چگونه شمع خودرو تولید می شود؟

خواندن این مطلب 11 دقیقه زمان میبرد

چگونه شمع خودرو تولید می شود؟،شمع خودرو یکی از قطعات کلیدی در سیستم احتراق موتورهای بنزینی است که نقش مستقیمی در روشن شدن مخلوط سوخت و هوا و در نهایت عملکرد صحیح موتور دارد. با وجود ظاهر ساده این قطعه، فرایند تولید شمع خودرو کاملاً تخصصی، دقیق و مبتنی بر فناوری‌های پیشرفته است. کوچک‌ترین خطا در ساخت شمع می‌تواند باعث احتراق ناقص، افزایش مصرف سوخت، کاهش توان موتور و حتی آسیب به قطعات داخلی خودرو شود. به همین دلیل، تولید شمع خودرو ترکیبی از مهندسی مواد، طراحی صنعتی و کنترل کیفیت بسیار سخت‌گیرانه است.

فهرست مطالب:

چگونه شمع خودرو تولید می شود؟
اهمیت طرح تولید شمع خودرو
تعريف محصول
سيستم جرقه زنی خودرو
کد آیسیک و تعرفه گمرکی شمع خودرو
ویژگی‌ها و استاندارهای تولید شمع خودرو
استانداردهای محصول
تولید شمع خودرو؛کالاهای جايگزين
تولید شمع خودرو ؛ دانش فنی پروژه و روش تولید
بررسی بازار و رقبا
مشخصات عمومی و سرمایه گذاری تولید شمع خودرو
جدول سرمایه‌گذاری طرح
طرح تولید شمع خودرو ؛ مزایای اجرای طرح

چگونه شمع خودرو تولید می شود؟

تولید شمع خودرو فرایندی صنعتی و مهندسی‌شده است که طی آن مجموعه‌ای از مواد مقاوم در برابر حرارت و فشار، به قطعه‌ای دقیق برای ایجاد جرقه در موتور تبدیل می‌شوند. در این فرایند، ابتدا مواد اولیه‌ای مانند عایق سرامیکی، بدنه فلزی و الکترودها با دقت انتخاب و آماده‌سازی می‌شوند، سپس هر بخش به‌صورت جداگانه شکل‌دهی و پردازش شده و در نهایت با دقت بالا مونتاژ می‌گردد. هدف از تولید شمع خودرو، ساخت قطعه‌ای است که بتواند در شرایط سخت داخل سیلندر، جرقه‌ای پایدار و منظم ایجاد کرده و احتراق سوخت را به‌صورت کامل و کنترل‌شده انجام دهد.

اهمیت طرح تولید شمع خودرو

نقش اصلی و مؤثر شمع در موتور خودرو و سایر موتورهای درون‌سوز، ایجاد جرقه و مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت در داخل سیلندر است. شمع خودرو باید به‌صورت پیوسته پالس‌های الکتریکی با ولتاژ بالا، در حدود بیست و پنج هزار ولت، را از طریق الکترودهای مقاوم به محفظه احتراق منتقل کند تا این جریان الکتریکی به قوس و جرقه تبدیل شود.

این جرقه باعث احتراق صحیح مخلوط هوا و سوخت در سیلندر شده و نیروی لازم برای حرکت خودرو را فراهم می‌کند. سلامت و کیفیت مناسب شمع تأثیر مستقیمی بر کاهش خام‌سوزی سوخت و تأمین توان مطلوب موتور دارد. شمع‌ها در شرایط بسیار سخت فشار و دمای بالای داخل سیلندر قادرند میلیون‌ها بار جرقه‌زنی انجام دهند و با افزایش توان خروجی موتور، عملکرد صحیح آن‌ها اهمیت و حساسیت بیشتری پیدا می‌کند.

تعريف محصول

وظیفه اصلی شمع، ایجاد جرقه برای مشتعل کردن مخلوط هوا و بنزین درون سیلندر است. اگرچه این فرآیند در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، اما در عمل باید با ولتاژ بسیار بالا، چندین بار در هر ثانیه و در شرایط دمایی و فشاری شدید انجام شود. اهمیت عملکرد صحیح شمع از آن جهت است که حتی کوچک‌ترین اختلال در کار این قطعه کوچک می‌تواند موجب کاهش بازده موتور، افزایش آلایندگی و آسیب رسیدن به سایر اجزای موتور شود.

