스파크 플러그는 몇 가지 다르지만 중요한 역할을 하는 매우 간단한 장치입니다. 무엇보다도 엔진의 연소실(실린더 헤드) 내부에 (문자 그대로) 인공 번개를 생성합니다. 연소실의 제어된 혼돈 속에서 스파크를 생성하고 "불을 밝히기" 위해 매우 높은 전기 에너지(전압)를 전송합니다. 여기서 스파크 플러그의 전압은 20000에서 100000볼트 이상까지 다양할 수 있습니다.
점화 플러그 열적 특성
연소를 일으키기 위해 스파크가 발생하더라도 스파크 플러그는 연소를 유지하지 않습니다. 연소실에서 실린더 헤드의 워터 재킷으로 열을 전달하는 데 실제로 도움이 됩니다.
연소실에서 열을 발산하는 점화 플러그의 능력은 점화 플러그 "열 범위"에 의해 정의됩니다. 스파크 플러그 점화 지점의 온도는 오염을 방지할 수 있을 만큼 높게 유지되어야 하지만 조기 점화를 방지할 수 있을 만큼 충분히 낮아야 합니다. 점화 플러그 제조업체는 이를 "열 성능"이라고 부릅니다. 점화 플러그의 열 성능 또는 열 범위는 점화 시스템에서 점화 플러그를 통해 전달되는 에너지와 아무런 관련이 없습니다. 점화 플러그 열 범위는 점화 플러그 열이 작용하는 영역입니다.
콜드 스파크 플러그와 핫 스파크 플러그
"콜드" 스파크 플러그는 일반적으로 열 흐름 경로가 더 짧습니다. 이로 인해 열 전달 속도가 매우 빨라집니다. 또한 콜드 스파크 플러그의 짧은 절연체 노즈는 표면적이 적고 상당한 양의 열을 흡수하지 못합니다.
반면에 "핫" 스파크 플러그는 절연체 노즈가 길고 열 전달 경로가 더 깁니다. 이로 인해 주변 실린더 헤드(따라서 워터 재킷)로의 열 전달이 훨씬 느려집니다.
최적의 열 성능을 생성하려면 스파크 플러그의 열 범위를 신중하게 선택해야 합니다. 열 범위가 올바르지 않으면 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 적절한 화재 종료 온도는 (대략) 900-1,450도입니다. 900도 이하에서는 탄소 축적이 발생할 수 있습니다. 그 이상은 과열이 문제가 됩니다.
점화 플러그 전압이 증가합니다.
작동 측면에서 스파크 플러그는 점화 코일에 의해 생성된 고전압에 연결됩니다(기존 분배기 또는 전자 장치를 통해). 코일에 전류가 흐르면 스파크 플러그의 중앙 전극과 접지 전극 사이에 전압 차가 발생합니다.
스파크 플러그는 스파크 플러그 "간격"과 틈 내의 공기/연료 혼합물(절연체 역할)로 인해 즉시 점화되지 않습니다.
전압이 약 20000볼트까지 상승하면 스파크 플러그 내부의 간격이 "깨지고" 점화됩니다. 점화 플러그를 실린더 헤드에서 제거하고 점화를 위해 적절하게 접지하면 확실한 딸깍 소리가 들립니다. 조건이 충분히 어두우면 스파크를 볼 수 있습니다.
당신이 듣는 딸깍거리는 소리는 본질적으로 작은 천둥소리이고, 당신이 관찰하는 불꽃은 작은 번개와 비슷합니다.
연소실 내에서 스파크 플러그에서 발생하는 강렬한 열은 틈새 내에 작은 불덩어리를 생성합니다. 불덩이 또는 연소의 "핵심"이 팽창하고 실린더(적어도 이론상으로는)가 완전 연소됩니다.
점화 플러그 구조:
구조적으로 스파크 플러그는 생각만큼 간단하지 않을 수 있습니다. 사실, 그것들은 정밀한 장치입니다.
갈비 살: 절연체 리브는 2차 전압이나 스파크 플래시오버에 대한 추가적인 보호 기능을 제공하며 플러그 본체의 고무 스파크 플러그 부트 그립을 향상시키는 데도 도움이 됩니다.
절연체: 절연체 본체는 알루미나 세라믹으로 성형됩니다. 스파크 플러그의 이 부분을 제조하기 위해 고압 건식 성형 시스템이 사용됩니다. 절연체가 형성된 후에는 가마에서 강철의 녹는점을 초과하는 온도로 소성됩니다. 이 공정을 통해 우수한 유전 강도, 높은 열 전도성 및 뛰어난 내충격성을 갖춘 부품이 생산됩니다.
포인터는 점화 플러그 절연체를 보여줍니다. 위에서 언급했듯이 알루미나 세라믹으로 구성됩니다. 외부 표면은 스파크 플러그 플래시오버(교차 화재) 보호 기능을 추가하는 동시에 스파크 플러그 부츠에 대한 그립력을 제공하도록 리브 처리되어 있습니다.
육각형: 육각형 모양은 소켓 렌치의 접점을 제공합니다. 육각형 크기는 기본적으로 업계에서 통일되어 있으며 일반적으로 점화 플러그 나사산 크기와 관련이 있습니다.
주택: 스틸 하우징은 특수 냉간 압출 공정을 통해 정밀한 공차로 제작됩니다. 일부 유형의 점화 플러그는 주택 건설에 빌렛 강철(스톡 바)을 사용합니다.
도금: 케이싱은 거의 항상 도금 처리되어 있습니다. 이는 내구성을 향상시키고 녹 및 부식으로부터 보호합니다. 강철 쉘은 특수 냉간 압출 공정을 사용하여 정밀한 공차로 제조되거나 다른 특수한 경우 빌렛 강철로 가공됩니다. 하우징에 가공된 육각형이 있어 소켓 렌치를 사용하여 플러그를 설치하거나 제거할 수 있습니다.
와셔: 일부 점화 플러그는 와셔를 사용하는 반면 다른 예는 "개스킷이 없습니다." 점화 플러그에 사용되는 개스킷은 밀봉 목적으로 매끄러운 표면을 제공하는 접힌 강철 디자인이 특징입니다. 개스킷이 없는 점화 플러그는 점화 플러그 내에서 엄격한 공차로 밀봉되는 테이퍼형 시트 하우징을 사용합니다.
스레드: 점화 플러그 나사산은 일반적으로 절단되지 않고 말려져 있습니다. 이는 SAE 및 국제표준협회(International Standards Institute)가 정한 사양을 준수합니다.
접지 전극: 접지 전극의 모양과 구성은 다양하지만 대부분 니켈 합금강으로 만들어집니다. 접지 전극은 극한의 온도에서 스파크 부식과 화학적 부식을 견딜 수 있어야 합니다.
중심전극: 중심전극은 불꽃부식 및 화학적 부식에 강한 특수합금으로 제작되어야 합니다. 연소실 온도는 (때로는 많이) 변한다는 점을 명심하십시오. 중앙 전극은 이러한 매개변수 내에서 작동해야 합니다.
Spark Park 전극 간격: 접지 전극과 중앙 전극 사이의 영역을 간격이라고 합니다. 중심 전극은 스파크 부식 및 화학적 부식에 강한 특수 합금으로 만들어져야 합니다.
절연체 코: 다양한 절연체 노즈 모양과 크기가 있지만 기본적으로 절연체 노즈는 저속에서 탄소, 오일 및 연료 침전물을 배출할 수 있어야 합니다. 더 높은 엔진 속도에서는 일반적으로 절연체 전면 끝이 냉각되어 온도와 전극 부식이 감소합니다.
