آپدیت 1402/04/10

وایر شمع و انواع آن

در مقاله‌های قبلی اجزا سیستم جرقه مورد بررسی قرار گرفت. یکی از این اجزا وایر شمع است. کیفیت این عضو به‌ظاهر ساده تأثیر زیادی در عملکرد موتور خواهد داشت. در این مقاله به بررسی این قطعه پرداخته می‌شود.

وظیفه وایر شمع و خواص مهم آن

وایر شمع رابط بین کویل و شمع در موتور است. به عبارت ساده‌تر ولتاژ بالای تولید شده در کویل باید به‌وسیله وایر به شمع هدایت شود. باتوجه‌به اینکه ولتاژ تولیدی در کویل بسیار بالا است. در انتقال این برق ولتاژ بالا به شمع نکاتی مطرح است که به‌مرور بیان خواهد شد. وایر شمع با نام‌های Spark Plug Wire – High tension Lead – Ignition Lead شناخته می‌شود.
باتوجه‌به عبور ولتاژ بالا از وایر شمع، عایق این عضو باید تا حدود 40000 ولت مقاومت داشته باشد و جریان برق را به خارج‌ازمسیر موردنظر انتقال ندهد. علاوه‌برآن چون وایرها روی شمع قرار می‌گیرند باید تحمل حرارت بالای موتور و شمع را داشته باشند. وایرها نباید به‌راحتی امواج الکترومغناطیسی را از خود عبور دهند.

محل نصب وایر شمع

وایرها به دو صورت کلی روی موتور مشاهده می‌شوند. شکل 1 انواع وایر موجود در این دسته را نشان می‌دهد.

1- وایر شمع مجزا 2- وایر شمع متصل به کویل
شکل 1- انواع وایر از نظر محل نصب

همانطور که در شکل 1 مشاهده می‌شود وایر شمع می‌تواند به‌صورت کاملاً مجزا باشد این مدل وایر شمع در سیستم‌های جرقه‌ای که کویل بافاصله نسبت به شمع‌ها قرار دارد استفاده می‌شود. در بیشتر خودرو های امروزی از کویل‌های مجزا و یا کویل‌های بلافاصله بسیار نزدیک به شمع استفاده می‌شود. یکی از دلایل این کار کاهش طول وایر شمع است. نکته‌ای که در کاهش طول وایر مدنظر قرار می‌گیرد تأثیر آن روی ایجاد پارازیت در مدارهای الکتریکی خودرو است. به عبارت ساده‌تر هر چه طول وایر کوتاه‌تر باشد مقدار پارازیت آن کمتر خواهد بود. شکل 2 نمونه‌های از کویل‌های یکپارچه به وایر را نشان می‌دهد.

1- کویل تکی یکپارچه – EF7 2- کویل دوبل دوتایی روی شمع – دوج 3- کویل دوبل چهارتایی – 206
شکل 2- انواع کویل یکپارچه با وایر

توجه: برای کاهش هزینه خدمات پس از فروش در خودرو ها بخش وایر شمع روی کویل‌های یک‌پارچه در بازار به‌صورت مجزا قابل‌تهیه است این بخش را با نام وایرشم از نوع بوت می‌شناسند. شکل 3 نمونه‌ای از وایر شمع بوت را نشان می‌دهد.

شکل 3- وایر بوت برای موتور رانا

همانطور که در شکل 3 مشاهده می‌شود در بخش وایر به‌اصطلاح بوت، دیگر سیمی وجود ندارد؛ بلکه از یک عضو فنر مانند برای انتقال برق استفاده می‌کنند. البته جنس این فنر در عملکرد وایر بسیار اهمیت دارد.

اجزا وایر شمع

اجزا وایر متناسب با نوع آن بسیار متنوع است؛ اما به برای آشنایی اولیه با آن شکل 4 نمونه‌ای از اجزا عمومی دو نمونه وایر شمع مجزا را نشان می‌دهد.

