เครื่องยนต์หัวเทียนเรืองแสงหรือเครื่องยนต์เรืองแสง เป็น เครื่องยนต์สันดาปภายในขนาดเล็กชนิดหนึ่ง^{[ 1 ]}ซึ่งโดยทั่วไปใช้ในเครื่องบินจำลองรถยนต์จำลอง และการใช้งานที่คล้ายคลึงกัน การจุดระเบิดเกิดขึ้นจากการรวมกันของความร้อนจากการอัด ความร้อนจากหัวเทียนเรืองแสง และ ผล เร่งปฏิกิริยาของแพลทินัมภายในหัวเทียนเรืองแสงต่อเมทานอลในเชื้อเพลิง

เรย์ อาร์เดน นักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน ประดิษฐ์หัวเทียนเรืองแสงตัวแรกสำหรับเครื่องยนต์จำลองในปี พ.ศ. 2490 ^{[ 2 ]}

หัวเทียนเรืองแสงที่ใช้ในเครื่องยนต์จำลองนั้นแตกต่างจากที่ใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล ขนาดใหญ่มาก ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ หัวเทียนเรืองแสงใช้สำหรับการสตาร์ทเท่านั้น แต่ในเครื่องยนต์จำลอง หัวเทียนเรืองแสงเป็นส่วนสำคัญของระบบจุดระเบิดเนื่องจาก คุณสมบัติ เร่งปฏิกิริยาของ ลวด แพลทินัมหัวเทียนเรืองแสงเป็นลวดเส้นเกลียวที่ทนทาน ส่วนใหญ่ทำจากแพลทินัม ฝังอยู่ในปลายหัวเทียน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหัวเทียน หรือเมื่อสัมผัสกับความร้อนในห้องเผาไหม้ ลวดจะเรืองแสง ทำให้สามารถจุดติดเชื้อเพลิงพิเศษที่ใช้ในเครื่องยนต์เหล่านี้ได้ สามารถจ่ายไฟได้โดยใช้ขั้วต่อพิเศษที่ต่อกับด้านนอกของเครื่องยนต์ และอาจใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จได้หรือแหล่งจ่ายไฟ DC

หัวเทียนเรืองแสงมีอย่างน้อยสามประเภท/รูปทรง หัวเทียนเรืองแสงมาตรฐาน ซึ่งมีทั้งแบบยาว/มาตรฐานและแบบสั้น (สำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก) ทั้งแบบเปิดและแบบมีแท่งปรับรอบเดินเบา มีท่อเกลียวที่แทรกเข้าไปในห้องเผาไหม้ในระดับที่แตกต่างกัน เนื่องจากขนาดของห้องเผาไหม้มีขนาดเล็ก การเปลี่ยนยี่ห้อหรือรูปแบบของหัวเทียนเรืองแสงมาตรฐานอาจส่งผลต่ออัตราส่วนการอัด หัวเทียนเรืองแสงแบบเทอร์โบ (ยุโรป/เมตริก) และแบบเนลสัน (อเมริกาเหนือ/อังกฤษ) ไม่ได้แทรกเข้าไปในห้องเผาไหม้ แต่มีส่วนที่เป็นมุมเอียงที่ปิดผนึกกับพื้นผิวที่เข้ากันที่ด้านล่างของรูหัวเทียน เมื่อติดตั้งหัวเทียนแบบเทอร์โบหรือเนลสันและปิดผนึกห้องเผาไหม้แล้ว จะสร้างพื้นผิวเรียบภายในฝาสูบ พื้นผิวเรียบนี้เป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น การแข่งขันความเร็ว Control Line และรถ RC ที่รอบสูง การออกแบบของหัวเทียนแบบเทอร์โบ/เนลสันช่วยให้สามารถเปลี่ยนยี่ห้อได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่ออัตราส่วนการอัด หัวเทียนแบบเทอร์โบและเนลสันไม่สามารถใช้แทนกันได้เนื่องจากมีเกลียวและขนาดที่แตกต่างกัน

