اساس عملکرد برق اتومبیل

[.::MOBIN::.]

باتری هاي خودرو 1

باتری ها : باتری ها مولد هایی هستند که انرژی شیمیایی را تبدیل به انرژی الکتریکی میکنند .
باتری ها معمولا از کنار هم قرار دادن حداقل دو صفحه فلزی ( یا آلیاژیی) متفاوت در داخل یک محلول شیمیایی بوجود میایند. یکی از این دو صفحه دارای خاصیت الکترون دهی بیشتر(مثبت یا آند) و دیگری دارای خاصیت الکترون گیری بیشتر(منفی یا کاتد ) میباشد . محلول شیمیایی که باعث ایجاد ارتباط بین این دو صفحه میگردد ، الکترولیت نامیده میشود.

دسته بندی باتری ها
باتریها را به روشهای مختلف دسته بندی میکنند در ادامه مهمترین روشهای دسته بندی آمده است.

از نظر حالت الکترولیت :
باتری خشک(dry) الکترولیت این نوع باتری ها جامد میباشند مانند باتریهای قلمی،
باتری تر(wet) دارای الکترولیت مایع میباشند مثل باتریهای مورد استفاده در خودرو ها
توجه : امروزه نوعی باتری ها به بازار ارائه شده که الکترولیت آن نه کاملا جامد مانند باتری قلمی و نه مایع مانند باتریهای متداول خودروها ، الکترولیت این باتری ها مانند ژل میباشند به این باتری ها ، باتری های با مراقبت کم (free-maintenance) یا (low-maintenance) نامیده میشوند . البته شاید بتوان آنها را در دسته باتری های خشک قرار داد

از نظر جنس الکترولیت و صفحات :
باتری سربی- اسیدی(lead acid (، باتری نیکل- کادمیوم(Nickel-cadmium)، باتری هوا- روی(zinc-air) ، باتر آلکالاین (alkaline)....

معمولا باتریهای خودرو ها از نوع باتری های سربی- اسیدی میباشند و دلایلش این است که اولا هزینه ساخت آن کمتر از انواع دیگر است و ثانیا محدوده دمایی مناسب برای بهترین کارایی آن نسبت به سایر باتریها گسترده تر است ، امپر و ولتاژ ان نیز در ان محدوده دمایی مناسب میباشد. از این پس منظو ما از عبارت باتری همان باتری سربی اسیدی میباشد

جدول زیر میزان تولید ولتاژ انواع باتری ها در هر خانه باتری را نشان میدهد

نوع باتری
سربی- اسیدی
نیکل- کارمیم
نیکل- آهن
سریم- گوگرد
ولتاژ هر خانه باتری
2v
1.2v
1.2v
2v

همانطور که ملاحظه میگردد باتریهای سربی اسیدی و باتریهای سدیم گوگرد بیشترین میزان تولید ولتاژ را در هرخانه باتری را دارا میباشند اما تولید باتریهای سربی اسیدی ارزان تر از باتری های سدیم گوگرد میباشند (سرب نسبت به سایر فلزات ارزان تر است )بنابرین این نوع باتری در خودرو ها متداول میباشد
چرا خودرو ها به باتری نیازمندند؟
تامین برق مورد نیاز در زمانی که موتور خاموش است – تامین برق لازم جهت استارتر – کمک به سیستم شارژ در زمانی که تعداد مصرف کننده ها بالا میرود ( و آمپر مصرفی زیاد میشود)
باتری های سربی اسیدی
همانطور که گفته شد متداول ترین نوع باتری برای خودروها ، باتری سربی اسیدی میباشد. صفحه مثبت از جنس دی اکسید سرب ( به آن پر اکسید سرب نیز میگویند) (PbO2) و صفحه منفی از جنس سرب (Pb) میباشد . الکترولیت آن اسید سولفوریک رقیق شده با آب (H2SO4+H2O) میباشد.


عملکرد باتریهای سربی اسیدی

تصاویر زیر بطور خلاصه عملکرد باتری را در زمانهای مختلف نشان میدهد

تجزیه :
O2 از PbO2 جدا میشود
H2 از H2SO4 جدا میگردد

ترکیب :
O2 با 2H2 ترکیب میشود و در نهایت 2H2O میدهد .
Pb صفحه مثبت با SO4 ترکیب شده و PbSO4 میدهد.
Pb صفحه منفی با SO4 ترکیب شده و PbSO4 میدهد




صفحه مثبت و منفی هر دو تبدیل به PbSO4 میشود.
الکترولیت تبدیل به H2O (آب) میشود.


تجزیه :
PbSO4 صفحه مثبت و منفی به Pb با دو بار مثبت و SO4 با دو بار منفی تجزیه میشود .
H2O به 2H با بار مثبت و O با دو بار منفی .
ترکیب :
Pb صفحه مثبت با دو تا O ترکیب شده و PbO2 میدهد.
SO4 صفحات مثبت و منفی با 2H ترکیب شده و H2SO4 میدهد
و در نهایت دوباره همان حالت اولیه پس از شارژ شده باتری بوجود میاید
اجزاي يك باطري
این اجزا عبارتند از :
پوسته............................... Battery case
درپوش باتری....................Battery cover...
در خانه باتری..............................Vent cap
قطب های باتری.................. Terminal post
خانه باتری...............................Battery cell
صفحه های مثبت.................. Positive plate
صفحه های منفی ............... Negative plate
صفحه های عایق ....................... Separator
الکترولیت................................. Electrolyte
شانه نگهدارنده صفحات.................. Plate connector
پلاک باتری........................ Battery information label
نشاندهنده شارژ باتری.....................Gravity indicator
نشاندهنده سطح الکترولیت................charging leveler
بعضی از این اجزا در تمامی باتربها استفاده نمیشوند . مثلا نشاندهنده شارژ بودن باتری و نشاندهنده سطح الکترولیت


اجزا دو نوع باتری

[.::MOBIN::.]

باتری های خودرو 2

پوسته و درپوش باتری (battery case and cover)
جعبه ای که تمام اجزاء یک باتری را در خود جای میدهد پوسته باتری نامیده میشود. پوسته یا بدنه باتری ها باید در مقابل اثرات اسید مقاوم باشند علاوه بر ان در باید بتواند تغییرات دما ( 50- تا 150 درجه سانتیگراد) و ضربه نیزتحمل نماید. در گذشته پوسته باتری را از نوعی لاستیک تهیه میکردند اما امروزه معمولا از پلاستیکها مخصوص برای اینکار استفاده میگردد.
بدنه باتریها توسط جداره های عمودی معمولا به 6 قسمت تقسیم میشود این قسمت ها محل قرار گرفتن صفحات مثبت، منفی ، عایق، شانه باتری و الکترولیت میباشد . به هریک از این قسمت ها یک خانه باتری گفته میشود.

همانطور که ملاحظه میگردد علاوه بر این جدارها تعدادی شیار نیز در کف پوسته باتری وجود دارد که دو وظیفه بر عهده دارند یکی اینکه تکیه گاهی برای صفحات باتری هستند و دیگری اینکه چون پس از مدتی صفحات باتری دراثر فعل و انفعالات شیمیایی ریزش میکنند فاصله بین این شیارها فضای مناسب جهت ته نشین شدن این رسوبات را فراهم میکند.
جنس درپوش باتری نیز مانند بدنه باتری ار نوعی پلاستیک تهیه میشود . بر روی در پوش محلی برای خروج قطبین باتری و همچنین نصب در خانه های باتری تعبیه میگردد. البته لازم به ذکر است که گاهی در خانه های باتری از روی درپوش حذف میشود .
معمولا باتریهای از نوع ژلی (Gell – cell) که الکترولیت انها مایع نیست ، احتیاجی به در خانه باتری ندارند.

