Hur tändstift fungerar

Tändstift är en av de få saker som en amatörmekaniker kan reparera utan mycket besvär. Se bilder på bilmotorer. Jonathan Ferrey / Getty Images

När motorerna och deras elektronik blir mer komplexa är en av de få saker som finns kvar till hobbyister och bilentusiaster som gillar lite fett under naglarna förmågan att ändra sin tändstift. Även om nästan alla andra bilreparationer där ute tar en kodläsare och en högskoleexamen för att diagnostisera och fixa, förblir tändstift tillgängliga och lätta att förstå.

Den första pålitliga tändstift uppfann 1903 av Oliver Lodge. De heter också passande; tändstift är helt enkelt isolerade pluggar som skruvas fast i en förbränningsmotor cylinderhuvud för att leverera gnistan som tänder blandningen av luft och bränsle i förbränningskammaren. Tändstift överför också värme bort från förbränningskammaren.

I grund och botten är det detta som händer: Tändstiftet sitter överst på cylinderhuvudet. Kolven rör sig först nerför cylindern och drar in en blandning av bränsle och luft. Kolven går sedan tillbaka upp mot tändstiftet och pressar blandningen. Hela sista sekunden, när kolven är i sin fulla räckvidd eller övre döda centrum (TDC) gnister tändstiftet och tänder blandningen. Kolven tvingas tillbaka ner för att skapa kraft för fordonet och skjuts sedan uppåt igen för att rensa ut avgaserna. Vid den punkten startar processen om igen.

En fyrcylindrig bil har fyra tändstift; en sexcylindrig bil har sex och så vidare (även om en HEMI-motor har två pluggar per cylinder). Nu när vi har lagt ner grunderna, låt oss prata om typen av tändstift i hyllorna i din lokala butik.

Innehåll

1. Tändstift Grunderna
2. Tändstiftsdelar: Topp-till-botten turnén
3. Byta ut tändstift: en översikt
4. Felsökning Tändstift

Det verkar ganska uppenbart att en tändstift ger den gnista som bränner bränslet, men dess sekundära roll som värmeavledare är lika viktig. En tändstifts förmåga att överföra värme till bilens kylsystem är baserat på längden på isolatorn och materialen som används för mittelektroden och isolatorn.

Standard tändstift i moderna motorer har en kopparelektrodkärna omgiven av en nickellegering, som du kan se i spetsens spets. Inuti kontakten är mittelektroden innesluten i porslin, vilket hjälper till att överföra värme från motorn till kylsystemet. Premium tändstift använder ädelmetaller, som platina eller iridium, i stället för nickellegeringen. Dessa metaller har högre smältpunkter - och högre priser att matcha.

Tala om temperaturer, tändstift finns i två grundläggande sorter: kallt och varmt. Kallproppar fungerar bäst i motorer med hög hästkraft högkomprimering. De har mindre isolering, så mer värme kan överföras bort från förbränningskammaren till utsidan av motorn. Det här är ingen skrattande fråga: Om kontakten inte är tillräckligt kall för en viss applikation kan den inte få tillräckligt med värme ur kolvkammaren. Detta kan leda till antändning, knackning och permanent skada på motorn. Om du inte är säker på vilket tändstift värmeavstånd du ska använda, kan du göra fel på sidan för att använda en plugg som är för kall snarare än en plugg som är för varm.

Heta pluggar har mer isolering och finns i de flesta standardmotorer. Den extra isoleringen håller pluggens temperatur tillräckligt hög för att bränna av kolavlagringar, vilket möjliggör mer tid mellan tändstiftbyten.

När gaspriserna stiger högre hävdar fler tillverkare att byta ut gamla tändstift för sina premiumkontakter kommer att öka bilens bensinsträcka. Detta är sant - men bara till en viss punkt. Faktum är att smutsiga, kolsurade, felaktiga tändstift kommer definitivt att sänka bilens bränsleekonomi och byta ut dem med blanka, nya pluggar kommer definitivt att förbättra bränsleekonomin. Huruvida dessa pluggar har exotiska metaller eller nickellegeringscentrumelektroder spelar ingen roll lika mycket som att ha lämplig värmevärde och mellanrum mellan centralelektroden och jordelektroden.

Om vi ​​talar om dessa luckor kommer nästan alla stickproppar som du hittar i bildelarbutiken att komma i förväg för din motor. Dagarna för att ställa in klyftan med en mätare är ganska mycket över, såvida du inte pressar varje sista prestanda ur din lördagskväll. Motormodifieringar innebär ofta att du måste tappa nya tändstift, men lagermotorer med fabriksgodkända, förspända utbytespluggar kan vanligtvis gå utan justering.

Nu när vi vet hur en tändstift fungerar i motorn och materialen de är gjorda av, låt oss ta reda på vad som finns i dessa små killar.

Uppfinningens strid

Det diskuteras vem som uppfann tändstiftet. En av de tidigaste möjliga versionerna uppfanns av en afroamerikan med namnet Edmond Berger, enligt uppgift i februari 1839. Skeptiker citerar bristen på förbränningsmotorer 1839, vilket skulle göra Bergers uppfinning mer experimentell än praktisk.