เชื้อเพลิงสำหรับหัวเทียนเรืองแสงโดยทั่วไปประกอบด้วยเมทานอล ที่มี ส่วนผสม ของ ไนโตรมีเทนในปริมาณที่แตกต่างกัน เพื่อใช้เป็น สารออก ซิไดเซอร์ เพิ่มกำลัง โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5% ถึง 30% ของส่วนผสมทั้งหมด สารระเหยเหล่านี้จะแขวนลอยอยู่ในน้ำมันพื้นฐาน เช่นน้ำมันละหุ่งน้ำมันสังเคราะห์หรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง เพื่อหล่อลื่นและควบคุมความร้อน ระบบหล่อลื่นเป็นแบบ "สูญเสียทั้งหมด" หมายความว่าน้ำมันจะถูกขับออกทางท่อไอเสียหลังจากไหลเวียนผ่านเครื่องยนต์แล้ว เชื้อเพลิงจะจุดติดไฟเมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบความร้อนของหัวเทียนเรืองแสง ระหว่างจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ ลวดจะยังคงร้อนอยู่และเรืองแสงต่อไป ส่วนหนึ่งเนื่องจากความเฉื่อยทางความร้อน แต่ส่วนใหญ่เกิดจาก ปฏิกิริยาการเผาไหม้ แบบเร่งปฏิกิริยาของเมทานอลที่เหลืออยู่บนไส้หลอดแพลทินัม ซึ่งจะทำให้ไส้หลอดร้อนอยู่เสมอ ทำให้สามารถจุดติดไฟในครั้งต่อไปได้ จึงช่วยรักษาวงจรพลังงานไว้ได้

เครื่องยนต์อากาศยานบางรุ่นได้รับการออกแบบให้ใช้เชื้อเพลิงที่ไม่มีส่วนผสมของไนโตรมีเทนเลย เชื้อเพลิงชนิดนี้เรียกว่า"เชื้อเพลิง FAI"ตามชื่อของหน่วยงานกำกับดูแลด้านการบินที่มีชื่อเดียวกัน ซึ่งกำหนดให้ใช้เชื้อเพลิงประเภทนี้ในการแข่งขันบางรายการ

ในการสตาร์ทเครื่องยนต์แบบใช้หัวเทียนเรืองแสง จะใช้กระแสตรงประมาณ 3 แอมป์และ 1.5 โวลต์กับหัวเทียนจาก "ตัวจุดหัวเทียนเรืองแสง" หรือ "ตัวขับหัวเทียนเรืองแสง" ซึ่งใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เซลล์เดียวที่มีกระแสสูง หรือ "แผงจ่ายไฟ" ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะซึ่งทำงานบนแหล่งจ่ายไฟ 12VDC ^{[ 3 ]}กระแสไฟฟ้าจะทำให้ไส้หลอดแพลทินัมร้อนขึ้นจนเรืองแสงเป็นสีแดงร้อนจัด จึงเป็นที่มาของชื่อนี้ จากนั้นจะหมุนเครื่องยนต์จากภายนอกโดยใช้ข้อเหวี่ยงแบบมือหมุน สตาร์ทเตอร์แบบดึงเชือกในตัว มอเตอร์แบบสปริง หรือมอเตอร์ไฟฟ้า ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ หรือด้วยมือ เพื่อป้อนเชื้อเพลิงเข้าไปในห้องเผาไหม้ เมื่อเชื้อเพลิงติดไฟและเครื่องยนต์ทำงานแล้ว การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าก็ไม่จำเป็นอีกต่อไปและสามารถถอดออกได้ การเผาไหม้แต่ละครั้งจะทำให้ไส้หลอดหัวเทียนเรืองแสงร้อนอยู่เสมอ ซึ่งเมื่อรวมกับการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของเมทานอลโดยแพลทินัม จะทำให้สามารถจุดประกายไฟในครั้งต่อไปได้ในวงจรพลังงานที่ยั่งยืน^{[ 4 ] [ 3 ]}

แบตเตอรี่แบบชาร์จได้อาจเป็น แบบ NiMH , NiCD , Li-ionหรือตะกั่วกรดแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จเต็มสูงกว่าของเซลล์ตะกั่วกรด (2.0) และ Li-ion (4.2) หากนำไปใช้โดยตรงกับหัวเทียนเรืองแสง 1.5 โวลต์ทั่วไป จะทำให้หัวเทียนไหม้ทันที ดังนั้นจึงสามารถใช้ตัวต้านทาน ที่มีค่าและกำลังวัตต์ที่เหมาะสม หรือจุดเชื่อมต่อฐาน/ตัวปล่อยของ ทรานซิสเตอร์เจอร์มาเนียมกำลังสูง(ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขั้วใดขั้วหนึ่งของหัวเทียน) เพื่อจำกัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหัวเทียนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม แม้จะมีกำลังไฟที่เหมาะสม หัวเทียนเรืองแสงก็อาจไหม้ได้ทุกเมื่อ และขอแนะนำให้ผู้ใช้งานพกอะไหล่สำรองไว้^{[ 5 ]}

