تفاوت شمع نیکلی، پلاتینی و ایریدیومی
م. کوهشاری
مهر 15, 1405
13073
انتخاب شمع مناسب فقط به مدل خودرو محدود نمی‌شود، جنس و شکل الکترودها نیز بر کیفیت جرقه، طول عمر شمع و پایداری احتراق تأثیر مستقیم دارند. شمع‌های قدیمی‌تر عمدتاً از الکترودهای نیکل استفاده می‌کردند، اما با افزایش نیاز موتورهای جدید به دقت بیشتر در احتراق، استفاده از پلاتینیوم و به خصوص ایریدیوم رواج بیشتری پیدا کرده است. حالا ما شاهد سه نوع شمع نیکلی، پلاتینی و ایریدیومی در بازار هستیم که قبل از خرید شمع خودرو باید تفاوت‌های بین آنها را بدانید.
شمع نیکل
نیکل یکی از رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین مواد مورد استفاده در شمع خودرو است. قطر معمول الکترود نیکل حدود ۲.۵ میلی‌متر است و در موتورهای معمولی عملکرد مناسبی ارائه می‌دهد، اما در برابر دمای بالا و فرسایش ناشی از جرقه، نسبت به فلزات گران‌بها دوام کمتری دارد. شمع‌های نیکلی چندالکتروده نیز می‌توانند طول عمر بیشتری نسبت به نمونه‌های تک‌الکتروده داشته باشند، اما لزوماً باعث افزایش توان موتور نمی‌شوند.
شمع پلاتینیوم
دومین شمع خودرو که باید در این مقایسه به آن بپردازیم از فلز پلاتینیوم تهیه می‌شود. این فلز در برابر حرارت و اکسیداسیون مقاومت بالایی دارد و به همین دلیل دوام آن از نیکل بیشتر است. در این نوع شمع، یک نوک کوچک پلاتینیومی روی الکترود قرار می‌گیرد تا بخش عمده فرسایش ناشی از جرقه را تحمل کند. استفاده از نوک پلاتینیومی امکان کاهش قطر الکترود تا حدود ۱.۱ میلی‌متر را فراهم می‌کند و در نتیجه جرقه پایدارتر و طول عمر شمع بیشتر می‌شود. از نظر قیمت و عملکرد، شمع پلاتینیوم را می‌توان گزینه‌ای بین شمع نیکلی اقتصادی و شمع ایریدیومی پیشرفته دانست.
شمع ایریدیوم
ایریدیوم به دلیل سختی بسیار بالا و مقاومت فوق‌العاده در برابر حرارت و فرسایش، یکی از پیشرفته‌ترین مواد مورد استفاده در ساخت شمع خودرو است. در شمع‌های ایریدیومی، الکترود مرکزی بسیار باریک طراحی می‌شود، در فناوری DENSO حتی قطر الکترود مرکزی به ۰.۴ میلی‌متر می‌رسد. الکترود ظریف باعث می‌شود برای ایجاد جرقه انرژی کمتری مورد نیاز باشد و جرقه در نقطه‌ای مشخص و متمرکز شکل بگیرد.
همچنین این طراحی برای گسترش شعله مانع کمتری ایجاد می‌کند و اثر خاموش‌شدن یا Quenching را کاهش می‌دهد. نتیجه آن احتراق پایدارتر (به خصوص در زمان استارت سرد یا تحت بار زیاد موتور) مانع کمتری ایجاد می‌کند و همین ویژگی باعث عملکرد مطمئن‌تر شمع می‌شود.
شمع‌های چندالکتروده
شمع‌های دارای دو، سه یا چهار الکترود زمین بیشتر با هدف افزایش طول عمر طراحی شده‌اند. گفتنی است این شمع‌ها هیچ تاثیری در افزایش قدرت موتور ندارند. جرقه در هر لحظه فقط به یکی از الکترودها منتقل می‌شود و به همین دلیل فرسایش میان چند الکترود توزیع می‌شود. با این حال، در موتورهای مدرن، مشخص نبودن اینکه جرقه دقیقاً به کدام الکترود منتقل می‌شود می‌تواند کنترل دقیق محل شروع احتراق را دشوار کند، به همین دلیل در بسیاری از طراحی‌های جدید، شمع‌های تک‌الکتروده با الکترودهای ظریف پلاتینیومی یا ایریدیومی ترجیح داده می‌شوند.