اجزا عمومی وایر مجزا 1- عایق 2- محل اتصال به برجک کویل 3- مقاومت پارازیت گیر 4- مجموعه وایر 5- بدنه پلی‌استر
6- مقاومت پارازیت گیر 7-انتهای وایر 8- کانکتور رابط به شمع 9- کانکتور رابط به کویل (فولاد ضدزنگ یا برنج)
10- کانکتور آلیاژ فولاد ضدزنگ 11- کانکتور اتصال به شمع 12- عایق سیلیکونی
شکل 4- اجزا عمومی وایر مجزا

در ادامه مجموعه وایر شمع (شماره 4) مورد بررسی و دسته‌بندی قرار می‌گیرد.

انواع وایر شمع

وایرهای شمع را می‌توان به روش‌های مختلف دسته‌بندی کرد. شکل 5 نمونه‌ای از این روش‌های دسته‌بندی را نشان می‌دهد.

شکل 5- دسته‌بندی انواع وایر

دسته‌بندی از نظر جنس و اجزا

مهم‌ترین روش دسته‌بندی وایرها این روش است. عملکرد وایر متناسب با جنس و اجزا آن است.

وایر با سیم مسی و عایق سیلیکونی (Copper Core Ignition Leads with Interference Suppression)

شاید قدیمی‌ترین و متداول‌ترین نوع وایر همین نوع باشد. در این وایر از یک سیم مسی استفاده شده است. مس مقاومت الکتریکی کمی دارد بنابراین می‌تواند جریان را به‌راحتی از خود عبور دهد. اما مشکلی که مس دارد این است که به‌شدت نسبت به خوردگی حساس است. به ای کاهش میزان خوردگی در هسته مرکزی وایر آن را قلع اندود می‌کنند. عایق سیلیکونی آن علاوه بر و جلوگیری از برق‌دزدی، در مقابل حرارت نیز تحمل خوبی دارد. همچنین خوردگی کمی در برابر روغن‌موتور دارد. (شکل 6)

1-روکش بیرونی 2- عایق سیلیکونی 3- دسته سیم مسی
شکل 6- وایر با هسته مسی

خودروهای قدیمی همه از این نوع وایر استفاده می‌کردند. بزرگ‌ترین مشکل آنها مقاومت پایین در برابر تداخل میدان مغناطیسی بود که البته در نسل‌های بعدی تا حد قابل‌ملاحظه‌ای این مشکل برطرف شد. این وایرها حداقل مقاومت ممکن را دارا هستند.

نکته مهم: در بازار وایرهایی با نام وایرهای تقویتی یا وایرهای بدون مقاومت وجود دارند در برخی از آنها بجای یک‌رشته از چند رشته مسی استفاده می‌شود. شاید نتوان تمامی این نوع وایرهای موجود در بازار را دقیقاً در دسته وایرهای سیمی قرار داد. لازم به ذکر است عدم وجود مقاومت در این وایرها، احتمال پارازیت در اثر میدان مغناطیسی را بالا می‌برد؛ بنابراین در صورت استفاده از این وایرها در کنارها از شمع‌ها مقاومت دار باید استفاده شود. (به مقاله همه چیز درباره شمع مراجعه کنید) تا مقاومت کل مدار ثانویه تغییری نکند.

وایرها آغشته به پودر کربن (Carbon Resistor Ignition Leads)

وایرهای مقاومت کربنی از یک هسته فایبرگلاس یا نخی با عایق داخلی سیلیکونی تشکیل شده است. یک فایبرگلاس بافته شده آغشته به کربن در داخل ابن نوع وایر وجود دارد در این نوع وایرها، مقاومت در برابر تداخل به طول سیم بستگی دارد. قدیمی‌ترین مدل از این دسته در ایران به وایرهای ابریشمی معروف بودند که یک یا چندلایه از نخ‌های ابریشمی به‌عنوان هسته مرکزی استفاده می‌شد سپس آن را کربن اندود می‌کردند تا جریان فقط از لایه کربنی عبور کند. کربن رسانا کامل نیست؛ بنابراین این نوع وایرها دارای مقاومت هستند. با وجود مقاومت در این وایرها، میزان میدان‌های مغناطیسی به مقدار محسوسی کاهش می‌یابد؛ بنابراین میزان پارازیت نیز کاهش می‌یابد. (شکل 7)

1- روکش 2- بافت فایبرگلاس 3- عایق داخلی 4- رسانای مقاومت دار سیلیکونی 5- رشته فایبرگلاس کربن اندود
شکل 7- نمونه وایر با مقاومت کربنی

نکته تعمیراتی تاریخی: در سالیان گذشته استفاده از وایرهای ابریشمی به‌عنوان یکی از راه کارهای جلوگیری خرخرکردن رادیوضبط یکی از راه کارهای متداول به شمار می‌رفت.

