スパーク プラグは、車両が最適に機能するために不可欠な部品です。 エンジン内の混合気への点火を担当しており、コールドスタートや失火の防止などの要素に直接影響を与え、エンジンの性能に重大な影響を及ぼします。
その結果、スパークプラグを良好な作動状態に保つことの重要性は、車両の潜在能力と燃費の最大化に直接関係するため、どれだけ強調してもしすぎることはありません。
ここでは、点火プラグの背後にある仕組みを探り、劣化している可能性のある兆候を明らかにし、いつ交換すべきかについての貴重なガイダンスを提供します。
目次
スパークプラグ市場の概要
スパークプラグとは何ですか?また、どのように機能するのでしょうか?
すべてのスパークプラグは同じように作られていますか?
欠陥のある点火プラグはどうするか、いつ交換する必要がありますか
まとめ
スパークプラグ市場の概要
世界のスパークプラグ市場 4.9 年には 2022 億米ドルと評価され、5 年から 2023 年にかけて 2032% の年間平均成長率 (CAGR) で成長し、7.6 年までに 2032 億米ドルに達すると予測されています。
スパークプラグ市場の成長の主な要因には、天然ガス機器の使用の増加と世界中の乗用車の生産の増加が含まれます。 商用車および乗用車の需要が増加し続けるにつれて、スパークプラグの必要性も増加します。
地理的には、アジア太平洋地域が主要な地域スパークプラグ市場です。 電子商取引の拡大に後押しされて、この地域の物流、建設、鉱業全体で需要が高まり続けています。
スパークプラグとは何ですか?また、どのように機能するのでしょうか?
スパーク プラグには、エンジンのシリンダー内の混合気に点火するという XNUMX つの主な機能があります。 この点火により制御された爆発が発生し、車を推進するための動力が生成されます。
基本的に、スパーク プラグはシェル、絶縁体、電極で構成されており、これらが連携してエンジンの点火室内に火花を生成します。 これらのコンポーネントを詳しく見てみましょう。
- インシュレータ： この部品は中心電極、ターミナル、センターシャフトを包み込み、発生した電気が点火プラグから逃げるのを防ぎます。
- ターミナル： これは高圧コードに接続され、点火装置からの電気の経路を提供します。 一方、ターミナルナットは取り外し可能であるため、スパークプラグはほぼすべてのハイテンションコードと互換性があります。
- リング、パッキンワッシャー： 絶縁体とハウジングを固定して気密シールを形成します。
- センターシャフト（ステム）： この部品は中心電極を端子に接続します。 スチール製なので、高電圧電流に対応できます。
- ハウジング： 絶縁体を取り囲む外殻です。 ハウジングは絶縁体もサポートし、点火プラグがエンジン内にぴったりと収まるようにします。 接地電極はハウジングの底部にあり、電流がエンジンから中心電極に流れることを可能にします。
- ガラスシール： インシュレーターとセンターシャフトの間に挟み込み、気密性を保ちます。
- ガスケット： このコンポーネントは、ハウジングと燃焼室の周囲にしっかりとフィットします。
- 電極： スパークプラグの電極は、摩耗損傷を制限するために特殊なニッケルで作られています。 熱伝導率を高めるために中央部分にも銅が封入されています。
- 中心電極： これにより、火花の電圧が下がり、クエンチ効果が軽減され、着火性能が向上し、適切な火花を確保することができます。
- U字溝接地電極： 接地電極にはニッケルクロームを採用し着火性を向上させます。
- テーパーカット接地電極： この成分は焼き入れ効果を軽減し、スパークプラグの性能向上に役立ちます。
次に、点火プラグがどのように機能するかを見てみましょう。
- 点火プロセスの開始: 点火プラグは、エンジンのピストンが圧縮行程の頂点に達すると、中心電極と接地電極のギャップを横切って電気火花を生成します。 この火花は、車両の点火システムが供給する電力から生成されます。
- 放電： スパークプラグのギャップを横切る高電圧放電により、小さいながらも強力な電気エネルギーのバーストが発生します。 また、燃焼室内の混合気をイオン化し、混合気を導電路に変えます。
- 燃焼の開始: 導電性経路により、電気エネルギーが混合気中で増大し、混合気の温度が急速に上昇します。 この温度の上昇によって混合物に点火し、燃焼が始まります。
- 発電： 混合気は点火中に急速に膨張し、ピストンを押し下げる高圧波が発生します。 この下向きの動きにより、車両の車輪を駆動するのに十分な機械エネルギーが生成されます。
- 放熱： スパークプラグは、燃焼中に発生する高熱を素早く放散するように設計されています。 実際、セラミック絶縁体は中心電極の高電圧から金属シェルを保護し、漏電を防ぎ、火花のエネルギーを燃焼室に向けるのに役立ちます。
すべてのスパークプラグは同じように作られていますか?