توجه : امروزه در بازار ایران نوعی باتری به نام اتمیک 2000 وجود دارد که در نظر اول ممکن است تصور شود این باتریها دارای در خانه باتری نیستند . اما در حقیقت این باتریهای بجای داشتن 6 درپوش مجزا درپوشی یک پارچه دارند. (در مورد این باتری تصویری نتوانستم پیدا کنم – بس که کارخانه های تولید کننده اطلاعات میدهند !!! ) اما یه چیزیه شبیه به این


درب خانه باتري Vent Cap
همانطور كه قبلا ذكر شد معمولا براي هر خانه باتري يك سوراخ در نظر ميگيرند كه از طريق آن مقدار الكتروليت داخل هر خانه كنترل شود . هر يك از اين سوراخ ها توسط يك درپوش بسته ميشوند ، كه به آن درب خانه باتري ميگويند .هر در خانه باتري بايد داراي دو مشخصه مهم باشد كه عبارتند از :
1-اجازه خروج گازهاي توليدي در هر خانه
هنگامي كه باتري در حال شارژ شدن توسط دينام يا الترناتور است ، بين صفحات مثبت و منفي و الكتروليت ، فعل و انفعالات شيميايي رخ ميدهد كه اين فعل و انفعالات باعث بالا رفتن دما در الكتروليت ميگردد (گرما زا است ) . اين افزايش دما باعث افزايش سرعت تبخير آب موجود در الكتروليت ميردد .براي خروج بخارات آب توليد شده در هر خانه باتري لازم است كه در خانه باتري داراي حداقل يك سوراخ يا مجراي خروجي به هواي آزاد راه داشته باشدكه بخار آب توليد شده بتواند از خانه باتري خارج شود. اگر اين بخار از خانه خارج نشود فشار در خانه باتري بالا ميرود و باعث ايجاد سوراخهاي ريز نهايتا از ضعيفترين قسمت خانه ميگردد كه معمولا الكتروليت از انجا خارج ميگردد ( وجود سفيدكهاي كوچك در اطراف پوسته باتري)
2-جلوگيري از خروج الكتروليت مايع از درب
اگر سوراخ روي در يك سوراخ ساده باشد ممكن است در اثر شتابهاي ناگهاني يا ترمزهاي شديد مايع الكتروليت از طريق اين سوراخ ها خارج شده و ميزان سطح الكتروليت در باتري ها پايين بيايد. بنابراين در خانه را طوري طراحي ميكنند كه علاوه اينكه قابليت خروج بخار هاي تو راداشته باشد از خارج شدن الكتروليت مايع جلوگيري كند .دو نوع از طرح هاي بكار رفته براي در خانه باتري در شكلهاي زير آمده است.



همانطور كه ملاحظه ميگردد مجرايي مارپيچ براي سوراخ در خانه در نظر گرفته شده است كه باتوجه به قابليت بخار ميتواند از اين مجرا عبور كرده و از آن خارج شود اما مايع الكتروليت پس از برخورد با قسمت بالايي ماپيچ به سمت پايين برميگردد. البته برخي باتري هاي موجود در ايران فقط با قرار دادن يك مانع ساده زير سوراخ در خانه باتري اين كار را انجام ميدهند كه مسلما كارايي آن به اندازه طرحهايي كه در شكل ملاحظه ميگردد نميباشد
قطب باتري Terminal post of battery
هر باتري داراي دو قطب اصلي ميباشد ( توجه: هر خانه باتري خود داراي 2 قطب ميباشد اما در باتري هاي غير قابل تعمير اين قطب ها زير درپوش بالايي باتري قرار گرفته و ديده نميشوند يعني يك باتري 12 ولتي داراي 12 قطب ميباشد – 6 قطب مثبت و 6 قطب منفي كه دوتاي آنها قطبهاي اصلي و سايرين در زير درپوش ميباشند . در مورد نحوه اتصال خانه هاي باتري در آينده صحبت خواهد شد . از اين به بعد منظور از قطب همان قطبهاي اصلي باتري خواهد بود) . قطب هاي باتري محل خروج جريان برق از باتري در زمان مصرف شدن و محل ورود جريان برق به باتري در زمان شارژ شدن باتري ها ميباشند . باتوجه به جهت جريان برق يك قطب را قطب مثبت و ديگري را قطب منفي مينامند.
نحوه قرار گرفتن قطبهاي باتري روي پوسته متفاوت است شكل زير چند روش متداول را نشان ميدهد
كه شامل :
مدل SAE ، ترمينال جانبي ، ترمينال L شكل ، ترمينال مهره اي ، و ترمينال تركيبي ميباشد

سيستم قطب بندي به روش SAE متداول تر از ساير روش ها ميباشد
شناسايي قطبهاي مثبت ومنفي
با توجه به اينكه در هنگام نصب باتري روي اتومبيل قطب منفي به بدنه و قطب مثبت به كابل استارت ( اتومات استارت) متصل ميگردد تشخيص قطبين از يكديگر حايز اهميت ميباشد.
قطب مثبت با علامت -------< + ، P ، POS
رنگ -------< قرمز
ضخامت -------< بيشتر از منفي مشخص ميگردد
و قطب منفي با علايم -------< - ، N ، NEG
رنگ -------< مشكي يا آبي
ضخامت -------< كمتر از مثبت مشخص ميگردد



در صورتي كه هيچ يك از علايم ذكر شده وجود نداشتند (پاك شده بودند يا قابل تشخيص نبودند) ميتوان با يك آزمايش ساده قطب ها را از يكديگر تشخيص داد .
يك سر سيمي را به يكي از دو قطب متصل كنيد و سر ديگر آن را داخل الكتروليت يكي ار خانه ها ي باتري قار دهيد . ملاحظه خواهيد كرد كه اطراف سيم حباب هايي بوجود ميايد . اين آزمايش را با قطب ديگر نيز انجام دهيد هر كدام ار قطب ها كه حباب بيشتري در اطراف سيم داخل الكتروليت توليد كرد آن قطب ، قطب منفي ميباشد. ( تذكر: ان آزمايش فقط جهت موارد ضروري ميباشد .تكرار باعث خراب شدن باتري ميگردد.) . توجه هيچگاه دوسيم از قطبين را همزمان وارد يك خانه باتري نكنيد چون ممكن است در اثر اتصال بين دو سيم در خانه بانري آب باتري به صورت شما بپاشد.
الكتروليت باتريBattery Electrolyte
الكتروليت باتري سربي اسيدي محلول رقيق شده اسيد سولفوريك ميباشد. لازم است مقدار آب و اسيد سولفوريك به دقت و نسبت معين با يكديگر مخلوط شود . اين نسبت معين در به صورت .......

آب
اسيد سولفوريك
پيمانه اي
8
3
در صد حجمي
73%
27%
درصد وزني
63%
37%

توجه : در اكثر باتري سازي ها (خودمان) نسبت آب به اسيد را 4 به 1 انتخاب ميكنند كه معادل 75% آب و 25% اسيد ميباشد كه نزديك به نسبت حجمي 73% به 27% است ( گرچه دقيق نيست)
چگالي (جرم حجمي ) اين محلول در دماي 15 درجه سانتيگراد 1.28 گرم بر سانتي متر مكعب ( يا همان 1280 كيلوگرم بر متر مكعب) ميباشد . اين عدد با تغييرات دما و فشار هوا تغيير ميكند

تاثيرات دمايي : به ازاي افزايش هر 1.5 درجه دما مقدار 0.001 گرم بر سانتي متر مكعب ( 1 كيلوگرم بر متر مكعب) از عدد اصلي 1.28 گرم بر سانتي متر مكعب (يا 1280 كيلوگرم بر متر مكعب) كم ميشود . مثلا جرم حجمي استاندارد در دماي 21 درجه عبارت است از
4= 1.5÷ 6 6=15-21
1276= 4-1280 4=1× 4
يعني در دماي 21 درجه سانتيگراد جرمي حجمي الكتروليت بايد 1276 كيلوگرم بر متر مكعب (1.276 گرم بر سانتي متر مكعب ) باشد.
اگر جرم حجمي را در يك دماي معين داشتيم بايد آن را به دماي 15 درجه برگردانيم سپس در مورد آن تصميم بگيريم(برعكس روش بالا جمع ميكنيم ). دانستن مقدار چگالي به ما كمك ميكند كه بفهميم آن باتري به شارژ شدن نيازي دارد يا نه .
مثال: چگالي الكتروليت در دماي 27 درجه 1210 كيلوگرم بر متر مكعب ميباشد . آيا اين باتري به شارژ نياز دارد يا خير؟
8= 1.5÷ 12 12= 15-27
1218 = 8 + 1210 8= 1× 8
با مقايسه عدد 1280 و 1218 و اختلاف اين دو عدد متوجه ميشويم باتري به شارژ نياز دارد
نكته : براي تشخيص شارژ بودن معمولا محدوده اي وجود دارد كه طبق آن بايد به شارژ بودن باتري نظر داد
توجه : هيچگاه از آب لوله كشي براي تهيه التروليت استفاده نكنيد. آب مورد استفاده بايد آب خالص ( آب مقطر ) باشد ميتوان اين آب را ار لوازم يدكي ها در بطري ها آماده تهيه كرد يا از آب جوشيده و سپس خنك شده استفاده نمود ؛ يا اينكه برفك يخچال را آب كرده از آن استفاده كنيم
نكته بسيار مهم :هنگام تهيه الكتروليت ابتدا آب را در يك ظرف پلاستيكي (لگن) ريخته سپس به آرامي اسيد را به آن اضافه كنيد . حتي بهتر است يك سطح شيبدار پلاستيكي تهيه كرده و اسيد را از بالا روي آن بريزيم تا به آرامي وارد لگن آب شود. اين كار به دليل انجام واكنش شديد بين آب و اسيد سولفوريك و گرما زا بودن اين واكنش ميباشد . در صورت اضافه شدن سريع اسيد به آب دماي محلول به شدت بالا رفته به حد جوش ميرسد و محلول به اطراف ميباشد
سطح الكتروليت در هر خانه باتري بايد حد معيني باشد كه اگر بيشتر از آن و احتمال ريختن آن در شتابهاي ناگهاني يا ترمزهاي شديد وجود دارد و اگر كمتر از حد معين باشد قسمتي از صفحه باتري در معرض هوا قرارگرفته به به مرور خراب ميشوند.

