ماذا يعني النطاق الحراري لشمعات الاشعال
البواجي
احد اكثر جوانب شمعات الاشعال التي يساء فهمها , هو النطاق الحراري .
احد المفاهيم الخاطئة , هو ان النطاق الحراري مرتبط بدرجة حرارة الشرارة وشدتها , هنالك اعتقاد خاطيء آخر وهو ان شمعات الاشعال مصممة كمشتت حراري لازالة الحرارة من غرفة الاحتراق , كلتا الفكرتين خاطئة .
يتم تسخين شمعات الاشعال اثناء عماية احتراق خليط الوقود والهواء داخل غرف الاحتراق في المحرك , ويجب ان تبدد الحرارة الى رأس اسطوانات المحرك بمعدل معين لتجنب ارتفاع درجة حرارة طرف السيراميك حول القطب الذي تخرج منه الشرارة ويطلق عليه ( انف البوجي ) , هذا المفهوم لا يتعارض مع الفكرة الخاطئة والتي تحدد وظيفة شمعات الاشعال كمشتت حراري .
تحتوي شمعات الاشعال ذات النطاق الحراري الاكثر سخونة على تصميم عازل مع مسار تدفق حراري اطول الى الغلاف المعدني لشمعة الاشعال , وبالنتيجة , سوف يبقى المزيد من الحرارة في نهاية طرف السيراميك وبالتالي فان حرارة اقل سوف تتبدد وتتسرب الى المحرك , والعكس صحيح بالنسبة الى شمعات الاشعال ذات النطاق الحراري الاكثر برودة .
يشير مصطلح نطاق الحرارة الى السرعة التي يمكن لشمعة الاشعال ان تنقل بها الحرارة من غرفة الاحتراق في المحرك الى رأس المحرك , فقد وجد ان درجة حرارة غرفة الاحتراق المثلى لمحركات البنزين تتراوح بين ( 500 ) الى ( 850 ) درجة مئوية , ضمن هذا النطاق يكون بارد بما فيه الكفاية لتجنب الاشعال المسبق والسخونة الزائدة لطرف البوجي ( ألانف ) .
كما ان هذه الحرارة والسخونة تكون كافية في نفس الوقت لحرق وتنظيف الرواسب المتراكمة على البوجي .
يحدد تصميم شمعة الاشعال هو قدرتها على ازالة الحرارة وتسريبها من غرفة الاحتراق في المحرك , الطرق الاساسية المستخدمة في ذلك هي تغيير الطول الداخلي لقلب البوجي والذي يطلق عليه بأنف البوجي , بالاضافة الى ذلك يمكن تغيير تركيبات السبيكة المصنوعة منها الاقطاب الكهربائية .
مع ذلك فانك قد لا تستطيع التمييز بصرياً بين نطاقات الحرارة لمختلف البواجي دون الرجوع الى المواصفات المدونة على البوجي نفسه .
عندما يشار الى البوجي , بالبوجي البارد فهذا يعني انه ينقل الحرارة بسرعة ويبددها من البوجي الى رأس المحرك , مما يحافظ على برودة طرف الاشعال , البوجي الساخن لديه معدل نقل حرارة ابطأ بكثير من البوجي البارد مما يحافظ على حرارة طرف الاشعال .
سيعمل المحرك الذي لم تجري عليه اي تعديلات ( اصلي المنشأ ) ضمن نطاق التشغيل الامثل , ولكن اذا قمت باجراء تعديلات مثل اضافة شاحن توربيني او شاحن فائق ( سوبر جارجر ) او زيادة ضغط المحرك او تغيير توقيتات المحرك او استخدام انواع الوقود البديلة , فيمكن ان يؤدي ذلك الى تغيير درجة حرارة طرف الاشعال للبوجي مما يستلزم استخدام بوجي اكثر برودة .
القاعدة العامة الجيدة هي : نطاق حرارة واحد او اكثر برودة لكل ( 75 - 100 ) حصان مضاف .
نظام ترقيم النطاق الحراري الذي يستخدمه مصنعوا شمعات الاشعال ليس عالميا , اي بمعنى يوجد اختلاف في قيمة الارقام المدونة على البوجي ومعناها من شركة الى اخرى .
تتعارض بعض انظمة الترقيم من شركة الى اخرى , مثلا :
نطاق الحرارة لشركة شامبيون والمدون على البوجي ولقيمة ( 10 ) هو ليس نفس درجة قيمة النطاق الحراري لشركة NGK , ولا هو نفسه لشركة اوتولايت او شركة بوش .
