스파크 플러그

Spark plug
다른 용도는 스파크 플러그(동음이의)를 참조하십시오.
단측 전극이 있는 스파크 플러그
스파크 플러그의 전기 스파크

스파크 플러그(영어로 스파크 [1]플러그라고도 함)는 점화 시스템에서 스파크 점화 엔진의 연소실로 전류를 공급하여 엔진 내부의 연소 압력을 유지하면서 전기 스파크에 의해 압축 연료/공기 혼합물을 점화하기 위한 장치입니다.스파크 플러그에는 세라믹 절연체에 의해 중앙 전극으로부터 전기적으로 격리된 금속 나사형 셸이 있습니다.저항을 포함할 수 있는 중앙 전극은 절연 와이어를 통해 점화 코일 또는 마그네토의 출력 단자에 연결됩니다.스파크 플러그의 금속 쉘은 엔진의 실린더 헤드에 나사로 고정되어 전기적으로 접지됩니다.중앙 전극은 자기 절연체를 통해 연소실로 돌출되어 중앙 전극의 내측 끝과 나사산 셸의 내측 끝에 부착된 하나 이상의 돌기 또는 구조물 사이에 하나 이상의 스파크 갭을 형성하며 측면, 접지 또는 접지 전극(들)을 지정합니다.

스파크 플러그는 다른 용도로도 사용할 수 있습니다. Saab 직접 점화에서는 점화 플러그를 사용하여 실린더 내의 이온화를 측정합니다. 이 이온 전류 측정은 일반적인 캠 위상 센서, 노크 센서 및 실화 측정 기능을 대체하는 [2]데 사용됩니다.스파크 플러그는 가연성 연료/공기 혼합물을 점화해야 하는 용해로와 같은 다른 용도로도 사용될 수 있습니다.이 경우 불꽃 [citation needed]점화기라고 부르기도 합니다.

역사

1860년 에티엔 르누아르는 최초의 내연 피스톤 엔진인 가스 엔진에 전기 스파크 플러그를 사용했습니다.레누아르는 일반적으로 스파크 [3]플러그의 발명에 공로를 인정받고 있습니다.[4]

스파크 플러그의 초기 특허에는 니콜라 테슬라(미국 특허 60만9250건, 1898년), 프레드릭 리처드 심스(GB 24859/1898, 1898) 및 로버트 보쉬(GB 26907/1898)가 포함되어 있습니다.1902년 Robert Bosch의 엔지니어 Gottlob Honold가 마그네토 기반 점화 시스템의 일부로 상용화된 최초의 고전압 스파크 플러그를 발명함으로써 스파크 점화 엔진의 개발이 가능해졌다.그 후의 제조 개선은 아버지의 아이디어를[6] 개발하고 제조한 올리버 로지 경의 아들인 Albert Champion,[5] Lodge 형제, 그리고 KLG 브랜드를 개발한 기네스 양조 패밀리의 Kenelm Lee 기네스 덕분입니다.헬렌 블레어 바틀렛은 1930년에 [7]단열재를 만드는데 중요한 역할을 했다.

작동

일반적인 4행정 사이클의 DOHC 피스톤 엔진 구성 요소

스파크 플러그의 기능은 가연성 혼합물을 점화하기 위해 필요한 시간에 스파크를 생성하는 것입니다.플러그는 점화 코일 또는 마그네토에 의해 생성되는 고전압에 연결됩니다.전류가 코일에서 흐르면 중앙 전극과 측면 전극 사이에 전압이 발생합니다.처음에는 갭의 연료와 공기가 절연체이기 때문에 전류가 흐를 수 없지만 전압이 더 올라가면 전극 사이의 가스 구조가 변화하기 시작합니다.전압이 가스의 유전 강도를 초과하면 가스는 이온화됩니다.이온화된 가스는 도체가 되어 갭을 통해 전류가 흐를 수 있도록 합니다.스파크 플러그는 일반적으로 12,000~25,000V 이상의 전압이 필요하지만 최대 45,000V까지 올라갈 수 있습니다.방전 프로세스 중에 더 높은 전류를 공급하여 불꽃이 더 뜨겁고 오래 지속됩니다.

틈새에서 전자의 전류가 급증하면 스파크 채널의 온도가 60,000K로 높아집니다.스파크 채널의 강한 열로 인해 이온화된 가스가 작은 폭발처럼 매우 빠르게 팽창합니다.이것은 번개나 천둥과 같은 불꽃을 관찰할 때 들리는 "딸깍" 소리입니다.

열과 압력에 의해 기체가 서로 반응하게 되며, 스파크 이벤트의 마지막에 기체가 스스로 연소할 때 스파크 갭에 작은 불덩어리가 있어야 합니다.이 불덩어리 또는 커널의 크기는 전극 간 혼합물의 정확한 구성과 스파크 시 연소실 난류 수준에 따라 달라집니다.작은 커널은 점화 타이밍이 지연된 것처럼, 큰 커널은 타이밍이 [citation needed]앞당겨진 것처럼 엔진을 작동시킨다.

스파크 플러그 구조

스파크 플러그는 셸, 인슐레이터 및 중앙 도체로 구성됩니다.연소실의 벽을 통과하므로 연소실을 고압 및 온도에 대해 장기간 또는 장시간 사용하지 않고 밀봉해야 합니다.

