स्पार्क प्लग
स्पार्क प्लग में एक विद्युत-रोधित केंद्रीय इलेक्ट्रोड होता है जो बाहर की तरफ एक अत्यंत विद्युत-रोधित तार द्वारा एक प्रज्वलन कुंडली या चुंबकीय सर्किट से जुड़ा होता है, जिससे वह प्लग के आधार में स्थापित एक टर्मिनल के साथ सिलेंडर के अन्दर एक चिंगारी उत्पन्न करता है। (दाएं तरफ चित्र देखें)
एटीएन लेनोइर ने पहले से ही 1860 में अपने प्रथम आंतरिक दहन इंजन में एक विद्युत् स्पार्क प्लग का प्रयोग किया था और स्पार्क प्लग के आविष्कार का श्रेय आम तौर पर उन्हें दिया जाता है। स्पार्क प्लग के लिए आरंभिक पेटेंट में शामिल है निकोला टेस्ला द्वारा ( में एक प्रज्वलन समय प्रणाली के लिए, 1898), फ्रेडरिक रिचर्ड सिम्स (जीबी 24859/1898, 1898) और रॉबर्ट बॉश (जीबी 26907/1898)। लेकिन 1902 में रॉबर्ट बॉश के इंजीनियर गोटलोब होनोल्ड द्वारा चुंबक आधारित प्रज्वलन प्रणाली के एक हिस्से के रूप में व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य प्रथम उच्च वोल्टेज स्पार्क प्लग के आविष्कार ने ही आंतरिक दहन इंजन के विकास को संभव बनाया। निर्माण में किये गए बाद के सुधारों का श्रेय एल्बर्ट चैंपियन, सर ओलिवर जोसेफ लॉज के पुत्र लॉज बंधुओं को भी दिया जा सकता है जिन्होंने अपने पिता की योजनाओं को विकसित और निर्मित किया, और साथ में गिनीज ब्रुइंग परिवार के केनेल्म ली गिनीज का नाम भी लिया जाता है जिन्होंने KLG ब्रांड विकसित किया।
पश्चाग्र आंतरिक दहन इंजन को दो रूपों में विभाजित किया जा सकता है, "स्पार्क प्रज्वलन इंजन" जिसे दहन शुरू करने के लिए स्पार्क प्लग की आवश्यकता होती है और "संपीड़न प्रज्वलन इंजन" (डीजल इंजन) जो हवा को संपीड़ित करता है और फिर डीजल ईंधन को गर्म संपीड़ित वायु मिश्रण में डालता है जहां वह स्वचालित रूप से सुलग जाती है। कम्प्रेशन-प्रज्वलन इंजनों में ठंडी शुरुआत वाली विशेषताओं के सुधार के लिए ग्लो प्लग का उपयोग हो सकता है।
स्पार्क प्लग का उपयोग अन्य अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है जैसे कि भट्ठी में, जहां एक दहनशील मिश्रण को प्रज्वलित किया जाना चाहिए। इस मामले में, उन्हें कभी-कभी फ्लेम इग्नाइटर्स भी कहा जाता है।
यह प्लग, प्रज्वलन कॉयल या चुंबक जनित उच्च वोल्टेज से जुड़ा हुआ होता है। जब इलेक्ट्रॉन तार से प्रवाहित होते हैं, तब केंद्रीय इलेक्ट्रोड और साइड इलेक्ट्रोड के बीच एक वोल्टेज अंतर विकसित होता है। कोई बिजली प्रवाहित नहीं होती है क्योंकि अंतराल में जो ईंधन और हवा होती है वह एक विसंवाहक होती है, लेकिन जैसे ही वोल्टेज आगे ऊपर जाता है, तो इससे इलेक्ट्रोड के बीच की गैसों की संरचना बदलनी शुरू हो जाती है। एक बार वोल्टेज के गैसों की असंवाहक शक्ति से अधिक बढ़ जाने से, गैसें आयनीकृत बन जाती हैं। आयनीकृत गैस एक चालक बन जाती है और इलेक्ट्रॉनों को दरारों में प्रवाहित होने की अनुमति देती है। स्पार्क प्लगों को ठीक तरीके से सुलगने के लिए आमतौर पर 12,000-25,000 वोल्ट या अधिक की आवश्यकता होती है, हालांकि यह 45000 वोल्ट तक जा सकता है। प्रवाह प्रक्रिया के दौरान वे उच्च बिजली की आपूर्ति करते हैं जिसके परिणामस्वरूप गर्म और लंबी अवधि की चिंगारी फलित होती है।
जब इलेक्ट्रॉनों की धारा दरार में प्रवाहित होती है, तो वह स्पार्क चैनल के तापमान को 60,000 K तक बढ़ा देती है। स्पार्क चैनल का तीव्र ताप, आयनीकृत गैस को एक छोटे विस्फोट की तरह तेजी से विस्तारित करता है। यही वह "क्लिक" है जिसे एक चिंगारी के साथ सुना जाता है, जो बिजली चमकने और गरज के समान है।
गर्मी और दबाव, गैसों को एक-दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए मजबूर करता है और स्पार्क घटना के अंत में स्पार्क दरार में वहां आग का एक छोटा गोला दिखता है जब गैसें अपने आप से जलती हैं। इस आग के गोले या कर्नेल का आकार, इलेक्ट्रोड और स्पार्क के समय दहन कक्ष की अशांति के स्तर के बीच मिश्रण की सही संरचना पर निर्भर करता है। सुलगाव अवधि के समाप्त हो जाने के बाद भी, एक छोटा सा कर्नेल इंजन को चलाता है और अवधि के आगे जाने पर एक बड़ा कर्नेल यह करता है।