شمع از چند بخش اصلی تشکیل شده است که از بالا شامل محل اتصال وایر ولتاژ بالا، عایق سرامیکی، بدنه و الکترودها می‌شود. عایق سرامیکی به‌گونه‌ای طراحی شده که جریان الکتریکی را به‌صورت کنترل‌شده هدایت کند و شکل کشیده همراه با برجستگی‌های روی آن نیز با همین هدف در نظر گرفته شده است.

درون عایق، میله‌ای فلزی و رسانا قرار دارد که جریان الکتریکی را از بخش بالایی شمع به سمت پایین منتقل می‌کند. این جریان پس از عبور از میله و پیش از رسیدن به الکترود، از قطعه‌ای ساخته‌شده از شیشه رسانا عبور کرده و سپس به دماغه سرامیکی شمع، محل قرارگیری الکترود، می‌رسد. الکترود معمولاً از آلیاژ نیکل ساخته می‌شود و ممکن است دارای مغزی از مس، پلاتین یا سایر فلزات هادی باشد. جرقه در فاصله میان الکترود مرکزی و الکترود بدنه ایجاد می‌شود و الکترود بدنه همان‌طور که از نامش پیداست، به بدنه سیلندر متصل است.

سيستم جرقه زنی خودرو

در موتورهای بنزینی، برای آغاز فرآیند احتراق در محفظه سیلندر لازم است جرقه در زمان دقیق و مناسب ایجاد شود. این جرقه توسط مجموعه‌ای از قطعات که تحت عنوان سیستم جرقه‌زنی شناخته می‌شوند، فراهم می‌گردد. به‌طور کلی اجزای اصلی این سیستم شامل شمع، کویل‌ که می‌تواند از نوع مگنتی یا تخلیه خازنی باشد، وایر و در خودروهای انژکتوری واحد کنترل الکترونیکی یا ECU و در خودروهای کاربراتوری دلکو است.

در سیستم جرقه‌زنی، شمع با دریافت ولتاژ در زمان تعیین‌شده، جرقه لازم برای انفجار مخلوط هوا و سوخت را در داخل محفظه احتراق ایجاد می‌کند. وایرها که دارای پوشش عایق هستند، وظیفه انتقال جریان الکتریکی بین کویل و شمع‌ها را بر عهده دارند. کویل نیز برق ورودی دوازده ولتی خودرو را به ولتاژی بیش از بیست هزار ولت افزایش داده و این ولتاژ تقویت‌شده را به‌صورت زمان‌بندی‌شده از طریق وایرها به شمع‌ها منتقل می‌کند.

عملکرد سیستم جرقه‌زنی هم‌زمان با استارت خودرو و شروع حرکت دورانی میل‌لنگ آغاز می‌شود. چرخش میل‌لنگ فرآیندهای مکش هوا و سوخت، تراکم، احتراق و تخلیه را در سیلندرها هماهنگ می‌کند. در هر سیلندر، مخلوط متراکم‌شده سوخت و هوا با جرقه شمع مشتعل شده و انفجار لازم برای تولید نیرو رخ می‌دهد. در خودروهای انژکتوری، زمان دقیق احتراق توسط سنسورهای موقعیت میل‌لنگ تشخیص داده شده و اطلاعات آن به ECU ارسال می‌شود تا فرمان لازم به کویل و شمع صادر گردد، در حالی که در خودروهای کاربراتوری این وظیفه بر عهده سیستم دلکو است.

کد آیسیک و تعرفه گمرکی شمع خودرو

کد ISIC نوعی طبقه بندی استاندارد برای فعاليت‌های اقتصادی توليدی است. هدف اصلی ISIC فراهم كردن مجموعه‌ای از رده‌های فعاليتی است؛ به طوری كه در آن بتوان محصولات صنعتی را بر اساس نوع فعاليتی كه انجام می‌دهند، طبقه بندی کرد.

