スパークプラグ-何のためのもので、どのように機能するか

スパークプラグ

点火プラグなしでガソリン内燃機関を始動することはできません。 私たちのレビューでは、この部品のデバイス、それがどのように機能するか、および新しい交換キットを選択するときに考慮する必要があることを考慮します。

点火プラグとは

キャンドルは自動点火システムの小さな要素です。 モーターシリンダーの上に取り付けます。 一方の端はエンジン自体にねじ込まれ、もう一方の端には高電圧ワイヤーが取り付けられています（または多くのエンジンの改造では別個の点火コイル）。

これらの部品はピストン群の動きに直接関与していますが、これがエンジンの最も重要な要素であるとは言えません。 エンジンは、ガスポンプ、キャブレター、点火コイルなどの他のコンポーネントなしでは始動できません。 むしろ、スパークプラグは、パワーユニットの安定した動作に貢献するメカニズムのもう一つのリンクです。

車のキャンドルは何のためですか？

それらは、エンジンの燃焼室でガソリンに点火する火花を提供します。 ちょっとした歴史。

最初の内燃機関には、直火グローチューブが装備されていました。 1902年、ロバートボッシュはカールベンツに自分のデザインをモーターに取り付けるように依頼しました。 部品はほぼ同じデザインで、現代の部品と同じ原理で動作しました。 歴史を通じて、それらは導体と誘電体の材料に小さな変更を加えてきました。

スパークプラグデバイス

一見、スパークプラグ（SZ）はシンプルなデザインのようですが、実際にはそのデザインははるかに複雑です。 エンジン点火システムのこの要素は、次の要素で構成されています。

• コンタクトチップ（1）。 イグニッションコイルまたは個人からの高圧線が取り付けられているSZの上部。 ほとんどの場合、この要素は、ラッチの原理に従って固定するために、端が厚くなっています。 先端に糸のついたキャンドルがあります。
• 外部リブ付き絶縁体（2、4）。 絶縁体のリブは電流バリアを形成し、ロッドから部品の表面への破壊を防ぎます。 酸化アルミニウムセラミック製です。 このユニットは、最大2度の温度変化（ガソリンの燃焼中に形成される）に耐え、同時に誘電特性を維持する必要があります。
• ケース（5、13）。 これはレンチで固定するためのリブが作られている金属部分です。 本体下部に糸を切り、キャンドルをモーターの点火プラグ穴にねじ込みます。 本体材質は高合金鋼で、酸化防止のため表面にクロムメッキを施しています。
• コンタクトバー（3）。 放電が流れる中心的な要素。 スチール製です。
• 抵抗（6）。 最新のSZのほとんどには、ガラスシーラントが装備されています。 通電時に発生する電波障害を抑えます。 それはまた接触棒および電極のためのシールとして役立ちます。
• シーリングワッシャー（7）。 この部分は、円錐または通常のワッシャーの形にすることができます。 前者の場合、これはXNUMXつの要素で、後者の場合、追加のガスケットが使用されます。
• 放熱ワッシャー（8）。 SZの高速冷却を提供し、加熱範囲を拡大します。 電極上に形成される炭素堆積物の量とキャンドル自体の耐久性は、この要素に依存します。
• 中央電極（9）。 この部分は元々鋼でできていました。 今日では、熱放散コンパウンドでコーティングされた導電性コアを備えたバイメタル材料が使用されています。
• 絶縁体サーマルコーン（10）。 中央電極の冷却に役立ちます。 この円錐の高さは、ろうそくのグロー値に影響します（冷たいまたは暖かい）。
• ワーキングチャンバー（11）。 本体と絶縁体コーンの間のスペース。 それはガソリンに点火するプロセスを容易にします。 「トーチ」キャンドルでは、このチャンバーは拡張されています。
• サイド電極（12）。 それとコアの間で放電が発生します。 このプロセスは、アースアーク放電に似ています。 いくつかの側面電極を持つSZがあります。

