تعتبر شمعات الإشعال جزءًا لا غنى عنه من الأداء الأمثل للسيارة. ولكونها مسؤولة عن إشعال خليط الهواء والوقود في المحرك، فإنها تمارس تأثيرًا حاسمًا على أداء المحرك، وتؤثر بشكل مباشر على عوامل مثل بدء التشغيل البارد ومنع الأخطاء.
ونتيجة لذلك، لا يمكن المبالغة في أهمية الحفاظ على شمعات الإشعال في حالة جيدة للعمل، لأنها ترتبط بشكل مباشر بإمكانيات السيارة القصوى وكفاءة استهلاك الوقود.
هنا، سوف نستكشف الآليات الكامنة وراء شمعات الإشعال، ونلقي الضوء على المؤشرات التي تشير إلى أنها قد تتدهور، ونقدم إرشادات قيمة حول متى يجب استبدالها.
جدول المحتويات
نظرة عامة على سوق شمعات الإشعال
ما هي شمعات الإشعال، وكيف تعمل؟
هل جميع شمعات الإشعال متساوية؟
ما يجب القيام به مع شمعات الإشعال المعيبة، ومتى يجب استبدالها
وفي الختام
نظرة عامة على سوق شمعات الإشعال
• سوق شمعات الإشعال العالمية بلغت قيمتها 4.9 مليار دولار أمريكي في عام 2022، ومن المتوقع أن تنمو بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) بنسبة 5٪ بين عامي 2023 و2032، لتصل إلى 7.6 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032.
تشمل المحركات الرئيسية لنمو سوق شمعات الإشعال زيادة استخدام معدات الغاز الطبيعي وارتفاع إنتاج سيارات الركاب في جميع أنحاء العالم. مع استمرار ارتفاع الطلب على المركبات التجارية ومركبات الركاب، ستزداد الحاجة إلى شمعات الإشعال أيضًا.
جغرافيًا، تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ هي السوق الإقليمية الرائدة لشمعات الإشعال. ويستمر الطلب في الارتفاع عبر صناعات الخدمات اللوجستية والبناء والتعدين في المنطقة، مدعومًا بتوسع التجارة الإلكترونية.
ما هي شمعات الإشعال، وكيف تعمل؟
لشمعات الإشعال وظيفة أساسية واحدة: إشعال خليط الهواء والوقود داخل أسطوانات المحرك. يخلق هذا الإشعال انفجارًا متحكمًا يولد الطاقة اللازمة لدفع السيارة.
في الأساس، تتكون شمعة الإشعال من غلاف وعازل وأقطاب كهربائية تعمل معًا لإنشاء شرارة في غرفة الإشعال بالمحرك. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذه المكونات:
- عازل: يغطي هذا المكون القطب الكهربائي المركزي والطرف والعمود المركزي، مما يمنع الكهرباء المولدة من الهروب من شمعة الإشعال.
- طرفية: ويرتبط هذا بسلك التوتر العالي، مما يوفر مسارًا للكهرباء للانتقال من مكان الإشعال. وفي الوقت نفسه، فإن الجوز الطرفي، القابل للإزالة، يجعل شمعة الإشعال متوافقة عالميًا مع أي سلك عالي التوتر تقريبًا.
- حلقة، غسالة التعبئة: يؤدي هذا إلى إنشاء ختم محكم عن طريق تثبيت العازل والإسكان معًا.
- المحور المركزي (الجذع): يقوم هذا المكون بتوصيل القطب المركزي بالمحطة. إنها مصنوعة من الفولاذ، مما يسمح لها بالتعامل مع تيارات الجهد العالي.
- السكن: هذا هو الغلاف الخارجي المحيط بالعازل. يدعم الغلاف أيضًا العازل ويضمن تركيب شمعة الإشعال بشكل مريح داخل المحرك. يبقى القطب الأرضي في الجزء السفلي من السكن، مما يسمح للتيار بالتدفق من المحرك إلى القطب المركزي.
- ختم الزجاج: يقع هذا بين العازل والعمود المركزي للحفاظ على إحكام الهواء.
- طوقا: يخلق هذا المكون توافقًا محكمًا حول الهيكل وغرفة الاحتراق.