스파크 플러그는 나사산 또는 너트(종종 Euro라고 함), 씰링 유형(테이퍼 또는 압착 와셔) 및 스파크 갭으로 지정됩니다.유럽에서 일반적인 나사산(너트) 크기는 10mm(16mm), 14mm(21mm, 때로는 16mm), 18mm(24mm, 때로는 21mm)입니다.미국에서 일반적인 나사산(너트) 크기는 10mm(16mm), 12mm(14mm, 16mm 또는 17.5mm), 14mm(16mm, 20.63mm) 및 18mm(20.63mm)[8]입니다.

플러그의 부품

터미널

스파크 플러그 상단에는 점화 시스템에 연결하기 위한 단자가 있습니다.오랜 세월에 걸쳐, 제조원에 의해서 터미널 구성의 다양한 종류가 도입되고 있습니다.정확한 단자 구조는 스파크 플러그의 사용에 따라 달라집니다.대부분의 승용차 스파크 플러그 와이어는 플러그 단자에 스냅되지만 일부 와이어에는 너트 아래의 플러그에 고정되는 아이렛 커넥터가 있습니다.표준 솔리드 비이동식 너트 SAE 구성은 많은 자동차와 트럭에서 공통적으로 사용됩니다.이러한 용도로 사용되는 플러그는 단자의 끝이 얇은 나사형 샤프트의 너트와 같은 두 가지 용도로 사용되므로 어떤 유형의 연결에도 사용할 수 있습니다.이 유형의 스파크 플러그는 분리 가능한 너트 또는 널을 가지고 있어 사용자가 두 가지 종류의 스파크 플러그 부트에 장착할 수 있습니다.일부 스파크 플러그에는 나사산이 없는 것이 있는데, 이는 오토바이와 ATV에서 흔히 볼 수 있는 유형입니다.마지막으로, 최근 몇 년 동안 컵 스타일의 단자가 도입되어 동일한 밀폐 [9]공간에서 보다 긴 세라믹 절연체를 사용할 수 있게 되었습니다.

절연체

절연체의 주요 부품은 일반적으로 유전 강도가 높은 매우 단단한 세라믹 재료인 소결 알루미나(AlO)[10][11]로23 제조되며, 제조업체 이름과 식별 마크가 인쇄된 후 표면 스파크 추적에 대한 내성을 개선하기 위해 유리를 입힙니다.주요 기능은 중앙 전극에 기계적 지지 및 전기적 절연 기능을 제공하는 동시에 플래시 오버 보호를 위한 확장된 스파크 경로를 제공하는 것입니다.특히 플러그가 깊게 파인 엔진에서는 이 확장된 부분이 실린더 헤드 위로 단자를 연장하여 보다 쉽게 접근할 수 있도록 합니다.

원피스 소결 알루미나 인슐레이터를 보여주는 최신 스파크 플러그를 해부했습니다.아랫부분은 유리를 바르지 않았다.

소결 알루미나의 또 다른 특징은 열 전도가 좋다는 것입니다. 즉, 열로 인해 절연체가 빛을 발하는 경향을 줄여 혼합물을 너무 빨리 가볍게 만듭니다.

갈비뼈

스파크 플러그의 고전압 단자와 접지 금속 케이스 사이의 표면을 길게 함으로써 리브의 물리적인 형상이 전기 절연성을 향상시키고 절연체 표면을 따라 단자에서 금속 케이스로 전기 에너지가 누출되는 것을 방지할 수 있다.중단되고 긴 경로로 인해 스파크 플러그의 표면을 따라 오물과 습기가 있더라도 전기가 더 많은 저항을 받게 됩니다.일부 스파크 플러그는 리브 없이 제조되므로 절연체의 유전 강도가 향상되어 중요성이 [citation needed]줄어듭니다.

절연체 팁

여러 각도에서 볼 수 있는 두 개의 스파크 플러그. 하나는 정기적으로 소비되고 다른 하나는 제조 결함 및/또는 온도 변동으로 인해 절연 세라믹이 파손되고 중앙 전극이 짧아졌습니다.

최신(1930년대 이후) 스파크 플러그에서 연소실 안으로 돌출된 절연체의 팁은 상부 부분과 동일한 소결 산화 알루미늄(알루미나) 세라믹이며, 단순히 무광택입니다.650°C(1,200°F)와 60kV를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

구형 스파크 플러그(특히 항공기)는 중앙 전극의 장력에 의해 압축된 운모 층을 쌓아 만든 절연체를 사용했습니다.

1930년대 납 휘발유가 개발되면서 운모의 납 침전물이 문제가 되었고 스파크 플러그를 청소해야 하는 간격을 줄였습니다.소결 알루미나는 [12]이에 대응하기 위해 독일의 지멘스에 의해 개발되었다.소결 알루미나는 세라믹에 적합한 열전도체이며 높은 온도에서 기계적 강도 및 (열) 내충격성을 유지하며, 이 열융착 기능을 통해 빠른 열화 없이 "셀프 클리닝" 온도에서 가동할 수 있기 때문에 운모나 도자기보다 우수한 재료입니다.또한 저렴한 비용으로 기계적 신뢰성이 높은 단순한 단일 부품 구성을 가능하게 합니다.절연체와 금속 도체 코어의 치수에 따라 플러그의 열 범위가 결정됩니다.단열재는 일반적으로 "냉각기" 플러그인 반면, "핫" 플러그는 금속 본체에 대한 경로가 길어지도록 제작되지만, 열전도성 금속 코어에 따라 다릅니다.

