آشنایی با سیستم جرقه زنی، کوئل و شمع‌های پلاتینیوم و ایریدیوم
برای اینکه موتور خودرو روشن شود و نیروی محرکه لازم را تولید کند، به سه عنصر اساسی نیاز داریم: سوخت، هوا و جرقه. سیستم جرقه زنی (Ignition System) در خودروهای بنزینی وظیفه دارد تا در دقیق‌ترین لحظه ممکن (آوانس جرقه)، ولتاژ الکتریکی بسیار قوی (بین ۲۰ تا ۴۰ هزار ولت) را به سر شمع‌ها برساند تا مخلوط متراکم‌شده سوخت و هوا در محفظه احتراق منفجر شود. هرگونه نقص یا ضعف در این سیستم موجب احتراق ناقص، افت شتاب، لرزش موتور و افزایش چشمگیر مصرف سوخت می‌گردد. در این مقاله به بررسی تخصصی اجزای سیستم جرقه زنی، وظیفه کوئل و تفاوت‌های کلیدی میان شمع‌های معمولی، پلاتینیوم و ایریدیوم می‌پردازیم.
۱. سیستم جرقه زنی چگونه کار می‌کند؟
در خودروهای مدرن، ایسیو موتور (ECU) بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور دور موتور (میل‌لنگ) و سنسور موقعیت میل‌سوپاپ، زمان دقیق احتراق را محاسبه می‌کند. فرمان الکتریکی صادرشده از ایسیو به سمت کوئل (Ignition Coil) ارسال می‌شود. کوئل برق ۱۲ ولت باتری را به ولتاژ بسیار قوی تبدیل کرده و از طریق وایرها یا به صورت مستقیم به شمع منتقل می‌کند تا جرقه الکتریکی درون سیلندر ایجاد شود.
۲. کوئل (Coil) و نقش حیاتی آن در تولید ولتاژ بالا
کوئل در واقع یک ترانسفورماتور ولتاژ است که از دو سیم‌پیچ اولیه (ثانویه ضخیم و نازک) و هسته آهنی تشکیل شده است. با قطع ناگهانی جریان برق در سیم‌پیچ اولیه توسط ایسیو یا ترانزیستور داخلی، میدان مغناطیسی فروپاشیده و جریان ولتاژ بسیار قوی در سیم‌پیچ ثانویه القا می‌شود. در سیستم‌های جدید (COP – Coil on Plug)، به ازای هر سیلندر یک کوئل مجزا مستقیماً روی شمع قرار می‌گیرد تا افت انرژی در وایرها به صفر برسد.
۳. شمع خودرو (Spark Plug) و انواع آن
شمع خودرو نقطه تماس نهایی سیستم جرقه با درون محفظه احتراق است. نوک الکترود شمع باید در برابر حرارت فوق‌العاده بالا، فشار کمپرس و فرسایش شیمیایی مقاومت کند. بر اساس جنس الکترود، شمع‌ها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
الف) شمع‌های معمولی (نیکل / مس)
این شمع‌ها ارزان‌ترین مدل‌های موجود هستند و الکترود آن‌ها از آلیاژ مس با پوشش نیکل ساخته شده است. طول عمر کوتاهی دارند (معمولاً بین ۲۰ تا ۳۰ هزار کیلومتر) و به دلیل نرمی آلیاژ، فاصله دهانه آن‌ها (گپ شمع) به سرعت تغییر می‌کند.
ب) شمع‌های پلاتینیوم (Platinum)
در این شمع‌ها، نوک الکترود مرکزی از فلز گرانبهای پلاتینیوم ساخته شده است. پلاتینیوم نقطه ذوب بسیار بالایی دارد و در برابر خوردگی مقاوم است. طول عمر این شمع‌ها بین ۶۰ تا ۸۰ هزار کیلومتر بوده و جرقه بسیار متمرکزتر و پایدارتری نسبت به مدل‌های معمولی ایجاد می‌کنند.
ج) شمع‌های ایریدیوم (Iridium)
ایریدیوم یکی از سخت‌ترین و مقاوم‌ترین فلزات روی زمین است. الکترود مرکزی شمع‌های ایریدیومی بسیار باریک (سوزنی) است که این امر موجب نیاز به ولتاژ کمتر برای ایجاد جرقه و در نتیجه احتراق کامل‌تر، افزایش شتاب و کاهش مصرف سوخت می‌شود. طول عمر این شمع‌ها معمولاً بین ۱۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰ کیلومتر است و برای خودروهای مدرن و توربوشارژ گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.
۴. علائم خرابی شمع و کوئل
-
موتور ارتعاش دارد یا اصطلاحاً «سه کار» می‌کند: ناشی از عمل نکردن یک شمع یا سوختن کوئل مربوطه.
-
افت شدید شتاب و تنبل شدن خودرو: احتراق ناقص به دلیل فاصله زیاد دهانه شمع یا رسوب‌گرفتگی.
-
افزایش قابل‌توجه مصرف سوخت: ناشی از جرقه ضعیف و عدم سوختن کامل بنزین درون سیلندر.
-
روشن شدن چراغ چک: ثبت خطای میس‌فایر (Misfire) در حافظه ایسیو.