تفاوت شمع نیکلی، پلاتینی و ایریدیومی
در شمع‌های مدرن ایریدیومی، به تنظیم دستی فاصله الکترودها نیاز نیست و حتی تغییر دادن این فاصله به الکترود ظریف آسیب می‌زند، بنابراین باید فاصله و مشخصات شمع را مطابق توصیه سازنده خودرو انتخاب کنید. در جدول زیر به مقایسه بین شمع نیکلی، پلاتینی و ایریدیومی پرداخته‌ایم.
| نوع شمع | طول عمر | قیمت | کیفیت و تمرکز جرقه |
| نیکل | معمولی | اقتصادی | مناسب |
| نیکل چندالکتروده | بیشتر از نیکل تک‌الکتروده | اقتصادی | مناسب |
| پلاتینیوم | بالا | متوسط | خوب |
| ایریدیوم | بسیار بالا | بالاتر | بسیار خوب |
نیکل، پلاتینیوم یا ایریدیوم؟ تفاوت آنها
بدون وجود جرقه، احتراق در موتور بنزینی اتفاق نمی‌افتد. اما سؤال اینجاست که کدام شمع برای هر موتور مناسب است؟ چرا شمع‌های مختلفی وجود دارند و تفاوت آنها دقیقاً در چیست؟
تفاوت شمع‌ها فقط به جنس الکترود محدود نمی‌شود، شکل، اندازه و طراحی الکترودها نیز تأثیر قابل‌توجهی بر نحوه ایجاد جرقه و عملکرد سیستم احتراق دارند. در موتورهای قدیمی‌تر، استفاده از شمع‌هایی با الکترودهای نیکلی بسیار رایج است، اما با گذشت زمان و افزایش نیاز موتورهای جدید به احتراق دقیق‌تر و کنترل‌شده‌تر، مواد و طراحی شمع‌ها نیز تغییر کرده‌اند.
مزایای شمع‌های چندالکتروده
شمع‌هایی که دارای دو، سه یا چهار الکترود هستند، طول عمر بیشتری دارند، اما استفاده از آنها لزوماً باعث افزایش قدرت یا عملکرد موتور نمی‌شود. در هر لحظه، جرقه فقط به یکی از الکترودهای زمین منتقل می‌شود و هم‌زمان به چند الکترود جرقه نمی‌زند. بنابراین با وجود چند الکترود، فرسایش ناشی از جرقه میان آنها توزیع می‌شود و عمر مفید شمع افزایش پیدا می‌کند. برای مثال، شمع‌های نیکلی چندالکتروده بدون اینکه الزاماً عملکرد یا توان موتور را افزایش دهند، می‌توانند حدود دو تا سه برابر شمع‌های نیکلی تک‌الکتروده عمر کنند.
به همین دلیل، این نوع شمع‌ها در بسیاری از کاربردهای بازار قطعات یدکی، از نظر اقتصادی گزینه مناسبی محسوب می‌شوند. استفاده از سه الکترود نیکلی نسبت به استفاده از شمع‌های پلاتینیومی یا ایریدیومی هزینه کمتری دارد و ساخت آن نیز ساده‌تر است.
با این حال شمع‌های چندالکتروده برای موتورهای مدرن مناسب نیستند، چون موتورهای جدید که باید هم‌زمان استانداردهای سخت‌گیرانه آلایندگی، تاثیر شمع بر مصرف سوخت و عملکرد را رعایت کنند، بیشتر به سمت شمع‌هایی با الکترودهای پلاتینیومی یا ایریدیومی رفته‌اند.