[.::MOBIN::.]

باتری خودرو 3

ظرفيت باتري
روشهاي مختلفي براي تعيين مقدارظرفيت يك باتري توسط انجمن بين المللي باتري ( Battery Council International=BCI) ارايه شده است كه 4 روش به ترتيب اهميت عبارتند از :
الف .آمپر گرداندن ميل لنگ در شرايط سرد= تست باتري در شرايط سرد (Cold Cracking Amps=CCA ):
اين مقدار نشاندهنده توانايي يك باتري براي كار در شرايط سرد ميباشد و برابر است به مقدار آمپري كه يك باتري در دماي 0 درجه فارنهايت (17.8- درجه سانتيگراد )ميتواند از خود خارج كند بدون اينكه ولتاژ باتري كمتر 7.2 ولت شود
ب: آمپر گرداندن ميل لنگ = تست باتري (Cracking Amps = CA )
مانند روش قبلي منتها در دماي 32 درجه فارنهايت (تقريبا 7.7 درجه سانتيگراد). البته رابطه اي تقريبي وجود دارد كه ميتوان اين دو عدد (CCA) را به ( CA) تبديل نمود
CA= CCA×1.25
ج: ظرفيت ذخيره باتري (Reserve Capacity=RC )
مدت زماني كه باتري بتواند در دماي 80 درجه فارنهايت ( 26.7 درجه سانتيگراد) جريان 25 آمپر بدهد بدون اينكه ولتاژ كل آن كمتر از 10.5 ولت شود. باتري بايد بتواند در صورت خراب شدن سيستم شارژ در زمان نسبتا طولاني نيازهاي الكتريكي خودرو را مرتفع كند .
د: آمپر-ساعت
حاصلضرب شدت جريان در زماني است كه آن باتري ميتواند اين شدت جريان را تامين كند. واحد آن آمپر ساعت (Ah ) ميباشد.
ساعت × شدت جريان = ظرفيت
مثلا اگر ظرفيت يك باتري Ah 60 است يعني ميتواند
مدت 60 ساعت جريان 1 آمپري را تامين كند (60 × 1 = 60 )
يا مدت 1 ساعت جريان 60 آمپري را تامين كند ( 1× 60 = 60 )
يا مدت 20 ساعت جريان 3 آمپري را تامين كند ( 20 × 3 = 60)
.................
نكته : هنگامي كه آمپر از باتري كشيده ميشود نبايد ولتاژ باتري كمتر از 10.5 ولت شود .
عواملي كه در تغيير مقدار ظرفيت باتري موثر هستند عبارتند از :
تعداد صفحات باتري ، مساحت صفحات باتري ، دما ، مقدار الكتروليت و چگالي الكتروليت ميباشد
پلاك باتري

براي استفاده بهتر از هر وسيله اي لازم است اطلاعاتي در مورد آن وسيله به ما داده شود .محلي كه اين اطلاعات در انجا ثبت ميشود را پلاك مشخصات ميگويد . باتري ها نيز داراي پلاك مشخصات ميباشند.شركت هاي توليد كننده باتري روشهاي مختلفي را براي اين كار دارند . مثلا گروهي تمام اطلاعات مورد نياز را روي پوسته باتري كنار ه درج ميكنند . گروهي نيز در چند نقطه مختلف اين اطلاعات را قرار ميدهند. در اينجا سعي بر ان است كه تمام اطلاعاتي كه ميتوان به عنوان يك مشخصه باتري ثبت كرد بيان شود.
1-كد استاندارد : هر نوع باتري توليدي داراي يك كد استاندارد ميباشد . متداول ترين نوع استاندارد براي باتري ها ، استاندارد DIN است.
2-ولتاژ : يكي از مهمترين مشخصه هاي يك باتري كه حتما تمام توليد كنندگان باتري بايد آنرا روي باتري درج كنند مقدار ولتاژ خروجي باتري ميباشد. ولتاژ باتري خودرو ها بين 6 ولت تا 42 ولت ( خودروهاي برقي ) ميباشد.
3-ظرفيت باتري : حداقل يكي از موارد ذكر شده كه نشاندهنده ظرفيت باتري ميباشند . (در ايران معمولا آمپر- ساعت و تست در شرايط سرد)
4-سايز باتري : براي مشخص كردن ابعاد باتري . در ادامه جدول سايزهاي استاندارد باتري هاي خودرو آمده است
12 Volt Automotive

به این قسمت برای مشاهده جدول مراجعه کنید

5-تاريخ توليد : با توجه به محدود بودن عمر باتري لازم است مصرف كننده از تاريخ توليد و تاريخ مصرف باتري آگاه باشد. شركتهاي توليد كننده روشهاي مختلفي براي ارائه اين دو تاريخ دارند كه در شكل زير يك نمونه آمده است.
6-شماره سريال سازنده :برخي باتري ها اين شماره روي باتري حك ميگردد و معرف مشخصات سازنده ( تاريخ ثبت كارخانه،نئع كارخانه و... ميباشد )

نشاندهنده ميزان الكتروليت و چگالي (چرم حجمي) در باتري
همانطور كه ذكر شد ارتفاع سطح الكتروليت بايد در حد معيني باشد . براي تشخيص اين مطلب روي بدنه باتري هاي سفيد ( باتري هايي كه سطح الكتروليت از بيرون مشخص است ) 2 خط قرار داده شده است كه يكي بيشترين حد و ديگري كمترين حد را مشخص ميكند . ميزان الكتروليت حتما بايد بين اين دو عدد باشد . در باتري هايي كه داراي بدنه سفيد نيستند يا اينكه سطح الكتروليت از بيرون باتري مشخص نيست تشخيص اين امر كمي مشكل ميشود. بنابرياين در گروهي ا اين نوع باتري ها نشاندهنده اي راي روي خانه باتري قرار داده اند كه ميتوان با مشاهده آن سطح آب باتري را تشخيص داد . شكل زير يكي از اين نوع نشاندهنده ها را نمايش ميدهد

گروه ديگري از باتري ها داراي نشاندهنده جرم حجمي الكتروليت نيز ميباشند . در اين نوع باتري ها راننده به راحتي بامشاهده اين نشاندهنده به شارژ بودن و يا دشارژ بودن باتري پي برد.

[.::MOBIN::.]

باتري هاي خودرو 4

چگونه ميتوان فهميد باتري شارژ است
معمولا 3 روش براي اين كار وجود دارد
1-استارت زدن
ابتدا بايد كاري كرد كه در اثر استارت زدن باتنري روشن نشود( مثلا واير مركزي كويل به دلكو جدا شود ) سپس در حود 15 ثانيه استارت زده شود . اگر درطول اين مدت استارت به راحتي خورده شود . باتري شارژ است.
توجه : در اين آزمايش بايد از سلامت موتور و استارت مطمئن شده سپس آزمايش را انجام داد

2-استفاده از هيدرومتر
هيدرو متر يا غلظت سنج ( چگالي سنج ، جرم حجمي سنج) وسيله ايست كه ميزان جرم حجمي آب باتري را نشان ميدهد.

هيدرومتر شامل يك كپسول ميباشد كه با ورود الكتروليت به هيدرومتر شناور ميشود.اين كپسول مدرج شده است و اعداد روي ان معمولا بين 1200 تا 1300 (كيلوگرم بر متر مكعب) يا 1.2 تا 1.3 (گرم بر سانتي متر مكعب ) ميباشد. همانطور كه قبلا در بخش الكتروليت باتري ذكر شد عدد استاندارد در دماي 15 درجه سانتي گراد 1280 كيلوگرم بر متر مكعب ( 1.28 گرم برسانتي متر مكعب ) ميباشد . جدول زير محدوده عددي براي تشخيص شارژ بودن باتري را نشان ميدهد

برای مشاهده جدول کلیک کنید

راي سهولت در خواندن هيدرومتر معمولا روي كپسول با سه رنگ مشخص ميشود رنگ سبز به عنوان محدوده شارژ
رنگ زرد يا سفيد به عنوان محدوده نيمه شارژ
رنگ قرمز به عنوان محدوده دشارژ

3-آزمايش مدار باز
چراغهاي جلو را براي چند دقيقه روشن كنيد سپس آنرا خاموش كنيد
ولتمتر را مطابق شكل به باتري متصل كنيد