簡単な答えはノーです。 スパークプラグは、デザイン、材質、仕様が異なります。 ただし、企業がさまざまなスパーク プラグを区別する簡単な方法が XNUMX つあります。それは、番号付けシステム、材料、電極構成です。
各カテゴリとその意味について詳しく説明します。
ナンバリングシステム
番号付けシステムは、スパーク プラグを区別する XNUMX つの方法です。 各プラグにはその仕様を表す固有のコードが付属しているため、企業は適切な同等品または代替品を見つけることができます。
コードは XNUMX つの部分に分かれています。 それぞれが表すものは次のとおりです。
- コードの最初の部分は、点火プラグのシェル、ねじ山、ピッチを表します。 多くのねじサイズが存在しますが、ほとんどはメーカーの用途に固有のものです。 また、ねじ山間の隙間を測定するピッチも意味します。 標準コードには次のようなものがあります。
| SHELL | ||
| Code | 番手 | ピッチ |
| A | 18mm x 1インチ | 1.50 mm |
| AB | 18mm×13/16インチ | 1.50 mm |
| B | 14mm×13/16インチ | 1.25 mm |
| BC | 14mm x 16/XNUMXインチ (XNUMXmm) | 1.25 mm |
| BK | 14mm x 16/XNUMXインチ (XNUMXmm) | 1.25 mm |
- コードの XNUMX 番目の部分は、点火プラグの構造を表します。 ただし、コードのこの部分は複数の点火プラグ属性を示すために複数の文字で構成することができます。 コードの一部を次に示します。
| 建てる | |
| Code | 意味 |
| L | コンパクトタイプ |
| M | コンパクトタイプ（バンタム） ¾”ヘックスサイズ |
| P | 突出絶縁体 |
| R | 抵抗 |
| U | 半表面放電補助ギャップ表面ギャップ誘導抵抗器 |
| Z | 誘導抵抗器 |
注: BLR5ES スパーク プラグ コードの「LR」は、プラグがコンパクトで抵抗タイプであることを示します。
- セグメントの 2 番目の部分は、スパーク プラグの熱範囲を示します。 メーカーは、12 (最も熱い) から 5 (最も冷たい) までグレード付けします。 したがって、BLR5ES コードの「XNUMX」は中程度の熱条件に適しています。
- 後続の文字は点火プラグの到達範囲を示します。 この到達距離は、ネジ付き金属シェルの端とプラグ先端の接地電極の間の測定値を意味します。
| REACH規則 | |
| Code | 値 (mm) |
| E | 19mm (¾”) |
| EH | 19 mm (¾ インチ) リーチ半ネジ (12.7 mm ネジ) |
| H | 12.7mm (XNUMX/XNUMXインチ) |
| L | 11.2mm（7 / 16”） |
| S | 9.5mm (XNUMX/XNUMXインチ) |
注: したがって、BLR5E の「E」は 19mm (¾") のリーチを示します。
- コードの次の部分は、プラグの点火端の構造を示します。 「点火端」または「先端」は、燃焼効率を高める中心電極の突出量を決定します。 点火チップには XNUMX つの分類があります。
- 凹部: 点火端はシェル内に配置されており、レーシング エンジンの保護と堅牢な耐振動性を提供します。
- 非投影: 発火端はほとんどがネジ付き砲弾の端と同じ高さになります。 比較的短い先端により、電極先端の強力な振動耐性と効果的な熱伝導が保証されます。
- 予測: 絶縁体と中心電極は、ネジ付きシェルを超えて、多くの場合 1.5 mm 突き出ています。 この露出により、燃焼室の中心近くに火花が発生します。
- 追加の予測: これらのプラグは、2.5mm から 10mm 以上の範囲の突出量を提供します。 メーカーは多くの場合、特定のマシン アプリケーション向けにカスタム バリアントを作成します。 間違ったアプリケーションを使用すると、エンジンが損傷する可能性があることに注意してください。
- 最後に、点火プラグによっては、コードの末尾に数字が付いている場合があります。 この数値は、スパークプラグに必要なギャップサイズを示します。
| GAP | |
| Code | 値 (mm) |
| 6 | 0.6mm（.024 "） |
| 7 | 0.7mm（.028 "） |
| 8 | 0.8mm（.032 "） |
| 9 | 0.9mm（.035 "） |
| 10 | 1.0mm（.040 "） |
| 11 | 1.1mm（.044 "） |
注: 上記のコードは、多くの例のうちのほんの一部です。
材料
メーカーの仕様に応じて、スパーク プラグの中心電極と接地電極は異なる材料で作られています。 使用される一般的な材料には、銅、プラチナ、イリジウム、ダブル プラチナなどがあります。
各材料は、スパークプラグの性能に影響を与える異なる特性を持っています。
1.銅: ニッケル合金コーティングと混合された銅は、優れた導電性を提供し、効率的な火花の生成に役立ちます。
メリット
- 古いモデル、できれば 1980 年以前のモデルに最適
- ターボチャージャー付きモーターで優れたパフォーマンスを提供
- 高圧縮用途で効果を発揮
デメリット
