点火プラグ

点火プラグについて

点火プラグ（てんかプラグ）は、予混合燃焼式内燃機関において、シリンダー内にある混合気を点火するための装置です。点火プラグには主に2種類があり、電気的に火花を放出して点火するスパークプラグと、電熱線や燃焼熱によって赤熱するグロープラグがあります。これらは、通常「プラグ」と省略されることもあります。

プラグの構造と役割

点火プラグは、エンジンに設けられたプラグホールに固定され、外部から電気を受けて内部で放電または発熱を行います。プラグホールはエンジンシリンダーの外と内を繋ぐ貫通穴で、プラグはこの穴を栓のように固定されることで、シリンダー内の燃焼熱や圧力を保つ役割を果たしています。

スパークプラグの働き

一般的に、レシプロエンジンでは各シリンダーに1本の点火プラグが使用されます。スパークプラグには高電圧が印加され、電極間で火花が発生し、これが圧縮された混合気に点火します。点火に必要な電圧は、イグニッションコイルやマグネトーによって供給され、通常10,000ボルトから30,000ボルトの範囲で設定されます。

スパークプラグの特性

火花の通路の温度は、60,000Kに達し、そこから燃焼反応が進行します。プラグの特性は、中心電極と接地電極間の隙間であるプラグギャップによっても異なります。このギャップが小さすぎると火花が大きくならず、逆に大きすぎると点火が難しくなるため、点火プラグの性能を最大化するためには適切な隙間を維持することが重要です。

日本では、NGKやデンソーといった企業が点火プラグの中心的な製造者です。かつては日立製作所もこの市場に参入していましたが、現在では撤退しています。海外でも、多くの企業がスパークプラグを製造しており、例えばアメリカのチャンピオンやドイツのボッシュなどが知られています。

点火プラグの歴史

点火プラグのコンセプトは1777年にイタリアの科学者ボルタによって提唱され、1807年にスイスのリヴァが内燃機関用として具体化しました。その後、1876年にフランスのルノアールが実用化したことが、点火プラグの発展につながりました。1902年にはボッシュの技術者がマグネトー型点火システムを開発し、今のスパークプラグの基礎が築かれました。

日本においては、1919年に日本碍子が設立され、点火プラグの国産化が進められました。その後、1930年にはNGKとして車向けの点火プラグを販売開始しました。1949年にはデンソーがトヨタ[[自動車]]の関連会社として点火プラグ事業に参入しました。

スパークプラグのメンテナンス

点火プラグは、適切なメンテナンスを行うことで長持ちし、エンジンの性能を最適に保つことができます。プラグの点検は一般的には目視が行われ、色合いや状態からエンジンの状態を判断します。特に焦茶色や灰白色が望ましく、黒色や白く焼けている状態は不具合の兆候です。

また、点火プラグの交換時期は車両の走行距離や使用状況に応じて異なるため、定期的な点検が重要です。近年は点火プラグの役割も電気自動車の普及に伴い変わりつつありますが、内燃機関の基本的な構造とパフォーマンスを考える上では、依然として重要な部品に位置づけられています。

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