ردیف	نام محصول	کد گروه محصول (آیسیک)	تعرفه گمرکی
یک	انواع شمع موتور	۳۱۹۰۱۱۲۶	۸۵۱۱۱۰۰۰
دو	شمع موتور جرقه‌ای	۳۱۹۰۱۱۲۸	—
سه	شمع موتور خودرو (جرقه‌ای)	۳۱۹۰۵۱۲۳۶۵	—

ویژگی‌ها و استاندارهای تولید شمع خودرو

شمع خودرو براساس استانداردهای مصوب باید بتواند استانداردهای ملی و بین‌المللی کیفیت را برمبنای تست‌های الکتریکی و حرارتی و طول عمر، کیفیت قطعات و عملکرد در شرایط فشار و دمای بالای را پاس کند.

استانداردهای محصول

در مورد انواع شمع خودرو سری استانداردهای ملی ایران که در موسسه استاندارد ایران به ثبت رسیده است، به شرح زیر ارائه شده است.

شماره استاندارد ملی	شرح
۲۱۰۱	شمع اتومبیل موتورهای احتراقی درون‌سوز، اصطلاحات فنی
۱۳۳۵۰	خودرو جاده‌ای، سیستم‌های جرقه‌زن – روش‌های آزمون و الزامات کلاهک لاستیکی ولتاژ بالا روی سیم‌پیچ و کویل‌های مدادی
۱۳۴۷۳	خودرو جاده‌ای، سیستم‌های جرقه‌زن و محفظه آن‌ها در سر سیلندر، مشخصات اصلی و ابعاد
۱۹۲۲۱	خودرو جاده‌ای، درجه‌بندی حرارتی شمع خودرو
۱-۳۷۶۶۲	خودرو جاده‌ای، شمع‌های گرمکن با نشیمن‌گاه مخروطی و محفظه آن‌ها در سر سیلندر
۲-۲۷۷۷۳	خودرو جاده‌ای، شمع‌های گرمکن با نشیمن‌گاه مخروطی و محفظه آن‌ها در سر سیلندر، قسمت دوم

تولید شمع خودرو؛کالاهای جايگزين

با توجه به نقش و عملکرد شمع در خودرو و این واقعیت که این قطعه یکی از اجزای اصلی و جدایی‌ناپذیر مجموعه خودرو به شمار می‌آید، وجود آن در تمامی خودروهای بنزینی امری ضروری و غیرقابل اجتناب است. شمع خودرو هیچ‌گونه جایگزینی ندارد و حذف آن از ساختار موتورهای بنزینی امکان‌پذیر نیست.

شمع خودرو از جمله قطعات مهم و حساس در بخش سیستم برق و جرقه‌زنی محسوب می‌شود که هم در مرحله تولید خودرو و هم در دوران بهره‌برداری، به‌عنوان قطعه مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قطعه به دلیل شرایط کاری سخت، جزو قطعات تندمصرف به شمار می‌آید و در بازه‌های زمانی نسبتاً کوتاه نیاز به بررسی و تعویض دارد.

تولید شمع خودرو ؛ دانش فنی پروژه و روش تولید

فرآیند تولید شمع خودرو شامل آماده‌سازی بخش‌های اصلی و سپس مونتاژ نهایی آن‌ها است. شمع از سه جزء اصلی تشکیل می‌شود که شامل الکترود مرکزی، بدنه و پوسته فلزی به‌همراه الکترود جانبی و همچنین عایق سرامیکی است. این قطعات در یک روند تولیدی منسجم و پیوسته آماده شده و در نهایت به محصول نهایی تبدیل می‌شوند.

در جریان این فرآیند، الکترود جانبی به پوسته فلزی متصل می‌گردد و الکترود مرکزی درون عایق سرامیکی جای می‌گیرد. در مرحله پایانی نیز تمامی اجزای اصلی در خط تولید به‌صورت دقیق مونتاژ شده و شمع خودرو به شکل کامل و آماده مصرف تولید می‌شود.