ในทางเทคนิคแล้ว เครื่องยนต์หัวเทียนเรืองแสงค่อนข้างคล้ายกับเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์หัวเทียนร้อนตรงที่ใช้ความร้อนภายในในการจุดระเบิดเชื้อเพลิง แต่เนื่องจากจังหวะการจุดระเบิดไม่ได้ถูกควบคุมโดยการฉีดเชื้อเพลิง (เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป) หรือโดยระบบไฟฟ้า (เช่นเดียวกับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟ) จึงต้องปรับโดยการเปลี่ยนส่วนผสมของเชื้อเพลิง/อากาศและการออกแบบหัวเทียน/คอยล์ (โดยปกติจะทำได้โดยการปรับช่องรับอากาศและส่วนควบคุมต่างๆ บนตัวเครื่องยนต์เอง) ส่วนผสมที่เข้มข้นกว่าจะทำให้ไส้หลอดเย็นลงและทำให้การจุดระเบิดช้าลง ส่งผลให้เครื่องยนต์ทำงานช้าลง ส่วนผสมที่เจือจางกว่าจะให้กำลังมากกว่า แต่เครื่องยนต์จะได้รับการหล่อลื่นน้อยลง ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการระเบิดได้ "การกำหนดค่า" นี้ยังสามารถปรับได้โดยการใช้การออกแบบหัวเทียนที่แตกต่างกันเพื่อการควบคุมความร้อนที่แม่นยำยิ่งขึ้น ในบรรดาเครื่องยนต์สันดาปภายในทุกประเภท เครื่องยนต์หัวเทียนเรืองแสงคล้ายกับเครื่องยนต์หัวเทียนร้อน มากที่สุด เนื่องจากทั้งสองประเภทการจุดระเบิดเกิดขึ้นจาก "จุดร้อน" ภายในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์หัวเทียนเรืองแสงสามารถออกแบบสำหรับการทำงานแบบสองจังหวะ (จุดระเบิดทุกรอบการหมุน) หรือแบบสี่จังหวะ (จุดระเบิดทุกสองรอบการหมุน) ^{[ 4 ]}รุ่นสองจังหวะ (หรือสองรอบ) ให้กำลังมากกว่า แต่เครื่องยนต์สี่จังหวะมีแรงบิดที่รอบต่ำมากกว่า เสียงรบกวนน้อยกว่า และมีเสียงทุ้มต่ำที่สมจริงกว่า^{[ 5 ]}

เครื่องยนต์แบบใช้หัวเทียนเรืองแสงต้องทำงานด้วยอุณหภูมิหัวเทียนเรืองแสงที่ถูกต้อง เครื่องยนต์ขนาดใหญ่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ในขณะที่เครื่องยนต์ขนาดเล็กจะระบายความร้อนสู่อากาศได้เร็วกว่าและต้องการหัวเทียนเรืองแสงที่ร้อนกว่าเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการจุดระเบิด อุณหภูมิแวดล้อมก็เป็นปัจจัยกำหนดอุณหภูมิหัวเทียนเรืองแสงที่ดีที่สุดเช่นกัน ในสภาพอากาศหนาวเย็น จำเป็นต้องใช้หัวเทียนที่ร้อนกว่า เนื่องจากเครื่องยนต์แบบใช้หัวเทียนเรืองแสงระบายความร้อนด้วยอากาศ เครื่องยนต์ที่ "ร้อนจัด" บางครั้งอาจได้รับประโยชน์จากอุณหภูมิหัวเทียนที่ต่ำลง แม้ว่าอาจทำให้รอบเดินเบาไม่ราบเรียบและปรับแต่งได้ยากขึ้นก็ตาม ความเร็วในการทำงานของเครื่องยนต์ก็ต้องพิจารณาด้วยเช่นกัน หากเครื่องยนต์ทำงานที่รอบสูงอย่างต่อเนื่อง เช่น ในเครื่องบินหรือรถยนต์ที่วิ่งบนทางตรงเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิหัวเทียนที่ต่ำกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่า หากเครื่องยนต์ทำงานที่รอบต่ำ การเผาไหม้จะไม่ทำให้เครื่องยนต์ร้อนมากนัก และจำเป็นต้องใช้หัวเทียนที่ร้อนกว่า