عدد ولت را بخوانيد. ولتاژ 12.6 نشانه شارژ بودن باتري و 12 نشانه دشارژ بودن باتري است
شارژ كردن باتري
باتري ها را ميتوان به 2 روش شارژ كرد .يكي شارژ كند (معمولي )و ديگري شارژ تند (سريع)
در شارژ كند مقدار كمي آمپر به باتري داده ميشود ر عوض مدت زمان زيادي طول ميكشد تا باتري شارژ شود.در شارژ سريع برعكس مقدار زيادي آمپر در مدت كوتاهي به باتري داده ميشود تا پر شود.
توجه : شارژ كند بهتر از شارژ سريع است چون احتمال صدمه ديدن صفحات باتري كمتر است . از شارژ سريع فقط براي شرايط خاص استفاده ميشود ( دستگاه آن نيز با دستگاه شارژ كند متفاوت است )
شارژ كند
اين نوع دستگاه شارژ داراي 2 سلكتور (كليد چرخشي )يكي براي آمپر و ديگري براي ولتاژ ميباشد بعلاوه يك نشاندهنده نيز براي هر كدام ( ولتاژ و آمپراژ ) لازم است . توجه : اكثر دستگاه هاي شارژر ايراني فقط داراي يك نشاندهنده (آمپر ) ميباشند – البته برخي از انها ظاهرا داراي نشاندهنده ولتاژ نيز هستند منتها اگر خوب دقت كنيد ، ميبينيد كه اين نشاندهنده ولتاژ ورودي ( 220 ولت ) را نشان ميدهند نه آنچه ما لازم داريم ( ولتاژ خروجي). حالا اينكه آقايون سازنده ها چطور تشخيص دادند يكي از اين نشاندهنده ها زياديه ... ديگه بايد برين از خودشون بپرسين ) دستگاه داراي 2 خروجي يكي مثبت و ديگري منفي و يك كليد اصلي و يك فيوز نيز ميباشد.
توجه : اگر هنگام خريد شارژر باتري با عبارت چند تاييش رو ميخاي مواجه شديد زياد تعجب نكنيد . فروشندگان و ايضا سازندگان و بالاجبار خريداران شارژ ها را بر اساس تعداد باتري هاي 6 ولتي كه دستگاه ميتواند به طور همزمان ( بصورت سري ) شارژنمايد دسته بندي كرده اند .مثلا شارژر باتري 8 تايي يعني اينكه ميتواند همزمان 8 باتري 6 ولتي را كه بطور سري به دستگاه وصل شده اند را شارژ كند .
روش كار :
در تمام خانه اي باتري را جدا كنيد . سطح الكتروليت هر خانه كنترل شود و اگر كم است فقط آب مقطر به آن اضافه شود .مثبت و منفي دستگاه را به قطبهاي مثبت و منفي باتري متصل شود.
توجه : قبل از روشن كرد دستگاه به صحيح بودن اتصال ها توجه شود . ( مثبت به مثبت و منفي به منفي )
بايد ولتاژ خروجي دستگاه حدودا 20% بيشتر از ولتاژ باتري انتخاب شود ( مثلا براي شارژ باتري 12 ولتي حدودا 14 ولت ).آمپر خروجي دستگاه بايد در حدود يكدهم آمپر-ساعت يا يك شانزدهم ظرفيت ذخيره يا يك چهلم تست در شرايط سرد انتخاب شود. ( مثلا اگر آمپر-ساعت باتري 60 است بايد آمپر خروجي 6 انتخاب شود ) پس از شارژ كامل عدد آمپر به صفر نزديك ميشود كه نشانه شارژ كامل باتري است.
توجه : اگر به محض روشن كردن دستگاه در يكي از خانه اي باتري جوششي مشاهده شود نشانه خراب بودن آن انه باتري است
نكته : اگر باتري كاملا دشارژ باشد براي شارژ مددد حدود 8 تا 12 ساعت زمان لازم است
شارژ سريع
مانند روش قبل منتها اين نوع دستگاه توانايي خروج آمپر بالاي 100 A را دارد . زمان شارژ در اين نوع بين نيم تا يك ساعت ميباشد
نگهداري باتري و آزمايشات مربوطه
بررسي هاي ظاهري در يك نگاه

سطح الكتروليت به طور مرتب كنترل شود ( هر هوا گرم تر فاصله بازديد ها كوتاه تر)
اگر بدنه باتري چرب يا كثيف يا خيس شده حتما باآب ولرم شسته شود سپس كاملا خشك چون ممكن است باعث برق دزدي شود.آزمايش زير وجود برق دزدي در مدار را نشان ميدهد.(ولتاژ بايد كمتر از 0.5 ولت و آمپر بايد كمتر از 20 ميلي آمپر باشد )

مطابق شكل اختلاف ولتاژ بين قطب و بست را بررسي كنيد . اين اختلاف بايد صفر باشد

هيچگاه در قطب باتري را با پيچ گوشتي و كابل و .... به يكديگر متصل نكنيد چون علاوه بر صدمه زدن به صفات باتري ممكن است باعث تركيدن باتري شود
محل اتصال قطب ها و بست ها بايد كاملا تميز و بدون رسوب و سولفاته شدن باشد مطابق شكا ميتوان آنها را تميز كرد

اگر زمان استارت زدن طولاني باشد به صفحات باتري صدمه ميخورد
براي جلوگيري از سفيدك زدن ( سولفاته كردن ) قطب هاي باتري ميتوان پايه قطب ها ( محل تماس قطب با درپوش ) را با مقداري گريس چرب نمود. امروزه واشرهاي لاستكي يا نمدي براي جلوگيري ازسفيدك زدن قطب ها درلوازم يدكي ها فروخته ميشود
زمان استفاده از باتري كمكي فقط و فقط باتري ها را بطور موازي به هم وصل كنيد

[.::MOBIN::.]

استارت موتور

راه اندازی موتور یا استارت زدن
چهار عنصر زیر باید در موتور احتراق داخلی جمع شود تا بتوان ان را راه اندازی و استارتر کرد
1- مخلوط هوا – سوخت قابل احتراق
2- حرکت تراکم
3- نوعی سیستم اشتغال
4- حداقل دور راه اندازی لازم (در حدود 100 دور بر دقیقه)(استارت)
برای تامین سه عنصر نخست باید عنصر چهارم یعنی حداقل دور راه اندازیلازم را تامین کرد (استارت)
توانایی دستیابی به این دور حداقل نیز خود تابع چند عامل است
1- ولتاژ نامی سیستم راه اندازی
2- حداقل دمای محتمل که باید بتوان موتور را در ان دما روشن کرد این دما را دمای حد راه اندازی
می نامند
3- مقاومت موتور گردانی . به عبارت دیگر گشتاور لازم برای موتور گردانی در دمای حد راه اندازی
4- مشخصه های باتری
5- افت ولتاژ بین باتری و استارت
6- نسبت دنده استارت به دنده فلایویل
7- مشخصه های استارت
8- حداقل دور لازم برای موتور گردانی در دمای حد راه اندازی
نکته دیگری که در ارتباط با نیازهای راه اندازی موتو ر شایان توجه است دمای راه اندازی است
میتوان دریافت که با کاهش دما گشتاور استارت نیز کاهش می یابد اما گشتاور لازم برای موتور
گردانی با حداقل دور افزایش می یابد
دمای حد راه اندازی برای اتومبیلهای سواری از 18 – تا 25- درجه سانیگراد و برای کامیونها و اتوبوسها
از 15- تا 20- درجه سانتیگراد تغییر می کند سازندگان استارت غالبا 20+ تا 20- درجه سانتیگراد را
ذکر می کنند

اصول کار موتور استارت
هر موتور الکتریکی به زبان ساده ماشینی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است موتور
استارت هم از این قائده مستثنی نیست وقتی جریانی از رسانای واقع در میدان مغناطیسی عبور
می کند نیروی بر رسانا وارد می شود اندازه این نیرو با شدت میدان طول رسانای واقع در میدان و
شدت جریانی که از رسانا می گذرد متناسب است
در موتورهای DC رسانای ساده کاربرد عملی ندارد و رسانا را به صورت یک یا چند حلقه شکل
می دهند تا ارمیچر تشکیل شود جریان برق از طریق کموتاتور (سوی گردان) تیغه ای و زغال (جاروبک)
تامین می شود نیروی که بر رسانا وارد می شود حاصل بر هم کنش میدان مغناطیسی اصلی و
میدان ایجاد شده حول رساناست در استارت خودروهای سبک میدان اصلی را به وسیله سیم پیچهای
متوالی سنگین کاری ایجاد می کنند که روی هسته هایی از اهن نرم پیچیده شده اند با پیشرفت
تکنولوژی ساخت اهنربا امروزه بیشتر از اهنرباهای دائمی برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده
می کنند در این صورت می توان استارت را کوچکتر و سبکتر ساخت شدت میدان مغناطیسی ایجاد
شده حول رسانای ارمیچر تابع شدت جریان عبوری از سیم پیچهای میدان ساز است
بیشتر استارتها چهار قطب وچهار زغال دارند د صورت استفاده از چهار قطب میدان مغناطیسی
در چهار ناحیه متمرکز می شود میدان مغناطیسی به یکی ز سه روش زیر ایجاد می شود با استفاده
از اهنربای دائمی سیم پیچهای میدان ساز متوالی یا سیم پیچهای میدان ساز متوالی – موازی
میدان های متوالی – موازی را میتوان با مقاومت کمتری ساخت و بدین ترتیب جریان و در نتیجه
گشتاور خروجی استارت را افزایش داد برای انتقال جریان برق از چهار زغال استفاده می شود این
زغالها مانند زغالهای مورد استفاده در بیشتر موتورها یا مولدها از مخلوطی از مس و کربن ساخته
می شود زغالهای استارت مس بیشتری دارند تا اتلاف جریان در انها به حداقل برسد
ارمیچر از یک کموتاتور مسی تیغه ای و سیم پیچهای مسی سنگین تشکیل می شود به طور کلی
ارمیچر را به دو روش می توان سیم پیچی کرد این دو روش را سیم پیچی موجی و سیم پیچی
همپوش می نامنددر استارتها بیشتر از روش سیم پیچی موجی استفاده می شود زیرا با استفاده
از این روش مناسبترین مشخصه ها از لحاظ گشتاور و سرعت در سیستم چهار قطبی حاصل می شود
در استارت باید مکانیسمی هم برای درگیری و خلاص شدن از دنده فلایویل تعبیه شود در استارت
خودروهای سبک از یکی از دو روش درگیری لخت یا پیش درگیری استفاده می شود