فرایند تولید شمع خودرو

فرآیند ساخت پوسته و بدنه فلزی شمع خودرو

پوسته فلزی شمع خودرو بسته به سطح فناوری و تجهیزات تولید، به روش‌های مختلفی ساخته می‌شود. در ابتدای کار، مفتول فولادی آماده‌سازی شده و از طریق نورد سرد یا اکسترودینگ گرم به شکل و ابعاد مورد نظر درمی‌آید تا فرم توخالی مناسب برای پوسته فلزی ایجاد شود. سپس بدنه فولادی طی چندین مرحله ماشین‌کاری، سوراخ‌کاری و رزوه‌زنی قرار می‌گیرد و به شکل نهایی خود می‌رسد.

اتصال الکترود جانبی

الکترود جانبی از سیمی با آلیاژ نیکل ساخته می‌شود که پس از ورود به دستگاه جوش الکتریکی، به‌صورت مستقیم به بدنه فلزی شمع متصل می‌گردد. پس از جوشکاری، الکترود به طول مشخص برش داده شده و با استفاده از قالب‌های مخصوص، به سمت مرکز بدنه خم می‌شود. تنظیم و کالیبراسیون فاصله میان الکترود جانبی و الکترود مرکزی در مرحله پایانی مونتاژ انجام می‌گیرد.

آبکاری بدنه فلزی شمع

پیش از انجام آبکاری، بدنه فلزی شمع در محلول‌های شست‌وشو و آماده‌سازی شامل اسیدها، نمک‌ها یا مواد قلیایی قرار می‌گیرد. پس از خشک شدن، بدنه وارد فرآیند آبکاری الکترولیتی شده و با عبور جریان الکتریکی از محلول، لایه‌ای یکنواخت، نقره‌ای‌رنگ و محافظ روی سطح آن ایجاد می‌شود. این پوشش فلزی نازک باعث افزایش مقاومت بدنه در برابر خوردگی و عوامل محیطی می‌گردد.

تولید بدنه عایق سرامیکی

ساخت عایق سرامیکی با آماده‌سازی دوغاب سرامیکی از طریق بال‌میل، آسیاب و میکسر آغاز می‌شود. سپس سرامیک مایع در قالب‌های لاستیکی ریخته شده و تحت فشار هیدرولیکی شکل می‌گیرد. پس از خروج از قالب، قطعه سرامیکی توسط دستگاه‌های سنگ‌زنی پرداخت می‌شود. در ادامه، عایق در کوره تونلی با دمایی بالاتر از دو هزار و هفتصد درجه فارنهایت پخته شده و به ساختاری متراکم و مقاوم در برابر حرارت، رطوبت و ضربه تبدیل می‌شود. پس از آن، سرامیک لعاب‌کاری و نشانه‌گذاری شده و مجدداً برای پخت نهایی وارد کوره می‌گردد.

آماده‌سازی الکترود مرکزی

الکترود مرکزی معمولاً از آلیاژهای نیکل تولید می‌شود. در این مرحله، مفتول آلیاژی به سر ترمینال فولادی و وایر انتقال‌دهنده جریان احتراق متصل می‌گردد. سپس این مجموعه تحت فشار بالا درون عایق سرامیکی جای داده می‌شود. بخش مرکزی عایق با استفاده از پودر شیشه رسانا و پین الکترود تکمیل شده و با واشرگذاری، آب‌بندی می‌شود تا برای مرحله مونتاژ نهایی آماده گردد.

مرحله مونتاژ نهایی شمع خودرو

در مونتاژ نهایی، بدنه سرامیکی حاوی الکترود مرکزی به پوسته فلزی رزوه‌دار و آبکاری‌شده که الکترود جانبی روی آن نصب است، متصل و محکم می‌شود. پس از نصب واشر خارجی، فاصله بین الکترود مرکزی و جانبی به‌دقت تنظیم و کالیبره می‌گردد. در پایان خط تولید، شمع‌ها مطابق با استانداردهای تعیین‌شده تحت آزمون‌های نهایی قرار گرفته و سپس بسته‌بندی می‌شوند.