봉인

스파크 플러그는 장착 시 엔진의 연소실도 씰링하므로 연소실에서 누출이 발생하지 않도록 씰링해야 합니다.최신 플러그의 내부 씰은 압축 유리/금속 분말로 제작되었지만, 구형 씰은 일반적으로 다층 브레이징을 사용하여 제작되었습니다.외부 씰은 일반적으로 크래시 와셔이지만 일부 제조업체에서는 씰링을 시도하기 위해 테이퍼 인터페이스와 단순 압축이라는 저렴한 방법을 사용합니다.

금속 케이스/쉘

스파크 플러그의 금속 케이스/쉘(또는 많은 사람들이 말하는 재킷)은 플러그를 조이는 토크를 견디며 절연체에서 열을 제거하고 실린더 헤드로 전달하는 역할을 하며 중앙 전극을 통해 측면 전극으로 통과하는 스파크의 접지 역할을 합니다.스파크 플러그 나사산은 열 주기 피로를 방지하기 위해 냉간 압연됩니다.스파크 플러그를 올바른 "리치" 또는 나사산 길이로 설치하는 것이 중요합니다.스파크 플러그의 도달 범위는 자동차 [13]및 소형 엔진과 같이 0.095~2.649cm(0.0375~1.043인치)로 다양할 수 있습니다.또, 마린 스파크 플러그의 껍질은, 이중으로 침지된 아연 크롬산염 피복 [14]금속이다.

중앙 전극

중앙 및 측면 전극

중앙 전극은 내부 와이어 및 일반적으로 세라믹 직렬 저항을 통해 단자에 연결되어 스파크에서 발생하는 RF 노이즈 방출을 줄입니다.비저항 스파크 플러그는 일반적으로 플러그 타입의 부품 번호에 "R"을 포함하지 않고 판매되며, 라디오 및 기타 민감한 기기에 대한 전자기 간섭을 줄이기 위해 이 요소가 없습니다.팁은 구리, 니켈-철, 크롬 또는 귀금속의 조합으로 만들 수 있습니다.

1970년대 후반, 엔진 개발은 니켈 합금 중심 전극이 있는 기존 스파크 플러그의 열 범위가 수요를 충족할 수 없는 단계에 도달했습니다.고속 주행의 요구 사항을 충족할 수 있을 정도로 차가웠던 플러그는 Stop-Start 도심 조건에서 발생하는 탄소 침전물을 연소시키지 못하고 이러한 조건에서 오염되어 엔진 실화를 초래합니다.마찬가지로, 시내에서 원활하게 작동하기에 충분히 뜨거웠던 플러그는 고속도로에서 장시간 고속 주행에 대처하기 위해 요구될 때 녹을 수 있습니다.스파크 플러그 제조업체가 고안한 이 문제에 대한 해답은 중앙 전극에 고체 니켈 합금보다 더 효과적으로 연소 열을 팁에서 제거할 수 있는 다른 재료와 설계를 사용하는 것이었습니다.구리는 작업을 위해 선택한 재료이며, 구리 코어 중심 전극을 제조하는 방법은 Floform에 의해 개발되었습니다.

중앙 전극은 보통 사람은 플러그의 나라이기 때문은 보통 더운 시간(음극, 즉 부정적인 polarity[15]엔진 블록에 비례)은 전자들을 꺼내려 설계된;그것은 뜨거운 표면에서 전자를 내보내는 데, 뜨거운 표면으로부터 증기의 배출을 증가시키는 같은 물리 법칙 때문에(열이온 e.을 보는 것이 더 쉽다놓치다.또한 [16]전자는 전계 강도가 가장 큰 곳에서 방출된다.이것은 표면의 곡률 반경이 가장 작은 곳, 평평한 표면이 아닌 날카로운 점이나 가장자리에서 방출된다(코로나 [16]방전 참조).더 차갑고 블런한 측면 전극을 음극으로 사용할 경우 최대 45%의 높은 [16]전압이 필요하므로 스파크가 낭비되는 경우를 제외하고는 점화 시스템이 거의 이러한 [17]방식으로 설계되지 않습니다.폐기물 스파크 시스템은 스파크 플러그가 양방향(중앙 전극에서 중앙 전극으로뿐만 아니라 중앙 전극으로)으로 번갈아 전자를 발사하기 때문에 스파크 플러그에 더 큰 부담을 줍니다.따라서 이러한 시스템을 갖춘 차량은 중앙 전극뿐만 아니라 양쪽 전극에 귀금속을 장착해야 합니다. 귀금속이 한 [18]쪽뿐만 아니라 양방향으로 더 빨리 마모되기 때문에 서비스 교체 간격을 늘릴 수 있습니다.

그것은 뾰족한 전극에서 전자를 당기지만 뾰족한 전극만 몇초 후에 잠식하게 되기 쉬울 것이다.전극의 끝의 날카로운 가장자리가 대신에, 전자들이 배출, 이 가장자리에 따라 점차 넓어지는 스파크나 덜 신뢰할 수 있는 약하게 된다.

일찍이 그것은 끝에서 수동 또는 전문 sandblasting 장비와 전극을 날카로운 가장자리를 회복하기 말 제출하여 점화 플러그, 깨끗한 찌꺼기를 제거하도록,는데, 이 연습은 덜 크게 세가지 이유가 빈번해지고 있다. 일반적이었다.