تتعارض بعض انظمة الترقيم من شركة الى اخرى , مثلا : شركة NGK , كلما ارتفع الرقم زادت برودة البوجي , بينما ارتفاع الرقم لشركات اخرى يعني زيادة سخونة البوجي مثل شركة شامبيون - اوتولايت - بوش .
عوامل تؤثر على النطاق الحراري الصحيح لشمعة الاشعال :
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
1- خليط الوقود والهواء :
الخليط الهزيل او الفقير للهواء والوقود يؤدي ال رفع درجة حرارة رأس اسطوانة المحرك وبالتالي يتطلب استخدام بواجي اكثر برودة ( النطاق الحراري البارد ) , بينما نسبة الخليط الغني يتطلب بواجي اكثر سخونة لمنع التلوث ( نطاق حراري ساخن ) .
2- الشرارة المتقدمة :
توقيت الاشعال له دور كبير في الاختيار الصحيح للنطاق الحراري للبواجي .
يؤدي تقديم الشرارة الى رفع درجة حرارة الاحتراق داخل المحرك الامر الذي يتطلب بواجي ذات نطاق اكثر برودة , كما ان تأخير الشرارة يؤدي الى خفض درجة حرارة الاحتراق مما يستدعي بواجي ذات نطاق حراري ساخن .
3- نسبة الانضغاط داخل اسطوانات المحرك :
تؤدي زيادة نسبة الضغط الميكانيكي الى زيادة ضغط الاسطوانة , مما يؤدي الى ارتفاع درجة حرارة الاسطوانة , كلما زادت نسبة الضغط , زادت الحاجة الى بواجي اكثر برودة .
وفقاً لتوصيات شركة شامبيون , فان القاعدة الجيدة بالنسبة لمحركات البنزين هي استخدام درجة واحدة زيادة في قيمة نطاق حراري بارد لكل نقطة زيادة في نسبة انضغاط المحرك , اي بمعنى في المحركات التي يكون نسبة الانضغاط يتراوح ما بين ( 9:1 ) الى حوالي ( 12.5:1 ) , فلو زادت نسبة الانضغاط على سبيل المثال فوق 9 وكانت 10 فعلينا استخدام بواجي ذات نطاق بارد اعلى بدرجة واحدة , حيث كلما زادت نسبة الانضغاط كلما زاد النطاق الحراري للبواجي , اي ان العلاقة طردية .
بينما يتم زيادة نقطتين للنطاق الحراري للبوجي لكل نقطة زيادة بين ( 12.5:1 ) الى ( 14.5:1 ) .
4- جودة ونوع الوقود :
الوقود المحتوي على الرصاص , فان عنصر الرصاص ينجذب الى الجزء الاكثر سخونة في البوجي وهو ( الانف ) ( قلب البوجي ) , مما يتسبب في حصول ظاهرة التزجيج , يساعد استخدام بواجي ابرد قليلاً على الحد من هذه الظاهرة .
تحتاج المحركات التي تعمل بوقود الميثانول الى بواجي ابرد بمقدار درجة واحدة على الاقل .
5- محركات السوبر جارجر , تيربو جارجر :
مع زيادة الضغط والحرارة داخل المحركات التي تستخدم الشاحن الفائق او الشاحن التوربيني فانه يتطلب استخدام بواجي اكثر برودة وخصوصاً عند التسارع المستدام والمتواصل مثلما يحصل في سيارات السباق .
6- حالة المحرك :
البواجي ذات النطاق الحراري الاكثر سخونة ممكن ان تكون مصدر ضغط على المحرك المستهلك والذي يعاني اصلاً من مشاكل ميكانيكية مثل حلقات المكبس ودليل الصمام البالي .
7- الارتفاع :
ان تقليل نسبة الوقود الى الهواء مع زيادة تقديم شرارة الاشعال سوف يعوض جزئياً عن الطاقة المفقودة والكفاءة الناتجة عند القيادة في الاماكن المرتفعة , النطاق الحراري يجب ان يبقى كما هو عند القيادة في مستوى سطح البحر ما لم يرتفع المستوى فوق ( 3000 ) قدم , حيث يكفي زيادة قيمة سخونة البواجي بدرجة واحدة .
8- التسارع المستدام ( المستمر ) :
يؤدي التسارع المطول والقيادة بسرعة عالية الى رفع درجة الحرارة , لذا يتوجب استخدام بواجي اكثر برودة .
مقاطع الفيديو :
1- النطاق الحراري للبواجي :
2- انواع البواجي :
3- النطاق الحراري لبواجي دينسو :
4- النطاق الحراري لبواجي NGK :
مواضيع قد تعجبك