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2006年3月14日 (火)

1-1-2 プラグと熱価

Plug_1
低熱価と高熱価

「熱価が高い(低い)」という言葉は、チューニングエンジンを搭載した車両を運転している方ならば一度は聞いたことがある言葉のはずです。
この熱価は、プラグがおかれる環境の中で混合気温度や電極温度などに関係してプラグの性能を決める大切なものです。

では熱価がどうして重要視されるのでしょうか。
プラグには、二つの重要な限界温度があります。

ひとつは下限。
プラグは、電極付近の温度が低い場合(約500℃以下)燃焼しきれない燃料がカーボンとなって碍子や電極に付着します。このカーボンが多く堆積すると電気のリークが起こり、正しい経路での飛火が行われなくなります。しかし、電極付近の温度が500℃を超えるとカーボンそのものが熱で焼ききれ、電極はきれいな状態に戻ります。これをプラグの自浄作用(自己清浄作用)といいます。プラグの電極付近は、この「自己清浄温度」を超える温度が保たれていることが必要なのです。
もう一方は上限
上限は950℃で、「プレイグニッション温度」といわれます。熱価が低すぎる場合など、電極付近の温度が下がりきらないままに次の点火行程が行われ続け、950℃付近を越えるようになると、高圧縮の混合気の中で飛火を待たずに電極から自然着火してしまうことがあります。これが「プレイグニッション」です。当然正しい点火タイミングで点火が行われない(往々にして点火が進む方向になる)ので、エンジンにとっては大変危険です。プラグ自身にとってのダメージも大きく、電極の溶解や碍子の破損も招きます。

このことを踏まえたうえで・・・

熱価が低いプラグ(NGKなどでは6番、7番ぐらい DENSOでは20番、22番ぐらい)
熱価が低いプラグは、中心電極とハウジングを絶縁し、かつ電極を適切な位置に保持するための「碍子(ガイシ)」が長く、またハウジングとの間に設けられる「ガスポケット」の容量が多く保たれています。これは、放熱効果を持つハウジングなどから電極部分を可能な限り独立させ、温度が上がりやすいように調整するためです。
電極温度を上がりやすくすることで早期に自己洗浄作用を達成し、いち早く基準性能に達することができます。
「プラグと環境」の項でも述べた、「電極温度が高いと点火しやすい」のを実現するためです。

熱価が高いプラグ(NGKなどでは8番以上、DENSOでは24番以上)
一方熱価が高いプラグは、チューニングエンジンなど燃焼温度が高く、熱価が低いプラグでは温度が上がりすぎるのを防ぐために碍子部分を短く、かつガスポケットを小さく調整し、電極温度が上がり過ぎないように調整されたプラグです。
電極の熱拡散が盛んに行われ、プレイグニッション温度に到達しにくくなっているわけです。
当然低回転時や始動時などは点火がしにくくなります。チューニングエンジンを搭載した車両に乗っている方がよくおこす「カブり」も、こういった原因から起こりやすくなります。
チューニングエンジンを搭載した車両でも、できれば「普段は回さず低熱価プラグ」「今日はサーキットだから高熱価」と使い分けたいものです。

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