موتور خودرو برای روشن شدن به هوا، سوخت و جرقه نیاز دارد؛ اما این جرقه چگونه تولید می‌شود؟ سوئیچ به عنوان بخشی از سیستم جرقه زنی موتور خودرو، اولین گام را برای راه‌اندازی ماشین برمی‌دارد. شما با چرخش یک کلید یا فشار دادن یک دکمه، سیگنالی را برای شروع فرآیند احتراق به خودرو ارسال می‌کنید. سیستم جرقه زنی خودرو شامل چندین جزء مختلف است که همه با هم کار می‌کنند و توسط کامپیوتر داخلی خودرو کنترل می‌شوند تا وسیله نقلیه شما، شروع به حرکت کند.
در این مطلب از اکسون پارت قصد داریم در مورد این بخش از سیستم خودرو به طور مفصل صحبت کنیم و عوامل موثر در خرابی آن را بررسی نماییم.
سیستم جرقه زنی موتور خودرو چطور کار می‌کند؟
همان‌طور که می‌دانید، برای روشن شدن خودرو و راه‌اندازی آن، باید فرآیند احتراق صورت بگیرد. در موتورهای بنزینی، احتراق توسط جرقه شکل می‌گیرد. در واقع، جرقه انرژی شیمیایی بنزین را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند و باعث به حرکت درآوردن اتومبیل می‌شود. این بخش از خودرو از مهم‌ترین قسمت‌های فنی پیشرانه است و اختلال در عملکرد آن، مانع از حرکت خودرو خواهد شد.
اگر بخواهیم روش کار موتورهای بنزینی و سیستم جرقه زنی خودرو را به صورت دقیق‌تر بررسی کنیم، باید بگوییم هنگامی که ترکیبی از بنزین به همراه هوا و بخار وارد سیلندر می‌شوند، نیروی به دست آمده از انفجار آن‌ها، پیستون‌ها را به حرکت در می‌آورد. پیستون‌ها حرکت رفت و برگشتی دارند و به این طریق باعث انتقال نیرو به چرخ و حرکت خودرو می‌شوند. با کمک سیستم جرقه زنی، جرقه تولید می‌شود و انفجارهای درون سیلندر اتفاق می‌افتند که در نهایت باعث حرکت خودرو خواهد شد. برای اینکه در مورد نحوه عملکرد سیستم جرقه زنی اطلاعات بیشتری کسب کنید، لازم است که در مورد موتور خودرو و طرز کار آن بیشتر بدانید. در ادامه قصد داریم به طور مفصل در این مورد توضیح بدهیم.
موتور خودرو چگونه کار می‌کند؟
بخش اصلی هر خودرویی موتور آن است که با تبدیل انرژی شیمیایی بنزین به انرژی حرکتی، باعث به حرکت درآمدن اتومبیل می‌شود؛ اما موتور چگونه این کار را انجام می‌دهد؟ پاسخ اصلی این است که این سیستم برای اینکه انرژی پتانسیل سوخت را به انرژی جنبشی تبدیل کند، لازم است که آن را آزاد نماید. همان‌طور که قبلاً هم گفته شد، این کار از طریق فرآیند احتراق صورت می‌گیرد.
روند کار بدین صورت است که ابتدا سوپاپ‌ها، سیلندر را با نسبت مناسبی از ترکیب هوا و سوخت پر می‌کنند تا یک مخلوط بسیار انفجاری به وجود بیاید. زمانی که پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند، این مخلوط از هوا و سوخت در یک محفظه بسیار کوچک فشرده می‌شود تا انرژی پتانسیل آن بالاتر رود. وقتی تراکم به اوج خود رسید، با یک جرقه کوچک توسط شمع‌ها، مخلوط مشتعل می‌شود و انفجار رخ می‌دهد. این انفجار، پیستون را در جهت عکس برمی‌گرداند. در مرحله آخر هم میل‌لنگ موتور را می‌چرخاند و به واسطه نیرویی که ایجاد می‌کند، ماشین به جلو حرکت داده می‌شود.
موتورها به دو نوع گرمایی و الکتریکی تقسیم‌بندی می‌شوند. موتورهای الکتریکی با نیروی الکترومغناطیسی کار می‌کنند. یک موتور گرمایی هم از واکنش‌های ترمودینامیکی استفاده می‌کند. هر دوی این سیستم‌ها احتراق داخلی و خارجی دارند و از طریق اشتعال جرقه‌ای و تراکمی فعال می‌شوند. موتورهای اشتعال جرقه‌ای توسط جرقه‌ها شعله‌ور می‌شوند اما موتورهای اشتعال تراکمی شمع ندارند و از طریق مکیدن هوا و متراکم کردن آن عمل اشتعال را انجام می‌دهند.
اجزای سیستم جرقه زنی
سیستم جرقه زنی خودرو از بخش‌های گوناگونی تشکیل شده است که پنج بخش بزرگ و اصلی آن عبارتند از:
- شمع خودرو
- کوئل
- وایر شمع
- دلکو در خودروهای کاربراتوری
- ECU در خودروهای انژکتوری
شمع خودرو
شمع باعث تولید جرقه می‌شود و مخلوط هوا و سوخت را مشتعل می‌کند. این قطعه کوچک نقش فوق‌العاده مهمی در عملکرد ماشین شما دارد. با یک جرقه کوچک اما قدرتمند که دوشاخه از یک شکاف کوچک ساطع می‌کند، نیروی لازم برای احتراق و راه‌اندازی خودرو فراهم شده و خودروی شما روشن می‌شود.
شمع‌ها در مقابل حرارت و فشار شدید درون سیلندر‌ها بسیار مقاومند و برای سوزاندن رسوبات ناشی از افزودنی‌های سوخت با سایر آلاینده‌ها ساخته شده‌اند. از آنجایی که سلامت شمع مستقیماً با عملکرد موتور مرتبط است، شمع‌های ضعیف منجر به مشکلاتی در راه‌اندازی موتور یا هنگام شتاب‌گیری می‌شوند. بدون یک شمع سالم، ماشین نمی‌تواند حداکثر قدرت لازم را حفظ کند و مصرف سوخت را کاهش دهد. خوشبختانه شمع‌ها اغلب نیاز به تعویض ندارند و می‌توانند سال‌های طولانی دوام بیاورند. با این حال طول عمرشان به شرایط رانندگی و نوع شمع بستگی دارد. به عنوان مثال، شمع‌های مسی عمر کوتاهی دارند؛ در حالی که شمع‌های ساخته شده از مواد مرغوب و بادوام، تا چهار برابر بیشتر از شمع‌های مسی عمر می‌کنند.
کوئل خودرو
کوئل یک سیم‌پیچ القایی در سیستم جرقه زنی است که می‌تواند ولتاژ پایین ۱۲ ولتی اصلی باتری را به ولتاژ بسیار بالا تبدیل کند. با این کار، جرقه الکتریکی در شمع و فرآیند احتراق به درستی انجام می‌شود. کوئل‌ها از یک سیم‌پیچ اولیه و ثانویه که دور یک هسته آهنی پیچیده شده است، تشکیل می‌شوند.
هنگامی که یک جریان الکتریسیته از سیم‌پیچ اولیه عبور داده می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که روی سیم‌پیچ دوم هم تاثیر‌گذار است. با قطع جریان برق، میدان مغناطیسی از بین می‌رود. هم‌زمان با کم شدن میدان مغناطیسی، ولتاژی حدود 200 ولت به سیم‌پیچ اولیه القا می‌شود. ولتاژ القا شده به سیم‌پیچ ثانویه که از تعداد دور سیم بیشتری ساخته شده است، حدود 20000 ولت می‌شود. یعنی چیزی حدود صد برابر بیشتر. این ولتاژ بسیار بالا، باعث جرقه زنی شمع و احتراق مخلوط هوا و سوخت خواهد شد.
وایر شمع
وایر‌های شمع کابل‌های کوتاهی هستند که شمع‌های اتومبیل را به توزیع کننده (دلکو) متصل می‌کنند. در واقع وایرها ولتاژ بالای ایجاد شده توسط کوئل را به شمع انتقال می‌دهند تا فرایند جرقه زنی اتفاق بیفتد. یک وایر خوب، انرژی الکتریسیته را در سریع‌ترین زمان و با کمترین هدررفت به شمع می‌رساند.
وایرها برای عملکرد صحیح وسیله نقلیه بسیار مهم هستند و باید به طور دوره‌ای عوض شوند. شمع‌های امروزی از رشته‌های کربنی استفاده می‌کنند که با سپر‌های عایق احاطه شده‌اند. هر بار که جریانی از وایر عبور می‌کند، کربن مقداری شکسته می‌شود که باعث تخریب تدریجی وایر خواهد شد. این اتفاق می‌تواند باعث ایجاد قوس الکتریکی یا اتصال کوتاه وایر با موتور یا سایر اجزای فلزی گردد. یک احتمال دیگر هم افزایش مقاومت در وایرهاست. در هر صورت، هر دو وضعیت باعث کاهش عملکرد موتور، کاهش مسافت پیموده شده سوخت و در نهایت منجر به پرش یا عملکرد نادرست موتور می‌شوند.
