|
|
점화플러그는 고압을 받는 연소실에 설치되어 있기 때문에 압력과 온도 변화는 물론 연료,오일 등에도 노출되어 있습니다. 그 결과 점화플러그의 색깔,전극상태,그리고 침적물 등을 살펴보면 엔진의 연소상태에 대한 정보를 알 수 있습니다.
점화플러그는 기본적으로 연료와 공기의 혼합기를 연소시키기 위해 점화를 하는 것이며 또한 연소실의 열을 일부나마 연소실 밖으로 배출 |
|
시키는 역할을 합니다.
이런 역할 때문에 전극의 양단 사이에서 전기적 불꽃을 일으키는 전기적 특성이 요구됨과 동시에 플러그 자체의 온도가 일정 범위(프리-이그니션이 일어나지 않게 충분히 낮아야 하고,카본파울링이 방지될 수 있도록 적당히 높은 온도)안에 유지될 수 있어야 하는 열적 특성도 요구됩니다. 이 열적 특성을 점화플러그의 열가(Heat Range)로 표현합니다. 즉 열가로서 점화플러그의 열적 특성을 구분 지을 수 있습니다.
점화플러그는 열을 생성하지는 않습니다. 연소실의 열을 받아서 외부로 방출하는 역할만 합니다. 점화플러그의 열가는 바로 이 열을 방출하는 능력을 말하는 것입니다. 점화플러그의 제원이나 재질 등 설계적 특성에 의해 열가가 달라집니다.
열가는 점화플러그의 방전전압과는 아무런 관계가 없습니다. 열가에 영향을 미치는 설계요소로는,중앙의 세라믹 절연부 중 연소실 내로 노출된 길이, 세라믹 절연부의 전열 특성, 절연체의 재질, 중심전극의 재질 등을 들 수 있습니다. 중앙 절연부의 노출 길이가 길면 고온의 연소가스에 노출되는 면적이 넓어 열의 방출이 서서히 일어납니다. 또한 혼합기가 점화되어 폭발할 때 온도가 빨리 상승합니다. 이 노출부분은 점화플러그에서 가장 온도가 높은 부분에 속합니다. 이 노출부분의 온도와 관련이 깊은 현상이 프리-이그니션(Pre-Ignition)과 파울링(Fouling)입니다.
노출부분은 엔진의 운전 중에 450°C to 850°C 사이의 온도를 유지해야 합니다. 450°C보다 온도가 낮으면, 그 주위에 카본이 침적되어 쌓임으로써 전기절연을 파괴하여, Spark가 발생되지 않는 파울링현상을 야기합니다. 점화플러그에 파울링이 생기면 연소가 일어나지 않는 실화가 발생합니다. 450°C를 경계로 하는 이유는, 이 온도 이상이 되면 카본이 스스로 연소되어 타 버리기 때문입니다. 그래서 이 온도를 점화플러그의 자기청정온도(Self Cleaning Temperature)라고 합니다. 또,850°C보다 온도가 높으면, 온도가 높은 열점(Hot Spot)를 중심으로 점화가 되어, 전기적 점화와는 관계없이 연소가 비정상적으로 진행되는 프리-이그니션 현상이 생길 수 있습니다. 이 현상이 심하면 엔진이 파손될 수도 있습니다.
따라서 점화플러그를 교환할 때에는 동일한 열가의 플러그로 교환해야 합니다. 열가에도 등급이 있습니다. 열가 1등급은 보통 70~100°C의 차이를 보입니다. 노출부분의 길이가 길어서 열의 방출이 서서히 일어나는 형식의 플러그는 노출부분의 온도가 높은 상태에 있게 되기 때문에 'Hot'플러그라고 하고,반대로 노출부분의 길이가 짧아 열이 빨리 방출되는 형식을 'Cold'플러그라고 합니다. 따라서 점화플러그의 과열이 염려되는, 높은 엔진회전수로 운전되는 경우가 많거나 고출력,고성능을 요구하는 엔진에서는 Cold플러그의 사용이 바람직합니다. |