  1. 철사 브러시 등 도구를 청소하고 이에 따라 불꽃(배출량 증가)를 약하게 약한 전도 경로를 제공할 수 있는 절연 기판 상의 금속의 흔적을 남긴다.
  2. Plugs 그렇게 노동 비용에 비해서, 경제학 현대적인 수명이 긴 플러그 특히로 교체를 지시하는 쌉니다.
  3. 는 구리보다 더 오래 생애를 가지고 있Iridium과 백금 플러그 더 흔해 지고 있다.

귀금속 고온 전극(이트륨, 이리듐, 텅스텐, 팔라듐, 또는 루테늄, 뿐만 아니라 상대적으로 높은 가치 사용 금속 백금, 은 또는 금)의 개발지만 또는 부식 녹아 없어지지 않을 것이다 더 세련된 가장자리를 가지고 있는 작은 센터 철사의 사용만을 허용한다.이러한 물질들은 높은 녹는점과 내구성 때문에 사용하지 않고 전기 전도도(직렬로 플러그를 저항이나 전선과 아무 상관이 없)때문에 사용되었었다.작은 전극도 불티에서 난방과 초기 불꽃 에너지 흡수합니다.

폴로늄 점화 플러그 파이어 스톤에 의해 1940년부터 1953년까지 판매되었다.반면 방사선의 플러그에서 그 금액과 소비자에게 위협이 아니게 아주 작은 도체에 대한 증강 엔진 성능 향상시킨 방사선을 차단할 것, 그러한 플러그의 혜택 빠르게 약 한달 뒤에 폴로늄의 짧은 반감기 때문에, 줄어들었다.그것보다 앞섰던은 폴로늄 점화 플러그, 뿐만 아니라 알프레드 매튜 허바드의 원형 라듐 플러그, 뒤에 있다는 전제 또한 방사선, 따라서 플러그를 더 빠르고 효율적으로 발사하는 것을 허용하는 실린더에 연료의 이온화를 개선할 수 있었다.[19][20]

측면(접지, 접지) 전극

측면 전극("접지 스트랩"이라고도 함)은 고니켈강으로 제조되며 금속 쉘 측면에 용접 또는 열간 단조됩니다.측면 전극은 특히 돌출된 코마개에서도 매우 뜨겁습니다.일부 설계에서는 열전도를 높이기 위해 이 전극에 구리 코어를 제공했습니다.중앙 전극과 겹치지 않도록 여러 개의 측면 전극을 사용할 수도 있습니다.또한 접지 전극에는 [21]수명을 늘리기 위해 백금 또는 이리듐으로 이루어진 작은 패드를 추가할 수 있습니다.

스파크 플러그 간극

갭 게이지:가장자리가 테이퍼형 디스크로, 가장자리가 시계 반대 방향으로 갈수록 두꺼워지고, 스파크 플러그가 가장자리를 따라 걸려서 갭을 확인합니다.

스파크 플러그는 일반적으로 스파크 갭이 생기도록 설계되어 있습니다. 스파크 갭은 스파크 플러그를 설치하는 정비사가 접지 전극을 약간 구부려 조정할 수 있습니다.여러 엔진에 대해 동일한 플러그를 지정할 수 있으며, 각 엔진에 대해 서로 다른 갭이 필요합니다.자동차의 스파크 플러그는 일반적으로 0.6~1.8mm(0.024~0.071인치)의 간격이 있습니다.이 갭은 즉시 사용할 수 있는 갭에서 조정이 필요할 수 있습니다.

스파크 플러그 갭 게이지는 가장자리가 경사진 디스크 또는 정확한 직경의 둥근 와이어가 있는 디스크로 갭 측정에 사용됩니다.분배기 포인트나 밸브 래시에 사용되는 것과 같이 둥근 와이어 대신 평평한 블레이드와 함께 필러 게이지를 사용하면 스파크 플러그 [citation needed]전극의 형태로 인해 잘못된 결과가 발생합니다.가장 간단한 게이지는 원하는 간격과 일치하는 다양한 두께의 키 집합이며 키가 딱 맞을 때까지 간격이 조정됩니다.일반적으로 고체 점화 시스템과 컴퓨터 연료 분사를 통합한 현재의 엔진 기술에서는 사용되는 간격이 카뷰레터 및 브레이커 포인트 분배기 시대보다 평균적으로 더 커졌습니다. 따라서 그 시대의 스파크 플러그 게이지가 현재 [citation needed][22]차량의 필요한 갭을 항상 측정할 수는 없습니다.압축 천연 가스를 사용하는 차량은 일반적으로 [23]휘발유를 사용하는 차량보다 좁은 간격을 필요로 합니다.

갭 조정("스파크 플러그 개핑"이라고도 함)은 엔진을 올바르게 작동하는 데 매우 중요합니다.간격이 좁으면 연료-공기 혼합물을 효과적으로 점화하기에는 스파크가 너무 작고 약할 수 있지만, 플러그는 거의 항상 사이클마다 점화됩니다.간격이 너무 넓으면 스파크가 전혀 점화되지 않거나 고속에서 잘못 발사될 수 있지만 일반적으로 깨끗한 화상에 강한 스파크가 발생합니다.연료-공기 혼합물을 간헐적으로 점화하지 못하는 스파크는 직접 눈에 띄지 않을 수 있지만 엔진의 출력 및 연비 저하로 나타납니다.이리듐 및 백금 스파크 플러그에는 [24]전극에 용접된 금속 디스크가 손상될 위험이 있으므로 간극 조정이 권장되지 않습니다.