دلکو خودرو
هدف دلکو یا توزیع‌کننده به عنوان بخشی از سیستم جرقه زنی خودرو، همگام‌سازی و به اشتراک‌گذاری جریان در زمان و مکان مناسب است تا سیلندر‌ها و شمع‌ها بتوانند به درستی وظیفه خود را انجام دهند. دلکو نقشی اساسی در عملکرد موتورهای بنزینی دو زمانه و چهار زمانه خودروهای قدیمی ایفا می‌کند و وظیفه آن توزیع جریان الکتریکی حاصل از سیم‌پیچ احتراق موتور است. موتورهای فعلی با سیستم‌های احتراق الکترونیکی جایگزین شده‌اند و از دلکو برای توزیع جرقه سیلندر استفاده نمی‌کنند.
دلکو از قسمت‌های مختلفی مثل کلاهک، انگشت شکن، کندانسور، توزیع‌کننده ولتاژ بالا و سیستم درایو تشکیل شده است. بدنه آن معمولاً فلزی یا آلومینیومی است که وقتی با بدنه خودرو تماس برقرار می‌کند، به عنوان یک تکیه‌گاه و ثابت کننده موتور عمل خواهد کرد. در داخل بدنه هم شفتی وجود دارد که همگام با میل بادامک موتور می‌چرخد. به عبارت ساده‌تر، دلکو یک قطعه مرکزی است که تکانه‌های الکتریکی را از سیم‌پیچ احتراق به شمع‌ها در هر سیلندر توزیع می‌کند و باعث تولید جرقه می‌شود. در نتیجه آن هم مخلوط سوخت و هوا می‌سوزند و با فعال شدن پیستون‌ها، موتور روشن می‌شود.
ECU
وظیفه ECU یا کامپیوتر خودرو، کنترل و هماهنگی قسمت‌های مختلف یک خودرو انژکتوری است. ECU از چند سنسور تشکیل شده است که این سنسورها در قسمت‌های مختلف موتور قرار می‌گیرند و تمام اطلاعات لازم را درباره نحوه عملکرد خودرو به ECU می‌دهند.
عوامل موثر در خرابی سیستم جرقه زنی خودرو
معمولاً زمانی می‌گویند سیستم جرقه زنی خودرو خراب شده است که موتور روشن نشود و نتواند مخلوط گاز وارد شده به ورودی را بسوزاند. در واقع جرقه‌ای ایجاد نمی‌شود که بتواند گاز را مشتعل کند و سیلندر‌ها را بچرخاند. در چنین شرایطی مشکل می‌تواند به دلایل زیر باشد:
شمع ترک خورده است: اگر پوسته چینی و محفظه‌های فلزی اطراف شمع در اثر استفاده زیاد و طولانی مدت ترک بخورند، کارایی‌شان کاهش پیدا می‌کند و انتقال برق به درستی صورت نمی‌گیرد. در چنین مواقعی باید یک شمع جدید نصب کنید؛ اما قبل از نصب آن مطمئن شوید که محفظه‌های شمع و نقاط تماس موجود در موتور، از مواد زائد پاک شده‌اند.
شل شدن وایرها: وایرها بار الکتریکی را از موتور به شمع منتقل می‌کنند و در صورت نیاز باعث ایجاد احتراق می‌شوند. اگر وایر معیوب باشد، برق به شمع نمی‌رسد و عملکرد آن کاهش پیدا می‌کند.
کوئل‌های معیوب: اگر کوئل فرسوده شود، بشکند یا رسوب روی آن تشکیل شود، بار الکتریکی نگه داشته شده توسط سیم‌پیچ‌ها، به شمع نمی‌رسد.
کلام آخر
در این مطلب از اکسون پارت به بررسی سیستم جرقه زنی موتور خودرو و عوامل موثر در خرابی آن پرداختیم. همه ما می‌دانیم که سرویس‌های دوره‌ای این بخش از خودرو برای عملکرد عالی موتور و حفظ ایمنی شما و خانواده‌تان بسیار ضروری است و اگر به موقع به آن رسیدگی نشود، همین مشکلات کوچک می‌توانند به مسائل بسیار بزرگ‌تر و تعمیرات گران‌تر تبدیل شوند.