एक स्पार्क प्लग एक खोल, विसंवाहक और केंद्रीय चालक से बना होता है। यह दहन कक्ष की दीवार में घुसा होता है और इसलिए दहन कक्ष को उच्च दबाव और तापमान के खिलाफ लम्बे समय तक और लम्बे उपयोग के तहत बिना गड़बड़ी के सील होना चाहिए।
स्पार्क प्लग के शीर्ष पर प्रज्वलन प्रणाली से जुड़ने के लिए एक टर्मिनल होता है। सटीक टर्मिनल निर्माण, स्पार्क प्लग के उपयोग पर निर्भर करते हुए अलग-अलग होता है। अधिकांश यात्री कार के स्पार्क प्लग के तार प्लग के टर्मिनल पर टूटे होते हैं, लेकिन कुछ तारों में स्पेड संबंधक होते हैं जिन्हें एक नट के नीचे प्लग के ऊपर बांधा जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किये जाने वाले प्लग में अक्सर टर्मिनल का सिरा पतली लड़ी के शाफ्ट के ऊपर के नट के रूप में दोहरे उद्देश्य को पूरा करता है ताकि उन्हें दोनों प्रकार के कनेक्शन के रूप में इस्तेमाल किया जा सके। ये सब स्पार्क प्लग का एक आवश्यक हिस्सा हैं।
विसंवाहक का मुख्य हिस्सा चीनी मिट्टी से बना होता है। इसका प्रमुख कार्य है केंद्रीय इलेक्ट्रोड के लिए यांत्रिक सहायता प्रदान करना और साथ ही साथ उच्च वोल्टेज को विसंवाहित करना। इसकी एक द्वितीयक भूमिका भी है, विशेष रूप से आला प्लग वाले आधुनिक इंजन में, जिसके तहत यह टर्मिनल को सिलेंडर हेड के ऊपर विस्तारित करता है ताकि यह अधिक आसानी से सुलभ हो सके।
उच्च वोल्टेज टर्मिनल और स्पार्क प्लग के धातु के स्थापित खोल के बीच सतह को लंबा करते हुए, पसलियों का भौतिक आकार विद्युतीय रोधन के सुधार के लिए कार्य करता है और विद्युत् ऊर्जा को रोधक सतह से होते हुए टर्मिनल से धातु के खोल में रिसने से रोकता है। बाधित और लंबा मार्ग, विद्युत् को स्पार्क प्लग की सतह के पास अधिक प्रतिरोध का सामना कराता है यहां तक कि धूल और नमी की उपस्थिति में भी. कुछ आधुनिक स्पार्किंग प्लग को पसलियों के साथ नहीं बनाया जाता है। विसंवाहक की अचालक शक्ति में सुधार उन्हें कम महत्वपूर्ण बनाता है।
विसंवाहक की नोक, यानी प्लग के धातु शरीर से इलेक्ट्रोड तक का वह हिस्सा जो दहन चेंबर में घुसता है, को विद्युतीय संवाहन को बनाते हुए उच्च तापमान का सामना करना होता है। अति-तापित होने से बचने के लिए इलेक्ट्रोड को अच्छी तापीय चालकता प्रदान करनी चाहिए। मुख्य विसंवाहक की चीनी मिट्टी अपर्याप्त होती है और इसलिए एक निसादित एल्यूमीनियम ऑक्साइड सिरेमिक का प्रयोग किया जाता है, जिसे 650 °C और 60,000 V को झेलने के लिए डिजाइन किया जाता है।
विसंवाहक की सटीक रचना और लंबाई, प्लग की ताप सीमा को निर्धारित करती है। छोटे विसंवाहक "ठन्डे" प्लग होते हैं। "गर्म" प्लग को धातु शरीर से लगे एक लम्बे मार्ग के साथ बनाया जाता है, जिसके लिए विसंवाहक को उसकी अधिकांश लम्बाई से एक कुंडलाकार नाली के साथ पृथक किया जाता है।
पुराने स्पार्क प्लग विशेष रूप से विमान में, अभ्रक के तहदार परतों से बने विसंवाहक का इस्तेमाल करते थे, जो केन्द्रीय इलेक्ट्रोड में तनाव से संकुचित होते थे। 1930 के दशक में लीडेड पेट्रोल के विकास के साथ, अभ्रक पर सीसे का जमाव समस्या बन गया और इसने स्पार्क प्लग को साफ करने के लिए आवश्यक अंतराल को कम कर दिया। इसे रोकने के लिए निसादित एल्यूमीनियम ऑक्साइड को जर्मनी में सीमेंस द्वारा विकसित किया गया।
चूंकि स्पार्क प्लग स्थापित किये जाने पर दहन कक्ष या इंजन को भी सील कर देता है, ये सील इस बात को सुनिश्चित करते हैं कि दहन कक्ष से कोई रिसाव नहीं हो रहा है। यह सील आम तौर पर बहु-स्तरीय झाल से बनी होती है क्योंकि ऐसी कोई झाल संरचना नहीं है जो सेरेमिक और धातु के खोल, दोनों को गीला कर दे और इसीलिए मध्यस्थ मिश्र धातु की आवश्यकता होती है।
स्पार्क प्लग का धातु खोल (या "जैकेट" जैसा कि कई लोग इसे बुलाते हैं) प्लग को कसने के मामले में कसाव को सहता है, विसंवाहक से ताप को हटाता है और उसे सिलेंडर हेड पर भेजता है और स्पार्क के लिए एक आधार का काम करता है जो जिससे स्पार्क (चिंगारी) केंद्रीय इलेक्ट्रोड के माध्यम से गुज़रते हुए बगल के इलेक्ट्रोड में जाती है। समुद्री इंजन के स्पार्क प्लग के तार ठंडे रूप से लगाए जाते हैं जिससे वे जंग के कारण अल्यूमीनियम सिलेंडर हेड में फंसने से बच जाते हैं। इसके अलावा, एक समुद्री स्पार्क प्लग खोल, डबल-डिप, जिंक-क्रोमेट लेपित धातु होता है।
केंद्रीय इलेक्ट्रोड एक आंतरिक तार के माध्यम से टर्मिनल से जुड़ा हुआ होता है और आमतौर पर एक सेरेमिक प्रतिरोधक से ताकि स्पार्किंग से होने वाले आरएफ शोर को कम किया जा सके। नोक को तांबा, निकल-लोहा, क्रोमियम या कीमती धातुओं के एक संयोजन से बनाया जा सकता है। सत्तर के दशक के उत्तरार्ध में, इंजन का विकास एक ऐसे चरण में पहुंच गया जहां ठोस निकल मिश्र धातु के केन्द्रीय इलेक्ट्रोड वाले पारंपरिक स्पार्क प्लग की 'ताप सीमा' अपनी मांगों के साथ सामंजस्य बिठाने में असमर्थ थी। एक प्लग जो इतना 'ठंडा' हो कि वह उच्च गति ड्राइविंग की मांग से निबट सके, वह स्टॉप-स्टार्ट की शहरी परिस्थिति की वजह से जमे कार्बन जमाव को रोकने में सक्षम नहीं होगा और इन परिस्थितियों में खराब हो जाएगा, जिससे इंजन चालू नहीं हो पायेगा. इसी तरह, एक प्लग जो इतना 'गरम' था कि शहर में सुचारू रूप से चल सके, वह वास्तव में तब पिघल सकता था जब उसे लम्बी सड़कों पर विस्तारित उच्च गति में इस्तेमाल किया जाए. इस समस्या का जवाब, स्पार्क प्लग निर्माताओं द्वारा खोजा गया, जो एक केन्द्रीय इलेक्ट्रोड था जो दहन की गर्मी को नोक से अधिक प्रभावी ढंग से दूर करता था जो कि एक ठोस निकल मिश्र धातु द्वारा संभव नहीं था। इस काम के लिए तांबे का चुनाव किया गया और एक कॉपर-कोर्ड केन्द्रीय इलेक्ट्रोड के विनिर्माण की पद्धति को फ्लोफोर्म द्वारा विकसित किया गया।
केंद्रीय इलेक्ट्रोड को आम तौर पर इलेक्ट्रॉनों (कैथोड) को बाहर फेंकने के लिए डिज़ाइन किया जाता है क्योंकि यह प्लग का सर्वाधिक गर्म हिस्सा होता है; किसी गर्म सतह से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन आसान होता है और इसके भौतिक सिद्धांत वही हैं जो गर्म सतह से भाप के उत्सर्जन को बढ़ा देते हैं (थर्मिओनिक उत्सर्जन देखें)। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन वहां होता है जहां वैद्युत शक्ति सबसे मज़बूत होती है, ये वहां से होता है जहां से वक्रता की त्रिज्या सबसे छोटी होती है, "यानी" किसी किनारी के नुकीले बिंदु से ना कि सपाट सतह से (कोरोना डिस्चार्ज देखें)। नुकीले इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों को खींचना सबसे आसान है लेकिन एक नुकीला इलेक्ट्रोड केवल कुछ सेकंड के बाद ही घिस जाता है। इसके बजाय, इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रोड के छोर के तेज किनारों से उत्सर्जन करते हैं; जब ये किनारे खराब हो जाते हैं, तो स्पार्क कमजोर और कम विश्वसनीय हो जाता है।
कभी समय था जब स्पार्क प्लग को निकालना आम था और उसके किनारों को हस्तचालित रूप से या किसी विशेष सैंडब्लास्टिंग उपकरण से साफ़ किया जाता था जिसके बाद इलेक्ट्रोड के तीखे किनारों को फिर से तैयार किया जाता था, लेकिन ये क्रिया अब काफी कम हो गई है क्योंकि स्पार्क प्लग को बहुत लंबे समय के अंतराल पर अब केवल बदला जाता है। कीमती धातु के उच्च ताप वाले इलेक्ट्रोड के विकास ने (जिन्हें इट्रिअम, इरिडिअम, प्लैटिनम, टंगस्टन या पैलेडियम और इसके अलावा अपेक्षाकृत नीरस चांदी या सोने के इस्तेमाल से निर्मित) छोटे केन्द्रीय तारों के उपयोग की अनुमति दी जिनके किनारे नुकीले थे लिकिन जो पिघलते या घिसते नहीं थे। छोटे इलेक्ट्रोड, चिंगारी से ताप और प्रारंभिक लौ ऊर्जा को कम अवशोषित करते हैं। एक बिंदु पर, फायरस्टोन ने पोलोनिअम के नोक वाले प्लगों का विपणन किया, जो इस संदिग्ध सिद्धांत पर आधारित था कि रेडियोधर्मिता, गैप की हवा को आयनीकृत कर देगी जिससे स्पार्क का गठन आसानी से होगा। (नीचे बाह्य लिंक देखें)
साइड इलेक्ट्रोड उच्च निकल स्टील से बनाया जाता है और इसे धातु खोल के बगल में झाला (गर्म फोर्ज) किया जाता है। साइड इलेक्ट्रोड भी बहुत गर्म होता है, विशेष रूप से निकले हुए नोज़ प्लग पर. कुछ डिजाइनों ने इस इलेक्ट्रोड में एक तांबे का कोर प्रदान किया है, ताकि ताप प्रवाहकत्त्व को बढ़ाया जा सके। एकाधिक साइड इलेक्ट्रोड का भी इस्तेमाल किया जा सकता है, ताकि वे केंद्रीय इलेक्ट्रोड का अतिव्यापन ना करें।
स्पार्क प्लग को स्पार्क गैप के साथ विशेष रूप से डिज़ाइन किया जाता है जिसे तकनीशियन द्वारा स्पार्क प्लग के स्थापन के समय समायोजित किया जा सकता है, जिसके लिए वह ग्राउंड इलेक्ट्रोड को केंद्रीय इलेक्ट्रोड के पास लाने या दूर करने के लिए टेढ़ा करने की आसान विधि अपना सकता है। यह विश्वास कि प्लग का गैप, कारखाने से ही सही बना के बॉक्स में भर के भेजा जाता है सिर्फ आंशिक रूप से ही सही है, जो इस बात से सिद्ध है कि एक ही प्लग को कई अलग-अलग इंजनों के लिए निर्दिष्ट किया जा सकता है, जहां प्रत्येक के लिए एक अलग गैप की आवश्यकता होती है। ऑटोमोबाइल में स्पार्क प्लग का गैप आम तौर पर .035"-0.070" के बीच होता है (0.9-1.8 मिमी)। लेकिन यह इंजन पर निर्भर कर सकता है: नए स्पार्क प्लग वी -8 इंजन के लिए पहले से ही गैप वाले हो सकते हैं, जहां सभी 8 प्लग को बिना परिवर्तित किये स्थापित किया जाता है; लेकिन अगर 6 सिलेंडर इंजन में स्थापित किया जाए तो सभी (6) प्लगों में पुनः गैपिंग की आवश्यकता होगी।
"स्पार्क प्लग गैप गेज", झुके हुए किनारों वाली एक डिस्क होती है, या सटीक व्यास के गोल तारों वाली होती है; गोल तारों के बजाय सपाट ब्लेड वाले एक फीलर गेज का इस्तेमाल, जैसा कि वितरक बिंदु या वाल्व लैश पर होता है, गलत परिणाम देगा, जिसकी वजह है स्पार्क प्लग इलेक्ट्रोड का आकार. सरलतम गेज विभिन्न मोटाई की कुंजियों का संग्रह है जो इच्छित गैप के अनुकूल होते हैं और गैप को तब तक समायोजित किया जाता है जब तक कि कुंजियां ठीक से बैठ ना जाएं. मौजूदा इंजन प्रौद्योगिकी के मामले में, जिसमें सार्वभौमिक रूप से ठोस अवस्था की प्रज्वलन प्रणाली शामिल होती है और कम्प्यूटरीकृत फुएल इंजेक्शन होता है, प्रयुक्त गैप, कारबोरेटर और ब्रेकर पॉइंट डिस्ट्रीब्यूटर के युग की तुलना में अधिक बड़े होते हैं, जो इस सीम तक होते हैं कि उस युग के स्पार्क प्लग गेज इतने छोटे हैं कि उनसे वर्तमान कार के गैप का मापने नहीं किया जा सकता.
गैप समायोजन काफी महत्वपूर्ण हो सकता है और अगर यह गलत होता है तो इंजन खराब चलेगा, या एकदम ही नहीं चलेगा. एक संकीर्ण गैप बहुत छोटा या कमजोर स्पार्क उत्पन्न करे जो ईंधन-वायु के मिश्रण को प्रभावी रूप से ना प्रज्वलित कर सके, जबकि एक गैप जो बहुत चौड़ा है वह स्पार्क को शुरू होने से ही रोक सकता है। बहरहाल, जो स्पार्क ईंधन-हवा मिश्रण को प्रज्वलित करने में यदा-कदा विफल होता है उसे हो सकता है प्रत्यक्ष रूप से ना देखा जा सके, बल्कि वह इंजन की शक्ति और ईंधन दक्षता में कमी के रूप में दिखाई देगा। स्पार्क प्लग गैप के साथ मुख्य मुद्दे हैं:
एक उचित गैप वाला प्लग इतना चौड़ा होता है कि गर्म होकर जल जाए, लेकिन इतना चौड़ा नहीं कि वह उच्च गति पर छूट जाए, जिससे सिलेंडर का घर्षण हो, या इंजन में खड़खड़ की आवाज हो।
प्लग के पुराने होने के साथ और नोक और हुक, दोनों की धातु के घिसने के साथ, गैप चौड़ा होने लगता है, इसलिए अनुभवी मेकेनिक अक्सर इस गैप को इंजन निर्माता द्वारा निर्दिष्ट न्यूनतम अंतराल पर रखते हैं और ना कि निर्दिष्ट स्वीकार्य गैप के बीच में, ताकि प्लग बदलने के बीच की अवधि को अधिक से अधिक लंबा किया जा सके। दूसरी ओर, चूँकि एक बड़ा गैप एक अधिक "गर्म" या "मोटी" चिंगारी देता है और ईंधन-हवा मिश्रण के अधिक विश्वसनीय प्रज्वलन को बढ़ाता है और चूंकि केंद्रीय इलेक्ट्रोड पर नुकीली किनारी वाला एक नया प्लग पुराने, घिसे हुए प्लग की तुलना में अधिक विश्वसनीय तरीके से स्पार्क करता है, अनुभवी मेकेनिक भी यह मानते हैं कि इंजन निर्माता द्वारा निर्दिष्ट अधिकतम गैप सबसे ज्यादा होता है जो पुराने प्लग के साथ भी विश्वसनीय रूप से स्पार्क करेगा; इसलिए प्लग को एक अधिक चौड़ाई में निर्धारित करना संभव ताकि अधिक उच्च निष्पादन अनुप्रयोगों में विश्वसनीय प्रज्वलन को सुनिश्चित किया जा सके और जिससे नोक के ख़राब होते ही प्लग को बार-बार बदलने से छुटकारा मिल सके।
मूल स्पार्क प्लग की डिजाइन पर वर्षों से किये जा रहे परीक्षणों के तहत बेहतर प्रज्वलन, लंबा जीवन, या दोनों विशेषताओं को मुहैय्या कराने का प्रयास किया जा रहा है। इस तरह के बदलावों में शामिल है दो, तीन, या चार समान अंतराल पर स्थित ग्राउंड इलेक्ट्रोड का उपयोग जो केंद्रीय इलेक्ट्रोड को घेरे रहता है। अन्य रूपों में एक धंसे हुए केन्द्रीय इलेक्ट्रोड जो स्पार्कप्लग धागे से घिरा होता है, जो प्रभावी रूप से ग्राउंड इलेक्ट्रोड बन जाता है (नीचे देखें "सर्फेस डिस्चार्ज स्पार्क प्लग") का उपयोग शामिल है। इसके अलावा वहां ग्राउंड इलेक्ट्रोड की नोक पर वी आकार के दांत का इस्तेमाल भी शामिल है। कई ग्राउंड इलेक्ट्रोड आम तौर पर लंबा जीवन प्रदान करते हैं, क्योंकि जब विद्युत् प्रवाह क्षति की वजह से स्पार्क गैप चौड़ा होता है, तब स्पार्क एक अन्य करीबी ग्राउंड इलेक्ट्रोड के नज़दीक जाता है। कई ग्राउंड इलेक्ट्रोड का नुकसान यह है कि इंजन दहन चेंबर में एक परिरक्षण प्रभाव उत्पन्न हो सकता है जिससे ईंधन हवा के मिश्रण के जलने पर लौ बाधित हो सकती है। इससे एक कम कुशल दहन और वर्धित ईंधन खपत फलित हो सकती है।
मूल स्पार्क प्लग की डिजाइन का एक भिन्न रूप यु.एस. पेटेंट 5610470 से सुरक्षित है। इस संशोधित रूप में ग्राउंड इलेक्ट्रोड में ट्यून किया हुआ मुक्त-सिरे का पाइप उपयोग किया गया है और केंद्रीय इलेक्ट्रोड में एक सिरे पर बंद पाइप का उपयोग किया गया है ताकि अल्ट्रासाउंड उत्पन्न हो सके। यह अल्ट्रासाउंड, कम्बस्चन फ्रंट से पहले वायु-ईंधन मिश्रण के माध्यम से प्रसारित होता है और ईंधन के एयरोसोल कणों को तोड़ता है। इससे उप-माइक्रोमीटर क्षेत्र में उजागर ईंधन बूंदों के तल-क्षेत्रफल के बढ़ने का भौतिक प्रभाव पड़ता है। वर्धित तल-क्षेत्रफल से फिर वर्धित अभिक्रिया और दहन दक्षता फलित होती है।
एक पिस्टन इंजन में दहन कक्ष का एक हिस्सा होता है जो हमेशा पिस्टन की पहुंच से दूर होता है; और यह क्षेत्र वहां होता है जहां परंपरागत स्पार्क प्लग स्थित होता है। एक वान्केल इंजन में एक स्थायी रूप से अलग दहन क्षेत्र होता है और स्पार्क प्लग अनिवार्य रूप से नोक की सील द्वारा नष्ट कर दिया जाता है। जाहिर है, अगर एक स्पार्क प्लग को वान्केल दहन चेंबर में घुसना हो तो वह घूमते हुए नोक को ख़राब कर देगा; और अगर प्लग को इससे बचाने के लिए धंसा दिया जाए, तो डूबा हुआ स्पार्क कमज़ोर दहन प्रदान कर सकता है। इसलिए एक नए प्रकार के "सर्फेस डिस्चार्ज" प्लग को वान्केल के लिए विकसित किया गया। इस तरह का एक प्लग, दहन कक्ष को लगभग सपाट फलक प्रस्तुत करता है। एक ठूंठदार केन्द्रीय इलेक्ट्रोड सिर्फ थोड़ा सा बाहर निकला रहता है; और प्लग का पूरा धंसा हुआ भाग साइड इलेक्ट्रोड का काम करता है। लाभ यह है कि प्लग, टिप सील के बस नीचे लगता है जो उसके ऊपर से गुज़रती है, जिससे स्पार्क के लिए ईंधन/हवा मिश्रण सुलभ बना रहता है। "प्लग गैप" अपने जीवन भर एक जैसा बना रहता है; और स्पार्क मार्ग लगातार बदलता रहता है (केंद्र से पक्ष इलेक्ट्रोड की तरफ खिसकने के बजाय जैसा कि एक पारंपरिक प्लग में होता है)। जबकि एक पारंपरिक साइड इलेक्ट्रोड (वैसे, शायद ही कभी) उपयोग के बीच में चला आता है और संभावित रूप से इंजन को नुकसान पहुंचाता है, यह सर्फेस डिस्चार्ज प्लग के साथ असंभव है, क्योंकि वहां टूटने के लिए कुछ नहीं है। सर्फेस डिस्चार्ज स्पार्क प्लग को, परस्पर रूप से चैंपियन और बॉश द्वारा उत्पादित किया जाता है।
अधिकांश स्पार्क प्लग एक खोखले धातु वॉशर वाले सिलेंडर हेड के साथ सील होते हैं जो हेड और प्लग की सपाट सतह के बीच थोड़ा दबा होता है, जो धागे के बस ऊपर होता है। प्लग को स्थापित करने के लिए प्रयुक्त बल अगर अत्यधिक नहीं है, तो प्लग को हटाये जाने और पुनः लगाए जाने के समय वॉशर को दुबारा इस्तेमाल किया जा सकता है, हालांकि इस अभ्यास की, सख्ती से बोला जाए तो सिफारिश नहीं की जाती है और प्रतिस्थापन वाशर उपलब्ध हैं।
फोर्ड इंजन, तथापि, इस मायने में अलग थे कि वे संकीर्ण छेड़ का इस्तेमाल करते थे और उसके अनुरूप थ्रेड के ऊपर प्लग के नीचे बनावट होती थी, जिससे उस प्लग को सील किया जाता था। इन प्लगों को स्थापित करने और निकालने के लिए अधिक बल लगता था और अगर रिंच को धुरी से आंशिक रूप से हटा कर लागू किया जाता उसे तोड़ना आसान था।
हाल ही में, फोर्ड फिएस्टा के कुछ प्रकारों में और का (Ka) में समान सीलिंग व्यवस्था थी। इन प्लगों को स्थापित करने के लिए आवश्यक बल, ऊपर उल्लिखित प्रकार की तुलना में कम लगता है और यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि उन्हें जरुरत से ज्यादा कसा ना जाए, क्योंकि ज्यादा कस देने के बाद उन्हें निकालना मुश्किल या असंभव हो सकता है। इसके अलावा, देखा गया है कि  वे सिलेंडर हेड के अन्दर खराब हो जाते हैं, खासकर अगर लम्बे समय तक छोड़ दिया जाए. ऐसी स्थिति में, हेक्सागोनल नट के नीचे प्लग का टूट जाना भी देखा गया है और इस दौरान सिलेंडर हेड में तन्तुकृत हिस्सा (और बाहरी इलेक्ट्रोड) बचा रहता है। फोर्ड ने कई बार TSB जारी किया है और तकनीशियनों को याद दिलाया है कि वे स्थापना के सही तरीकों को ही अपनाएं.
प्लग के थ्रेडेड भाग को हेड की मोटाई के अनुसार करीबी रूप से मिलान किया जाना चाहिए। अगर एक प्लग दहन चेंबर में बहुत अन्दर तक जाता हो, तो ये पिस्टन से टकरा सकता है और इंजन को आतंरिक रूप से नुकसान पहुंचा सकता है। कम नाटकीय रूप से, अगर प्लग के धागे दहन चेंबर तक फैलते हैं, तो धागे के तीखे किनारे ताप के बिंदु स्रोत का काम करते हैं जो पूर्व-प्रज्वलन का कारण बन सकते हैं; इसके अलावा, खुले धागे के बीच का जमाव प्लग को हटाने को मुश्किल बना सकता है और हटाने की क्रिया में एल्यूमीनियम हेड पर धागे को नुकसान पहुंचा सकता है। चेंबर में टिप का फैलाव प्लग के प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है, तथापि, स्पार्क प्लग जितना अधिक केन्द्र में स्थित होगा, वायु-ईंधन मिश्रण का प्रज्वलन आम तौर पर उतना ही अधिक बेहतर होगा, हालांकि विशेषज्ञों का मानना है कि प्रक्रिया वास्तव में और अधिक जटिल और दहन कक्ष के आकार पर निर्भर है। दूसरी ओर, अगर एक इंजन "जलता तेल" है, तो दहन चेंबर में अतिरिक्त तेल रिसाव प्लग टिप को खराब कर सकता है और स्पार्क को रोकता है; ऐसे मामलों में, इंजन की तुलना में कम फैलाव वाला एक सामान्य प्लग का इस्तेमाल किया जाएगा जो अक्सर कम खराबी उत्पन्न करता है लम्बे समय तक बेहतर प्रदर्शन करता है। वास्तव में, विशेष "गन्दगी-विरोधी" एडाप्टर भी बिकते हैं जो प्लग और हेड के बीच फिट हो जाते हैं और सिर्फ इसी कारण के लिए प्लग के फैलाव को कम करते हैं, इनका इस्तेमाल गंभीर तेल दहन समस्याओं वाले पुराने इंजन में होता है; इससे वायु ईंधन मिश्रण का प्रज्वलन कम प्रभावी हो सकता है, लेकिन ऐसे मामलों में, यह कम महत्व का होता है।
एक स्पार्क प्लग का संचालन तापमान, चलते इंजन के भीतर स्पार्क प्लग की नोक का वास्तविक भौतिक तापमान है। यह कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है, लेकिन मुख्य रूप से दहन कक्ष के भीतर वास्तविक तापमान से निर्धारित होता है। स्पार्क प्लग के वास्तविक संचालन तापमान और स्पार्क वोल्टेज के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है। हालांकि, इंजन द्वारा उत्पादित टोर्क का वर्तमान स्तर, स्पार्क प्लग के संचालन तापमान को जोरदार रूप से प्रभावित करेगा क्योंकि अधिकतम तापमान और दबाव तब होता है जब इंजन चरम टोर्क के नज़दीक काम करता है (टोर्क और RPM शक्ति उत्पादन का निर्धारण करते हैं)। विसंवाहक का तापमान थर्मल की स्थिति यह करने के लिए दहन कक्ष में सामने आ रहा है लेकिन ठीक इसके विपरीत प्रतिक्रिया करता है। अगर स्पार्क प्लग का टिप बहुत गर्म है तो यह पूर्व-प्रज्वलन जनित कर सकता है या कभी-कभी धड़ाका/दस्तक और नुकसान भी हो सकता है। अगर यह बहुत ठंडा है, विद्युतीय प्रवाहकीय जमाव, विसंवाहक के ऊपर जमा हो सकते हैं जिससे स्पार्क ऊर्जा का क्षय होता है या स्पार्क विद्युत् का वास्तविक लघुकरण हो सकता है।
एक स्पार्क प्लग को उस हालत में "गर्म" कहा जाएगा अगर वह एक बेहतर ताप विसंवाहक है और जो स्पार्क प्लग की टिप में अधिक गर्मी रखता है। एक स्पार्क प्लग को तब "ठंडा" कहा जाएगा अगर वह स्पार्क प्लग टिप से अधिक ताप का चालन करता है और टिप के ताप को कम करता है। एक स्पार्क प्लग "गर्म" है या "ठंडा" इस बात को स्पार्क प्लग की ताप सीमा के रूप में जाना जाता है। एक स्पार्क प्लग की ताप सीमा को आमतौर पर एक संख्या के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है, जहां कुछ निर्माता गर्म प्लग के लिए आरोही नंबर का उपयोग करते हैं और अन्य इसका विपरीत करते हैं, ठन्डे प्लग के लिए आरोही नंबर का उपयोग.
एक स्पार्क प्लग की ताप सीमा (यानी, वैज्ञानिक शब्दावली में इसकी ऊष्मीय चालकता वाली विशेषताएं) स्पार्क प्लग के निर्माण से प्रभावित होती है: इस्तेमाल की गई सामग्री, विसंवाहक की लम्बाई और दहन चेंबर के अन्दर प्लग का तल-क्षेत्रफल. सामान्य उपयोग के लिए, स्पार्क प्लग ताप सीमा का चयन एक संतुलन है जिसके तहत टिप को आदर्श स्थिति में गर्म रखा जाता है ताकि ख़राब ना हो जाए और अधिकतम शक्ति पर इतना ठंडा भी रखा जाता है कि पूर्व-प्रज्वलन या इंजन नौकिंग ना हो। एक ही निर्माता द्वारा बनाए गए "गर्म" और "ठन्डे" स्पार्क प्लग को अगल-बगल रख कर मुआयना करने से इसमें शामिल सिद्धांत को स्पष्ट रूप से समझा जा सकता है; ठन्डे प्लग में कम पर्याप्त चीनी मिट्टी का केन्द्रीय इलेक्ट्रोड होता है और खोल के बीच की खाई को भरने विसंवाहक है, जो गैप को भारती है, जबकि गर्म प्लग में ज्यादा सेरेमिक सामग्री होती है, ताकि टिप, प्लग के शरीर से पृथक रहे और ताप को बेहतर बरकरार रखे.
दहन कक्ष से गर्मी, निकास गैसों के माध्यम से निकलती है और सिलेंडर के पक्ष दीवारों से और खुद स्पार्क प्लग से भी. एक स्पार्क प्लग की ताप सीमा केवल दहन कक्ष और समग्र इंजन के तापमान पर एक मिनट के प्रभाव पड़ता है। एक ठंडी प्लग वास्तव में एक चलते इंजन के तापमान को कम नहीं करेगा। (बहुत गर्म प्लग, तापमान इंजन वृद्धि हो सकती है कि एक प्लग कर "सकते हैं" कि हालांकि, अप्रत्यक्ष रूप से नेतृत्व करने के लिए एक भगोड़ा हालत प्रज्वलन पूर्व.) बल्कि, एक "गर्म" या "ठन्डे" प्लग का मुख्य प्रभाव, स्पार्क प्लग के टिप के तापमान को प्रभावित करना है।
यह कंप्यूटरीकृत ईंधन इंजेक्शन के आधुनिक युग से पहले आम था कम से कम एक ऑटोमोबाइल इंजन के लिए प्लग के लिए अलग-अलग ताप श्रेणी के एक जोड़े को निर्दिष्ट करने के लिए; कारों के लिए एक गर्म प्लग जो ज्यादातर शहर के आसपास थे धीरे-धीरे संचालित होते थे और राजमार्ग पर निरंतर उच्च गति में उपयोग के लिए एक ठंडा प्लग. यह अभ्यास, हालांकि, बड़े पैमाने पर अब अप्रचलित हो गया है और कारों की ईंधन/हवा मिश्रण और सिलेंडर तापमान को एक संकीर्ण सीमा के भीतर रखा जाता है, सीमित उत्सर्जन के प्रयोजनों के लिए। इंजन को रेसिंग करना, तथापि, अभी भी एक उचित प्लग ताप सीमा के चयन से लाभान्वित होता है। बहुत पुराने रेसिंग इंजन में कभी-कभी प्लग के दो सेट होते हैं, एक सिर्फ शुरू करने के लिए और अन्य सिर्फ इंजन गरम हो जाने पर स्थापित किये जाने के लिए, वास्तव में कार चलाने के लिए।
स्पार्क प्लग निर्माता अपने स्पार्क प्लग की ताप सीमा को निरूपित करने के लिए अलग नंबरों का प्रयोग करते हैं। नीचे तालिका में विभिन्न निर्माताओं के बीच समकक्ष स्पार्क प्लग संख्या दी गई है। स्पार्क प्लग - ब्रांडों के बीच समतुल्य ताप सीमा चार्ट
स्पार्क प्लग का जलने वाला सिरा दहन कक्ष के आंतरिक वातावरण से प्रभावित होता है। स्पार्क प्लग को निरीक्षण के लिए हटाया जा सकता है, प्लग पर दहन के प्रभावों की जांच की जा सकती है। एक परीक्षण, या स्पार्क प्लग के फायरिंग छोर पर विशेषता चिह्नों की 'समझ' चालू इंजन के भीतर की स्थिति का संकेत दे सकते हैं। स्पार्क प्लग टिप के चिह्न इंजन के अंदर हो रही क्रियाओं का साक्ष्य दर्शाएंगे. चरम शक्ति पर चल रहे इंजन के अंदर क्या हो रहा है यह जानने का आमतौर पर अन्य कोई तरिका नहीं है। इंजन और स्पार्क प्लग निर्माता विशेषता चिह्नों के बारे में प्लग रीडिंग चार्ट में जानकारी प्रकाशित करते हैं। इस तरह के चार्ट सामान्य उपयोग के लिए उपयोगी है, लेकिन रेसिंग इंजन स्पार्क प्लग की रीडिंग के लिए लगभग किसी काम के नहीं है, जो पूरी तरह से बिलकुल अलग बात है।
ब्लॉक के टिप का रंग ख़राब होकर हल्का भूरा हो जाए तो समझना चाहिए कि विधिवत कार्यवाही चल रही है; अन्य स्थितियां खराबी का संकेत हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, स्पार्क प्लग की टिप का सैंडब्लास्ट जैसा स्वरूप का मतलब है लगातार, प्रकाश विस्फोट हो रहा है जो अक्सर अनसुना रहता है। स्पार्क प्लग की टिप को होने वाला नुकसान सिलेंडर के अंदर भी हो रहा है। भारी विस्फोट से स्पार्क प्लग विसंवाहक और आंतरिक इंजन हिस्से तुरंत टूट सकते हैं जो सैंडब्लास्ट घिसाव प्रदर्शित होने से पहले सुने जा सकते हैं। एक और उदाहरण के रूप में, अगर प्लग बहुत ठंडा है, तो प्लग की नाक पर जमाव हो जाएंगे. इसके विपरीत यदि प्लग बहुत गर्म है, तो चीनी मिट्टी वाला हिस्सा छिद्रदार दिखेगा, लगभग चीनी की तरह. जो सामग्री केंद्रीय इलेक्ट्रोड को विसंवाहक से जोड़ती है वह उबल पड़ेगी. कभी-कभी प्लग का सिरा चमकता हुआ दिखाई देगा, जब जमाव पदार्थ पिघल जाते हैं।
पूर्ण थ्रोटल पर चलने वाले की तुलना में एक रुके हुए इंजन के स्पार्क प्लग पर भिन्न प्रभाव पड़ेगा. स्पार्क प्लग रीडिंग केवल सबसे हाल ही में प्रचालन स्थितियों वाले इंजन के लिए मान्य हैं और इंजन को विभिन्न परिस्थितियों में चलाने से स्पार्क प्लग पर पड़े पूर्व के विशेषता चिह्न अस्पष्ट या मिट सकते हैं। इस प्रकार, सबसे अधिक मूल्यवान जानकारी को प्राप्त करने के लिए इंजन को उच्च गति और पूर्ण भार के साथ चलाया जाता है और तुरंत प्रज्वलन को काट दिया जाता है और बिना रोके या गति को धीमा किये प्लग को जांच के लिए निकला जाता है।
स्पार्क प्लग रीडिंग व्यूअर, जो मात्र फ्लैशलाईट/आवर्धक का संयुक्त रूप है, स्पार्क प्लग की रीडिंग को सुधारने के लिए उपलब्ध हैं।
प्लगों को इंस्टॉल करने पर उनका "अनुक्रमण" कुछ बहस का विषय है, आमतौर पर केवल उच्च निष्पादन या रेसिंग अनुप्रयोगों के लिए; इसमें शामिल है इनको इंस्टॉल करना ताकि स्पार्क अंतर का खुला क्षेत्र, ग्राउंड इलेक्ट्रोड से घिरा हुआ नहीं, दीवार के बजाए इंटेक वाल्व की ओर, दहन कक्ष के केंद्र का सामना करे. कुछ इंजन ठीक करने वालों का मानना है कि इससे स्पार्क के लिए ईंधन-हवा के मिश्रण के सम्पर्क को अधिकतम कर देगा, साथ ही यह भी सुनिश्चित करता है कि हर दहन कक्ष लेआउट में एक समान है और इसलिए बेहतर प्रज्वलन को परिणामित करता है; दूसरे, हालांकि, यह मानते हैं कि इसका उपयोग केवल, निकासी के अपर्याप्त होने की स्थिति में अल्ट्रा उच्च- संपीड़नमें ग्राउंड इलेक्ट्रोड को पिस्टन के रास्ते से बाहर रखने उपयोगी होता है। किसी भी घटना में, इसे प्लग के बाहर गैप का स्थान अंकन करने, स्थापित करने और निशान की दिशा को ध्यान में रखने के द्वारा हासिल किया जाता है; फिर प्लग को हटा दिया जाता है और अतिरिक्त वाशरों को जोड़ा जाता है ताकि कसे हुए प्लग के ओरिएंटेशन को बदला जा सके। इसे प्रत्येक प्लग के लिए व्यक्तिगत रूप से किया जाना चाहिए, क्योंकि शेल के धागे के सापेक्ष गैप का उन्मुखीकरण यादृच्छिक है। कुछ प्लग, गैप के एक गैर-यादृच्छिक उन्मुखीकरण के साथ बनाए जा रहे हैं और आमतौर पर मॉडल संख्या के लिए एक प्रत्यय द्वारा इस तरह के रूप में चिह्नित किया जाता है, आम तौर पर इसे बहुत छोटे इंजन के निर्माताओं द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है जहां स्पार्क प्लग टिप और इलेक्ट्रोड, दहन कक्ष के आकार के एक काफी बड़े हिस्से का निर्माण करते हैं।