شمع پلاتینیومی یا ایریدیومی؟
شمع‌های پلاتینیومی نسبت به شمع‌های معمولی نیکلی دوام بسیار بیشتری دارند و می‌توانیم آنها را گزینه‌ای میانی میان قیمت اقتصادی شمع نیکلی و عملکرد و دوام بالاتر شمع ایریدیومی معرفی کنیم. در برخی شمع‌ها، برای افزایش طول عمر، یک قطعه کوچک پلاتینیومی روی الکترود نیکلی جوش داده می‌شود. این قطعه پلاتینیومی بخش قابل‌توجهی از فرسایش ایجادشده در اثر تخلیه‌های الکتریکی و جرقه را تحمل می‌کند.
این طراحی باعث می‌شود الکترود در برابر فرسایش مکانیکی و حرارتی مقاومت بیشتری داشته باشد و عملکرد جرقه‌زنی در مدت طولانی‌تری ثابت بماند. شمع‌هایی که دارای نوک پلاتینیومی روی الکترود زمین هستند، همراه با یک الکترود مرکزی پلاتینیومی یا ایریدیومی طراحی می‌شوند. این ترکیب به ایجاد جرقه پایدارتر در شرایط کاری سخت کمک می‌کند.
از نظر عملکرد جرقه‌زنی، چنین طراحی نسبت به شمع‌های معمولی نیکلی چندالکتروده راهکار پیشرفته‌تری محسوب می‌شود. نوک پلاتینیومی علاوه بر کاهش فرسایش الکترود زمین، به هدایت بهتر جرقه نیز کمک می‌کند و این مزیت بیشتر در خودروهایی که فاصله سرویس و تعویض شمع در آنها طولانی است، اهمیت زیادی دارد.
ایریدیوم، فناوری پیشرفته برای جرقه‌زنی بهتر
شمع‌های ایریدیومی دارای الکترودهای مرکزی و زمین بسیار ظریف هستند. این طراحی امکان ایجاد جرقه‌ای متمرکز و قدرتمند در شرایط مختلف کاری موتور فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که به بالاترین سطح عملکرد سیستم جرقه‌زنی نیاز دارند، برخی شرکت‌ها فناوری Super Ignition Plug یا فناوری شمع با جرقه‌زنی فوق‌العاده را در بازار ارائه داده‌اند.
در این فناوری، از یک الکترود مرکزی بسیار ظریف از جنس ایریدیوم با قطر تنها ۰.۴ میلی‌متر استفاده می‌شود. روی الکترود زمین نیز یک نوک بسیار دقیق از جنس ایریدیوم یا پلاتینیوم قرار می‌گیرد که قطر آن حدود ۰.۷ تا ۱.۰ میلی‌متر است. در نتیجه، جرقه در یک ساختار بسیار متمرکز و دقیق، یعنی تقریباً نقطه به نقطه، ایجاد می‌شود.
مزیت الکترود بسیار ظریف چیست؟
هرچقدر سطحی که جرقه باید از آن عبور کند کوچک‌تر باشد، برای ایجاد جرقه مطمئن انرژی کمتری نیاز است. بنابراین، سیم‌پیچ احتراق می‌تواند با انرژی نسبتاً کمتری جرقه قابل‌اعتمادی ایجاد کند. از طرف دیگر، الکترود بسیار ظریف در مسیر گسترش شعله مانع کمتری ایجاد می‌کند. این موضوع باعث کاهش اثر خاموش‌کنندگی (Quenching Effect) می‌شود.
در حالت اثر خاموش‌کنندگی، سطح الکترود یا اجزای اطراف جرقه بخشی از انرژی و حرارت شعله اولیه را جذب و در نتیجه رشد شعله را محدود می‌کنند. هرچه این اثر کمتر باشد، گسترش شعله در محفظه احتراق آسان‌تر خواهد بود. این ویژگی به پایداری بیشتر احتراق، به ویژه رد زمان استارت سرد و تحت بار سنگین موتور کمک می‌کند.
مقایسه عملکرد مواد مختلف شمع
اگر بخواهیم عملکرد شمع نیکلی، پلاتینیومی و ایریدیومی را با هم مقایسه کنیم، تفاوت اصلی در سرعت و تمرکز جرقه، مقاومت در برابر حرارت و فرسایش، پایداری احتراق و طول عمر است.