- قطب كهربائي: تُصنع أقطاب شمعات الإشعال من نيكل خاص للحد من أضرار التآكل. يتم أيضًا إغلاق النحاس في القسم الأوسط لتعزيز التوصيل الحراري.
- القطب المركزي: يؤدي ذلك إلى خفض جهد الشرارة، ويقلل من تأثير التبريد، ويعزز أداء الإشعال، ويساعد على تأمين الشرر المناسب.
- القطب الأرضي على شكل U: القطب الأرضي مصنوع من النيكل كروم، مما يساعد على تحسين أداء الإشعال.
- قطب أرضي مدبب: يقلل هذا المكون من تأثير التبريد، مما يساعد على تحسين أداء شمعة الإشعال.
الآن سوف نلقي نظرة على كيفية عمل شمعات الإشعال:
- بدء عملية الإشعال: تخلق شمعة الإشعال شرارة كهربائية عبر فجوة الأقطاب الكهربائية المركزية والأرضية عندما يصل مكبس المحرك إلى قمة شوط الانضغاط. تتولد هذه الشرارة من الكهرباء التي يزودها نظام الإشعال في السيارة.
- التفريغ الكهربائي: يؤدي التفريغ الكهربائي عالي الجهد عبر فجوة شمعة الإشعال إلى حدوث انفجار صغير ولكن مكثف للطاقة الكهربائية. كما أنه يؤين خليط الهواء والوقود في غرفة الاحتراق، ويحوله إلى مسار موصل.
- بدء الاحتراق: يسمح المسار الموصل للطاقة الكهربائية بالتكاثر عبر خليط الهواء والوقود، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارته بسرعة. هذا الارتفاع في درجة الحرارة هو الذي يشعل الخليط ويبدأ الاحتراق.
- توليد الطاقة: يتمدد خليط الهواء والوقود بسرعة أثناء الاشتعال، مما يخلق موجة عالية الضغط تدفع المكبس إلى الأسفل. تولد هذه الحركة الهبوطية طاقة ميكانيكية كافية لقيادة عجلات السيارة.
- التشتت الحراري: تم تصميم شمعات الإشعال لتبديد الحرارة الشديدة المتولدة أثناء الاحتراق بسرعة. في الحقيقة، يساعد العازل الخزفي على حماية الغلاف المعدني من الجهد العالي للقطب المركزي، مما يمنع التسرب الكهربائي ويوجه طاقة الشرارة نحو غرفة الاحتراق.
هل جميع شمعات الإشعال متساوية؟
الجواب السهل هو لا. تختلف شمعات الإشعال في التصميم والمواد والمواصفات. ومع ذلك، هناك ثلاث طرق سهلة للشركات للتمييز بين شمعات الإشعال المختلفة: نظام الترقيم، وتكوين المادة، والقطب الكهربائي.
وفيما يلي شرح تفصيلي لكل فئة وماذا تعني:
نظام الترقيم
يعد نظام الترقيم إحدى الطرق للتمييز بين شمعات الإشعال. يأتي كل قابس مزودًا برمز فريد يمثل مواصفاته، مما يسمح للشركات بالعثور على المعادل أو البديل المناسب له.