استارت با درگیری لخت
در همه خودروها استارت باید فقط در مرحله راه اندازی با دنده فلایول درگیر باشد اگر استارت با
دنده فلایویل درگیر بماند موتور با دور بالا ان را به کار می اندازد و استارت به سرعت خورد می شود
بیش از 80 سال از استارت با درگیری لخت استفاده شده است و این نوع استارت به تدریج از رده
خارج شده است این استارت چهار قطب و چهار زغال دارد و روی خودروهای بنزینی متوسط نصب
می شد این استارت به وسیله یک دنده پینیون کوچک با دنده فلایویل درگیر می شود دنده استارت و
بوشی که با محور ارمیچر اتصال هزار خاری دارد طوری رزوه شده اند که وقتی استارت از طریق
رله به کار می افتد ارمیچر بوش را در داخل دنده استارت می چرخاند دنده استارت به سبب لختی
ساکن می ماند و چون بوش در داخل ان می چرخاند با دنده فلایویل درگیر می شود
وقتی موتور روشن می شود دنده استارت را سریعتر از محور ارمیچر می چرخاند و همین باعث
می شود که دنده استارت دوباره روی بوش بپیچد و از درگیری با دنده فلایویل ازاد شود وقتی دنده
استارت برای اولین بار گشتاور را از ارمیچر می گیرد و نیز هنگامی که موتور دنده استارت را از
درگیری خارج می کند فنری ضربه ایجاد شده را جذب م کند
یکی از مشکلات اصلی این نوع استارت ماهیت خشن درگیری دنده استارت با دنده فلایویل بود
در نتیجه این نوع درگیری دنده استارت و دنده فلایویل خیلی زود سائیده می شدند در بعضی
کاربردها دنده استارت در حین موتور گردانی و پیش از انکه موتور کاملا روشن شود از درگیری خارج
می شود دنده استارت در معرض خطر گریپاژ کردن بر اثر گرد و غبار حاصل از کلاچ نیز بود
غالبا روغنکاری مکانیسم دنده استارت سبب جذب گرد و غبار بیشتر و در نتیجه جلوگیری از درگیری
می شد با استفاده از استارتهای از پیش درگیر بسیاری از این مشکلات حل شد

استارت از پیش درگیر
امروزه بیشتر خودروها استارت از پیش درگیر دارند در این نوع استارت دنده استارت به صورت
مطمئنی با دنده فلایویل درگیر است و توان کامل فقط هنگامی اعمال می شود که این دو به
صورت کامل با هم درگیر شده باشند در این حالت چرخدندها زودتر از موعد مقرر از درگیری خارج
نمی شوند زیرا با اتوماتیک استارت دنده استارت را در وضعیت درگیر نگه می دارد دنده استارت
کلاچ یک طرفه ای دارد که مانع چرخیدن ان توسط دنده فلایویل می شود
استارت از پیش درگیر به این کار می کند که وقتی سوئیچ را می چرخانید اتصال با ترمینال 50 روی
اتوماتیک استارت ایجاد می شود در نتیجه دو سیم پیچ تو نگهدار و درون کش برق دار می شوند سیم
پیچ درون کش مقاومت بسیار کمی دارد بنابراین جریان شدیدی از ان عبور می کند این سیم پیچ
با مدار موتور استارت اتصال متوالی دارد و جریانی که از ان می گذرد به موتور استارت امکان
می دهد که اهسته بچرخد و درگیری را تسهیل کند در همین زمان میدان مغناطیسی ایجاد شده
در اتوماتیک استارت هسته سولنوئید را جذب می کند و از طریق چنگک سبب درگیری دنده استارت
یا دنده فلایویل می شود وقتی دنده استارت کاملا درگیر می شود هسته اتوماتیک استارت در استارت
انتقال می دهند وقتی کنتاکت ها اصلی بسته می شوند سیم پیچ درون کش به سبب اعمال ول
مساوی به دو سر ان عملا از کادر می افتد در این هنگام سیم پیچ تو نگهدار تا زمانی که برق از مغزی
سوئیچ به اتوماتیک استارت می رسد هسته اتوماتیک در جای خود نگه می دارد
وقتی موتور روشن و سویچ رها می شود جریان اصلی برق قطع می شود و هسته اتوماتیک و
دنده استارت بر اثر نیروی کشش فنر به وضعیتهای اولیه خود باز می گردد فنری که روی هسته
تعبیه شده است پیش از خلاصی دنده استارت از درگیری با پایان حرکت خود مجموعه ای از کنتاکتها
مسی سنگین کار را می بندد این کنتاکتها توان کامل باتری را به مدار اصلی موتور دنده فلایویل
کنتاکتها اصلی را باز می کند
در حین درگیری اگر دندانه های استارت به دندانه های دنده فلایویل برخورد کنند در نتیجه فشرده
شدن فنر درگیری کنتاکتهای اصلی بسته می شود در نتیجه موتور استارت می چرخد و دنده استارت
با دنده فلایویل درگیر می شود
گشتاوری که استارت تولید می کند از طریق این کلاچ به دنده فلایویل انتقال می یابد هدف از بکار
گیری این کلاچ جلوگیری از چرخش موتور استارت با دور بسیار بالا در صورت درگیر ماندن دنده استارت
پس از روشن شدن موتور است این کلاچ از یک عضو محرک و یک عضو متحرک تشکیل می شود
که چند غلتک یا ساچمه استوانه ای بین ان دو قرار دارند این غلتکها فنر سوارند و با فشار اوردن روی
فنرها دو عضو محرک و متحرک را به هم قفل می کنند یا ازادانه در جهت عکس می چرخند امروزه
از انوع استارت از پیش درگیر استفاده می شود اما همه انها طبق اصول مشابهی کار می کنند اکنون
استارت های که با اهنربای دائمی کار می کنند به تدریج جایگزین استارتهایی می شوند که سیم پیچ
میدان ساز دارند

[.::MOBIN::.]

دینام های الترناتور

دلایل ظهور دینام های الترناتور
یکی از معایب دینام های جریان مستقیم این است که این دینام ها در دورهای پائین موتور قادر به شارژ
باطری نمی باشند امروزه مصرف کننده های برقی در خودرو زیاد شده است ترافیک شهرها باعث
می شود که موتور یک اتومبیل مدتها در جا کار کند و در این حالت دور دینام پایین است با این شرایط
دینام جریان مستقیم نمی تواند جوابگوی شارژ باطری باشد به همین خاطر امروزه دینامهای جریان
مستقیم از رده خارج شده و از دینامهای الترناتور استفاده می شود اساس کار دینامهای الترناتور
مانند دینامهای جریان مستقیم است
در دینامهای الترناتور نیز بر اثر قطع خطوط قوای مغناطیسی جریان القائی بوجود می اید ولی با این
تفاوت که در دینامهای جریان مستقیم اهن رباها به بدنه دینام پیچ و ثابت شده بود و سیم پیچهای
تولید جریان داخل حوزه مغناطیسی حرکت می کردند در دینامهای الترناتور اهن ربا دوار است و سیم
پیچهای تولید جریان ثابت می باشند اهن ربای دوار را روتور و سیم پیچ ثابت را استاتور می گویند

قطعات
الف – روتور : روتور مجموعه ای است که وظیفه تولید حوزه مغناطیسی را در الترناتور به عهده دارد
روتور از یک محور تشکیل شده که جلوی ان دارای رزوه برای بستن مهره نگهدارنده پولی است
درقسمت وسط روتور یک سیم پیچ روی محور به صورت پرس قرار گرفته است این سیم پیچ روی
یک حلقه پلاستیکی پیچیده شده تا از اتصال ان با بدنه جلوگیری شود روی این سیم پیچ چنگکهای
فلزی از دو طرف قرار می گیرد این چنگکها نیز روی محور قرار گرفته اند دو سر پیچ به دو حلقه مسی
که در انتهای محور قرار دارد وصل می شوند (کلکتورها )
انتهای محور و پشت کلکتورها یک بولبرینگ به صورت پرسی سوار شده که این بولبرینگ درون محل
خود داخل پوسته عقب قرار می گیرد
اگر به دو سر سیم پیچ روتور جریان برق متصل کنیم چنگکها اهن ربا می شوند چون لبه این چنگکها
بر عکس یکدیگر نسبت به سیم پیچ قرار گرفته اند در نتیجه هر دو لبه کناری یکی در میان قطبهای