مواد اولیه مورد استفاده در تولید شمع خودرو

الکترودهای شمع معمولاً از آلیاژهای نیکل ساخته می‌شوند، در حالی که برای تولید عایق‌های سرامیکی از موادی مانند اکسید آلومینیوم، فلدسپات و لعاب استفاده می‌گردد. پوسته فلزی نیز از مفتول فولادی تولید می‌شود. انتخاب مواد اولیه مناسب برای الکترود و عایق نتیجه تحقیقات گسترده و صرف زمان و هزینه قابل‌توجه در بخش تحقیق و توسعه است که بخشی از دانش فنی این محصول را تشکیل می‌دهد. از آنجا که سیستم جرقه‌زنی خودرو در طول عمر خود باید ولتاژ و دمای بسیار بالایی را تحمل کند، به‌کارگیری مواد بهینه‌شده مانند آلیاژهای نیکل، فلزات گران‌بها و سرامیک‌هایی نظیر اکسید آلومینیوم اهمیت ویژه‌ای دارد.

بررسی بازار و رقبا

بر اساس آمارهای منتشرشده از سوی وزارت صنعت، معدن و تجارت، تا پایان تیرماه سال هزار و سیصد و نود و نه، تعداد یازده واحد صنعتی دارای پروانه بهره‌برداری در حوزه تولید انواع شمع خودرو فعال بوده‌اند که مجموع ظرفیت اسمی تولید آن‌ها بالغ بر شصت و دو میلیون و پنجاه و یک هزار و صد و سی عدد اعلام شده است. با این حال، با توجه به عمر متوسط تجهیزات، میزان فرسودگی ماشین‌آلات، راندمان واقعی خطوط تولید و همچنین پالایش آماری واحدهای غیرفعال بر اساس تجربه‌های پیشین و نظر انجمن‌های صنفی مرتبط، میزان تولید واقعی کمتر از ظرفیت اسمی برآورد می‌شود.

بدیهی است که آمار مربوط به طرح‌های در حال احداث و واحدهای دارای پروانه بهره‌برداری صنعتی، با گذشت زمان دستخوش تغییر شده و به‌روزرسانی می‌گردد.

عنوان	تعداد	سرمایه	اشتغال	ظرفیت	واحد
جوازهای تأسیس طرح تولید شمع خودرو	۳۹	—	—	—	—
پروانه‌های بهره‌برداری تولید شمع خودرو	۱۱	۳۱۳۵۳۶	۱۴۶۱	۶۲۰۵۱۱۳۰	عدد
طرح‌های دارای پیشرفت فیزیکی بیش از شصت درصد تولید شمع خودرو	۱	۱۹۴۲۰	۱۵	۵۰۰۰۰۰۰	عدد

مشخصات عمومی و سرمایه گذاری تولید شمع خودرو

بر اساس مطالعات انجام شده احداث طرح تولید انواع شمع خودروهای بنزینی در سال جاری با ظرفیت اقتصادی سالیانه تولید 1200000 عدد شمع خودردارای بردارد. نرخ بازدهی بیشتر از 35درصد بوده و نزدیک به 3سال بازگشت سرمایه اولیه را خواهد داشت. در ادامه خلاصه‌ای از نیازمندی‌های احداث ارائه شده است.

جدول مشخصات عمومی طرح

ردیف	موضوع	برآورد	واحد
یک	زمین	۴۰۰۰	متر مربع
دو	زیربنای کل تولیدی، خدماتی و ستادی	۱۸۵۰	متر مربع
سه	ماشین‌آلات صنعتی	تماس بگیرید	میلیون ریال

جدول سرمایه‌گذاری طرح

ردیف	موضوع	هزینه‌ها (میلیون ریال)
یک	سرمایه‌گذاری ثابت	تماس بگیرید
دو	سرمایه‌گذاری در گردش	تماس بگیرید
سه	کل سرمایه‌گذاری	تماس بگیرید

جدول شاخص‌های مالی طرح

موضوع	مقدار
نرخ بازده داخلی (IRR)	۳۴/۷ درصد
دوره برگشت سرمایه	۳/۲
فعالیت در نقطه سر به سر	۲۹ درصد

طرح تولید شمع خودرو ؛ مزایای اجرای طرح

اجرای طرح تولید شمع خودرو با توجه به نیاز بازار داخلی، از مزایای قابل‌توجهی برخوردار است. یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این طرح، ضرورت تولید محصولات باکیفیت به‌منظور کاهش وابستگی به واردات و جایگزینی محصولات خارجی است. همچنین بخش عمده مواد اولیه مورد نیاز این صنعت در داخل کشور قابل تأمین بوده و این موضوع نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها و پایداری تولید ایفا می‌کند.

