スパークプラグを理解する

もともと、ガソリン内燃機関の完璧な設計で、スパーク プラグ 除去された場合、燃焼プロセスは機能しません。この装置は、点火システムから火花点火エンジンの燃焼室に電流を供給します。圧縮された燃料/空気の混合物がコンポーネントで点火しています。

ほとんどの自動車の機械的な動きの背後にある秘密は、燃焼サークルから得られたものです。小爆発を起こすためのSI版スパークプラグが付属。

コンポーネントは非常に小さいため、人々は車のエンジンの機能を見落としています。それは、磁器の絶縁体によって中央電極から電気的に絶縁された金属製のねじ付きシェルを含んでいます。抵抗器を含む中央電極は、重く絶縁されたワイヤによってイグニッション コイルまたはマグネトーの出力端子に取り付けられます。

金属シェルはエンジンのシリンダー ヘッドにねじ込まれているため、点火が発生します。今日は、スパークプラグの定義、機能、部品、種類、動作原理、悪い症状、長所と短所について見ていきます.

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スパークプラグの定義

スパーク プラグは、電気火花を使用して圧縮されたエアロゾル ガソリンに点火するために内燃機関で使用される電気装置です。電気コンポーネントは、機械的な仕事を実行するためによく使用されます。

簡単に言えば、スパークプラグはエネルギー源（ガソリン）を運動に変えます。たとえば、非常に可燃性で空気も含むガソリンは、混合すると爆発を引き起こす可能性があります。プラグは、圧縮ガスに火をつけるようなものです.

スパークプラグは、レギュラー（交換）またはパフォーマンスのいずれかです。パフォーマンス スパーク プラグはより頑丈で、温度変化や機械的ストレスの大幅な変化に耐えることができます。ただし、通常のタイプはできません。この記事の下でさらに詳しく見ていきます。

スパークプラグの機能

内燃機関では、スパーク プラグには次の 2 つの主要な機能があります。

• 燃料/空気混合気の点火:電気エネルギーがコンポーネントを介して伝達されると、燃焼室内のガソリン/空気混合物に点火します。
• 熱の除去:スパーク プラグは熱を発生させることはできませんが、熱を除去するためにのみ使用できます。プラグ点火端の温度は、過早着火を防ぐのに十分低くなければなりませんが、ファウリングを防ぐのに十分高くなければなりません。スパークプラグは、燃焼室から不要な熱エネルギーを排除することにより、熱交換器として機能します。その後、熱はエンジンの冷却システムに伝達されます。

スパーク プラグのもう 1 つの発見された機能は、サーブの直接点火にあります。それらが発火していないとき、この装置はシリンダー内の電離を測定するために使用されます。このイオン電流測定は、通常のカム位相センサー、ノック センサー、失火測定機能を置き換えるために使用されます。

スパークプラグの他の大きな目的には、可燃性燃料/空気混合物に点火する必要がある炉が含まれます。この状態では、火炎点火器と呼ばれます。

スパーク プラグの主要部品

以下は、スパーク プラグのさまざまな部分とその機能です。

絶縁体:

端子、中心軸、中心電極をハウジングから絶縁する部品です。電極からの高電圧の漏れを防ぐのに役立ちます。断熱材の底部が燃焼室に挿入されるため、耐熱性、機械的強度、断熱性、高温での熱伝導性に優れた高純度アルミナを使用する必要があります。

ターミナル:

高圧電流をイグニッション システムに流すための高圧コードにターミナルが取り付けられています。利用可能なほとんどすべての高圧コードをサポートする端子ナットが含まれていました。ターミナルナットを必要としない一部の車両では、ターミナルを取り外すことができます。

リング、駐車ワッシャー:

このスパーク プラグ コンポーネントは、絶縁体とハウジングが互いにしっかりとフィットし、気密性を維持するのに役立ちます

ガスケット:

ガスケットは、ハウジングとエンジンを完全に適合させ、燃焼室の気密性を維持します。ただし、締め付けには手順があり、適切なロック代を確保する必要があります。

センター シャフト (ステム):

中心軸は、端子と中心電極を接続します。この部分は鋼でできており、端子から中心電極へ高電圧の電流を損失なく流す役割を持っています。

ガラスシール:

ガラスシールはセンターシャフトとインシュレータの間にあり、気密性を保っています。ガラス粉と銅粉を特殊に混ぜ合わせたものです。シャフトとセンターシャフトと中心電極の取り付け部分に投入し、高温で溶かします。これにより、中心軸と中心電極が接合され、絶縁体と金属が融着します。それらのシールは良好で、熱膨張率は完璧です。このため、過酷な条件下でも隙間が発生せず、良好な気密性を確保できます。