ชนิดของเชื้อเพลิงและอัตราส่วนของเชื้อเพลิงต่ออากาศก็ต้องนำมาพิจารณาด้วยเช่นกัน ยิ่งมีไนโตรมีเทนในเชื้อเพลิงมากเท่าไหร่ เชื้อเพลิงก็จะยิ่งเผาไหม้ร้อนมากขึ้นเท่านั้น เชื้อเพลิงที่มี "ไนโตร" สูงจะต้องการหัวเทียนที่เย็นกว่า ส่วนผสมที่บาง (อัตราส่วนเชื้อเพลิงต่ออากาศต่ำ) จะเผาไหม้ร้อนกว่าส่วนผสมที่เข้มข้น (อัตราส่วนเชื้อเพลิงต่ออากาศสูง) และอุณหภูมิในการทำงานอาจสูงขึ้นจนถึงระดับที่อาจทำให้หัวเทียนเสียหายก่อนเวลาอันควรหากใช้ส่วนผสมที่บางเกินไป ("บางเกินไป")

หากเครื่องยนต์เดินไม่เรียบ (รอบตก) เมื่อถอดปลั๊กไฟจากแบตเตอรี่ ควรเพิ่มอุณหภูมิหัวเทียนหรือปริมาณไนโตรมีเทนในน้ำมันเชื้อเพลิง เนื่องจากเครื่องยนต์ยังไม่ร้อนพอ หากเครื่องยนต์เกิดอาการยิงกลับเมื่อหมุนสตาร์ทด้วยมือ แสดงว่าเครื่องยนต์ร้อนเกินไป และควรลดอุณหภูมิหัวเทียนหรือปริมาณไนโตรมีเทนในน้ำมันเชื้อเพลิงลง

หัวเทียนเรืองแสงมีอายุการใช้งานจำกัด และผู้ใช้ควรมีหัวเทียนสำรองไว้หลายอัน หัวเทียนสำรองต้องเป็นชนิดที่ถูกต้อง หัวเทียนสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบไม่สามารถใช้ร่วมกับหัวเทียนสำหรับเครื่องยนต์มาตรฐานได้ ควรขันหัวเทียนให้แน่นขึ้นอีกประมาณหนึ่งในสี่รอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการขันแน่นเกินไป หัวเทียนเรืองแสงเช่นเดียวกับ วัตถุ ที่เรืองแสงได้ ทั้งหมด มีความร้อนสูงมาก และไม่ควรดึงหัวเทียนเรืองแสงออกขณะที่ยังร้อนอยู่ ในทำนองเดียวกัน ต้องระมัดระวังเมื่อเติมน้ำมันเชื้อเพลิง เพราะหัวเทียนเรืองแสงที่ร้อนจัดสามารถจุดไฟน้ำมันเชื้อเพลิงได้ การที่แบตเตอรี่ร้อนเกินไปก็อาจเป็นอันตรายได้เช่นกัน และควรใช้เฉพาะขั้วต่อที่ได้มาตรฐานเท่านั้น

หัวเทียนเทอร์โบโกลว์

• ความยาวโดยรวม: 17 มม. (0.67 นิ้ว)
• เส้นผ่านศูนย์กลาง: 0.35 นิ้ว (890 มม.)
• ขนาดเกลียว: M8x.75 มม. ^{[ 6 ]}

หัวเทียนเรืองแสงปกติ

• ความยาว: 0.8 นิ้ว
• เส้นผ่านศูนย์กลาง: 6.35 มม.
• เกลียว: 1/4-32 UNEF ^{[ 6 ]} (ข้อกำหนดเกลียวที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับเครื่องยนต์จำลอง)

• เครื่องยนต์ไนโตร

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ Glowplug

• ทุกสิ่งเกี่ยวกับหัวเทียนเรืองแสง
• วิธีเลือกหัวเทียนเรืองแสงที่เหมาะสม