وتنقسم الرموز إلى ستة أجزاء. إليك ما يمثله كل واحد:
- يمثل الجزء الأول من الكود غلاف شمعة الإشعال وخيطها ودرجة ميلها. على الرغم من وجود العديد من أحجام الخيوط، إلا أن معظمها خاص بتطبيقات الشركة المصنعة. ويشير أيضًا إلى درجة الصوت، التي تقيس الفجوات بين قمم الخيوط. تتضمن بعض الرموز القياسية ما يلي:
| SHELL | ||
| رمز | حجم الموضوع | رمية |
| A | 18 مم × 1 بوصة | 1.50mm |
| AB | 18 مم × 13/16 بوصة | 1.50mm |
| B | 14 مم × 13/16 بوصة | 1.25mm |
| BC | 14 ملم × ⅝ بوصة (16 ملم) | 1.25mm |
| BK | 14 ملم × ⅝ بوصة (16 ملم) | 1.25mm |
- يمثل الجزء الثاني من الكود بناء شمعة الإشعال. ومع ذلك، يمكن أن يتكون هذا الجزء من الكود من أكثر من حرف واحد للإشارة إلى سمات شمعة الإشعال المتعددة. فيما يلي بعض الرموز:
| إنشاءات | |
| رمز | معنى |
| L | نوع مضغوط |
| M | نوع مدمج (بانتام) مقاس سداسي ¾ بوصة |
| P | عازل متوقع |
| R | المقاوم |
| U | التفريغ شبه السطحيالفجوة التكميليةالفجوة السطحيةالمقاوم الحثي |
| Z | المقاوم الحثي |
ملاحظة: يشير "LR" في رمز شمعة الإشعال BLR5ES إلى أن القابس من النوع المدمج والمقاوم
- يشير الجزء الثالث من المقطع إلى النطاق الحراري لشمعة الإشعال. يقوم المصنعون بتصنيفها من 2 (الأكثر سخونة) إلى 12 (الأبرد). ومن ثم، فإن الرقم "5" في كود BLR5ES مناسب لظروف الحرارة المعتدلة.
- يشير الحرف أو الحروف اللاحقة إلى مدى وصول شمعة الإشعال. يشير هذا الوصول إلى القياس بين نهاية الغلاف المعدني الملولب والقطب الأرضي عند طرف القابس.
| الوصول | |
| رمز | القيمة (مم) |
| E | 19 ملم (¾ بوصة) |
| EH | 19 ملم (¾ بوصة) تصل إلى نصف الخيط (12.7 ملم ملولبة) |
| H | 12.7 ملم (½ بوصة) |
| L | 11.2mm (7 / 16 ") |
| S | 9.5 ملم (⅜") |
ملحوظة: لذلك، يشير الحرف "E" في BLR5Es إلى مدى وصول يبلغ 19 مم (¾ بوصة).
- يشير الجزء التالي من الكود إلى بنية نهاية إشعال القابس. يحدد "طرف الإشعال" أو "الطرف" بروز القطب المركزي، مما يعزز كفاءة الاحتراق. هناك أربعة تصنيفات لطرف إطلاق النار:
- فترات الاستراحة: يتم وضع طرف الإطلاق داخل الغلاف، مما يوفر الحماية لمحركات السباق ومقاومة قوية للاهتزاز
- غير متوقعة: يتم تسوية نهاية إطلاق النار في الغالب بنهاية القشرة الملولبة. يضمن الطرف القصير نسبيًا مقاومة قوية لاهتزاز طرف القطب الكهربائي والتوصيل الحراري الفعال.
- المتوقع: يمتد العازل والقطب المركزي إلى ما وراء الغلاف الملولب، غالبًا بمقدار 1.5 مم. يؤدي هذا التعرض إلى خلق شرارة أقرب إلى مركز غرفة الاحتراق.
- المتوقعة الإضافية: توفر هذه المقابس إسقاطات تتراوح من 2.5 ملم إلى 10 ملم أو أكثر. غالبًا ما يقوم المصنعون بإنشاء متغيرات مخصصة لتطبيقات أجهزة معينة. لاحظ أن التطبيقات غير الصحيحة يمكن أن تلحق الضرر بالمحركات.
- وأخيرًا، قد تحتوي بعض شمعات الإشعال على رقم في نهاية الكود الخاص بها. يشير هذا الرقم إلى حجم الفجوة التي تتطلبها شمعة الإشعال.
| خدمات استشارية | |
| رمز | القيمة (مم) |
| 6 | 0.6 مم (.024 بوصة) |
| 7 | 0.7 مم (.028 بوصة) |
| 8 | 0.8 مم (.032 بوصة) |
| 9 | 0.9 مم (.035 بوصة) |
| 10 | 1.0 مم (.040 بوصة) |
| 11 | 1.1 مم (.044 بوصة) |
ملاحظة: الرموز المذكورة أعلاه ليست سوى عدد قليل من الأمثلة العديدة
المواد
اعتمادًا على مواصفات الشركة المصنعة، يتم تصنيع الأقطاب الكهربائية المركزية والأرضية لشمعة الإشعال من مواد مختلفة. تشمل المواد الشائعة المستخدمة النحاس والبلاتين والإيريديوم والبلاتين المزدوج.
