بررسی نقش شمع در بهبود راندمان مولدهای گازسوز
موتورمولد گاز سوز
ژنراتور گازسوز بر خلاف ژنراتور های دیزلی، که عملکردشان بر اثر فشار و یا کمپرس سوخت است، عمل می کنند.در موتور های گازسوز به دلیل اینکه دمای احتراق گاز بسیار بالاتر از گازوئیل است نیاز به یک سیستم جرقه می باشد و احتراق توسط شمع صورت می گیرد.شمع در مولدهای ژنراتور گازسوز یکی از مهمترین قطعات برای عملکرد صحیح و پایدار موتور به شمار میرود. این قطعه کوچک اما حیاتی، وظیفه ایجاد جرقه و شعلهور کردن مخلوط گاز و هوا را بر عهده دارد و بدون آن، فرآیند احتراق عملاً غیرممکن خواهد بود.
در واقع، عملکرد صحیح شمع تأثیر مستقیمی بر راندمان سوخت، میزان آلایندگی، مصرف گاز و حتی طول عمر موتور ژنراتور گازسوز دارد. شمعهایی که از جنس مرغوبی مانند ایریدیوم یا پلاتینیوم ساخته شدهاند، بهدلیل تحمل حرارت بالا و مقاومت در برابر خوردگی، انتخابی ایدهآل برای استفاده در ژنراتورهای گازسوز صنعتی و خانگی هستند.
از سوی دیگر، طراحی دقیق الکترود و نوع آلیاژ بهکاررفته در شمع، میتواند کیفیت جرقه و نحوه احتراق را بهبود ببخشد. به همین دلیل، انتخاب شمع مناسب و بررسی منظم آن در برنامههای نگهداری دورهای مولدهای گازسوز، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
در نهایت باید گفت، شمع در مولدهای ژنراتور گازسوز نهتنها بر استارت سریع موتور اثر میگذارد، بلکه تضمینکننده پایداری عملکرد موتور در شرایط مختلف است. انتخاب هوشمندانه این قطعه، میتواند به کاهش هزینههای تعمیر، افزایش عمر قطعات دیگر و بهینهسازی مصرف انرژی منجر شود.
شمع چیست؟
شمع قطعه ای است که وظیفه جرقه زنی را به عهده دارد.
یعنی ولتاژ بالایی که از طریق سیستم جرقه زن به ورودی شمع ژنراتور می رسد توسط شمع تبدیل به جرقه خواهد شد. بدیهی است که کیفیت و نوع شمع تاثیر مستقیم و انکار نشدنی بر نحوه عملکرد موتور خواهد داشت.
شمع ها در طول زمان همانند دیگر تجهیزات، پیشرفت هایی داشته اند که عمده پیشرفت آنها در زمینه جنس عایق و پلاتین شمع در جهت افزایش طول عمر شمع و تمرکز و انتشار جرقه بوده است.
معمولا شمع های اصلی ژنراتور گازسوز طول عمر حدود ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ ساعت دارند .شمع یکی از عوامل کارکرد بهینه موتور است که در قدرت موتور و مصرف موتور تاثیر قابل توجهی دارد .
نحوه عملکرد شمع موتور ژنراتور گازسوز:
شمع موتورگازسوز ولتاژ بالا از طریق ورودی خود در یافت می کند
این ولتاژ بالا را از طریق چند لایه عایق در جداره خود از مرکز شمع عبور و به نوک شمع می رساند
در نوک شمع به دلیل نزدیکی قطب منفی به مثبت جرقه ای بین پلاتین های مثبت و منفی شمع ایجاد می شود که ولتاژ بالا (در حدود ۸-۱۲ کیلوولت ) توسط وایر به ورودی شمع می رسد و پلاریته منفی از طریق بدنه فلزی شمع از بدنه موتور گرفته می شود. (که البته بدنه موتور نیز از طریق کابل به باطری متصل شده است.)
ویژگیهای مهم یک شمع خوب در ژنراتور گازسوز
شمع یکی از قطعات کلیدی در عملکرد صحیح مولدهای گازسوز است و نقش تعیینکنندهای در جرقهزنی و احتراق سوخت ایفا میکند. انتخاب شمع مناسب نهتنها باعث بهبود راندمان موتور میشود، بلکه در کاهش مصرف سوخت و افزایش طول عمر ژنراتور نیز تأثیر قابلتوجهی دارد. در ادامه به بررسی ویژگیهای مهم یک شمع باکیفیت در مولد گازسوز میپردازیم:
۱. هدایت الکتریکی بالا
یکی از اصلیترین ویژگیهای شمع خوب، هدایت الکتریکی بالا است. شمع باید بتواند جریان برق را با کمترین مقاومت از ترمینال به الکترود انتقال دهد تا جرقهای قوی و سریع تولید شود. در مولدهای گازسوز، چون سوخت به شکل گاز است، جرقهزنی دقیق و قوی اهمیت دوچندان دارد. معمولاً شمعهایی که دارای هسته مسی یا آلیاژ نقره هستند، هدایت بسیار خوبی دارند و برای کاربردهای صنعتی مناسبترند.
۲. مقاومت حرارتی بالا
ژنراتورهای گازسوز به دلیل احتراق مداوم و دمای بالا، محیطی بسیار گرم ایجاد میکنند. از این رو، یک شمع مناسب باید دارای مقاومت حرارتی بالا باشد تا در برابر گرمای شدید ناشی از احتراق آسیب نبیند یا دچار ترک و ذوبشدگی نشود. شمعهایی که با فناوریهای مقاوم در برابر حرارت طراحی شدهاند، نهتنها عملکرد پایدارتری دارند، بلکه دیرتر نیاز به تعویض پیدا میکنند و هزینههای نگهداری را کاهش میدهند.
۳. جنس مقاوم و سخت
بدنه و الکترود شمع باید از جنس سخت و مستحکم ساخته شده باشند تا بتوانند در برابر فشار مکانیکی، خوردگی و شرایط محیطی سخت مقاومت نشان دهند. آلیاژهای نیکل، ایریدیوم و پلاتین از جمله موادی هستند که در ساخت شمعهای بادوام و صنعتی استفاده میشوند. این نوع شمعها طول عمر بالاتری دارند و در کارکردهای طولانیمدت، عملکرد یکنواختی از خود نشان میدهند.
۴. طراحی دقیق و استاندارد
شمع باید با طراحی دقیق و بر اساس استانداردهای بینالمللی ساخته شده باشد تا بتواند فاصله گپ (Gap) بین الکترودها را بهدرستی حفظ کند. این فاصله باید متناسب با نوع موتور و فشار احتراق تنظیم شده باشد تا جرقه در زمان مناسب و با انرژی کافی ایجاد شود. طراحی غیراستاندارد باعث کاهش کارایی موتور و افزایش آلایندگی میشود.
۵. مقاومت در برابر رسوبات و دوده
یکی دیگر از ویژگیهای ضروری شمع خوب در ژنراتور گازسوز، مقاومت در برابر دوده، روغن و رسوبات ناشی از احتراق است. اگر سطح شمع بهسرعت دچار آلودگی شود، جرقهزنی دچار اختلال خواهد شد و موتور دچار بد کار کردن یا ریپ زدن میشود. شمعهایی با طراحی خودتمیزشونده یا الکترودهایی از جنس خاص، دیرتر دوده میگیرند و عملکرد پایدارتری دارند.
۶. طول عمر بالا و کاهش دفعات تعویض
در سیستمهایی مانند ژنراتور که ممکن است بهصورت شبانهروزی کار کنند، طول عمر بالای شمع بسیار حائز اهمیت است. شمعهای مرغوب، علاوهبر عملکرد بهتر، تعداد دفعات تعویض را نیز کاهش میدهند و در بلندمدت باعث صرفهجویی در هزینههای نگهداری میشوند.
انواع شمع از لحاظ جنس :
شمع های با پلاتین پلاتینیوم
جنس آلیاژ این گونه از شمع ها از فلز پلاتینیوم ساخته شده است و مقاومت حرارتی در حدود ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد دارند.
وقنی مقاومت حرارتی شمع بالا باشد در سرعت های جرقه زنی بالا و دمای بالا افت کیفیت جرقه زنی اتفاق نخواهد افتاد .
شمع های با پلاتین ایریدیوم
شمعهای پلاتین ایریدیوم یکی از پیشرفتهترین و باکیفیتترین انواع شمعهای موجود در بازار هستند که در موتورهای پیشرفته، بهویژه مولدهای گازسوز صنعتی و خانگی، استفاده فراوانی دارند. دلیل این محبوبیت، ویژگیهای منحصربهفرد و کارایی فوقالعاده این نوع شمعها در شرایط سخت کاری است.