기본 설계의 변형

2개의 측면(접지) 전극이 있는 스파크 플러그

수년간 기본적인 스파크 플러그 설계의 변형은 점화, 수명 연장 또는 둘 다 개선하려고 시도되어 왔습니다.이러한 변화에는 중앙 전극을 둘러싸는 등간격의 접지 전극 2개, 3개 또는 4개의 사용이 포함됩니다.다른 변형으로는 스파크 플러그 나사산으로 둘러싸인 오목한 중앙 전극을 사용하는 것이 있습니다(아래의 "표면 방전 스파크 플러그" 참조).또 접지전극 선단에 V자형 칼집을 사용한다.복수의 접지전극은 일반적으로 긴 수명을 제공합니다.이는 방전마모에 의해 스파크 갭이 넓어지면 스파크가 가까운 접지전극으로 이동하기 때문입니다.다중 접지 전극의 단점은 엔진 연소실에서 차폐 효과가 발생하여 연료 혼합기가 연소될 때 불꽃 표면이 억제될 수 있다는 것입니다.이로 인해 연소 효율이 떨어지고 연료 소비량이 증가할 수 있습니다.또한 균일한 갭 크기를 조정하기가 어렵거나 거의 불가능합니다.

표면 방전 스파크 플러그

피스톤 엔진에는 항상 피스톤의 손이 닿지 않는 연소실의 일부가 있으며, 이 영역은 기존의 스파크 플러그가 위치한 곳입니다.Wankel 엔진의 연소 영역은 영구적으로 변화하며, 스파크 플러그는 불가피하게 로터의 에이펙스 씰에 의해 스위프됩니다.스파크 플러그가 Wankel의 연소실에 돌출되어 있으면 통과되는 에이펙스 씰에 부딪히지만, 이를 방지하기 위해 플러그가 움푹 패이면 스파크에 대한 혼합물의 접근이 감소하여 실화 또는 불완전 연소로 이어집니다.그래서 새로운 형태의 "표면 방전" 플러그가 개발되어 연소실에 거의 평평한 면이 생겼습니다.뭉툭한 중앙 전극은 매우 약간만 돌출되며 플러그의 접지 본체 전체가 측면 전극 역할을 합니다.따라서 전극은 통과하는 에이펙스 씰의 손이 닿지 않는 곳에 위치하고 스파크는 연료/공기 혼합물에 접근할 수 있습니다.아크 간격은 표면 간격 스파크 플러그의 전체 서비스 수명 동안 일정하게 유지되며 스파크 경로는 (기존 [citation needed]플러그처럼 중앙에서 측면 전극으로 돌진하는 대신) 지속적으로 변화합니다.표면 간격 설계의 또 다른 장점은 측면 전극이 끊어지지 않고 엔진 손상이 발생할 수 있다는 것입니다. 그러나 이러한 현상은 기존 스파크 [citation needed]플러그에서도 자주 발생하지 않습니다.

실린더 헤드에 대한 씰링

차량에서 오래된 스파크 플러그가 제거되었고, 새 스파크 플러그는 설치할 준비가 되었습니다.

대부분의 스파크 플러그는 일회용 중공 또는 접힌 금속 와셔로 실린더 헤드에 씰링되며, 와셔는 나사산 바로 위에 있는 헤드의 평평한 표면과 플러그의 와셔 사이에 약간 찌그러집니다.일부 스파크 플러그는 와셔를 사용하지 않는 테이퍼형 시트가 있습니다.이러한 플러그를 장착하기 위한 토크는 와셔 [25]씰링 플러그보다 낮아야 합니다.테이퍼형 시트가 있는 스파크 플러그는 워셔가 필요한 헤드가 있는 차량에는 절대 장착해서는 안 되며, 그 반대도 마찬가지입니다.그렇지 않으면 나사산이 헤드에 제대로 장착되지 않아 씰이 불량하거나 도달 거리가 부정확해질 수 있습니다.

팁 돌기

스파크 플러그 사이즈가 다릅니다.좌우 플러그는 나사산, 전극, 팁 돌출 및 열 범위가 동일합니다.센터 플러그는 공간이 제한된 곳에서 사용할 수 있도록 헤드 외부에 작은 육각 및 자기 부분을 갖춘 소형 모델입니다.맨 오른쪽 플러그에는 더 긴 나사산이 있어 더 두꺼운 실린더 헤드에 사용됩니다.

플러그의 나사산 부분의 길이는 헤드의 두께와 밀접하게 일치해야 합니다.플러그가 연소실 내부로 너무 멀리 뻗으면 피스톤에 부딪혀 엔진이 내부적으로 손상될 수 있습니다.덜 극적으로는 플러그의 나사산이 연소실로 연장될 경우 나사산의 날카로운 가장자리가 점화된 열원으로 작용하여 사전 점화를 일으킬 수 있습니다. 또한 노출된 나사산 사이에 형성된 침전물이 플러그를 탈거하기 어렵게 만들 수 있으며, 심지어 탈거 과정에서 알루미늄 헤드의 나사산이 손상될 수도 있습니다.