تمتلك كل مادة خصائص مميزة من شأنها أن تؤثر على أداء شمعة الإشعال.
1. النحاس: يوفر النحاس، الممزوج بطبقة من سبائك النيكل، توصيلًا كهربائيًا جيدًا، مما يساعد في توليد الشرارة بكفاءة.
الايجابيات
- مثالية للنماذج القديمة، ويفضل أن تكون من عام 1980 أو قبل ذلك
- يقدم أداءً رائعًا في المحركات ذات الشحن التوربيني
- يعمل بشكل جيد في تطبيقات الضغط العالي
سلبيات
- يحتاج إلى استبدال متكرر بسبب العمر الافتراضي الأقصر
- يتطلب جهدًا إضافيًا
السعر
- يمكن أن تكلف ما بين 2 إلى 10 دولارات أمريكية للقطعة الواحدة
2. البلاتين: تشبه شمعات الإشعال البلاتينية أسلافها النحاسية، باستثناء أنه بدلاً من القلب النحاسي، يتكون القطب المركزي من قرص بلاتيني متصل بالطرف.
الايجابيات
- أكثر متانة من المقابس النحاسية (عمر أطول)
- التصميم يقلل من تراكم الكربون
- يقدم أداءً متسقًا
سلبيات
- أغلى من شمعات الإشعال النحاسية
السعر
- حوالي 10 دولارات أمريكية للقطعة الواحدة
3. إيريديوم: تأتي شمعات الإشعال الإيريديوم بأقطاب كهربائية مركزية أصغر وتتطلب جهدًا أقل لإنشاء شرارة. نظرًا لأن السيارات الأحدث ذات المحركات عالية الأداء غالبًا ما تتميز بشمعات الإشعال من الإيريديوم، فإن الرجوع إلى الأنواع البلاتينية أو النحاسية قد يؤدي إلى انخفاض الأداء.
الايجابيات
- زيادة المتانة مع صلابة استثنائية ومقاومة التآكل
- عمر أطول
- يتطلب جهدًا أقل
- يضمن الاحتراق الكامل
سلبيات
- أكثر تكلفة من مواد شمعات الإشعال الأخرى
السعر
- في أي مكان من 20-100 دولار أمريكي للقطعة الواحدة
4. البلاتين المزدوج: تتميز شمعات الإشعال المزدوجة المصنوعة من البلاتين بأقطاب كهربائية مركزية وأرضية مائلة إلى البلاتين. وهي أكثر شيوعًا في المحركات الحديثة التي تتطلب كفاءة عالية في نظام الإشعال.
الايجابيات
- مثالية لإشعال الشرارة الضائعة
- زيادة المتانة
- أداء موثوق
سلبيات
- أغلى من المقابس النحاسية والبلاتينية المفردة
السعر
- حوالي 20 دولارًا أمريكيًا للقطعة الواحدة.
تكوين القطب
تحتوي شمعات الإشعال على تكوينات قطبية مختلفة يمكن أن تؤثر على أدائها وكفاءتها. فيما يلي التصاميم الأكثر شيوعًا:
- 1. قطب كهربائي واحد: في هذا التكوين الأساسي، تحتوي شمعة الإشعال على قطب كهربائي مركزي واحد وقطب أرضي واحد. إنه تصميم بسيط مناسب للمحركات القياسية ذات متطلبات الأداء المعتدلة.
- 2. أقطاب أرضية متعددة: تحتوي بعض شمعات الإشعال على أقطاب كهربائية أرضية متعددة تحيط بالقطب المركزي. تعمل الأقطاب الكهربائية الأرضية الإضافية على تحسين استقرار الشرارة وتعزيز موثوقية الإشعال.
- 3. قطب الأسلاك الدقيقة: تحتوي شمعات الإشعال ذات الأسلاك الدقيقة على قطب كهربائي مركزي أرق مصنوع من معادن ثمينة مثل البلاتين أو الإيريديوم. يتيح القطر المنخفض للقطب المركزي شرارة أكثر تركيزًا، مما يعزز الاحتراق الفعال وأداء أفضل للمحرك.