عملکرد شمع نیکلی
شمع نیکلی دارای الکترود ضخیم‌تری است و برای ایجاد جرقه مناسب به انرژی بیشتری نیاز دارد. عملکرد آن برای بسیاری از موتورهای معمولی کاملاً قابل قبول است، اما الکترود نیکلی در اثر حرارت و جرقه به‌تدریج فرسوده می‌شود. بنابراین مزیت اصلی آن قیمت مناسب است و نباید فکر کنید عملکرد خیلی مطلوبی دارد.
عملکرد شمع پلاتینیومی
پلاتینیوم در مقایسه با نیکل مقاومت بیشتری در برابر حرارت و فرسایش دارد و به همین دلیل می‌تواند از الکترود ظریف‌تری استفاده کند. الکترود ظریف‌تری که در این نوع شمع به کار می‌رود باعث می‌شود جرقه متمرکزتر ایجاد شود و عملکرد آن در طول عمر شمع پایدارتر بماند. بنابراین پلاتینیوم را می‌توانیم از نظر قیمت، دوام و عملکرد یم محصول بسیار مناسب معرفی کنیم.
شمع ایریدیومی
ایریدیوم امکان ساخت الکترود بسیار ظریف را فراهم می‌کند. در نتیجه، جرقه در نقطه‌ای کوچک‌تر و مشخص‌تر ایجاد می‌شود، انرژی مورد نیاز برای ایجاد جرقه می‌تواند کمتر باشد و مانع کمتری برای گسترش شعله ایجاد می‌کند. همچنین مقاومت بسیار بالای ایریدیوم در برابر حرارت و فرسایش باعث می‌شود کیفیت جرقه در طول عمر شمع پایدارتر باقی بماند.
در جدول زیر هم به مقایسه عملکرد شمع ایریدیومی، پلاتینیومی و نیکلی پرداخته‌ایم.
| ویژگی‌ها | شمع نیکلی | شمع پلاتینیومی | شمع ایریدیومی |
| کیفیت جرقه | خوب | بهتر | بسیار خوب |
| تمرکز جرقه | معمولی | خوب | بسیار بالا |
| ضخامت الکترود | بیشتر | کمتر | بسیار کم |
| مقاومت حرارتی | متوسط | بالا | بسیار بالا |
| مقاومت در برابر فرسایش | متوسط | زیاد | بسیار زیاد |
| پایداری جرقه در طول عمر | متوسط | خوب | بسیار خوب |
| احتراق | مناسب | پایدارتر | پایدار و دقیق |
| نیاز به انرژی برای جرقه | بیشتر | کمتر | کمتر |
| طول عمر | کمتر | بیشتر | بسیار بیشتر |
| قیمت | اقتصادی | متوسط | بالاتر |
جمع بندی
شمع نیکلی، پلاتینیومی و ایریدیومی از نظر جنس الکترود، مقاومت در برابر حرارت و فرسایش، کیفیت جرقه و طول عمر با یکدیگر تفاوت دارند. شمع نیکلی ارزانتر و مناسب برای بسیاری از موتورهای معمولی است، اما الکترود آن سریع‌تر فرسوده می‌شود و طول عمر کمتری دارد. شمع پلاتینیومی با مقاومت حرارتی و فرسایشی بیشتر، دوام بالاتر و جرقه پایدارتر، گزینه‌ای متعادل از نظر قیمت و عملکرد محسوب می‌شود. شمع ایریدیومی هم با بهره‌گیری از الکترود بسیار ظریف، مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت و فرسایش و تمرکز بهتر جرقه، طول عمر بیشتری دارد و برای بسیاری از موتورهای مدرن انتخاب مناسبی است.
نکته مهم این است که گران‌تر بودن شمع به معنای مناسب‌تر بودن آن برای هر خودرو نیست. نوع شمع، جنس الکترود، محدوده حرارتی، ابعاد، رزوه و فاصله الکترود باید مطابق مشخصات توصیه‌شده برای موتور انتخاب شود. به طور کلی برای تهیه شمع باید به مشخصات فنی توصیه‌شده توسط سازنده خودرو، جنس و طراحی الکترود، فاصله صحیح الکترودها، محدوده حرارتی شمع و شرایط کاری موتور دقت داشته باشید تا مناسب‌ترین محصول را تهیه کنید.