از نظر اقتصادی، این طرح به دلیل سودآوری مناسب، نرخ بازده قابل قبول و دوره برگشت سرمایه مطلوب، گزینه‌ای جذاب برای سرمایه‌گذاری محسوب می‌شود؛ به‌ویژه آنکه امکان تولید چند نوع محصول مختلف در یک خط تولید وجود دارد. بهره‌گیری از سیستم‌های پیشرفته و خطوط تولید مجهز به کنترل PLC با عملکرد خودکار، موجب افزایش دقت، کاهش خطا و بهبود راندمان تولید می‌شود.

علاوه بر این، قابلیت ایجاد تنوع در محصولات متناسب با نیاز بازار و نتایج حاصل از فعالیت واحد تحقیق و توسعه، انعطاف‌پذیری بالایی به این طرح می‌بخشد. در نهایت، امکان دریافت مجوزها و استانداردهای مربوط به کیفیت و فرآیند تولید نیز از دیگر مزایای مهم اجرای طرح تولید شمع خودرو به شمار می‌آید.

سوالات متداول

شمع خودرو چه وظیفه‌ای دارد؟

شمع خودرو وظیفه ایجاد جرقه برای روشن کردن مخلوط سوخت و هوا در موتور را بر عهده دارد.

تولید شمع خودرو از کجا آغاز می‌شود؟

فرایند تولید با انتخاب و آماده‌سازی مواد اولیه مقاوم در برابر حرارت و فشار شروع می‌شود.

مهم‌ترین مواد به‌کاررفته در شمع خودرو کدام‌اند؟

عایق سرامیکی، بدنه فلزی و الکترودهای مرکزی و منفی از اجزای اصلی هستند.

عایق سرامیکی شمع چگونه ساخته می‌شود؟

عایق سرامیکی با قالب‌گیری و پخت در دماهای بسیار بالا تولید می‌شود تا مقاومت کافی داشته باشد.

بدنه فلزی شمع چگونه تولید می‌شود؟

بدنه فلزی با عملیات شکل‌دهی و ماشین‌کاری دقیق از آلیاژهای مقاوم ساخته می‌شود.

الکترودهای شمع چه ویژگی‌هایی دارند؟

الکترودها باید رسانای مناسب و مقاوم در برابر سایش و حرارت باشند.

مراحل مونتاژ شمع خودرو شامل چه بخش‌هایی است؟

در این مرحله، عایق، بدنه و الکترودها با دقت بالا به هم متصل می‌شوند.

چرا دقت در تولید شمع خودرو اهمیت دارد؟

زیرا کوچک‌ترین خطا می‌تواند باعث احتراق ناقص و کاهش عملکرد موتور شود.

پس از تولید شمع چه آزمایش‌هایی انجام می‌شود؟

شمع‌ها از نظر جرقه‌زنی، مقاومت حرارتی و استحکام بررسی می‌شوند.

نتیجه نهایی تولید شمع خودرو چیست؟

تولید قطعه‌ای دقیق و بادوام که عملکرد صحیح و پایدار موتور را تضمین می‌کند.

سخن پایانی

در مجموع، فرایند تولید شمع خودرو نشان می‌دهد که این قطعه کوچک، حاصل یک مسیر دقیق و کاملاً مهندسی‌شده است. از انتخاب مواد اولیه مقاوم گرفته تا شکل‌دهی، مونتاژ و انجام آزمایش‌های کنترل کیفیت، هر مرحله با هدف تضمین عملکرد پایدار و ایمن موتور انجام می‌شود. شناخت این فرایند کمک می‌کند تا اهمیت کیفیت شمع خودرو بهتر درک شود و مشخص گردد چرا استفاده از شمع استاندارد و باکیفیت، نقش مستقیمی در بهبود احتراق، کاهش مصرف سوخت و افزایش عمر موتور دارد. در نهایت، توجه به نحوه تولید شمع خودرو، دیدی آگاهانه‌تر برای انتخاب این قطعه مهم در نگهداری صحیح خودرو فراهم می‌کند.

ممنون که تا پایان مقاله”چگونه شمع خودرو تولید می شود؟“همراه ما بودید