این که یک قطعه کوچک از ابتدای ساخت خودروهای مدرن با موتورهای درون سوز همراه صنعت خودروسازی بوده، همچنان از اصلی‌ترین قطعات آن‌ها محسوب می‌شود و قدمت حضور آن در این صنعت به بیش از یک قرن می‌رسد گویای این حقیقت است که اهمیت قطعات یک اتومبیل از ابعاد و وزن آن‌ها مشخص نمی‌شود بلکه بسته به کاری است که انجام می‌دهند. یکی از این قطعات کوچک اما حیاتی که تمام این سال‌ها همراه انواع خودروهای احتراق داخلی بوده شمع است. لازم نیست مالک خودرو باشید یا حتی راننده، بدون شک حتما عنوان شمع ماشین را بارها تاکنون شنیده‌اید و از این شنیده‌ها متوجه شده‌اید که این قطعه کارایی فراوانی در خودرو دارد. برای همین می‌خواهیم این قطعه کوچک و اهمیت و وظایف آن را با هم بررسی کنیم.
شمع ماشین چیست و چه اهمیتی دارد؟
خودروهای احتراق داخلی برای سوزاندن سوخت درون سیلندرهای موتور خود نیاز به محرکی اولیه دارند. این محرک اولیه جرقه‌ای است که شمع تولید می‌کند. در واقع این قطعه کوچک از اصلی‌ترین بخش‌های موتور است و موجب روشن شدن و شروع به کار آن می‌شود. اهمیت این قطعه در حدی است که در صورت نقص در عملکرد آن به هر دلیل، موتور روشن نشده و خودرو قادر به حرکت نخواهد بود.
برای ایجاد احتراق مورد نیاز درون موتور سه عامل اصلی وجود دارند که مانند سه راس مثلث یکدیگر را تکمیل می‌کنند؛ سوخت، اکسیژن و حرارت. حرارت بخشی است که توسط شمع با عمل جرقه‌زنی تامین می‌شود. این جرقه مانند فندکی که شعله گاز را روشن می‌کند آتش اولیه درون سیلندر را فراهم می‌نماید. به طور قطع هرچه این جرقه قوی‌تر باشد احتراق مورد نیاز موتور بهتر و قوی‌تر صورت می‌گیرد. اما شمع انرژی خود را برای جرقه زدن از باتری خودرو تامین می‌کند.
به بیان دقیق‌تر شمع انرژی الکتریکی باتری را به محفظه احتراق رسانده و با مشتعل کردن مخلوط سوخت و گاز درون این محفظه، انرژی گرمایی مورد نیاز خودرو را تولید می‌کند. شمع برای ایجاد جرقه در محفظه احتراق بالای سیلندر و روی سرسیلندر قرار می‌گیرد. برای هر سیلندر یک یا دو شمع استفاده می‌شود.شمع باید متناسب با موتور و نیاز خودرو انتخاب شود در غیر این صورت به دلیل جرقه‌زنی بیش از حد دچار فرسایش شده و کارایی خود را به زودی از دست می‌دهد. همچنین خوب کار نکردن شمع موجب احتراق ناقص درون موتور و استهلاک دیگر قطعات خودرو می‌شود.
اجزای شمع ماشین
شمع ماشین قطعه‌ای کوچک با اهمیتی بالا و وظیفه‌ای بزرگ است. این قطعه در عین کوچک بودن ساده و عاری از پیچیدگی‌های دیگر قطعات خودرو است. البته با این وجود اجزای کوچک اما متعددی دارد. این اجزا عبارتند از؛
عایق سرامیکی
این عایق از جنس اکسید آلومینیوم یا آلومین است با یک لایه لعاب شیشه‌ای به عنوان پوشش خارجی. این لایه خارجی که به رنگ سفید روی شمع دیده می‌شود از جذب آلودگی توسط عایق جلوگیری کرده و منافذ آن را کامل می‌پوشاند. عایق به شمع در برابر فشارها و حرارت بالایی که با آن مواجه است استحکام لازم را می‌دهد. عایق در برخی از شمع‌ها قابلیت جدا کردن دارد که به این نوع شمع‌های دو تکه می‌گویند.
بالاترین قسمت بدنه شمع و بخشی که از عایق بیرون می‌زند ترمینال شمع است. این بخش به وایر متصل می‌شود و ناقل قوی الکتریسیته است. ترمینال در برابر زنگ‌زدگی مقاومت بالایی دارد.
الکترود مرکزی شمع که الکترود مثبت نیز نامیده می‌شود در وسط چینی واقع شده و از آلیاژ‌های فولادی مانند فولاد-نیکل، فولاد-کروم یا فولاد-منگنز ساخته می‌شود. این الکترود در معرض حرارت بالایی قرار دارد و به همین دلیل از آلیاژی ساخته می‌شود که در برابر حرارت مقاومت لازم را داشته باشد. گاهی این الکترود دو تکه ساخته می‌شود و در بین این دو تکه از یک مقاومت با جنس شیشه‌ای مخصوص استفاده می‌شود که طول عمر شمع را بالا می‌برد. به تازگی در شمع‌ها از الکترود مرکزی با جنس مس پوشیده شده از نیکل کروم استفاده می‌شود که علاوه بر مقاومت حرارتی بالا، رسانای الکتریسیته خوبی است. بین الکترود مثبت و عایق چینی یک فاصله هوایی وجود دارد که فضای انبساط الکترود را فراهم می‌کند. الکترود مثبت، الکتریسیته را از ترمینال تا محفظه احتراق منتقل می‌کند.
پوسته شمع
بدنه‌ی شمع که از جنس فولاد است شمع را روی سیلندر محکم نگه می‌دارد. بالای آن آچارخور و در قسمت پایین رزوه یا پایه شمع وجود دارد.پایه شمع به سر سیلندر متصل شده و روی آن بسته می‌شود به طوری که با محفظه احتراق هم سطح باشد. در صورت بلند یا کوتاه بودن بیش از حد این پایه، شمع دچار خودسوزی می‌شود.
شمع‌ها از نظر اندازه و قطر پایه به دو دسته پایه بلند و پایه کوتاه تقسیم می‌شوند که با توجه به موتور و سرسیلندر هر خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند.
الکترود کناری که الکترود منفی نیز نامیده می‌شود به بدنه یا پایه شمع وصل است. جنس آن آلیاژ نیکل-کروم است و به شکل زائده‌ای انتهای پایه و در اطراف الکترود مثبت دیده می‌شود. تعداد الکترود منفی در انواع مختلف شمع متفاوت است.
واشر آبندی
بین بدنه شمع و سرسیلندر از واشری جهت عایق‌بندی و جلوگیری از نفوذ مخلوط سوخت و هوا به بیرون از سیلندرها استفاده می‌شود.
گپ یا فاصله بین دو الکترود مثبت و الکترود منفی
فاصله بین دو الکترود مثبت و الکترود منفی را گپ یا شکاف جرقه می‌گویند که بسیار دقیق اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. این فاصله براساس نیاز‌های موتور متفاوت است و در مناسب بودن شمع برای موتور نقش مهمی دارد. اما به طور کلی، هرچه فاصله گپ بیشتر باشد جرقه‌زنی بهتر صورت می‌گیرد.