写真にはhの値も示されています。 これが火花ギャップです。 スパークは電極間の最小距離でより簡単に発生します。 ただし、点火プラグは空気と燃料の混合気に点火する必要があります。 そして、これには「太い」火花（少なくともXNUMXミリメートルの長さ）が必要であり、したがって、電極間のギャップが大きくなります。

クリアランスの詳細については、次のビデオで説明されています。

イリジウムキャンドル-それは価値があるかどうか？

バッテリー寿命を節約するために、一部のメーカーはSZを作成するために革新的なテクノロジーを使用しています。 それは、中心電極を薄くすることで構成されます（増加したスパークギャップを克服するために必要なエネルギーが少なくなります）が、同時にそれは燃え尽きません。 これには、不活性金属（金、銀、イリジウム、パラジウム、プラチナなど）の合金が使用されます。 そのようなキャンドルの例が写真に示されています。

車内でのスパークプラグのしくみ

エンジンが始動すると、イグニッションコイルから高電圧電流が供給されます（すべてのキャンドルにXNUMXつ、XNUMXつのキャンドルにXNUMXつ、またはSZごとに個別になります）。 このとき、プラグの電極間に火花が発生し、シリンダー内の混合気に点火します。

彼らはどのような負荷を経験していますか

エンジンの運転中、各スパークプラグは異なる負荷を受けるため、それらはそのような負荷に長期間耐えることができる材料で作られています。

熱負荷

スパークプラグの作動部分（両方の電極）は、シリンダーの内側にあります。 吸気バルブ（またはエンジンの設計によってはバルブ）が開くと、混合気の新しい部分がシリンダーに入ります。 冬には、その温度は負またはゼロに近くなる可能性があります。

ウォームアップされたエンジンでは、HTSが点火されると、シリンダー内の温度が2〜3千度まで急激に上昇する可能性があります。 このような急激で重大な温度変化により、プラグの電極が変形する可能性があり、これは時間の経過とともに電極間のギャップに影響を及ぼします。 また、金属部と磁器碍子は熱膨張係数が異なります。 このような突然の変化は、絶縁体を破壊する可能性もあります。

機械的負荷

エンジンの種類によっては、燃料と空気の混合物に点火すると、シリンダー内の圧力が真空状態（大気圧に対して負圧）から大気圧を50 kg / cmXNUMX超えるまで急激に変化する可能性があります。 以上。 また、モーターが回転していると振動が発生し、スパークプラグの状態にも悪影響を及ぼします。

化学的負荷

ほとんどの化学反応は高温で可能です。 炭素燃料の燃焼中に発生するプロセスについても同じことが言えます。 同時に、大量の化学的に活性な物質が放出されます（これのおかげで、触媒コンバーターが機能します-それはこれらの物質と化学反応に入り、それらを中和します）。 時間が経つにつれて、それらはろうそくの金属部分に作用し、その上にさまざまな種類の炭素堆積物を形成します。

電気負荷

火花が発生すると、中心電極に高電圧電流が流れます。 基本的に、この数値は20万から25万XNUMXボルトです。 一部のパワーユニットでは、点火コイルがこのパラメータを超えるパルスを生成します。 放電は最大XNUMXミリ秒続きますが、これは、このような高電圧が絶縁体の状態に影響を与えるのに十分です。

通常の燃焼プロセスからの逸脱

空気/燃料混合物の燃焼プロセスが変化すると、スパークプラグの寿命が短くなる可能性があります。 このプロセスは、さまざまな要因の影響を受けます。たとえば、燃料の質が悪い、点火が早いまたは遅いなどです。 新しいスパークプラグの寿命を縮めるこれらの要因のいくつかを次に示します。

失火

この効果は、希薄な混合気が供給された場合（燃料自体よりもはるかに多くの空気がある場合）、不十分な現在の電力が生成された場合に発生します（これはイグニッションコイルの誤動作または高電圧ワイヤの絶縁不良が原因で発生します） - それらが突破する場合) または火花ギャップが発生した場合。 モーターが故障すると、電極や絶縁体に堆積物が形成されます。