در قسمت جلوی محور یک پولی توسط یک خار با ان درگیر می شود دور این پولی تسمه قرار
می گیرد که نیروی میل لنگ توسط این تسمه به محور دینام منتقل شده و باعث گردش ان می شود

ب- استاتور : استاتور مجموعه سیم پیچی می باشد که در اثر برخورد حوزه با ان جریان الکتریسته
بوجود می اورد این سیم پیچها باید دور روتور قرار گیرند تا داخل حوزه مغناطیسی باشند و با چرخش
حوزه دوار الکترونها در این سیم پیچها حرکت کنند استاتور دارای یک بدنه فلزی می باشند که داخل
این بدنه فلزی شیارهای وجود دارد سیم پیچها داخل این شیارها پیچیده می شود چون در اثر کار
کردن و گرمای حاصل از موتور بدنه ان داغ می شود بدنه استاتور از ورقهای نازک که به یکدیگر پرس
شده اند ساخته می شود داخل شیارهای استاتور ورقه های عایق قرار گرفته است تا از اتصالی
سیم پیچ با بدنه استاتور جلوگیری شود
اگر یک سیم را داخل شیارهای استاتور بپیچیم و دو سر ان را خارج کنیم فقط یک سر جریان تولید
می کند به این استاتور اصطلاحا استاتور تک فاز می گویند
در ضی از دینامها برای تولید جریان بالاتر از سه سیم استفاده می کنند در این حالت سه سیم با
زاویه معینی نسبت به یکدیگ داخل بدنه استاتور پیچیده می شوند اصطلاحا به این نوع استاتور
سه فاز گفته میشود در استاتور سه فاز سه سر خروجی خواهیم داشت در نتیجه بازدهی دینام
بالا می رود

ج – دیود ها : الترناتور مولد جریان متناوب می باشد جریان متناوب به جریانی گفته می شود که
مسیر حرکت الکترونها در هادی دائما تغییر می کند اگر چنین حالتی باشد دیگر قطب منفی و
مثبت در این هادی مفهومی نخواهد داشت
بوسیله این جریان نمیتوان باطری را شارژ کرد زیرا الکترونهائی که به سوی باطری سرازیر می شود
با عوض شدن مسیر جریان دوباره از ان خارج می گردند بنابراین باطری همیشه با جریان مستقیم
شارژ می شود یعنی جریانی که الکترونها از یک سمت حرکت داشته باشند
چون جریان خروجی الترناتور متناوب است با این جریان نمیتوان باطری را شارژ کرد به همین خاطر
در سر راه خروجی الترناتور از دیود استفاده می کنند دیود قطعه ای الکترونیکی است که فقط
جریان را از یک سمت از خود عبور می دهد و به این ترتیب جریان متناوب را به مستقیم تبدیل می کند

د- پوسته دینام های الترناتور الترناتور از دو پوسته جدا از هم تشکیل شده است که معمولا از جنس
الومینیوم می باشند بدنه فلزی استاتور مابین این دو پوسته قرار می گیرد و توسط چند پیچ دو
پوسته روی یکدیگر محکم می گردد دو عدد بولبرینگ برای گردش محور روتور درون این دو پوسته
وجود دارد یک بولبرینگ در پوسته جلوئی وجود دارد و یک بولبرینگ روی محور روتور که در پوسته
عقب ان قرار می گیرد

و- پولی و پنکه : مانند دینامهای جریان مستقیم قسمتی از محور روتور از پوسته جلوئی الترناتور
بیرون است روی این قسمت یک پولی و پنکه قرار دارد که هر دو انها توسط یک خار به محور روتور
متصل می شوند جلوی انها یک مهره بسته می شود و تسمه روی این پولی قرار گرفته که با
گردش تسمه پولی گردش کرده و باعث حرکت روتور می شود همراه پولی پنکه هم گردش کرده
و هوا را از جلو وارد الترناتور و از عقب ان خارج می کند تا باعث خنک شدن قطعات الترناتور
گردد در بعضی از الترناتور ها پنکه در قسمت داخل الترناتور و پشت روتور قرار دارد

ه – جازغالی و زغالها : در دینامهای جریان مستقیم برق خروجی دینامها از زغالها عبور می کرد
چون جریان زیادی از انها عبور می کرد معمولا زغال انها بزرگ بود ولی در الترناتور جریان زیادی
از زغالها نمی گذرد و به همین خاطر زغالها زیاد بزرگ نیستند این زغالها در یک جا زغالی
پلاستیکی قرار می گیرند
زغالها روی کلکتور انتهای روتور قرار می گیرند پشت این زغالها یک فنر کوچک وجود دارد که
همیشه زغالها را بر روی کلکتور می فشارد در بعضی از الترناتورها که افتامات انها ترانزیستوری
می باشد مجموعه افتامات و جا زغالی روی یکدیگر نصب می شوند

[.::MOBIN::.]

اولین عمل موثر شمع درموتور اتومیبل (یا انواع موتور)، آتش زدن مخلوط هوا و سوخت دراحتراق داخلی موتور است.

شمع ماشین باید پالس الکتریکی با ولتاژ بالا را همراه با ٢٥٠٠٠ ولت بصورت مكرر به داخل محفظه احتراق موتور انتقال دهد.الكترودهای با دوام را از بین آنهایی كه جریان الکتریکی را می توانند قوس داده یا جرقه بزنند تا مخلوط هوا و سوخت در سیلندر را محترق، پیش بینی و تهیه كنند. تحت شرایط فشار و حرارت شدید آماده اند تا میلیونها بار جرقه بزنند. میزان عملكرد شمع در موتور خودرو همزمان با افزایش توان خروجی خودرو ، سخت تر و شدید تر می شود.

ساختار شمع :

شمع‌ها بطور كلی از چندین بخش تشكیل شده‌اند:
1)بخش فلزی
2)عایق چینی
3)الكترودها
4)واشرها
5)مهره سرشمع
6)پودرهوا بند
بخش فلزی یا بدنه:
هر شمع دارای یك بخش فلزی است. بالای این قسمت فلزی به شكل شش گوش است تا شمع به طور محكم درجای خود نصب شود.

قسمت پایین این بخش رزوه شده به روی سر سیلندر پیچیده می‌شود یك الكترود منفی از قسمت پایینی بخش بیرون آمده است، یك واشر نسوز در زیر رزوه‌ها قرار دارد كه در مقابل لبه بیرون آمده جای گرفته است در محل قرار گرفتن شمع در سر سیلندر موتور واشر مسی با تركیبی از مس و آزبست با مقطع یو شكل (U) قرار گرفته تا از نشت گاز در اتاقك احتراق به خارج جلوگیری شود، در ضمن محل نصب بعضی از شمع‌ها به شكل اوریب بوده و به خوبی آب بندی می‌شود. بیشتر شمهای امروزی دارای پیچی به قطر ١٤ میلیمتر می باشد. هر چند بعضی از شمع ها دارای ١٨ میلیمتر قطر و بعضی دیگر قطرشان١٠ میلیمتر است. معمولاً رزوه ها با گام ٢/١ یا ٥/١ میلیمتری می باشند که طبق مشخصات پیچ پایه شمع ها عبارتست از ٢٥/١ گاهی هم پیچ های قطورتراز ١٤ برای موتورهای دو زمانه و قطر کمتربرای موتور سیکلتها ساخته می شود.پایه شمع وقتی در سر سیلندر قرار گرفت بایدبا اطاق احتراق تراز باشد.چنانچه کوتاه تر انتخاب شود موجب جرم گیری شده و اگر بلندتر باشد قسمت بیرون زده داغ می ماندو در هر دو صورت ایجاد خودسوزی می کند.
عایق شمع :
عایق شمع از جنس نوعی سرامیك است كه دربرابرحرارت، فشار و ولتاژ بالا بسیار مقاوم است.این عایق طوری قرار داده شده كه از پوسته صدفی بیرونی، به وسیله یك واشر نسوز داخلی و تركیبات آب بندی كننده كاملا جدا است.

ین عایق علاوه براین كه الكترودمركزی رانگه می‌دارد به منزله یك محافظ برای الكترود نیز هست و جریان الكتریسیته مجبور است فقط از داخل الكترود بگذرد.عایق باید در مقابل حرارت زیاد، خنك شدن و لرزش مقاومت داشته باشد قسمت بالایی عایق كه درمعرض گرد و خاك است باید همیشه تمیز نگه داشته شود تا از هدر رفتن الكتریسته جلوگیری شود. در بعضی از انواع شمع‌ها، عایق‌های پشته‌ای وجود دارند كه گاه گاه می‌توان از طریق این پشته گثافت‌های جمع شده را دور انداخت

[.::MOBIN::.]

