پایین سوخت، منجر به ترک‌خوردگی یا کنده‌شدن چینی سر شمع یا الکترود منفی می‌شود که عمل جرقه زدن را مختل می‌کند. همچنین یکی دیگر از علائم آن نیز
علت : اکتان پایین سوخت، تایم موتور بیش از حد آوانس می باشد، صدای ناک شنیده می شود(شنیدن صدای تق‌تق از موتور ).
راه حل : سوپاپ EGR چک شود
سنسور ناک یا دتونیشن چک شود،ارزش حرارتی شمع با کاتالوگ چک شود.

۵- فرسودگی شدید الکترود:
ظاهر سر شمع : معمولا الکترود مرکزی شمع کاملا و یا تا حد زیادی از بین رفته و لبه های آن گرد شده و چینی دور الکترود سوخته است.
علت : عدم تعویض شمع ها در زمان تعیین شده.
نتیجه: ریپ زدن به ویژه به هنگام شتاب گرفتن . بد روشن شدن موتور به علت زیاد شدن فاصله دو الکترود.
راه حل : تعویض شمع ها.

۶- سر شمع براق (رسوبات سربی):
نقاطی از چینی به رنگ لعابی زرد متمایل به قهوه ای و گاهی هم سبز رنگ در می آید.
علت : وجود ترکیبات سربی در بنزین ، این لایه لعابی معمولا” هنگامی ایجاد میشود که مسافتی طولانی در حالت تخته گاز رانندگی شود.
نتیجه : در حالت رانندگی در حالت تخته گاز ، لایه لعابی از نظر الکتریکی هادی گشته و سبب ریپ زدن میگردد.
راه حل : تنها راه رهایی از آن، تعویض شمع ها با درجه حرارت خنک تر ، پاک کردن شمع معیوب فایده ای ندارد.

۷- شمع دوده زده (زغال گرفته):
ظاهر سر شمع : نوک چینی عایق ، الکترود ها و پوسته شمع ، با لایه ای از دوده سیاه مخملی پوشیده میشود.
علت : میزان نبودن مخلوط هوا و بنزین ( کاربراتور و یا انژکتور ) غلظت مخلوط هوا و بنزین ، گرفتگی فیلتر هوا ، تنظیم نبودن ساسات اتوماتیک یا زیاده از کشیدن ساسات دستی.بکار بردن شمع سرد،نشت بودن سیستم وکیوم کاربراتور،کنیستر کربنی خراب،رانندگی در مسافتهای بسیار کوتاه.
نتیجه : ریپ زدن و بد روشن شدن در حالت سردی موتور.
راه حل : تعویض شمع ها با درجه حرارت گرم تر ، کنترل مخلوط هوا و بنزین و کنترل ساسات ، هواکش کثیف را تعویض گردد.

۸ – پیش احتراق (Pre Ignition)
ظاهر سر شمع : الکترود مرکزی و منفی شمع ذوب شده ، چینی سر شمع صدمه دیده است.
علت : شمع بسیار گرم برای موتور ، برق دزدی وایر های شمع از یکدیگر ،آوانس بیش از حد سیستم جرقه ،مخلوط سوخت و هوای بسیار رقیق، سوپاپ EGR معیوب، پر شدن اتاق انفجار با باقیمانده های سوخت بد، وجود نقاط بسیار داغ در اتاق انفجار بدلیل سیستم خنک کاری ضعیف در سر سیلندر،بستن شمع با گشتاور نا مناسب و یا خرابی واشر سر سیلندر.
نتیجه : ریپ زدن ، افت قدرت موتور و آسیب دیدن آن.
راه حل : تنظیم سیستم سوخت و برق موتور . نصب شمع های جدید و با کیفیت با دامنه حرارتی صحیح،استفاده از وایر های مناسب،چک کردن سیستم خنک کاری موتور.

۹- تجمع خاکستر:
ظاهر سر شمع : سر الکترود مثبت و منفی به همراه سر سرامیکی آن بوسیله لایه ضخیمی از خاکستر طلایی مایل به سفید پوشانده شده است.
علت : استفاده از بنزین سرب دار و استفاده از مکمل های سرب دار بنزین و مکمل بی کیفیت روغن.
نتیجه : ریپ زدن ، افت قدرت موتور بدلیل عایق شدن سر شمع با خاکستر.
راه حل : نصب شمع های جدید و با دامنه حرارتی صحیح استفاده ازبنزین و مکمل های مرغوب.

۱۰- آغشته شدن سر شمع به روغن:
ظاهر سر شمع : ایجاد لایه ضخیمی از خاکستر ملحقات روغن و بنزین روی چینی ، الکترود مرکزی و الکترود منفی، ساختار این خاکستر نرم و نیمسوز مانند است.
علت : روغن به اتاقک احتراق نفوذ کرده است ،رینگ های رو غن پیستون سوخته یا شکسته است ،گیت سوپاپ سوخته است.
نتیجه : گداختگی این خاکستر منجر به احتراق پیش از وقت مخلوط هوا و بنزین در اتاقک احتراق شده و سبب افت قدرت موتور میگردد.
راه حل : تعمیر موتور ، تعویض شمع ها.

۱۱- آسیب مکانیکال:
ظاهر سر شمع : الکترود مثبت و منفی دفرم شده و سرامیک سر شمع شکسته یا پریده است.
علت : آسیب دیدگی فیزیکی ناشی از ضربه یا زمین افتادن حین نصب یا بد نصب کردن ، مناسب نبودن اندازه شمع و برخورد آن با پیستون، شکستن یا لب پر شدن پیستون یا سوپاپ.
نتیجه : ریپ زدن و از دست دادن جرقه.
راه حل : تعویض شمع ها و تعمیر موتور در صورت نیاز.

