A gyújtógyertya megtévesztően egyszerű eszköz, bár van néhány különböző, de alapvető feladata. Mindenekelőtt (szó szerint) mesterséges villámlást hoz létre a motor égésterében (a hengerfejben). Nagyon magasan továbbítja az elektromos energiát (feszültséget), hogy szikrát hozzon létre és "gyújtsa meg a tüzet" az égéstér szabályozott káoszában. Itt a gyújtógyertya feszültsége 20,000 és több mint 100,{3}} volt között lehet.
A gyújtógyertya termikus tulajdonságai
Bár szikrát hoz létre, hogy égést okozzon, a gyújtógyertya nem tartja fenn azt. Valóban segíti a hő átadását az égéstérből a hengerfej vízköpenyébe.
A gyújtógyertya azon képességét, hogy elvezeti a hőt az égéstérből, a gyújtógyertya "hőtartománya" határozza meg. A gyújtógyertya égő végének hőmérsékletét elég magasan kell tartani ahhoz, hogy megakadályozza a szennyeződést, de elég alacsonyan ahhoz, hogy megelőzze az előgyújtást. A gyújtógyertya-gyártók ezt "hőteljesítménynek" nevezik. A gyújtógyertya hőteljesítményének vagy hőtartományának semmi köze a gyújtórendszer által a gyújtógyertyán keresztül továbbított energiához. A gyújtógyertya hőtartománya az a terület, ahol a gyújtógyertya hője hat.
Hideg gyújtógyertyák és meleg gyújtógyertyák
A "hideg" gyújtógyertyák általában rövidebb hőáramlási úttal rendelkeznek. Ez nagyon gyors hőátadást eredményez. Ezenkívül a hideg gyújtógyertya rövid szigetelő orra kisebb felülettel rendelkezik, és nem teszi lehetővé, hogy jelentős mennyiségű hőt nyeljen el.
A "forró" gyújtógyertyának viszont hosszabb a szigetelő orra és hosszabb a hőátadási útja. Ez sokkal lassabb hőátadást eredményez a környező hengerfejnek (és így a vízköpenynek).
A gyújtógyertya hőtartományát gondosan meg kell választani az optimális hőteljesítmény elérése érdekében. Ha a hőtartomány nem megfelelő, komoly problémákba ütközhet. A megfelelő tűzvégi hőmérséklet általában (körülbelül) 900-1,450 fok. 900 fok alatt szén felhalmozódhat. Ezen túlmenően a túlmelegedés okoz problémát.
A gyújtógyertya feszültsége nő
Működését tekintve a gyújtógyertya a gyújtótekercs által generált nagyfeszültségre van kötve (vagy hagyományos elosztón, vagy elektronikán keresztül). Amikor áram folyik a tekercsből, feszültségkülönbség jön létre a központi elektróda és a gyújtógyertya testelektródája között.
A gyújtógyertya nem fog azonnal begyújtani a gyújtógyertya "rés" és a résen belüli levegő/üzemanyag keverék miatt (szigetelőként működik).
Amikor a feszültség körülbelül 20,{1}} voltra emelkedik, a gyújtógyertyán belüli rés "elszakad", és meggyullad. Miután a gyújtógyertyát eltávolították a hengerfejről, és megfelelően földelték a gyújtáshoz, határozott kattanó hangot kell hallania. Ha elég sötétek a körülmények, szikrákat láthat.
A hallható kattanások lényegében miniatűr mennydörgés, a megfigyelt szikrák pedig miniatűr villámok.
Az égéstérben a gyújtógyertya által generált intenzív hő egy kis tűzgolyót hoz létre a résen belül. Az égés tűzgömbje vagy "magja" kitágul, és a henger (legalábbis elméletben) teljes égés alatt áll.
A gyújtógyertya szerkezete:
Szerkezetileg a gyújtógyertyák nem olyan egyszerűek, mint gondolná. Valójában ezek precíziós eszközök.
Borda: A szigetelő bordák további védelmet nyújtanak a másodlagos feszültség vagy a szikraáttörés ellen, és javítják a gumi gyújtógyertya burkolat tapadását a gyertyatesten.
Szigetelő: A szigetelő test alumínium-oxid kerámiából van öntve. A gyújtógyertya ezen részének gyártásához nagynyomású szárazalakító rendszert használnak. A szigetelő kialakítása után a kemencében olyan hőmérsékletre égetik, amely meghaladja az acél olvadáspontját. Az eljárás során kiváló dielektromos szilárdságú, nagy hővezető képességű és kiváló ütésállóságú alkatrészeket állítanak elő.
A mutató a gyújtógyertya szigetelőjét mutatja. Mint fentebb említettük, alumínium-oxid kerámiából készül. A külső felület bordázott, hogy tapadást biztosítson a gyújtógyertya burkolatának, miközben a gyújtógyertya áttörés elleni védelemmel is rendelkezik.
Hatszögletű: A hatszögletű forma biztosítja a dugókulcs érintkezési pontját. A hatszögletű méret alapvetően egységes az iparban, és általában a gyújtógyertya menetméretéhez kapcsolódik.
Ház: Az acélház speciális hidegextrudálási eljárással precíz tűrések szerint készül. Egyes típusú gyújtógyertyák acélból készült tuskót használnak a házépítéshez.
Galvanizálás: A burkolat szinte mindig bevonattal van ellátva. Ez növeli a tartósságot, és védelmet nyújt a rozsda és a korrózió ellen. Az acélhéj speciális hidegextrudálási eljárással, pontos tűréshatárok szerint készül, vagy egyéb speciális esetekben tuskóacélból készül. A házon lévő megmunkált hatszög lehetővé teszi a dugó beszerelését vagy eltávolítását egy dugaszolókulcs segítségével.
Alátétek: Egyes gyújtógyertyák alátéttel rendelkeznek, míg más példák "tömítés nélküliek". A gyújtógyertyákon használt tömítések hajtogatott acél kialakításúak, amely sima felületet biztosít a tömítéshez. A tömítés nélküli gyújtógyertyák kúpos ülésházat használnak, amely szűk tűréssel zár a gyújtógyertyán belül.
Szálak: A gyújtógyertya meneteit általában hengereljük, nem vágják. Ez megfelel a SAE és a Nemzetközi Szabványügyi Intézet által meghatározott előírásoknak.
Föld elektródák: Sokféle földelőelektróda-forma és konfiguráció létezik, de leggyakrabban nikkelötvözött acélból készülnek. A földelő elektródáknak ellenállniuk kell a szikrakorróziónak és a kémiai korróziónak szélsőséges hőmérsékleten.
Központi elektróda: A középső elektródát speciális ötvözetből kell készíteni, amely ellenáll a szikrakorróziónak és a kémiai korróziónak. Ne feledje, hogy az égéstér hőmérséklete változni fog (néha nagyon is). A középső elektródának ezeken a paramétereken belül kell működnie.
Spark Park Electrode Gap: A földelő elektróda és a középső elektróda közötti területet résnek nevezzük. A középső elektródát speciális ötvözetből kell készíteni, amely ellenáll a szikrakorróziónak és a kémiai korróziónak.
Szigetelő orr: Különféle formájú és méretű szigetelő orr áll rendelkezésre, de alapvetően a szigetelő orrának képesnek kell lennie arra, hogy alacsony sebesség mellett le tudja üríteni a szén-, olaj- és üzemanyag-lerakódásokat. Magasabb motorfordulatszámon a szigetelő eleje jellemzően lehűl, ami csökkenti a hőmérsékletet és az elektródák korrózióját.