Överst på tändstiftet sitter kontakt, eller terminal. Det är här tändstiftskabeln fästs. Terminalen ansluts inuti kontakten till kopparkärnan i centrumelektroden, som är omgiven av isolering.

Nästa kommer hexhuvud. Det är här hylsnyckeln passar för att dra åt och lossa kontakten i dess hål i motorn. Precis under detta är en packning som komprimeras tätt mot cylinderhuvudet. Det är också känt som en kross bricka eller den plats. Vissa pluggar har ett avsmalnande säte, utan extra tätning. Dessa används vanligtvis i järncylinderhuvuden, medan pluggar med packningar vanligtvis finns i aluminiumcylinderhuvuden.

Den nedre halvan av kontakten är gängad. Detta är den del som skruvas fast, försiktigt men fast på plats. En liten bit av mittelektroden sticker ut ur pluggens nedre ände. Och allt är avslutat med en markelektrod eller markrem. Gnisten som får motorn att köra hoppar mellanrummet från slutet av mittelektroden till markelektroden. Det här är det som tänder den luft-bränsleblandning som har komprimerats av kolven.

Jordelektroden är tillverkad av metall, med alternativ från rostfritt stål till titan. Den kan också komma i flera former, från hackade eller Y-formade elektroder till trippelelektroder med tre små armar som verkar räcka ut till spetsen på centrumelektroden. När det gäller material och form på markelektroden får du ganska mycket det du betalar för. High-end tändstift tillverkade med exotiska material kostar mer, men de ger också bättre konduktivitet och gnista.

Därefter kommer vi att lära oss vad vi alla vill veta: de grundläggande reglerna för att byta tändstift.

Diesel är annorlunda

Dieselmotorer använder något som heter glödstift snarare än tändstift. Dieselmotorer behöver inte tändstift, men de startar lättare om luften i cylindern är varm. Det är där glödstiftet kommer in: Det ser mycket ut som en tändstift, men istället för en mittelektrod har den en värmespole som värmer förbränningskammaren.

Att byta tändstift är inte för svårt, inte ens för de mekaniskt avtagna. Om du är försiktig bör du ha lite problem.

Hur vet du om dina pluggar måste bytas? Det säkraste tecknet är på din kilometerteller. Tändstift måste vanligtvis bytas varje 30 000 mil (48 280 kilometer). Vissa högpresterande pluggar kan gå så långt som 160 000 km innan de byts ut. Om du inte vet när din senast ändrades eller om du har en motor som körs grovt eller nyligen har visat en minskning av bränsleekonomin, ja, det kan betyda att din motor kan dra nytta av några färska, rena gnistor. Kontrollera som alltid bruksanvisningen för att se vad som fungerar bäst för ditt fordon.

Du behöver en tändstiftuttag för din hylsnyckel och a gapmätare. Du kan köpa en tändstiftnyckel som är speciellt gjord för att passa din bil, eller så kan du få en universell tändstiftnyckel som är gjord för att passa de vanligaste sexkantsstorlekarna. Som vi redan har sagt kommer du förmodligen inte att behöva klyva dina pluggar, men du kan behöva en spaltmätare för att dubbelkontrollera att utrymmet mellan mittelektroden och jordelektroden är korrekt.

För att hitta pluggarna, leta bara efter ledningarna och följ dem. Det finns vanligtvis bara en plugg per cylinder, men de avfyras i en beställning som ställts in av tillverkaren. Välj en plugg till att börja med och ta försiktigt bara den tråden. Att byta en tändstift i taget är mycket lättare än att återställa motorn efter att du har bytt ut ledningarna i fel ordning.

Pipa ut det nya tändstiftet och sätt det på slutet av skiftnyckeln. Plug-uttag har vanligtvis ett skumskikt inuti för att underlätta denna process. (Den tar tag i tändstiftet.) Om ditt uttag inte har en packning, använd lite elektrisk tejp inuti uttaget för att få ett bättre grepp. Borsta bort alla skräp när du tar bort kontakten. När kontakten lossnar, lyft bara upp den ur hålet.

Om du kommer att gapa, gör det nu. Din bruksanvisning ska berätta var gapet ska ställas in; ställ in mätaren och skjut den mellan jordelektroden och mittelektroden. Du vill att elektroderna ska röra mätaren, men inte för hårt.

Placera den nya tändstiftet i det tomma hålet med hjälp av stickkontakten. Om möjligt kan du även ta bort skiftnyckeln och dra åt tändstiftet med fingrarna. För att säkerställa att trådarna är ordentligt inriktade, ge kontakten ett par varv motsols för att sätta den innan du drar åt kontakten för hand. När kontakten är fingertätt kan du avsluta jobbet med hylsnyckeln.

Anslut den lösa tändstiftskabeln till terminalen överst på kontakten. Du känner förmodligen att kabeln knäpps säkert på. När du är klar med att byta ut den första tändstiftet och tråden är säkert tillbaka på plats, gå vidare till nästa plugg i raden och upprepa hela processen.