۱۲- شمع آغشته به سرب:
ظاهر سر شمع : سر سرامیک شمع زرد مایل به قهوه ای براق گشته است.
علت : داشتن سرب در بنزین و یا مکمل های سرب دار.
نتیجه : بد کار کردن موتور و از دست دادن جرقه بدلیل عایق شدن سر شمع.
راه حل : تعویض شمع ها و استفاده از بنزین بدون سرب در خودرو.

شمع چند پلاتین یا تک پلاتین

شمع های چند الکترود(پلاتین)
بر اساس نوع طراحی موتورها انواع مختلفی از شمع در بازار وجود دارد. از نظر تعداد الکترودها شمع ها به دو دسته تک پلاتین و چند پلاتین (۲ پلاتین تا ۴ پلاتین) تقسیم می شوند.

باور غلط در مورد شمع دو پلاتین
باور غلطی که اکثرا بین مردم و فروشندگان لوازم یدکی شکل گرفته این است که شمع های دو پلاتین در هر بار سیکل انفجار موتور دو جرقه همزمان تولید می کنند و چون یک جرقه بیشتر از شمع های تک پلاتین تولید می شود احتراق بهتری صورت گرفته و شتاب خودرو افزایش می یابد! یکی از ترفندهای گول زدن خریداران بی اطلاع برای خرید شمع های دو پلاتین تبلیغ شتاب گیری بهتر است ولی در عمل این طور نیست و هر بار فقط از یکی از پلاتینها جرقه زده میشود و این بخاطر خاصیت الکتریسیته است که از راحتترین و کم مقاومت ترین مسیر عبور میکند،مانند صاعقه گیر در ساختمانهای بلند،یا در روز بارانی و رعدوبرق از ارتفاعات دوری کردن.

باور صحیح در مورد شمع دو پلاتین
یکی از دلایلی که بعضی از خودروسازان از شمع های چند الکترود استفاده می کند عمر بیشتر آنها نسبت به تک پلاتین است و این هم بخاطر این است که در صورت جرقه از یک پلاتین و گرم شدن آن و در نتیجه افزایش مقاومت حالا از پلاتین دیگر جرقه برقرار شده و باعث دیرتر خراب شدن آن (مقاومت داخلی شمع) میشود.

شمع دو پلاتین استفاده کنیم یا تک پلاتین؟
هنگام انتخاب شمع باید تنها یک چیز را مد نظر قرار داد و آن توصیه کارخانه سازنده است. شمع را باید بر اساس مدل و کد انتخاب کنید نه بر اساس تعداد الکترود. مثلا سیتروئن برای زانتیا شمع Eyquem با کد RFC42LZ2E را پیشنهاد داده است. این شمع از نوع دو پلاتین هست. در واقع هر شمعی که صرفا دو پلاتین باشد خاصیت شمع فوق را ندارد. مثلا شمع دو پلاتین Eyquem با کد RFN58LZ که متفاوت میباشد ، در چنین مواردی بهتر است همان شمع توصیه شده شرکت سازنده خودرو را بخرید و به دلخواه خودتان سراغ شمع های متفرقه با الکترودهای بیشتر نروید. پس شمع دو پلاتین برای همه موتورها کاربرد ندارد و فقط در صورتی می توانید از آن استفاده کنید که شمع توصیه شده از نوع دو پلاتین باشد

اینکه بگوییم شمع دو الکترود شتاب را افزایش می دهد درست نیست بهتر است بگوییم با شمع دو الکترود شتاب خودرو دیرتر افت می کند. در واقع هنگامی که شمع تک و دو الکترود هر دو نو باشند تغییر خاصی در شتاب ایجاد نمی شود ولی به مرور زمان خودرویی که شمع تک الکترود دارد زودتر شتابش ضعیف می شود و باید زودتر شمع تعویض شود.

کد شمعها:

روی بدنه هر شمعی یک سری کد حک شده که بسته به شرکت سازنده اون معنای مختلفی دارند .بیشتر این اعداد نشان دهنده ابعاد و سایز و… هستند ، اما مهمترین آنها رنج حرارتی این شمع ها است که در آخرین جدول همین صفحه نمایش داده شده است .
در انتخاب شمع با رنج حرارت مختلف خیلی دقت کنید ؛ چرا که جرقه زنی در شمع وابستگی بسیار زیادی به رنج دمای آن دارد ، به طوری که دمای زیاد باعث ایجاد جرقه زودرس و دمای پایین باعث ایجاد جرقه با تعویق و ایجاد رسوب روی الکترود میشود.
این رنج حرارتی به پارامتر هایی مثل جنس الکترود مرکزی و جنس عایق شمع و طول دماغه شمع وابستگی زیادی دارد به صورتی که شمع های بلند تر دارای اتلاف حرارتی کمی بوده و گرم میمانند .
اکنون علت بلند بودن شمع های خودرو هایی مانند موتور TU5 را بهتر درک میکنید .
پس برای مثال شمع بوش با عدد ۷ مناسب تر برای خودرو های با دمای کاری بالا همانند زانتیا میباشند .

نکته :
عدد حرارتی بزرگ در شمع بوش ، نشان دهنده دمای بالاتر است اما در شمع NGK عدد بزرگتر ، نشان دهنده دمای پایین تر است .

جدول مربوط به شرکت چمپیون (Champion)

جدول مربوط به شرکت دنزو (Deso)

جدول مربوط به شرکت NGK

اعداد نشان دهنده تحمل حرارتی شمع های مختلف