グロー点火

グロー点火には、時期尚早と遅延のXNUMX種類があります。 最初のケースでは、ピストンが上死点に達する前にスパークがトリガーされます（点火時期が長くなります）。 この時点で、モーターが大幅に加熱され、SPLがさらに大幅に増加します。

この効果は、混合気がシリンダーに入るときに任意に発火する可能性があるという事実につながります（シリンダー-ピストングループの高温部分のために発火します）。 グロー点火が発生すると、バルブ、ピストン、シリンダーヘッドガスケット、ピストンリングが損傷する可能性があります。 プラグの損傷については、この場合、絶縁体または電極が溶ける可能性があります。

爆発

これは、シリンダー内の高温と燃料のオクタン価の低さによっても発生するプロセスです。 爆発するとき、まだ圧縮されていないVTSは、吸気ピストンから最も遠いシリンダーの部分の赤熱した部分から発火し始めます。 このプロセスには、混合気の急激な燃焼が伴います。 放出されたエネルギーは、ブロックヘッドからではなく、音速を超える速度でピストンからヘッドに伝播します。

爆発の結果、シリンダーの一部が過熱し、ピストン、バルブ、キャンドル自体が過熱します。 さらに、ろうそくの圧力が上昇しています。 このプロセスの結果として、SZ絶縁体が破裂したり、その一部が破損したりする可能性があります。 電極自体が燃え尽きたり溶けたりすることがあります。

エンジンのノッキングは、特徴的な金属ノッキングによって決まります。 また、エキゾーストパイプから黒煙が出たり、エンジンの燃料消費量が多くなり、出力が著しく低下する場合があります。 この破壊的な影響をタイムリーに検出するために、ノックセンサーが最新のエンジンに取り付けられています。

ディーゼル

この問題はスパークプラグの誤動作とは関係ありませんが、それでもスパークプラグに影響を及ぼし、多くのストレスにさらされます。 ランオンは、エンジンが停止したときのガソリンの自己発火です。 この効果は、混合気がエンジンの高温部分と接触するために発生します。

この効果は、イグニッションがオフになったときに燃料システムが停止しないパワーユニット（キャブレターICE）でのみ発生します。 ドライバーがエンジンを停止すると、ピストンは慣性によって混合気を吸い込み続け、機械式燃料ポンプはキャブレターへのガスの供給を停止しません。

ランオンは非常に低いエンジン速度で形成され、非常に不安定なエンジン動作を伴います。 この効果は、シリンダー-ピストングループの部品が十分に冷却されていない場合に停止します。 場合によっては、これには数秒かかります。

ろうそくの炭素堆積物

ろうそくの炭素堆積物の種類は非常に異なる場合があります。 それによると、条件付きでエンジンのいくつかの問題を特定することができます。 燃焼混合物の温度が200度を超えると、電極の表面にハードカーボンの堆積物が現れます。

ろうそくに大きな炭素堆積物がある場合、ほとんどの場合、それはSZの性能を妨害します。 この問題は、スパークプラグを掃除することで解決できます。 しかし、洗浄しても不自然な炭素堆積の原因がなくなるわけではないので、とにかくこれらの原因に対処する必要があります。 現代のキャンドルはセルフクリーニングするように設計されています。

キャンドルリソース

スパークプラグの寿命はXNUMXつの要因に依存しません。 SZの交換期間は、次の影響を受けます。

• 電極が作られる材料;
• 操作条件;
• モーターの特徴;
• モーター時間数。

私たちが古典的なニッケルキャンドルをとる場合、それらは通常15キロメートルまで走ります。 車がメガロポリスで運転されている場合、車は運転していませんが、渋滞や渋滞中はエンジンが作動し続けるため、この数値は低くなります。 多電極類似体は約000倍長持ちします。

これらの製品のメーカーが示すように、イリジウムまたはプラチナ電極を備えたキャンドルを取り付ける場合、最大90万キロメートル移動する可能性があります。 もちろん、モーターの技術的状態もそれらの性能に影響を与えます。 ほとんどの自動車サービスでは、30万キロメートルごとにスパークプラグを交換することを推奨しています（毎秒の定期メンテナンスの一環として）。