الكترودها :
شمع دارای دو الكترود میانی (مثبت) و كناری (منفی) است كه به بدنه آن متصل هستند. الكترود میانی در وسط عایق سرامیكی قرار گرفته و در مقابل فشار زیاد تا ٤٠ اتمسفر و حرارت بالا تا ٢٠٠٠ درجه سانتیگراد مقاوم است. الكترود كناری به پوسته فلزی چسبیده و با الكترود میانی فاصله هوائی دارد كه فاصله دهانه شمع نامیده می‌شود. فاصله بین دهانه دو الكترود شمع، نخستین عامل جرقه زنی است. این فاصله باید مطابق خصوصیات موتور باشد،اگر فاصله دو الكترود خیلی كم باشد، جرقه ضعیف شده و موجب بد كار كردن و روشن نشدن موتور می‌شود.

اگر فاصله دو الكترودخیلی زیاد باشد، موتور در دورهای كم خوب كارخواهد اما در دورهای زیاد یا داشتن بار،به كوئل فشار زیادی می‌آید و موجب روشن نشدن و یا بد كاركردن موتور می‌شود. سطح الكترودها در قسمتی كه روبروی هم قرار می‌گیرند باید كاملا موازی و به شكل چهار گوش باشند، به این طریق جهش جرقه از دهانه شمع راحت تر صورت می‌گیرد.

الكترود میانی شمع‌های جدید دو تكه بوده و وایر شمع به قسمت بالای آن وصل شده و قسمت پایینی تا داخل اتاقك احتراق ادامه پیدا می‌كند. در بعضی از مقاومت ١٠٠٠ اهم قرار داده شده است. این مقاومت پارازیت‌های رادیو و تلویزیون را گرفته و همچنین عمر شمع را افزایش می‌دهد. جنس الكتروها از فلز دیرگدازی مانند آلیاژ نیكل و یا آلیاژ آهن و كروم است كه هم هادی جریان الكتریسیته خوبی بوده و نیز در مقابل حرارت زیاد مقاومت می‌كند
عملكرد شمع :
شمع‌ها دارای دو قسمت هادی یا الكترود می‌باشند. یك الكترود به سیم درب دلكو و دیگری به بدنه، سر دیگر هریك از الكترودها در شمع و به فاصله كمی از یكدیگر قرار دارند، موجی از ولتاژ قوی سبب القای اتصال می شود، جریان الكتریكی از كوئل به داخل درب دلكو گردیده و از آنجا از طریق وایرها به یكی از الكترودهای شمع می‌رسد.


سپس این جریان از شكاف و فاصله بین دو الكترود انتهای شمع جستن كرده و به طرف الكترود دیگر و بدنه می‌رود و به این ترتیب ضمن جهش جریان برق از شكاف و فاصلة بین الكترودهای شمع، مدار كامل شده و عبور جریان برق همچنان ادامه می‌یابد.
كامل كردن مدار برق یكی از كارهای مهم سیم پیچ ثانویه است، حقیقت مهم دیگر آن است كه وقتی كه جریان الكتریسیته از شكاف و فاصلة بین دو الكترود انتهای شمع ‌می گذرد، یك جرقه ایجاد می‌شود و این آخرین كاری است كه مدار جرقه زنی انجام می‌دهد.
معنای، شمع سرد و شمع گرم و محدوده حرارتی :


به طور كلی شمع‌ها به دو نوع، گرم و سرد تقسیم می‌شوند. شمع گرم به گونه‌ای طراحی شده است كه دما به اندازه كافی در دماغه سرامیك نگهداری شود تا رسوبات روغن و كربن بسوزند، در این حالت حرارت، روی دماغه عایق پخش می‌شود.


نوع سرد به منظور جلوگیری از احتراق زودرس طراحی شده است. در این حالت حرارت، سریع‌ر انتقال می‌یابد و به همین دلیل است كه این نوع شمع‌ها درزمانی كه موتورها باید بار زیادی را تحمل كنند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نوع گرم، به دلیل جریان بیشتر، سطح دماغه بیش از نوع سرد در معرض گازهای احتراقی قرار دارد و در مقایسه با شمع سرد، به درجه حرارت بیشتری می‌رسد.
اما در محدوده حرارتی، مهمترین شاخص عملیاتی شمع موتور خودرو به شمار می‌رود،(توصیه می‌شود كه شمع‌ها در محدودهای حرارتی گوناگون طراحی شوند). دلیل در نظر گرفتن محدوده حرارتی آن است كه سر شمع‌ها باید دردماهای بالا عمل كنند تا از جرم گیری یا كثیف شدن جلوگیری شده و به اندازه كافی خنك بمانند تا " پیش اشتغال " نیز پیش نیاید سرعت انتقال حرارت- چه سریع، چه آهسته- به طراحی شمع مربوط می‌شود و تفاوت بین شمع گرم و سرد را نشان می‌دهد.
انواع شمع از نظرساختار جدید و کاربرد آنها :
شمع سوپر(C)
شمع مقاومتی یا رزیستور (R)
شمع‌های (سه الكترود) مسابقه‌ای یا سه پلاتینه (D)
شمع با الكترود پلاتین (P) .
ویژگیهای فنی شمع سوپر(C):
١(كاهش مصرف
2)جرقه دقیق و مطمئن به محض استارت زدن، به ویژه در هوای سرد
٣)عملكرد مناسب موتور به دلیل داشتن الكترود میان مسی بسیار رسانا در وضعیت‌های آب و هوایی بسیار متفاوت
4)برخورداری از طراحی مخصوص برای سوزاندن ذرات پس مانده و جلوگیری از جرم گرفتن دهانه شمع
٥)احتراق كامل سوخت
٦)صرفه جویی ارزی
٧)طول عمر بیشتر
٨)حذف سیستم پارازیت گیری
9)مهمتر از همه كاهش آلودگی هوا .
شمع سوپر یا ترموالاستیك (CU-Electrode ) :
شمع ترموالاستیك یا سوپر CU-Electrode، شمعهایی با تكنولوژی برتر با الكترودهای آلیاژی CPPER-CORE می باشند.این شمعها رسانایی حرارتی بهتر، دسترسی سریعتر به دمای خود پاكسازی (Self-Cleaning) و حذف لایه نرم ته نشین شده كربن را باعث می شوند كه به نوبه خود احتراق مناسب تر و جرقه قوی تر و كار آیی بهتر موتور را تضمین می ماید. شمع سوپر دارای نشانه( C ) بعد از شماره مشخصه می باشد.
شمعها با الكترود مغز مسی(COPPER CORED) برای بهبود بخشی به بخش حرارتی و مقاومت در برابر رسوب گیری طراحی شده است. این موضوع خصوصاَ درموتورهای كوچك تر و مدرن مهم می باشد و اجازه می دهدكه درمحدوده داهای وسیع تری كارایی را داشته باشد، در بقیه خواص، شمعهای سوپر مطابق با شمعهای استاندارد(معمولی) می باشند.
شمع رزیستور یا شمع ضد تداخل (R ) :
با افزایش استفاده از باندهای VHF و UHF برای ارسال برنامه های رادیویی و تلویزیونی، بسیاری از كشورهای جهان قواعدی را برای كنترل تداخل امواج صادره از شمع اتومبیل در امواج مذكور وضع كرده اند،(زیرا ممكن است از رادیو و یا تلویزیون كه از باندهای فوق استفاده می كنند در اتومبیل استفاده شود).
روشهایی كه سازندگان اتومبیل برای جلوگیری ازاین تداخل انجام می دهند متفاوت است.اما راه حل اساسی، استفاده از شمعهای مقاومتی است، عمل جلوگیری از تداخل عبارت از كاهش سقف جریان در تولید جرقه و در نتیجه حذف تداخل صوتی و برفكهای تلویزیونی ایجاد شده، می باشد. شمعهای سوپر مقاومتی یا رزیستور،با یك نشانه(R ) بعد از مشخصه، مشخص می گردند(FE65CPR ).
شمع (سه الكترود) مسابقه‌ای یا سه پلاتینه (D) :
توسعه صنعت خودرو، اخیراَ نیازهای سرویس كردن و مونتاژ قطعات را بهبود بخشیده و قسمتهای مصرفی راكاهش داده اند، به این منظور عمر شمعها را افزایش داده اند. سطوح جانبی الكترودها افزایش یافته كه این امر بطور قابل توجهی مقدار سایش را كاهش می دهد و به همین خاطر فاصله بین الكترودها ثابت مانده و در نتیجه ولتاژ موردنیازبرای احتراق مخلوط سوخت و هوا تقریباَ ثابت می ماند. نیز این موضوع باعث افزایش قابلیت روشن شدن ماشین خصوصاَ در هوای سرد میگردد. شمعهای ذكر شده در كد گذاری با پسوند (D) مشخص می گردند.
شمع با الكترود پلاتین (P) :
الكترود مركزی این گونه شمعها از آلیاژهای پلاتینی مقاوم به سایش كه تحت عملیات خاصی تولید شده اند، می باشد. آلیاژ پلاتین هادی حرارتی و الكتریکی خوبی می باشد. سرعت سایش الكترود مركزی در اثر خوردگی، سایش و سوختن، در نتیجه جرقه زدن شدیداَ كاهش یافته است، در این روش فاصله بین الكترودها و ولتاژ مورد نیاز برای احتراق تقریباَ ثابت می ماند.
مشخصات قدرتی و دورثانویه موتوربهبود یافته، از آنجایی كه الكترودها می توانند نسبتاَ كوچك تر و نازك تر با شند، در نتیجه جرقه راحت ترمی توانداز مخلوط سوخت و هوا عبوركند.
با توسعه دماغه عایق و جا زدن الكترودهای پلاتینی، دماغه عایق می تواند به آسانی گرم شود. درفشارهای بالا موتور، پراكندگی حرارت افزایش می یابد، شمعهای فوق روشن شدن موتور را آسان تر می كنند و اغلب با قدرت انباشتگی پایین تركه عرضه می كند، مصرف سوخت پایین تر و بهره وری بالاتر می باشد. شمعها با الكترود پلاتینی، با پسوند(P) در كد گذاری مشخص می شوند