팁이 챔버 안으로 돌출되는 것도 플러그 성능에 영향을 미칩니다. 그러나 일반적으로 스파크 갭이 중앙에 위치할수록 연소실 모양에 따라 프로세스가 더 복잡하고 달라지는 것으로 전문가들은 보고 있지만, 일반적으로 공연비 혼합물의 점화 상태가 더 좋아집니다.반면, 엔진이 "연소 오일" 상태일 경우 연소실로 누출되는 과도한 오일이 플러그 팁에 오염되어 스파크를 억제하는 경향이 있습니다. 이 경우 일반적으로 엔진보다 돌출이 적은 플러그는 오염을 덜 흡수하고 더 오랫동안 성능을 향상시킵니다.오일 연소 문제가 심각한 구형 엔진에서는 이러한 이유로 플러그의 돌출을 줄이기 위해 플러그와 헤드 사이에 장착되는 특수 "오염 방지" 어댑터가 판매됩니다. 이렇게 하면 연료-공기 혼합물의 점화 효과가 떨어지지만, 이 경우 이 어댑터의 중요성은 낮아집니다.

발열 범위

핫 및 콜드 스파크 플러그 구조 – 절연체 팁이 길수록 플러그가 뜨거워집니다.

스파크 플러그의 작동 온도는 작동 중인 엔진 내 스파크 플러그 끝의 실제 물리적 온도이며, 일반적으로 500~800°C(932~1,472°F)입니다.이는 플러그 자가 청소의 효율성을 결정하며 여러 요인(주로 연소실 내 실제 온도)에 의해 결정되기 때문에 중요합니다.스파크 플러그의 실제 작동 온도와 스파크 전압 사이에는 직접적인 관계가 없습니다.그러나 엔진이 피크 토크 출력 부근에서 작동할 때 최대 온도 및 압력이 발생하기 때문에 현재 엔진에서 생성되는 토크 수준은 스파크 플러그 작동 온도에 크게 영향을 미칩니다(토크 및 회전 속도가 출력에 직접 영향을 줍니다).절연체의 온도는 연소실에서 노출되는 열 조건에 반응하지만, 그 반대는 아닙니다.스파크 플러그의 팁이 너무 뜨거울 경우 사전 점화 또는 때로는 폭발/노킹이 발생할 수 있으며 손상이 발생할 수 있습니다.너무 추우면 절연체에 전기 전도성 침전물이 형성되어 스파크 에너지가 손실되거나 실제 스파크 전류가 단락될 수 있습니다.

스파크 플러그는 더 나은 단열재일 경우 스파크 플러그의 끝에 더 많은 열이 유지되도록 "핫"하다고 합니다.스파크 플러그는 스파크 플러그 팁에서 더 많은 열을 전달하고 팁의 온도를 낮출 수 있는 경우 "차가움"이라고 합니다.스파크 플러그가 "핫"인지 "콜드"인지는 스파크 플러그의 열 범위로 알려져 있습니다.스파크 플러그의 열 범위는 일반적으로 숫자로 지정되며, 일부 제조업체는 핫 플러그에 오름차순 숫자를 사용하고 다른 제조업체는 그 반대로 콜드 플러그에 오름차순 숫자를 사용합니다.

스파크 플러그의 열 범위는 사용된 재료 유형, 절연체 길이 및 연소실 내에 노출된 플러그 표면적 등 스파크 플러그 구조에 따라 영향을 받습니다.정상 사용 시 스파크 플러그 열 범위는 팁이 오염을 방지하기 위해 공회전 상태에서 충분히 뜨거워진 상태로 유지되고 사전 점화 또는 엔진 노킹을 방지하기 위해 최대 출력에서 충분히 차가워진 상태로 유지되는 균형입니다.동일한 제조업체의 "핫터" 및 "쿨러" 스파크 플러그를 나란히 검사하면 관련된 원리를 매우 명확하게 알 수 있습니다. 쿨러 플러그에는 중앙 전극과 셸 사이의 간격을 채우는 보다 실질적인 세라믹 절연체가 있어 더 많은 열이 셸에 의해 효과적으로 전달되는 반면 핫 플러그는 더 적은 양의 열을 가집니다.세라믹 소재를 사용하여 팁이 플러그 본체와 더욱 격리되고 열을 더 잘 유지합니다.

연소실의 열은 배기 가스, 실린더 측벽 및 스파크 플러그 자체를 통해 빠져나갑니다.스파크 플러그의 열 범위는 연소실 및 전체 엔진 온도에 미미한 영향만 미칩니다.콜드 플러그는 엔진의 작동 온도를 실질적으로 냉각시키지 않습니다.(단, 너무 뜨거운 플러그는 간접적으로 엔진 온도를 높일 수 있는 폭주 사전 점화 상태로 이어질 수 있습니다.)오히려 "핫" 또는 "콜드" 플러그의 주된 효과는 스파크 플러그 끝의 온도에 영향을 줍니다.

컴퓨터 연료 분사 시대 이전에는 자동차 엔진용 플러그의 열 범위를 최소한 두 개로 구분하는 것이 일반적이었습니다. 도시에서 주로 느리게 주행하는 자동차용 핫 플러그와 지속적인 고속 고속도로 사용을 위한 콜드 플러그입니다.그러나 자동차의 연료/공기 혼합물과 실린더 온도가 배기 가스 배출을 제한하기 위해 좁은 범위 내에서 유지되기 때문에 이러한 관행은 거의 사용되지 않게 되었다.그러나 레이싱 엔진은 여전히 적절한 플러그 열 범위를 선택하는 것이 유리합니다.매우 오래된 레이싱 엔진에는 때로는 시동용 플러그와 엔진이 예열되면 주행용으로 설치되는 플러그 두 세트가 있습니다.