点火プラグの種類

すべてのSZが異なる主なパラメーター：

1. 電極の数;
2. 中心電極材料;
3. グロー数;
4. ケースサイズ。

まず、ろうそくは単一電極（「接地」するXNUMXつの電極を持つクラシック）と多電極（XNUMXつ、XNUMXつ、またはXNUMXつの側面要素がある場合があります）にすることができます。 XNUMX番目のオプションは、これらの要素のXNUMXつとコアの間にスパークが安定して現れるため、リソースが大きくなります。 この場合、火花はすべての要素に分散されるため、薄くなると考えて、このような変更を加えることを恐れる人もいます。 実際、電流は常に最小の抵抗の経路をたどります。 したがって、アークはXNUMXつで、その厚さは電極の数に依存しません。 むしろ、いくつかの要素が存在すると、接点のXNUMXつが焼損したときのスパークの信頼性が高まります。

第二に、すでに述べたように、中心電極の厚さは火花の品質に影響を与えます。 ただし、薄い金属は加熱するとすぐに燃え尽きます。 この問題を解消するために、メーカーはプラチナまたはイリジウムのコアを備えた新しいタイプのプラグを開発しました。 厚みは約0,5ミリ。 そのようなろうそくの火花は非常に強力なので、炭素の堆積物は実際には形成されません。

第400に、スパークプラグは、電極の特定の加熱によってのみ適切に機能します（最適な温度範囲は900〜XNUMX度です）。 寒すぎると、表面に炭素の堆積物が形成されます。 温度が高すぎると、絶縁体に亀裂が生じ、最悪の場合、グロー点火（燃料混合物が電極の温度によって点火された後、火花が発生する）が発生します。 前者と後者の両方で、これはモーター全体に悪影響を及ぼします。

グロー値が高いほど、SZの発熱は少なくなります。 このような変更は「コールド」キャンドルと呼ばれ、インジケーターは「ホット」です。 通常のモーターには、平均表示付きのモデルが搭載されています。 多くの場合、産業用機器は減速して動作するため、急速に冷却されない「ホット」プラグが装備されています。 スポーツカーのエンジンは高回転で作動することが多いため、電極が過熱するおそれがあります。 この場合、「コールド」モディフィケーションがインストールされます。

第16に、すべてのSZは、キーの面のサイズ（19、22、24、XNUMXミリメートル）と、ねじの長さと直径が異なります。 特定のエンジンに適したスパークプラグのサイズは、オーナーズマニュアルに記載されています。

この部分の主なパラメーターについては、ビデオで説明しています。

スパークプラグについて知っておくべきこと

マーキングと耐用年数

各部品にはセラミック絶縁体のラベルが付けられており、特定のモーターに適合するかどうかを判断します。 オプションの例を次に示します。

A-U 17 D V R M 10

マーキングの位置	文字値	説明
1	ねじの種類	A-ねじМ14х1,25М-ねじМ18М1,5Т-ねじМ10х1
2	サポート面	K-円錐ワッシャー--ガスケット付き平ワッシャー
3	デザイン	М-小さなキャンドルУ-六角形
4	熱数	2-「最も暑い」31-「最も寒い」
5	ねじ長さ（mm）	N-11 D-19--12
6	ヒートコーン機能	B-本体から突き出ている--本体に埋め込まれている
7	ガラスシーラントの入手可能性	P-抵抗あり--抵抗なし
8	コア材	M-銅--鋼
9	アップグレードのシリアル番号

各メーカーは、スパークプラグを交換するための独自のタイミングを設定します。 たとえば、走行距離が30 km以下の場合は、標準の単一電極スパークプラグを交換する必要があります。 この係数は、エンジン時間の指標にも依存します（計算方法は例を使用して説明されています 車のオイル交換）。 より高価なもの（プラチナとイリジウム）は、少なくとも90kmごとに交換する必要があります。