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銅を含む電極:

特殊なニッケル合金を中心電極に採用して電極の摩耗を減らし、中心部に銅を封入して熱伝導率を高めています。

住宅:

ハウジングは、絶縁体を取り囲み支持する外殻を形成します。また、スパークプラグをエンジンに取り付けることもできます。下部には、エンジン自体を通ってギャップを越えて中心電極に電流を流すアース電極があります。

中心電極:

中心電極は、中心電極を生成するために通常直径 0.4 mm のイリジウム合金チップにレーザー溶接されます。イリジウムは、スパーク プラグ電極として非常に優れた特性を持つ貴金属です。これらの特性には、高温耐性、高強度、低抵抗などがあります。中心電極の目的は、火花電圧を下げ、確実な火花を確保して着火性能を向上させ、クエンチ効果を低減することです。

U 溝接地電極:

この成分は、大きな着火エネルギーを得ることができ、火炎核（火炎サイズ）を容易に広げることができるため、非常に重要な役割を果たします。混合気の接触面が大きくエッジ部が多く、火花が発生しやすい。最後に、

テーパーカット接地電極:

この部分は電極先端を細かなテーパー状にカットしています。目的は、着火性能を豊かにするクエンチング効果を減らすことです。

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以下は、スパーク プラグの完全な図です。

スパーク プラグの種類

以下は、入手可能なさまざまなタイプのスパーク プラグです。

銅製スパーク プラグ:

これらのタイプのスパークプラグでは、中心電極はニッケル合金でコーティングされた銅コアです。中心電極は他の電極に比べて直径が大きいため、火花を発生させるにはより多くの電圧が必要です。ニッケル合金は柔らかい素材で耐久性が低いため、銅製スパークプラグは他のタイプよりも頻繁に交換する必要があります。一部の車は、寿命が短くてもプラグを使用するように設計されています。一部のメーカーは、高価なスパーク プラグを取り付けるのはお金の無駄だと考えていますが。

イリジウム スパーク プラグ:

イリジウムはプラチナよりも硬く耐久性のある素材であるため、イリジウムタイプのスパークプラグは長持ちします。中心電極は小さく設計されているため、火花を発生させるのに必要な電圧が低くなります。そのため、初期型に比べて価格が高くなります。最近では、車の故障の量を最小限に抑えるため、ほとんどの車両にイリジウム スパーク プラグが装備されています。

シングル プラチナ スパーク プラグ:

これらのタイプのスパーク プラグは、銅/ニッケル バージョンに似ていますが、その中心電極にはプラチナ ディスクが含まれています。このディスクは、ニッケル合金ではなく先端に溶接されています。シングル プラチナ プラグは高価ですが、磨耗する前にニッケル合金より長持ちします。より多くの熱を発生させ、カーボンの蓄積を減らします。このプラグは、コイルオンプラグ点火システムを搭載した新車に推奨されます。

ダブル プラチナ スパーク プラグ:

これらのタイプでは、中心電極と接地電極の両方にプラチナコーティングが施されているため、効率が向上し、長持ちします。これは、両方の電極により多くの摩耗を及ぼす無駄な火花点火システムに最適です。

無駄な火花点火システムでは、各イグニッション コイルが一度に 2 つのスパーク プラグに点火します。 1つはコンプレッサー行程のシリンダーに、もう1つは排気行程のシリンダーに。最後に、空気/燃料混合物が前の行程ですでに燃焼しているため、火花が無駄になります。この点火システムは、雨や破片の影響をあまり受けません。

シルバー スパーク プラグ:

シルバースパークプラグは材質が耐久性に劣るため、イリジウムやプラチナスパークプラグほど長持ちしません。しかし、それは熱伝導率を上回っており、古いヨーロッパの高性能車やオートバイによく使用されています.

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スパーク プラグの動作原理

スパークプラグの作業は、ある段階では非常に複雑になる可能性がありますが、学ぶのは非常に興味深いものです。前述のように、その目的は、ガソリン エンジンの圧縮空気/燃料混合物に点火することです。

デバイスには、その長さに沿って絶縁された中心電極が含まれており、下端には 1 つまたは複数の接地電極があります。この部分は「スパークギャップ」と呼ばれる中心電極の露出端から離れています。イグニッション コイルからスパーク プラグに電圧が供給されると、電圧が十分に高くなり、電気エネルギーがギャップを飛び越えて火花を発生させます。

