点火装置の原理



点火装置の原理について説明して見ます、あまりうまく出来ないカも知れませんが、興味がありましたら読んで見てください。
コイルに電流を流すと磁界が発生します。するとコイルには磁界の発生を妨げる方向に起電力が発生します。
ですから、コイルに電流を流しても電流はすぐに流れ、図1の様にある一定時間を要してたちあがります。
 また、コイルに電流を流しておき、これお急激に遮断すると、コイルんは電流を流し続けようとする方向(磁界の消滅を防ぐ方向)に起電力が発生します。
以上のように、コイルに電流を流し始める時、及び電流を断つときに、コイルの磁束の変化をさまたげようとする現象がコイル自身のなかに生じます。この現象を自己誘導作用といい
この時発生する起電力を逆起電力といいます。


図 1                  
2つのコイルを並べておき、一方のコイル(一次コイル)に流れる電流を変化させると、他方のコイル(二次コイル)には一次コイルの磁界の変化を妨げる方向に起電力が発生します。これおコイルの相互誘導作用といいます。      図2において。一次コイルに一定の電流が流れているときは磁界が変化しないので二次コイルには起電力は発生しません。                    

次に、スッイチをON⇒OFFにして一次電流を遮断すると、今まで一次電流によって発生していた磁界が急激なくなるので、二次コイルには磁界の消滅を妨げる方向に起電力が発生します。 逆にスイッチをOFF⇒ONにした時にも二次コイルに起電力が発生します。
点火装置のイグニッションコイルはこの自己誘導作用と相互誘導作用を応用して高電圧を発生させています。 すなわち、ポイントを閉じ,一次コイルに電流を流しておきポイントを開いた時の一次コイルの自己誘導作用で発生する高電圧をさらに一次と二次コイルの相互誘導作用で昇圧させる装置です。
図3は一次電流と二次電圧の関係を示したのもです。 スイッチOFF⇒ONの時も電流(磁界)は変化しますが、自己誘導作用により電流がすぐに立ち上がらない為磁界の変化が緩やかになり、二次コイルに誘起される電圧は低く放電電圧に達しません。

図2
誘起起電力の大きさ、云ってみれば点火火花の強さを左右
するものとして、次のようなことが有ります。
*磁束変化の早さ
  磁束量は電流量に比例します。同じ磁束変化でも短時間
  内に変化するほうが起電力の発生が大きい。
  すなわち、単位時間内に変化する電流の量に比例する。
*磁束変化量の大きさ
  磁束の変化量が大きいほど、起電力が大きい。
*コイルの巻き数
  同じ磁束変化でも巻き数が多いほど起電力は大きい。

すなわち、大きな二次発生電圧(強い点火火花)を得るには
一次コイルに流れる電流を出きるだけ大きくし、電流の遮断
図3                           を急速に行えば良い。
しかし、ポイント式点火装置の場合ポイントが閉じている間に一次コイルに電流が流れて開いた瞬間に大きな二次電圧が発生し火花が飛ぶわけですが、一次コイルの自己誘導作用により大きな逆起電力が発生し、このためポイントにアーク(火花)が発生し一次電流の遮断が瞬時にはなかなか出来ません、このアークを吸収する為にコンデンサーが付いている訳ですが完全に吸収する事はできず、一次電流の変化は緩やかになってしまいます。この傾向は低即時ほどポイントの開く速度が遅い為顕著になります。ポイント式で低速時に強い火花が得られないというのはこの為です。 半導体を用いた点火装置の場合は、この一次電流の断続を半導体の内部で行いますのでアークの発生など一切なく瞬時に出来ますので強い火花が得られるわけです。
又、高速になるとポイントが閉じている時間が短くなります。すると一次電流が立ち上がる暇がなくなり一次電流は減少します、この為火花は弱くなります。
これを少しでも改善する為に考えられたのが外部抵抗付イグニッションコイルです。これは一次コイルの巻き数を減らして逆起電力の発生を低く押さえて一次電流の立ち上がり良くしたものです。しかしこうすると,低速時に一次電流が大きくなりすぎてコイルが発熱する為直列に抵抗を入れて最大電流を規制したものです。
又、半導体を用いた点火装置の場合には、電子回路によって一次コイルへの通電時間を制御して、高速時に通電時間が短くなるのを防ぎ火花が弱くなるのを防ぐようになったものもすでに20年近く前から有り、現在では更に高度なものになっているようです。