SZの耐用年数は、材料の特性や動作条件によって異なります。 たとえば、電極上の炭素堆積物は、燃料システムの異常（過剰な混合気の供給）を示し、白いブルームは、スパークプラグのグロー数または初期点火の不一致を示します。

スパークプラグをチェックする必要があるのは、次の場合です。

• アクセルペダルを強く踏むと、モーターが著しく遅れて反応します。
• エンジンの始動が難しい（たとえば、このためにはスターターを長時間回す必要がある）。
• 運動能力の低下;
• 燃料消費量の大幅な増加;
• ダッシュボードのチェックエンジンを点灯します。
• 寒い中でのエンジンの複雑な始動;
• アイドリングが不安定（モーター「トロイ」）。

これらの要因がろうそくの誤動作を示すだけではないことに注意する価値があります。 交換を進める前に、その状態を確認する必要があります。 写真は、エンジンのどのユニットに注意が必要かを示しています。

キャンドルが正しく機能していることを確認する方法

パワーユニットの誤動作の場合、まず、計画的な交換の対象となる要素に注意を払う必要があります。 スパークプラグが正しく機能しているかどうかをテストする方法はいくつかあります。

交流電源オフ

多くの運転手は、すでに稼働しているエンジンのスパークプラグからワイヤーを順番に取り外します。 これらの要素の通常の動作中に、高電圧ワイヤーを切断すると、モーターの動作にすぐに影響します-モーターはけいれんし始めます（XNUMXつのシリンダーが動作を停止したため）。 ワイヤーのXNUMXつを取り外しても電源ユニットの動作に影響がなかった場合、このキャンドルは機能しません。 この方法を使用すると、イグニッションコイルが損傷する可能性があります（長期間の操作では、常に放電する必要があり、スパークプラグから取り外すと放電が発生しないため、個々のコイルに穴を開けることができます）。

スパークテスト

これは、特に個別の場合（ローソク足のデザインに含まれている場合）、イグニッションコイルにとって害の少ない方法です。 このようなテストの本質は、エンジンが作動していないときにプラグを緩めることです。 その上に高圧線が張られています。 次に、ろうそくを糸でバルブカバーに立てかける必要があります。

エンジンを始動させようとしています。 スパークプラグに損傷がない場合、電極間に明確なスパークが現れます。 重要でない場合は、高圧線を交換する必要があります（絶縁不良による漏れの可能性があります）。

テスターチェック

この手順を完了するには、ピエゾスパークプローブまたはテスターが必要です。 自動車部品店で購入できます。 同時に、エンジンが停止します。 高圧線のろうそくの代わりに、テスターのフレキシブルコネクタの先端がろうそくに取り付けられています。 バネ仕掛けのプローブがバルブカバー本体（モーターの重さ）にしっかりと押し付けられています。

次に、テスターボタンを数回押します。 この場合、インジケーターライトが点灯し、キャンドルにスパーククラックルが表示されます。 ライトが点灯しない場合、キャンドルは機能していません。

時間内にキャンドルを交換しないとどうなりますか？

もちろん、運転手がスパークプラグの状態に注意を払わなければ、車は重大な損傷を受けることはありません。 結果は後で表示されます。 この状況の最も一般的な結果は、エンジンの始動を拒否することです。 その理由は、点火システム自体が正常に機能し、バッテリーが完全に充電され、スパークプラグが十分に強力な火花を出さないか（たとえば、大きな炭素堆積物のため）、まったく火花を発生させないためです。

これを防ぐには、ろうそくの問題を示す間接的な兆候に注意する必要があります。

1. モーターはXNUMX倍になり始めました（アイドル時または運転中のけいれん）。
2. エンジンの始動が悪くなり、ろうそくは絶えず浸水しました。
3. 燃料消費量が増加しました。
4. 燃料の燃焼が不十分なため、排気煙が濃くなります。
5. 車はあまりダイナミックになりませんでした。