스파크 플러그 제조업체는 스파크 플러그의 열 범위를 나타내기 위해 서로 다른 숫자를 사용합니다.Denso나 NGK와 같은 일부 제조사들은 추워질수록 수치가 높아진다.반면 챔피온, 보쉬, BRICK, 베루, AC델코는 플러그가 뜨거워질수록 숫자가 커지는 열범위 시스템을 사용한다.그 결과, 열 범위 수치는 다른 제조사 간에 변환되어야 합니다.같은 숫자는 제조사마다 매우 다른 의미를 가지고 있습니다.이 경우 열 범위 번호가 동일한 플러그는 동일한 플러그와 쉽게 교환할 수 없습니다.극단적인 예를 들자면 NGK의 BR2는LM은 Champion's RJ19LM과 동등하며, 이는 많은 잔디 깎는 [26]기계에서 흔히 볼 수 있는 스파크 플러그입니다.

스파크 플러그 읽기

스파크 플러그의 점화 단부는 연소실 내부 환경의 영향을 받습니다.점검을 위해 스파크 플러그를 분리할 수 있으므로 플러그 연소가 플러그에 미치는 영향을 조사할 수 있습니다.스파크 플러그의 점화 끝에 있는 특성 표시를 검사하거나 "판독"하면 작동 중인 엔진 내부의 상태를 알 수 있습니다.스파크 플러그 팁에는 엔진 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 보여주는 증거로 마크가 부착되어 있습니다.보통 피크 출력으로 작동하는 엔진 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알 수 있는 다른 방법은 없습니다.엔진 및 스파크 플러그 제조업체는 스파크 플러그 판독 차트에 특성 표시에 대한 정보를 게시합니다.이러한 차트는 일반적인 용도로 유용하지만 레이싱 엔진 스파크 플러그를 읽을 때는 거의 쓸모가 없습니다. 이는 전혀 다른 문제입니다.[why?]

블록 끝이 연한 갈색으로 변색되면 올바르게 작동함을 나타냅니다. 다른 상태에서는 오작동을 나타낼 수 있습니다.예를 들어, 스파크 플러그의 선단에 모래바람이 부는 모양은 지속적이고 가벼운 폭발이 일어나고 있다는 것을 의미하며, 종종 듣지도 못합니다.스파크 플러그의 선단에 발생하는 손상은 실린더 내부에도 발생하고 있습니다.심한 폭발로 인해 스파크 플러그 인슐레이터 및 내부 엔진 부품이 완전히 파손될 수 있으며, 그 후 모래바람에 의한 침식으로 보일 수 있지만 쉽게 들을 수 있습니다.다른 예로, 플러그가 너무 차가우면 플러그의 코에 침전물이 있습니다.반대로, 플러그가 너무 뜨거우면 도자기는 설탕처럼 다공질처럼 보입니다.중앙 전극을 절연체에 씰링하는 물질이 끓어오릅니다.용융물이 녹았기 때문에 플러그의 끝부분이 유리로 보일 수 있습니다.

공회전 엔진은 최대 스로틀로 작동하는 엔진과 스파크 플러그에 미치는 영향이 다릅니다.스파크 플러그 수치는 가장 최근의 엔진 작동 조건에 대해서만 유효하며, 다른 조건에서 엔진을 작동하면 스파크 플러그에 이전에 남아 있던 특성 표시가 지워지거나 가려질 수 있습니다.따라서 엔진을 고속 및 최대 부하로 구동하고 공회전 또는 저속 작동 없이 즉시 점화 스위치를 끄고 정지하며 [citation needed]판독을 위해 플러그를 분리함으로써 가장 중요한 정보를 수집합니다.

스파크 플러그 판독 뷰어는 손전등/돋보기 조합으로 스파크 플러그 판독을 개선합니다.