- 寿命が短いため頻繁に交換が必要
- 追加の電圧が必要です
価格
- 2 個あたり 10 ～ XNUMX ドルの費用がかかります
2.プラチナ： プラチナ スパーク プラグは、銅コアの代わりに先端に接合されたプラチナ ディスクから中心電極が作られている点を除いて、以前の銅製スパーク プラグと似ています。
メリット
- 銅プラグよりも耐久性が高い（寿命が長い）
- カーボンの蓄積を軽減する設計
- 一貫したパフォーマンスを提供します
デメリット
- 銅製スパークプラグより高価
価格
- 10個あたり約XNUMXドル
3. イリジウム： イリジウム点火プラグには小さな中心電極が付属しており、スパークを発生させるために必要な電圧は低くなります。 高性能エンジンを搭載した新しい車にはイリジウム点火プラグが搭載されていることが多いため、プラチナまたは銅製のプラグにグレードダウンすると性能が低下する可能性があります。
メリット
- 優れた硬度と耐摩耗性により耐久性が向上
- 長寿命
- 必要な電圧が少なくて済みます
- 完全燃焼を保証します
デメリット
- 他のスパークプラグ材料に比べて高価
価格
- 20 個あたり 100 ～ XNUMX 米ドル
4. ダブルプラチナ： ダブルプラチナスパークプラグは、先端にプラチナを使用した中心電極と接地電極を備えています。 これらは、点火システムの高い効率が要求される現代のエンジンでより一般的です。
メリット
- 無駄な火花点火に最適
- 耐久性の向上
- 信頼できるパフォーマンス
デメリット
- 銅プラグや単白金プラグよりも高価
価格
- 20個あたり約XNUMXドル。
電極構成
スパーク プラグにはさまざまな電極構成があり、その性能と効率に影響を与える可能性があります。 最も一般的なデザインは次のとおりです。
- 1. 単一電極: この基本構成では、点火プラグは単一の中心電極と単一の接地電極を備えています。 シンプルな設計で、中程度の性能が要求される標準エンジンに適しています。
- 2. 複数の接地電極: 一部のスパーク プラグは、中心電極を囲む複数の接地電極を備えています。 追加の接地電極により、スパークの安定性が向上し、点火の信頼性が向上します。
- 3. 細線電極： 細線スパークプラグには、プラチナやイリジウムなどの貴金属で作られた薄い中心電極が付いています。 中心電極の直径が小さくなったことで、より集中した火花が可能になり、効率的な燃焼が促進され、エンジン性能が向上します。
- 4. 沿面放電電極: この構成は平らな表面の接地電極を備えており、スパークがギャップを飛び越えるのではなく、表面に沿って放電することができます。
欠陥のある点火プラグはどうすればよいですか?いつ交換する必要がありますか?
時間の経過とともに、スパーク プラグの性能に影響を与えるさまざまな要因により、スパーク プラグの効率が低下します。 スパークプラグが効果を失う一般的な理由は次のとおりです。
- 摩耗と浸食: スパーク プラグの電極は、エンジンの混合気の点火を繰り返すと摩耗や浸食が発生します。 継続的な放電により熱が発生し、電極の表面が徐々に侵食されます。 このプロセスにより、電極ギャップが増加し、点火プラグが強力で安定したスパークを生成する能力が低下します。
- 汚れ: カーボン、オイル、その他の汚染物質などの燃焼プロセスからの堆積物が、点火プラグの電極や絶縁体に蓄積することがあります。 これらの堆積物は、電極ギャップを飛び越える火花の能力を妨げる層を形成し、点火プラグの効果を低下させます。
- 熱と熱応力: スパーク プラグは極限の環境で作動し、エンジンの燃焼中に激しい熱と熱応力にさらされます。 加熱と冷却のサイクルが繰り返されると、スパーク プラグのコンポーネントが膨張および収縮し、亀裂や損傷が発生し、さらに性能が低下する可能性があります。
- 電気抵抗： スパーク プラグの内部コンポーネントは、腐食や経年劣化により電気抵抗が発生する可能性があります。 抵抗が高くなると電流の流れが妨げられ、火花が弱くなり、失火やエンジン効率の低下につながる可能性があります。
- 絶縁体の内訳： 中心電極を囲む絶縁体は、過酷な動作条件により時間の経過とともに劣化する可能性があります。 絶縁体材料の亀裂や破損は、スパークプラグの適切な電圧絶縁を維持する能力を損ない、潜在的な失火につながる可能性があります。
- ギャップの拡大: スパークプラグが磨耗や浸食を受けると、電極ギャップが増加し、より長い距離をジャンプするにはより高い電圧が必要になります。 この電圧需要の増加により点火システムに負担がかかり、点火システムの故障につながる可能性があります。
結論
スパーク プラグは車両のエンジンの健全性にとって非常に重要であり、いくつかの変数が交換の必要性を左右します。 スパーク プラグの問題は、最初は重要ではないように見えますが、欠陥のあるプラグを使用すると、さまざまなより深刻な合併症が発生する可能性があります。
ありがたいことに、ほとんどの点火プラグは一定の期間または走行距離にわたって使用できるため、頻繁に交換する必要が少なくなります。 ただし、この記事に記載されている問題が発生した場合は、できるだけ早く交換することをお勧めします。
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