電極は伝統的に銅でできていましたが、イリジウムやプラチナなどの高級金属を使用して改善されています。最新のスパーク プラグは、より小さな中心電極を使用して設計されているため、スパークを生成するために必要な電圧が低くなります。これは、電圧が低いほど点火システムの効率が向上するためです。

プラグは、イグニッションまたはマグネトーによって生成される高電圧に取り付けられています。コイルから電子が流れると、中心電極と側面電極の間に電圧差が生じます。この段階では、ギャップ内の空気と燃料は絶縁体であるため電流は流れませんが、電圧が上昇すると、電極間のガスの構造が変化し始めます。電圧がガスの絶縁耐力を超えると、イオン化されます。

このイオン化されたガスは導体になり、電子がギャップを横切って流れるようになります。スパーク プラグは通常、適切に点火するために 2000 ボルト以上の電圧を必要とします。電子の流れがギャップを横切って上昇すると、スパークチャネルの温度は 60,000 k になります。スパーク チャネル内のこの莫大な熱により、イオン化されたガスが急速に膨張し、チャンバー内で小さな爆発を引き起こします。

ホット プラグとコールド プラグ

スパークプラグの熱価は、スパークギャップ内の先端の温度です。コンポーネントは、温度に応じて高温または低温と見なされます。ホットスパークプラグは、より多くの熱が先端に蓄えられ、したがって燃焼室に蓄えられるため、優れた絶縁体です。カーボン堆積物を燃焼させるのに十分な温度が高いため、コールドタイプよりも長持ちする傾向があります。これが、ホットプラグが標準車両でうまく機能する理由です。

コールドスパークプラグは断熱性がはるかに低いため、より多くの熱が先端からチャンバーから伝導されます。これにより、燃焼室が低温に保たれます。ただし、完璧な機能を実現するためにシリンダー チャンバーが高温になりすぎると、過早点火やノッキング (不均一な燃料燃焼) が発生し、エンジンに永久的な損傷を与える可能性があります。コールド プラグは、高温エンジンを搭載した高性能車両、高馬力、高 rpm、長時間の加速または高速運転、または強制誘導の車両に最適です。

ビデオを見て、スパーク プラグの仕組みをさらに理解してください:

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不良または故障したスパーク プラグの症状

以下は、不良または故障したスパーク プラグの症状とその予防法です。

加速が遅い:

スパークプラグが故障し始めると、車の加速が悪いことに気づき始めます。ただし、センサーがエンジン点火システムの状態を最もよく表している現代の車両では.問題は簡単に指摘できます。センサーの故障が問題の原因である場合もありますが、ほとんどの場合、プラグの磨耗が原因です。加速が遅いのは、燃料フィルターの不良、燃料インジェクターの汚れや詰まり、酸素センサーの故障など、エンジン内のいくつかの要因によって引き起こされる可能性があります。これが、専門家が状況が始まったらすぐに調査する必要がある理由です.

低燃費:

スパークプラグが悪いと、燃料に多くのお金を費やす可能性があります。優れたスパークプラグは、燃焼サイクルで燃料を効率的に燃焼させるのに役立ち、平均以上の燃費を達成するのに役立ちます.問題は、電極間のギャップが近すぎるか、電極間のギャップが大きいために、スパークプラグで発生します。ほとんどの場合、同様の問題を訴えると、整備士がギャップを調整します。まあ、将来そのようなことを避けるために、代わりにプラグを交換することをお勧めします.

難しいスタートアップ:

この問題は、DIY ドライバーが車の始動に問題があるときに、スパーク プラグをなくして直進しているのによくあることです。ほとんどの場合、デバイスは着用されているようです。ただし、さまざまな症状がエンジンの点火システムに影響を与える可能性があるため、専門家が関与する必要があります.

エンジンの失火:

エンジンの失火はイグニッション システムの問題であり、最近の車では多くの場合、センサーの故障です。しかし、それはスパークプラグワイヤーが原因であるか、ワイヤーを接続するスパークプラグの先端が損傷した場合にも発生します.エンジンが失火した場合、ドライバーはエンジン内で断続的なつまずきやパタパタという音を経験します。失火が続くと、排気ガスが増え、燃費が悪化し、エンジン出力が低下します。したがって、別の問題が失火に関連しています。エンジンの失火に気づいたらすぐに整備士に診てもらうことを検討してください。

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結論として、スパークプラグは、ガソリンエンジンで効果的に機能することがわかっている優れたコンポーネントです。また、点火とチャンバーからの熱の除去を含む、それが提供する2つの機能も調べました。さまざまなスパーク プラグの部品と機能が明らかになり、種類や悪い症状も明らかになりました。

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