[.::MOBIN::.]

از هنگامي كه اتينه لنوير( مراجعه به تاريخچه اتومبيل ) اولين موتور احتراق داخلي را ساخت و تكميل آن توسط چالز فرانكلين كترينگ، سيستم هاي مختلفي براي ايجاد جرقه در اتاق احتراق ابداع شده ا ند و روز به روز كارايي اين سيستم بالاتر رفته است . دسته بندي تمامي سيستم هاي جرقه موجود كار دشواري ميباشد. برخي از اين سيستم ها در قسمتهايي باهم شباهت دارند درحالي در قسمتهاي ديگر باهم متفاوتند .شركتهاي توليد كننده روشهاي مختلفي را براي انجام اين كار ابداع كرده اند .
در اينجا سعي ميشود ابتدا دسته هاي اصلي سيستهاي جرقه بيان شده . سپس تا انجا كه ممكن است انواع سيستم هاي بكار رفته در خودروها ( در هر دسته ) بطور خلاصه بيان شود.
دسته بندي سيستم هاي جرقه زني اتومبيل
بطور كلي سيستم هاي جرقه به 4 دسته كلي تقسيم بندي ميشوند.
سيستم جرقه مگنتي
سيستم جرقه پلاتيني
سيستم جرقه الكترونيكي
سيستم جرقه كنترل هوشمند
1. سيستم جرقه مگنتي Magneto Ignition System
يكي از سوالات اساسي براي تعيين سيستم جرقه مناسب در خودرو اين است كه آيا آن خودرو از باتري استفاده ميكند يا خير . در اكثر خودروهاي امروزي باتري وجود دارد اما استثناهايي نيز وجود دارد، مثلا اتومبيلهاي مسابقهاي براي كاهش وزن خورو باتري را پس از استارت زدن از روي اتومبيل خارج ميكنند ( يا از دستگاههاي استارتر مخصوص براي بكار انداختن موتور استفاده ميكنند ) يا موتور سيكلت ها كه انواع اوليه آن فاقد باتري بودند .

تنها سيستمي كه ميتواند بدون باتري هم جرقه لازم را توليد كند ،سيستم جرقه مگنتي ميباشد. اتومبيلهاي اوليه از اين سيستم استفاده ميكردند. امروزه موتورهاي هواپيماها ، اتومبيلهاي مسابقه اي و انواع زيادي از موتورهاي كوچك و بسياري از موتورسيكلت ها ( قديمي .... توجهداشته باشيد وقتي ميگوييم منظور موتور سيكلتهايي است كه داراي باتري نميباشند ) از سيستم جرقه مگنتي استفاده ميكنند. در اتومبيلهاي اوليه موتور توسط يك هندل به حركت درميآمد و جريان الكتريكي فقط براي ايجاد جرقه و محترق كردن سوخت استفاده ميشد. اين هندل در موتور سيكلت ها به صورت پايي وجود دارد. و در موتور هاي كوچك زميني بنزيني با استفاده ازيك سيم عمل همل هندل انجام مي شود ( كشيدن سيم ) .
مگنت هاي اوليه نوعي ژنراتور الكتريكي بودند كه برق مورد نياز سيستم هايي كه باتري ندارند را تامين ميكند. مگنت روي موتور نصب شده و انرژي حركتي موتور را گرفته ( مثلا روي فلايويل موتورسيكلت ها) و انرا به انرژي الكتريكي تبديل ميكند .اجزاي اصلي اين سيستم بسيار ساده ميباشد . يك فلايويل ، چند آهنرباي دائم كه روي فلايويل نصب ميشوند ( همان مگنت ) و يك (يا چند ) سيم پيچ ( بوبين يا كويل ) و در نهايت شمع و واير شمع .موتورهاي گازي نمونه بسيار خوبي از سيستم هاي اوليه مگنتي ميباشند . اگر درپوش سمت فلايويل موتور را جدا كرده و فلايويل را جدا كنيد . بوبين هاي مشاهده ميشوند.

اجزاء اصلي سيستم جرقه مگنتي ساده اتومبيل
اساس كار :
اگر سيمي خطوط ميدان مغناطيسي را ( به طور متناوب ) قطع كند در آن سيم جريان الكتريسته بوجود ميآيد . از اين قانون براي توليد جريان برق توسط تمامي مولد ها استفاده ميشود حال ميتواند ميدان مغناطيسي متحرك بوده و سيم ثابت باشد ( مگنتي ، آلترناتورها )يا برعكس سيم پيچ متحرك باشد و ميدان مغناطيسي ثابت ( دينام ). در سيستم مگنتي ، ميدان توسط فلايويل كه داراي چند آهنرباي دائم است بوجود ميايد . فلايويل حول سيم پيچ ( بوبين ) كه ثابت هستند ميگردد و اگر پلاتين بسته باشد (شكل A,B) در سيم پيچ اوليه در جريان الكتريسيته بوجود ميايد.

هنگامي كه بادامك به پلاتين متحرك نيرو وارد ميكند و آنرا از پلاتين ثابت جدا ميكند (شكلC,D) جريان به سمت خازن جاري ميشود .( فقط طي چند صدم ثانيه اين مسير بوجود ميآيدو خازن پر ميگردد) خازن پس از پر شدن، تخليه شده و جريان به سمت سيم پيچ اوليه حركت ميكند و اصطلاحا مدار اوليه را شارژ ميكند پس از تخليه كامل برق خازن ، جريان در سيم پيچ اوليه قطع ميشود در اثر قطع ناگهاني جرياني به سيم پيچ ثانويه القا شده و با توجه به نسبت دور سيم پيچ ثانويه به اوليه ولتاژ آن به ميزان قابل توجهي افزايش پيدا ميكند .اين ولتاژ آنقدر هست تا بتواند از فاصله دهانه شمع عبور كند و در اين لحظه شمع جرقه ميزند.
توجه : نحوه عملكرد دقيق خازن وپلاتين در سيستم جرقه پلاتيني كاملا بيان خواهد شد

توجه : سيستم هايي كه داراي اين نوع جرقه مگنتي بودند ( معمولا موتور سيكلت ها قديمي) يك بوبين ديگر نيز براي تامين انرژي مورد نياز آن دارند . اين بوبين دوم معمولا برق لازم جهت روشنايي خودرو را تامين مينمود

مزايا و معايب :
با توجه به اين كه اين نوع سيستم اولين طرح براي سيستم جرقه ميباشد معايب بسيار دارد . مثلا كنترل كاملي بر تايمينگ جرقه نميتوان داشت مقدار آوانس اوليه نسبت به انواع ديگر محدود است . مزيت اين نوع سيستم ارزاني و كوچكي مجموعه ميباشد . بعلاوه نيازي به باتري بعنوان يك نيروده اوليه نيست .
نكته : در بازار سيستمي وجود دارد كه به نام سيستم مگنتي براي اتومبيلها ( طرح شتاب) . اين سيستم جزء سيستمهاي جرقه مگنتي به شمار نمي آيد .نام اصلي اين سيستم magnetically controlled electronic ignition ( كنترل الكترونيكي جرقه بوسيله مگنت ) كه به اختصار آنرا مگنتي مينامند و جزء سيستم جرقه الكترونيكي ميباشد
نكته : موتورسيكلتهاي امروزي كمتر از سيستم هاي ساده مگنتي استفاده ميكنند . اين موتورها يا از نوع مگنتي- باتري ميباشند (كه گروهي از معايب سيستم مگنتي ساده را رفع كرده ) و يا اينكه از سيستم باتري و كويل ( جرقه پلاتيني ساده ) و يا از نوعي سيستم جرقه الكترونيكي ( معمولا از نوع CDI ) استفاده ميشود