در نسل بعدی این مدل وایرها از 2 لایه عایق استفاده شده است. این مدل وایر از دولایه سیلیکونی و بافت فایبرگلاس روی هسته مرکزی با مقاومت‌های القایی تشکیل شده است این وایرها نیز مانند وایرهای آغشته به کربن دارای هسته فایبرگلاس هستند. عایق داخلی ساخته شده از سیلیکون باعث پایداری و محافظت در برابر ولتاژهای احتراق بالا می‌شود. با کمی اغماض می‌توان این مدل و مدل قبلی را در یک دسته قرارداد. دولایه‌ای شدن عایق میزان پارازیت‌های احتمالی از وایر را کاهش می‌دهد. شکل 8 نمونه‌ای از اجزا این وایر را نشان می‌دهد.

1- عایق سیلیکونی 2- بافت فایبرگلاس 3- روکش 4- فیبر عایق 5- عایق 6- پوشش رسانا
شکل 8 – نمونه‌ای از وایر با پوشش گرافیتی

وایر با فولاد زنگ‌نزن (Alloy wire wound as a coil in the lead with a resistance)

بسیاری از وایرهای نسل جدید و تقریباً تمامی وایر شمع از نوع بوت از این مدل هستند. شکل 9 نمونه وایر مجزا را نشان می‌دهد.

1- هسته عایق 2- لایه سیلیکونی ضد مغناطیس 3- آلیاژ رسانا فلزی
4-لایه دوم سیلیکونی 5- بافت فایبرگلاس 6- روکش سیلیکونی
شکل 9 – وایر از نوع هسته آلیاژ فلزی

همانطور که در شکل مشاهده می‌شود هسته رسانای وایر از نوعی آلیاژ فلزی استفاده شده است معمولاً این آلیاژ از نوع فولد ضدزنگ (Stainless steel) یا آلیاژی از مس – نیکل که به‌صورت فنر درآمده، تشکیل شده است. فرم فنر مانند آن خود مانند سلف عمل می‌کند و سبب ایجاد مقاومت داخلی می‌شود. لایه‌های زیر و روی این رسانا فنر مانند همه برای کاهش اثرات نویز و همچنین مقاومت در برق‌دزدی و حرارت بالا است. مقاومت داخلی این نوع وایرها در مدل مجزا، بین 5000 تا 6000 اهم بر متر است. همانطور که اشاره شد بیشتر وایرها در خودروها روز از این نوع هستند.

دسته بندی از نظر مقاومت

معمولاً وایرهای با هسته مسی از نوع بدون مقاومت و سایر وایرها در دسته مقاومت دار تقسیم بندی می‌شوند

نکته: همانطور که در شکل 4 نشان داده دشه است یک واحد مقاومتی (شماره 3 و 6) می‌تواند به ابتدا و انتهای وایر در محل قرار گرفتن اتصال به برجک‌ها نیز مشاهده شود.

دسته بندی از نظر ضخامت روکش

یکی دیگر از روش‌های دسته بندی وایرها اندازه گیری ضخلمت روکش وایر است البته امروزه روکش با ضخامت 8 میلیمتر از سایر موارد متداول‌تر است. هر چه ضخلمت بیشتر باشد احتمال نشتی برق کاهش خواهد یافت. ضخامت‌های بالاتر از 8 میلیمتر برای خطوط ولتاژ بالای 20000 ولت استفاده می‌شود.
در این مقاله به صورت کلی مروری بر انواع و اجزا وایرهای سیستم جرقه شد. در مقاله بعدی خرابی‌های این عضو و اثار آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی