점화 플러그는 기본적으로 연료와 공기의 혼합기가 연소할 수 있도록 점화시키는 기능을 수행하므로 항상 연소실 내부의 뜨거운 연소가스와 접촉하게 되어 있습니다. 따라서, 점화플러그가 받게 되는 열을 외부로 방출하는 적절한 수단을 가지지 못하면, 점화플러그의 온도가 비정상적으로 높아져서 연소실 내의 열점(Hot Spot)가 되고, 이 때문에 프리이그니션(Pre-Ignition)이나 노킹(Knocking)과 같은 비정상적인 연소현상을 동반할 수 있습니다. 그러므로, 점화플러그에는 자체의 온도가 일정 온도 범위 안에 유지될 수 있는 열적 특성도 요구됩니다. 여기서 말하는 일정 온도범위라는 것은 플러그의 온도가 프리이그니션이 일어나지 않게 충분히 낮아야(850℃이하)하며, 또한 카본의 퇴적으로 인해 점화플러그의 전기 절연성이 파괴되지 않도록, 생성된 카본을 자체적으로 연소시키기에 충분한 온도(450℃이상)를 가져야 한다는 것을 말합니다. 이런 이유로 점화플러그가 사용되는 온도는 450 ~ 850℃의 범위에 있습니다. 참고로 점화플러그에 퇴적되어 있는 카본을 연소시킬 수 있는 400 ~ 450℃의 온도를 자기청정온도(Self-Cleaning Temperature)라고 합니다. 이런 점화플러그의 열적 특성을 점화플러그의 열가(Heat Range)라고 합니다.
점화플러그의 열가는 점화플러그의 방전전압과는 아무런 관계가 없습니다. 열가에 영향을 미치는 설계요소로는, 중앙의 세라믹 절연부 중 연소실 내부로 노출된 길이, 세라믹 절연부의 전열 특성, 절연체의 재질, 중심전극의 재질 등을 들 수 있습니다. 열가는 점화플러그의 제작사에서 각기 자체적으로 구분하는 숫자에 의해서 등급으로 분류되어 있습니다. 따라서, 동일한 사용온도를 가지는 점화플러그라고 할지라도 점화플러그 제작사에 따라 매겨져 있는 열가는 다를 수 있으므로, 점화플러그의 교환시에 주의해야 합니다. 열가의 1등급은 보통 70 ~ 100℃의 차이를 보입니다.
연소실 내부로 노출되어 있는 부분의 길이가 길어서 열의 방출이 서서히 일어나는 형식의 플러그는 노출부분의 온도가 높은 상태에 있기 때문에 열형(Hot Type)플러그라고 하고, 반대로 노출부분의 길이가 짧아 열이 빨리 방출되는 형식을 냉형(Cold Type)플러그라고 합니다. 한편, 열형플러그는 열가로는 낮은 값을 가지므로 低熱價 플러그라고 하고, 냉형플러그는 高熱價 플러그라고 합니다. 따라서, 높은 엔진회전수로 운전되는 경우가 많거나, 고출력, 고성능이 요구되는 엔진에서는 점화플러그의 과열을 방지하기 위해서 Cold Type 플러그의사용이 바람직합니다.
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[ 低熱價플러그 ] |
[ 高熱價플러그 ] |
