점화 플러그(영어: spark plug)는 가솔린 내연기관의 실린더 헤드에 장착되어 연소실 내부에 전기 스파크를 발생시킴으로써 공기와 연료의 혼합기를 점화시키는 부품이다. 엔진의 작동 과정에서 점화를 담당하는 핵심 구성 요소에 해당한다.
역사
점화 플러그의 기원은 19세기 중반으로 거슬러 올라간다. 1860년 프랑스의 엔지니어 에티엔 르누아르(Étienne Lenoir)는 가스 기관(최초의 내연 피스톤 기관)에 전기 점화 플러그를 사용한 것으로 알려져 있으며, 이는 일반적으로 점화 플러그의 발명으로 간주된다. 초기 관련 특허에는 니콜라 테슬라, 프레데릭 심스, 로베르트 보쉬 등의 이름이 포함되어 있다.
구조
점화 플러그는 크게 금속 하우징, 절연체(주로 세라믹 재질), 중심 전극, 접지 전극으로 구성된다. 상부에는 배선 단자(터미널)가 있어 점화코일과 연결되며, 중심 전극과 접지 전극 사이에는 일정한 간극이 형성되어 있다. 금속 껍질의 나사산을 통해 실린더 헤드에 체결된다.
작동 원리
배터리에서 공급되는 저전압(통상 12V 수준)은 점화코일에 의해 점화에 필요한 고전압(수만 볼트 수준)으로 승압된다. 이 고전압이 중심 전극과 접지 전극 사이의 간극에 인가되면 순간적으로 방전이 일어나 스파크가 발생하고, 이 불꽃이 압축된 혼합기를 점화시켜 폭발을 일으킨다. 엔진 회전 중 점화 플러그는 분당 수백에서 수천 회의 방전을 반복하는 혹독한 환경에서 작동한다.
점화 플러그는 가솔린 엔진에 필수적이지만, 디젤 엔진의 경우 압축열에 의한 자연 발화 방식(압축 착화)을 사용하므로 점화 플러그가 필요 없다.
종류
점화 플러그는 중심 전극의 재질에 따라 구리(니켈) 계열, 백금, 이리듐, 루테늄 등으로 분류된다. 일반적으로 고급 소재일수록 내열성과 내구성이 뛰어나 수명이 길지만 비용이 높다. 또한 열을 전달하는 속도(열가, heat range)에 따라 고온 플러그와 저온 플러그로 구분하기도 한다.
관리 및 교체
점화 플러그는 소모품으로 간주되며, 연소 과정에서 발생하는 고온과 고압으로 인해 전극이 점차 마모되고 탄소 찌꺼기가 축적된다. 상태가 악화되면 엔진 떨림, 출력 저하, 연비 감소, 시동 지연 등의 증상이 나타날 수 있다. 따라서 차량 제조사가 권장하는 주기에 따라 주기적으로 교체하는 것이 일반적이다.
주요 제조사
전 세계 점화 플러그 시장은 일본의 NGK가 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있으며, 그 외에 덴소, 보쉬, 보그워너, 챔피언 등 여러 제조사가 존재한다. 시장 점유율에 관한 구체적인 수치는 공신력 있는 자료를 통해 확인되지 않았다.