ドライバーがこれらすべての兆候の存在下で驚くほど落ち着いていて、同じモードで車を運転し続けると、エンジンの故障まで、より深刻な結果がすぐに現れます。

最も不快な結果のXNUMXつは、シリンダー内で頻繁に爆発することです（混合気がスムーズに燃焼しないが、急激に爆発する場合）。エンジンの運転中に顕著な金属音を無視すると、排気口から黒煙が発生します。エンジンの故障を示すパイプ。

スパークプラグの誤動作

スパークプラグの誤動作は、XNUMXつまたは複数のシリンダーの点火が完全にまたは部分的に欠如していることによって示されます。 この効果を何かと混同することはできません。XNUMXつまたはXNUMXつのキャンドルが同時に機能しない場合、エンジンは始動しないか、非常に不安定に機能します（「くしゃみ」とけいれんを起こします）。

スパークプラグにはメカニズムや多数の要素が含まれていないため、主な誤動作は、絶縁体の亀裂や欠け、または電極の変形（プラグ間のギャップが溶けているか変化している）です。 ろうそくに炭素が堆積すると、ろうそくは不安定になります。

冬のキャンドルのお手入れ方法は？

多くの専門家は、古いキャンドルがまだ正常に機能している場合でも、冬に新しいキャンドルを設置することを推奨しています。 その理由は、一晩中寒さの中で立っていたエンジンを始動するとき、弱い火花の温度は冷たい燃料に点火するのに十分ではないからです。 したがって、ろうそくは一貫して脂っこい火花を形成する必要があります。 冬の終わりには、古いSZをインストールすることが可能になります。

さらに、冬の機械の操作中に、キャンドルに炭素堆積物が形成される可能性があります。これは、他のXNUMXシーズンの他のキャンドルの操作中よりも多くなります。 これは、寒い時期の短い旅行中に発生します。 このモードでは、エンジンが適切にウォームアップしないため、キャンドルは自分でカーボン堆積物を取り除くことができません。 このプロセスをアクティブにするには、最初にモーターを動作温度にしてから、より高速で駆動する必要があります。

スパークプラグの選び方

場合によっては、この質問に対する答えは、ドライバーの財政能力に依存します。 そのため、点火システムと燃料供給システムが正しく構成されている場合、標準プラグは、メーカーがそのように要求しているためにのみ変更されます。

最良のオプションは、エンジン製造元が推奨するプラグを購入することです。 このパラメータが指定されていない場合、この場合、キャンドルのサイズとグロー数のパラメータによってガイドされます。

一部の運転手は一度にXNUMXセットのろうそく（冬と夏）を在庫しています。 短距離および低回転での運転には、「ホット」モディフィケーションのインストールが必要です（多くの場合、このような条件は冬に発生します）。 逆に、高速で長距離トリップを行うには、より低温のアナログを取り付ける必要があります。

SZを選択する際の重要な要素はメーカーです。 一流のブランドは、名前だけではなくお金を稼ぎます（一部のドライバーは誤って信じています）。 Bosch、Champion、NGKなどのメーカーのキャンドルは、リソースが増え、不活性金属合金を使用しており、酸化から保護されています。

燃料供給と点火システムのタイムリーなメンテナンスにより、スパークプラグの寿命が大幅に延び、内燃機関の安定性が確保されます。

スパークプラグがどのように機能するか、およびどの変更が優れているかについて詳しくは、ビデオを参照してください。

関連動画

新しいスパークプラグを選択する際のよくある間違いに関する短いビデオを次に示します。

スパークプラグを選択する際の5つの間違い

質問と回答：

車のキャンドルは何のためにありますか？ これは、空気/燃料混合物の点火を担当する点火システムの要素です。 スパークプラグは、ガソリンまたはガスで作動するエンジンで使用されます。

キャンドルは車のどこに挿入されていますか？ シリンダーヘッドにあるスパークプラグにねじ込まれています。 その結果、その電極はシリンダーの燃焼室にあります。

スパークプラグを交換する時期をどのようにして知ることができますか？ モーターの始動が難しい; パワーユニットの電力が低下しました。 燃料消費量の増加; ガスを鋭く押す「物思い」。 エンジンをトリップします。