Hvordan tennplugger fungerer

En tennplugg er en elektrisk enhet som passer inn i sylinderhodet på enkelte forbrenningsmotorer og tenner komprimert aerosolbensin ved hjelp av en elektrisk gnist. Tennplugger har en isolert senterelektrode som er forbundet med en sterkt isolert ledning til en tennspole eller magnetokrets på utsiden, og danner, med en jordet terminal på bunnen av pluggen, et gnistgap inne i sylinderen. Forbrenningsmotorer kan deles inn i gnisttenningsmotorer, som krever tennplugger for å starte forbrenningen, og kompresjonstenningsmotorer (dieselmotorer), som komprimerer luften og deretter sprøyter diesel inn i den oppvarmede trykkluftblandingen der den selvantenner. Motorer med kompresjonstenning kan bruke glødeplugger for å forbedre kaldstartegenskapene.

Tennpluggen har to hovedfunksjoner:

For å antenne luft/drivstoffblandingen. Elektrisk energi overføres gjennom tennpluggen, og hopper over gapet i pluggenes avfyringsende hvis spenningen som tilføres pluggen er høy nok. Denne elektriske gnisten tenner bensin/luftblandingen i forbrenningskammeret. For å fjerne varme fra brennkammeret. Tennplugger kan ikke skape varme, de kan bare fjerne varme. Temperaturen på enden av pluggens avfyringsende må holdes lav nok til å forhindre forhåndsantenning, men høy nok til å forhindre begroing. Tennpluggen fungerer som en varmeveksler ved å trekke uønsket termisk energi fra forbrenningskammeret og overføre varme til motorens kjølesystem. Varmeområdet til en tennplugg er definert som dens evne til å spre varme fra spissen.

Operasjon:

Støpselet er koblet til høyspenningen som genereres av en tennspole eller magneto. Når elektronene strømmer fra spolen, utvikles det en spenningsforskjell mellom senterelektroden og sideelektroden. Ingen strøm kan flyte fordi drivstoffet og luften i gapet er en isolator, men etter hvert som spenningen stiger ytterligere, begynner den å endre strukturen til gassene mellom elektrodene. Når spenningen overstiger den dielektriske styrken til gassene, blir gassene ionisert. Den ioniserte gassen blir en leder og lar elektroner strømme over gapet. Tennplugger krever vanligvis spenning på over 20 000 volt for å "tenne" riktig.

Når strømmen av elektroner stiger over gapet, hever den temperaturen på gnistkanalen til 60 000 K. Den intense varmen i gnistkanalen får den ioniserte gassen til å utvide seg veldig raskt, som en liten eksplosjon. Dette er "klikket" man hører når man observerer en gnist, som ligner på lyn og torden.

Varmen og trykket tvinger gassene til å reagere med hverandre, og på slutten av gnisthendelsen skal det være en liten ildkule i gnistgapet ettersom gassene brenner av seg selv. Størrelsen på denne ildkulen eller kjernen avhenger av den nøyaktige sammensetningen av blandingen mellom elektrodene og nivået av forbrenningskammerturbulens på tidspunktet for gnisten. En liten kjerne vil få motoren til å gå som om tenningstidspunktet var forsinket, og en stor som om timingen var avansert.