Det var lätt, eller hur? Låt oss göra lite felsökning ändå.

Medan du är där ...

Så länge du har tagit av ledningarna kan du lika gärna göra en inspektion av isoleringen. Kontrollera hela trådens längd för tårar eller sprickor. När du kommer till änden av tråden, där den fästs på tändstiftet, kontrollera om det är mörka eller brända fläckar. Trådar är inte en rörlig del och slits inte ofta, men dålig isolering kan beröva din motor för någon användbar gnista.

Att ta bort gamla tändstift kan berätta mycket om bilens skick, speciellt runt elektroderna i spetsen, där gnisten händer. Det här är vad de gamla mekanikerna menar när de pratar om att "läsa" tändstiftet. Men oroa dig inte: det är mycket mindre mystiskt än att stirra på en kristallkula.

Om du läser en tändstift kan det uppstå en mängd problem, och vi täcker de vanligaste här. Till exempel, om tändstiftet bara ser lite smutsigt ut, är det okej. Tändstiftet har gjort sitt jobb i minst 48 000 km. Om det ser glansigt ut kan tändstiftet överhettas. Om den är vit är tändstiftet för varmt för motorn. Med andra ord har det för mycket isolering för att bränna bort dessa avlagringar. Det åtgärdas lätt med en kallare, lämpligare tändstift. Om den gamla kontakten ser fet ut, har du problem: Olja kommer på något sätt in i förbränningskammaren, där den inte hör hemma. Tändstift kan vara en bra indikator på detta, men nya pluggar är inte lösningen.

Sluta om du upptäcker att tändstiften sitter så tätt i hålen att du inte kan skruva loss dem. Genom att bryta en tändstift i cylinderhuvudet måste du borra den eller ta en resa till butiken för ett specialverktyg för att ta bort den trasiga delen. I värsta fall måste motorns cylinderhuvud dras och föras till en butik för reparation. Ibland kan du undvika dessa huvudvärken genom att använda en penetrerande olja som WD-40. Låt den sitta i en timme eller två och försök skruva loss pluggarna igen. När du byter ut kontakten mot en ny, kom ihåg att använda ett anti-gripande material som Thread Magic för att hindra samma problem på 48 288 km..

Ibland efter att du har bytt ut tändstiften, kan du upptäcka att bilen backar eller körs riktigt grovt eller inte startar alls. Det beror oftast på att du inte följde de praktiska tips ovan och att du har satt tillbaka tändstiftsledningarna i fel ordning. Kontrollera din ägarmanual för lösningen på misstaget.

För mer information om tändstift och andra bildelar, se länkarna på nästa sida.

Säkerheten först

Att byta ut tändstift är inte ett särskilt farligt jobb. Den första ordern är den mest uppenbara: stäng av motorn. Vänta tills det har svalnat innan du arbetar med det för att undvika att du bränner köttet på den heta metallen. Det är också en bra idé att koppla bort den negativa batteriterminalen när du arbetar på motorn och sedan byta ut den när du är klar. Det är osannolikt att du kommer att få en chock med den ansluten, men det är helt omöjligt om du bara hoppar av den terminalen.

Relaterade artiklar

• Hur bilantändningssystem fungerar
• Hur bilmotorer fungerar
• Hur tvåtaktsmotorer fungerar
• Hur dieselmotorer fungerar
• Så fungerar diesel med tvåtaktsmotorer

källor

• Automedia.com. "Grunder om tändstift." (öppnas den 6 juli 2008) http://www.automedia.com/Spark_Plugs/ccr20041201sp/1
• CarBibles.com. "Fuel and Engine Bible." (öppnades 23 juni 2008) http://www.carbibles.com/fuel_engine_bible.html
• Car Craft. "Att välja rätt tändstift för din anpassade motor." öppnades den 14 juli 2008 http://www.carcraft.com/howto/116_0703_spark_plug_guide/index.html
• CarTalk.com. "Kära Tom och Ray." 10 februari 1996. (åtkom 26 juni 2008) http://www.cartalk.com/content/columns/Archive/1996/February/10.html
• Diesel Technology Forum. "Glödstift." (öppnades 6 juli 2008) http://www.dieselforum.org/meet-clean-diesel/what-is-clean-diesel/new-technologies/glow-plugs/
• Ganesan, V. "Förbränningsmotorer." McGraw-Hill Inc. 1994.
• Hur man byter tändstift. "Så byter du tändstift i tio enkla steg." (öppnades 26 juni 2008) http://howtochangesparkplugs.weebly.com/index.html
• NGK Tändstift. "Hur läser jag en tändstift?" (öppnades 6 juli 2008) http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/faq/faqread2.asp
• NGK Tändstift. "Teknisk information - Tändstiftöversikt." (öppnades 6 juli 2008) http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/techtips.asp?nav=31000&country=US
• Old Burb Club. "Tolka dina tändstift." (öppnades 25 juni 2008) http://www.classictruckshop.com/clubs/earlyburbs/projects/spark/plugs.htm
• Sparkplugs.com. "Tändstift 411." (öppnades 6 juli 2008) http://www.sparkplugs.com/faqmain.asp