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点火コイルは、火花点火エンジンの点火システムで使用され、バッテリー電圧を点火プラグの動作に必要なはるかに高い電圧に変換します。その後、点火プラグは、この高電圧の電気バーストを使用して空気と燃料の混合物を点火します。
点火コイルは、鉄芯の周りに巻かれた 2 組のコイルで構成されています。古いエンジンでは、多くの場合、単一の点火コイルが使用され、その出力はディストリビューターによって各シリンダーに送られます。この設計は、さまざまな小型エンジン(芝刈り機のエンジンなど) で今でも使用されています。現代の自動車エンジンでは、ディストリビューターのないシステム (コイルオンプラグなど) が使用されることが多く、各シリンダーに独自の点火コイルがあります。
ディーゼルエンジンは圧縮着火を使用するため、点火コイルがありません。
デザイン
点火コイルは、銅線で作られた 2 つのコイル (巻線)に囲まれた鉄心で構成されています。一次巻線は太い線を比較的少数巻いており、二次巻線は細い線を数千回巻いており、線のエナメルと油を塗った紙の絶縁体の層によって高電圧から絶縁されています。
電源（車のバッテリーなど）から一次巻線に接続された電気回路が（接点ブレーカーまたはトランジスタによって）閉じられると、一次巻線に電流が流れ、コアの周囲に磁場が発生します。この電流は一定時間継続し、コイルにエネルギーが蓄積されます。コイルが充電されると回路が開き、その結果生じる磁場の振動によって二次巻線に高電圧が発生します。この高電圧の電気は、ディストリビューターやスパークプラグワイヤーなどのいくつかの部品を通過してスパークプラグに到達し、空気と燃料の混合気に点火するために使用されます。
回路を開くタイミングはエンジンの回転と調整する必要があり、空気と燃料の混合物を点火するのに最適なタイミングで高電圧の電気バーストが生成されます。
現代の電子点火システムは、電気回路を充電するという同じ原理で動作しますが、点火コイルの誘導充電を使用するのではなく、約 400 ボルトに充電されたコンデンサを使用します[引用が必要]。現代の点火コイルの一般的な出力電圧は、15 kV (芝刈り機のエンジンの場合) から 40 kV (大型エンジンの場合) までさまざまです。[引用が必要]
現代のシングルスパークシステムでは、スパークプラグごとにコイルが 1 つあります。一次パルスの開始時に早すぎるスパークを防止するために、コイルにダイオードまたは二次スパークギャップが取り付けられ、逆パルスをブロックします。4 ストロークエンジン用の古い無駄なスパークシステムでは、点火コイルの二次巻線に 2 つの出力端子があり、どちらもスパークプラグに接続されています。逆パルスは、空気/燃料混合物を含まないシリンダー内のスパークプラグをトリガーします (そのシリンダーは 180 度位相がずれているため)。[1]
材料
かつて、点火コイルはワニスと紙で絶縁された高電圧巻線で作られ、引抜鋼の缶に挿入され、絶縁と湿気防止のために油またはアスファルトで満たされていました。後に[いつ? ] 、点火コイルは代わりに充填エポキシ樹脂で鋳造され、巻線内に形成された空隙に浸透しました。
点火コイルは通常、高電圧と低電圧の接続用の絶縁端子が付いた金属缶またはプラスチックケースに挿入されます。
歴史
前任者
初期の自動車は、車内に電源（バッテリーなど）がなかったため、マグネト点火システムを採用していた。バッテリーが車に搭載されるようになったため（始動と照明用）、新型車ではマグネト点火に代わって点火コイルが採用された。マグネト点火と比較すると、点火コイルシステムは低エンジン回転数（RPM）で高電圧スパークを発生できるため、始動が容易になる。 [2]
初期のシステム
ほとんどの旧式の点火コイル システムでは、すべてのスパーク プラグで共有される単一のコイルが使用されていました (ディストリビューター経由)。ただし、サーブ92やヴァルトブルク 353ではシリンダーごとに別々のコイルが使用され、1948 年のシトロエン 2CVでは両端点火コイルを使用しディストリビューターのない無駄なスパークシステムを使用していました。
ディストリビューターレスシステム
1990 年代以降、点火システムは、ディストリビューターを省略し、代わりに点火を電子制御する設計にほとんど切り替わりました。これらのディストリビューターレス システムでは、複数の小型点火コイルが使用され、通常は各シリンダーに 1 つのコイル、またはシリンダーのペアごとに 1 つのコイルを備えた 無駄なスパークシステムの形をとります。
これらの点火コイルは、1 つのケース (コイル パック)にまとめられ、スパーク プラグから離れた場所に配置できます。ただし、個々の点火コイルが各スパーク プラグの上部に直接取り付けられた小さなユニットであるコイル オン プラグ システムの使用がますます一般的になっています。コイル オン プラグ システムの利点は、故障が発生した場合に、他のすべてのシリンダーのコイルを不必要に交換するのではなく、1 つの点火コイルを交換できることです。