آلیاژ قدرتمند ایریدیوم؛ قلب تپنده شمعهای حرفهای
در ساخت این شمعها، از فلز گرانبها و کمیاب ایریدیوم استفاده شده است. این فلز، به دلیل ساختار مولکولی پایدار و مقاوم، مقاومت حرارتی بسیار بالایی در حدود ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد دارد. این موضوع باعث میشود که شمع حتی در دماهای بسیار بالا که در موتورهای گازسوز ایجاد میشود، عملکرد پایدار و بدون افت کیفیتی داشته باشد. همچنین ایریدیوم در برابر خوردگی و فرسایش نیز بسیار مقاوم است و همین موضوع عمر مفید این شمعها را بهطور قابل توجهی افزایش میدهد.
طراحی سوزنی پلاتین برای جرقهزنی دقیق و متمرکز
یکی دیگر از ویژگیهای ممتاز این شمعها، استفاده از پلاتین سوزنی در نوک الکترود مثبت است. این طراحی خاص موجب تمرکز دقیق جرقه در یک نقطه مشخص میشود که منجر به احتراق کاملتر، سریعتر و مؤثرتر مخلوط سوخت و هوا در سیلندر خواهد شد. جرقه متمرکز و قوی، نهتنها راهاندازی آسانتر موتور را تضمین میکند، بلکه باعث افزایش راندمان موتور، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی نیز میشود.
شمع ایریدیوم؛ برتری در برابر پلاتینیوم
در مقایسه با شمعهای پلاتینیوم معمولی، شمعهای پلاتین ایریدیوم طول عمر بالاتری دارند. چرا که ایریدیوم سختتر از پلاتینیوم بوده و در برابر سایش الکترود مقاومتر عمل میکند. این شمعها حتی در دورههای کاری طولانیمدت نیز نیاز به تعویض مکرر ندارند و میتوانند بین 60 تا 100 هزار کیلومتر (یا بیشتر در مصارف صنعتی) کارایی مطلوب خود را حفظ کنند. بنابراین، برای کاربرانی که به دنبال کاهش هزینههای نگهداری و افزایش عمر مفید قطعات موتور هستند، شمع ایریدیوم انتخابی هوشمندانه و اقتصادی خواهد بود.
شمع های با پلاتین نیکل
شمع نیکل مقاومت حرارتی در حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد دارد. درنتیجه عملکرد این شمع ها نسبت به شمع های دیگر پایین تر می باشد و طول عمر کمتری نیز دارند .
انواع شمع در مولدهای ژنراتور گازسوز به تفکیک کارکرد :
شمع های گرم:
این شمع ها گرمای حاصل از احتراق موتور را به دلیل پایه های بلندی که دارند در خود ذخیره میکنند.
این امر موجب سوخت رسوبات و روغن از روی شمع شده در نتیحه باعث میشود کارایی شمع به دلیل رسوبات پایین نیاید.
البته این نوع شمع در موتور های دور پایین و موتور هایی که دمای محفظه پایین تری دارند استفاده می شود چرا که در صورتی که دمای موتور بالاتر از حد استاندارد شمع برود موجب انفجار زود تر از موعد در سیلندر خواهند شد.
شمع های سرد :
این نوع شمع دارای پایه های کوتاه تری می باشند، در نتیجه حرارت را سریعا از دست می دهد.
این شمع ها در موتور های دور بالا استفاده می شوند تا از جرقه زدن زودتر از موعد جلوگیری کنند .
شمع های پری چمپر (PRECHAMPER):
این شمع ها دارای یک کلاهک بر روی پلاتین خود می باشد.
این شمع ها دو زمانه اند به این معنی که ابتدا یک انفجار کوچک داخل محفظه اتفاق می وفتد و سپس شعله در داخل پیستون منتشر شده تا بتواند تمام پیستون را پوشش دهد .
جمعبندی شمع در مولدهای ژنراتور گازسوز
یک شمع باکیفیت در ژنراتورهای گازسوز باید ترکیبی از هدایت بالا، مقاومت در برابر حرارت و فشار، جنس بادوام، طراحی دقیق و مقاومت در برابر آلودگی باشد. انتخاب شمع مناسب نهتنها بهرهوری ژنراتور را افزایش میدهد، بلکه در مصرف بهینه سوخت، کاهش خرابی و نگهداری آسانتر نقش مؤثری دارد. برندهایی مانند کامینز (Cummins) یا شمعهای با تکنولوژی ایریدیوم از گزینههای مطرح در این زمینه هستند که توسط مجموعه ایده آل صنعت موسوی نیز عرضه و پشتیبانی میشوند برای تهیه لوازم یدکی ژنراتور گازی میتوانید به این مجموعه مراجعه کنید.