스파크 플러그 뷰어 2개

점화 플러그 인덱싱

설치 시 플러그의 "색인화"에는 접지 전극으로 덮여 있지 않은 틈새의 열린 영역이 연소실의 벽이 아닌 중심을 향하도록 스파크 플러그를 설치하는 것이 포함됩니다.이 이론은 연료-공기 혼합물이 스파크에 노출되는 것을 극대화하여 모든 연소실이 균일한 레이아웃으로 유지되도록 함으로써 점화 성능을 향상시킬 수 있다고 주장합니다.플러그 외부에 틈새 위치를 표시하고 설치하며 마크가 향하는 방향을 주목함으로써 인덱싱을 수행합니다.그런 다음 플러그를 제거하고 와셔를 추가하여 조여진 플러그의 방향을 변경합니다.셸 나사산에 대한 간격의 방향은 랜덤하므로 이 작업은 각 플러그에 대해 개별적으로 수행해야 합니다.일부 플러그는 간극의 랜덤하지 않은 방향으로 제작되며, 일반적으로 모델 번호에 접미사로 표시됩니다. 일반적으로 스파크 플러그 팁과 전극이 연소실 형상의 상당 부분을 구성하는 초소형 엔진 제조업체에 의해 지정됩니다.Honda Insight는 공장에서 출고된 스파크 플러그에 인덱스를 적용했으며, 가장 효율적인 연소와 최대 [citation needed]연비를 달성하기 위해 서로 다른 인덱스 정도에 따라 4개의 부품 번호를 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ The Bosch book of the Motor Car, Its evolution and engineering development. St. Martin's Press. 1975. pp. 206–207. LCCN 75-39516. OCLC 2175044.
  2. ^ Lagana, A. A. M.; Lima, L. L.; Justo, J. F.; Arruda, B. A.; Santos, M. M. D. (2018). "Identification of combustion and detonation in spark ignition engines using ion current signal". Fuel. 227: 469-477. doi:10.1016/j.fuel.2018.04.080. S2CID 104060623.
  3. ^ 비교:
  4. ^ Donnelly, Jim (January 2006). "Albert Champion". Hemmings. Retrieved February 6, 2019.
  5. ^ "A.S.E.C.C.'s History of Spark Plugs". Asecc.com. 1927-10-27. Retrieved 2011-09-17.
  6. ^ "Lodge Plugs". Gracesguide.co.uk. 2011-08-30. Retrieved 2011-09-17.
  7. ^ "Women in Transportation - Automobile Inventions". wwwcf.fhwa.dot.gov. Archived from the original on 2016-06-23.
  8. ^ 2015 Champion Master Spark Plug 애플리케이션 카탈로그, 페이지 VI
  9. ^ 유럽에서 온 2015-2016 Champion 카탈로그의 뒷면을 보십시오.
  10. ^ "Denso's "Basic Knowledge" page". Globaldenso.com. Retrieved 2011-09-17.
  11. ^ Bosch Automotive 핸드북, 8판, Bentley Publishers, 2011년 5월 저작권, ISBN 978-0-8376-1686-5, 페이지 581-585.
  12. ^ Air Commodore F. R. Banks (1978). I Kept No Diary. Airlife. p. 113. ISBN 0-9504543-9-7.
  13. ^ 예를 들어 2015 Champion Master Spark Plug 애플리케이션 카탈로그의 플러그 유형 차트에 있는 목록을 참조하십시오(pp).VI
  14. ^ "Marine Spark Plug Savvy". MarineEngineDigest.com. 29 April 2012. Retrieved 1 December 2012.
  15. ^ V.A.W., Hillier (1991). "74: The ignition system". Fundamentals of Motor Vehicle Technology (4th ed.). Stanley Thornes. p. 450. ISBN 0-7487-05317.
  16. ^ a b c 국제 수확기, 트럭 서비스 설명서 TM 5-4210-230-14&P-1 - 전기 - 점화 코일 및 응축기, CTS-2013-E 페이지 5(PDF 페이지 545)
  17. ^ NGK, 스파크 점화 낭비
  18. ^ 2015 Champion Master Catalog 페이지 824를 참조하십시오.http://www.fme-cat.com/catalogs.aspx
  19. ^ "Radioactive spark plugs". Oak Ridge Associated Universities. January 20, 1999. Retrieved October 7, 2021.
  20. ^ Pittman, Cassandra (February 3, 2017). "Polonium". The Instrumentation Center. University of Toledo. Retrieved August 23, 2018.
  21. ^ 예를 들어, 유럽 유형 차트에서 2015-2016 Champion 마스터 카탈로그가 뒤에서 튀어나온 것을 볼 수 있습니다.많은 경우 디자인에 따라 "플래티넘"이 금속활자로 나열됩니다.
  22. ^ 예를 들어 1967년 Champion 스파크 플러그 카탈로그에서 38페이지의 "Deluxe Gap Tool & Gauges"는 0.38~1.02mm(0.015~0.040인치)의 간격을 처리하도록 설계되었으며, 이는 많은 현대 자동차에서 요구하는 간격보다 작습니다.1960년 경 이전의 구형차에 대해서는 1997년판 AC 델코 스파크 플러그 카탈로그(250-264페이지)의 빈티지 차량 섹션을 참조하십시오.1920년대 많은 제조사의 갭은 종종 0.64mm(0.025인치)였습니다.그러나 1967년부터 2014년까지 Volvo가 생산한 자동차의 간격이 보통 0.71~0.76mm(0.028~0.030인치)였던 것과 같이 많은 현대 자동차에는 간격이 그다지 크지 않다.2015 Champion Master Spark Plug Application Catalog(Champion Master Spark Plug Application Catalog, 333~339페이지)에 나와 있는 이 제품 목록을 참조하십시오. 단, 4.4리터 엔진은 예외입니다.
  23. ^ 예를 들어 Ford Crown Victoria의 4.6L 엔진은 CNG를 사용할 때는 1.1mm(0.044인치)의 갭이 필요하지만 가스를 사용할 때는 1.4mm(0.054인치)의 갭이 필요합니다.2015 Champion Master Spark Plug 애플리케이션 카탈로그 124페이지를 참조하십시오. 기술적인 설명은 페이지 825에서 찾을 수 있습니다.
  24. ^ "How to Choose Proper Spark Plugs for Your Engine". VIN Sonar help - Automotive Guides and Online Tools. 2022-01-27. Retrieved 2022-05-12.
  25. ^ 예를 들어, 2015 Champion Master Spark Plug 애플리케이션 카탈로그의 823페이지에 나와 있는 토크 권장 사항에 주목하십시오.
  26. ^ 2015 Champion Master Catalog 페이지 862를 참조하십시오.http://www.fme-cat.com/catalogs.aspx
  27. ^ "Madehow.com's "How a spark plug is made" page". madehow.com.
  28. ^ "1886 Gas Engine patent #345,596 for Ettienne Jean Joseph Lenoir". 그림 6

외부 링크

Wikibooks는 다음 주제에 관한 책을 가지고 있습니다.자동차 수리/스파크 플러그
Wikimedia Commons에는 스파크 플러그와 관련된 미디어가 있습니다.