- 4. قطب التفريغ السطحي: يتميز هذا التكوين بقطب أرضي مسطح، مما يسمح للشرارة بالتفريغ على طول السطح بدلاً من القفز عبر الفجوة
ما الذي يجب فعله مع شمعات الإشعال المعيبة، ومتى يجب استبدالها؟
مع مرور الوقت، تصبح شمعات الإشعال أقل كفاءة بسبب عوامل مختلفة تؤثر على أدائها. فيما يلي بعض الأسباب الشائعة التي تؤدي إلى فقدان شمعات الإشعال لفعاليتها:
- التآكل والتآكل: تتعرض أقطاب شمعة الإشعال للتآكل والتآكل بعد الإشعال المتكرر لخليط الهواء والوقود في المحرك. يؤدي التفريغ الكهربائي المستمر إلى توليد الحرارة، مما يؤدي إلى تآكل أسطح الأقطاب الكهربائية تدريجيًا. تعمل هذه العملية على زيادة فجوة القطب الكهربائي، مما يقلل من قدرة شمعة الإشعال على إنتاج شرارة قوية ومتسقة.
- القاذورات: يمكن أن تتراكم الرواسب الناتجة عن عملية الاحتراق، مثل الكربون والزيت والملوثات الأخرى، على أقطاب شمعة الإشعال والعازل. تشكل هذه الرواسب طبقة تمنع قدرة الشرارة على القفز عبر فجوة القطب، مما يقلل من فعالية شمعة الإشعال.
- الإجهاد الحراري والحراري: تعمل شمعات الإشعال في بيئة قاسية وتتعرض للحرارة الشديدة والضغط الحراري أثناء احتراق المحرك. يمكن أن تؤدي دورات التسخين والتبريد المتكررة إلى تمدد مكونات شمعة الإشعال وانكماشها، مما قد يؤدي إلى التشقق أو التلف، مما يؤدي إلى تقليل الأداء بشكل أكبر.
- المقاومة الكهربائية: يمكن أن تتطور المكونات الداخلية لشمعة الإشعال إلى مقاومة كهربائية بسبب التآكل أو الشيخوخة. تعيق المقاومة العالية تدفق التيار الكهربائي، مما يؤدي إلى إضعاف الشرر، مما قد يؤدي إلى خلل في الإشعال وانخفاض كفاءة المحرك.
- انهيار العازل: يمكن أن يتحلل العازل المحيط بالقطب المركزي بمرور الوقت بسبب ظروف التشغيل القاسية. يمكن أن تؤدي الشقوق أو الانهيارات في المادة العازلة إلى إضعاف قدرة شمعة الإشعال على الحفاظ على عزل الجهد المناسب، مما يؤدي إلى حدوث اختلالات محتملة.
- نمو الفجوة: عندما تتعرض شمعة الإشعال للتآكل والتآكل، تزداد فجوة القطب، مما يتطلب جهدًا أعلى للقفز لمسافة أكبر. قد يؤدي هذا الطلب المتزايد على الجهد إلى إجهاد نظام الإشعال، مما قد يؤدي إلى حدوث خلل في نظام الإشعال.
الاستنتاج
تعتبر شمعات الإشعال ضرورية لسلامة محرك أي مركبة، وتؤثر العديد من المتغيرات على مدى السرعة التي قد تحتاج إلى استبدالها. في حين أن مشاكل شمعات الإشعال قد تبدو غير مهمة في البداية، إلا أن استخدام قابس معيب قد يؤدي إلى مضاعفات أكثر خطورة.
لحسن الحظ، يمكن أن تستمر معظم شمعات الإشعال لفترات طويلة أو لمسافة طويلة، مما يقلل الحاجة إلى الاستبدال المتكرر. ومع ذلك، في حالة حدوث أي من المشكلات المذكورة في هذه المقالة، فمن المستحسن استبدالها في أقرب وقت ممكن.
للحصول على مجموعة كبيرة من شمعات الإشعال وغيرها من ملحقات وقطع غيار السيارات، تفضل بزيارة Alibaba.com.
