デルコ点火システム
 |
デルコ点火システムは、ケタリング点火システム、ポイント・アンド・コンデンサー点火、ブレーカーポイント点火とも呼ばれ、チャールズ・F・ケタリングが発明した誘導放電点火システムの一種です。1912年型キャデラック[ 1 ]に初めて搭載され、デルコによって製造されました。時が経つにつれ、あらゆる自動車およびトラックメーカーの火花点火、すなわちガソリンエンジンに広く使用されるようになりました。今日でも、コイルオンプラグ、コイルニアプラグ、およびディストリビューターレス点火のコイルパックに広く使用されています。[ 2 ] 自動車で使用されている代替システムはコンデンサ放電点火で、現在は主にアフターマーケットのアップグレードシステムとして使用されています。[ 3 ]電子点火は、ポイント（機械式スイッチ）をトランジスタなどの電子スイッチに置き換えたケタリング誘導点火の一般的な用語でした。[ 4 ]
操作
電源
初回始動時は、イグニッションスイッチ（上図では「コンタクタ」と呼ばれています）を介して蓄電池が接続されます。エンジンが始動すると、エンジン駆動のオルタネーターまたはジェネレーターが電力を供給します
ブレーカーポイント
ブレーカーポイント（図では「コンタクトブレーカー」と表記）は、ディストリビューターシャフト上のカムによって開閉する電気スイッチです。エンジンサイクルの大部分の間、ブレーカーポイントは閉じた状態となり、点火コイルに電流が流れ、点火が必要なときに瞬間的に開きます
点火コイル
点火コイルは変圧器です。ポイントが閉じているとき、一次巻線（昔の文献では低圧巻線と呼ばれていました）はバッテリー電圧に接続されます。コイルのインダクタンスにより、この回路の電流は徐々に増加します。この電流によってコイルに磁場が生成され、一定量のエネルギーが蓄えられます。ポイントが開くと、磁場を維持する電流が止まり、磁場が消滅します。次に、蓄えられたエネルギーが起電力として 2 つの巻線に戻されます。一次巻線の巻き数は少なく、ファラデーの電磁誘導の法則により、約 250 ボルトの電圧スパイクが発生します。[ 5 ]二次巻線の巻き数は一次巻線の約 100 倍であるため、約 25,000 ボルトの電圧スパイクが発生します。この電圧は、スパークプラグの電極間で火花を飛ばすのに十分な高さです。どちらの極性の電圧スパイクも使用できますが、スパークプラグの中心に負極性のパルスを印加することで、最も効率的に火花を発生できます。これにより、スパークプラグの寿命も長くなります。
コンデンサー
ポイント間にはコンデンサ（以前のテキストではコンデンサと呼ばれていました）が接続されています。コンデンサは、ポイントが開いたときに一次コイルに発生する電圧スパイクを吸収します。これにより、ポイント上の新しく開いた接点に電気アークが発生するのを防ぎ、接点の急速な消耗を防ぎます
ディストリビューター
ディストリビューターローターはカムシャフトと同期して回転します。スパークプラグの点火時期になると、ローター（上図のディストリビューター内に示されている青いバー）がディストリビューターキャップの中心電極を、スパークプラグコードに接続された電極に接続します。これは、ポイントが開き、コイルが中心電極に高電圧を供給するのと同時に起こります
安定抵抗器
この図にはバラスト抵抗器は示されていませんが、これはケタリングの特許に含まれていました。[ 6 ] これは一次回路に配置されます。一次巻線のインダクタンスは、一次巻線を流れる電流が、火花を生成するのに十分なエネルギーを供給するのに必要なレベルまで増加する速度を制限します。一次巻線のインダクタンスを下げると電流の増加が速くなりますが、最大電流が高くなり、ポイントの寿命が短くなり、コイルの加熱が増加します。一次巻線と直列に配置されたバラスト抵抗器は、電流に比例した電圧降下を生成します。ポイントが最初に閉じているときは電流が低いため、抵抗器の両端の電圧降下も低く、バッテリー電圧の大部分がコイル両端に作用します。電流が蓄積されると、抵抗器の両端の電圧降下が増加し、コイル両端のバッテリー電圧が低下して最大電流が制限されます。
ケタリングのイグニッションは、始動位置にあるときにイグニッションスイッチがバラスト抵抗器をバイパスするタイプが多かった。始動時にはバッテリー電圧が低下するため、この抵抗器をバイパスすることでコイルにかかる電圧を高め、より多くのエネルギーを供給できる。
問題
この設計の問題点は、適切なサイズのコンデンサを使用しても、ポイントでアーク放電が発生することです。アーク放電はポイントを「焼き付け」ます。これにより、ポイント接点に抵抗が生じ、一次電流と火花強度が低下します。2つ目の問題は、ディストリビューターカムに乗ってポイントを開く機械式カムフォロワーブロックに関係しています。このブロックは経年劣化により摩耗し、ポイントの開度（「ポイントギャップ」）が減少し、点火時期とポイントが閉じている時間の割合が変化します。古い車両の整備では、通常、ポイントとコンデンサを交換し、ギャップを工場出荷時の仕様に適合させる必要があります。3つ目の問題は、ディストリビューターキャップとローターに関係しています。これらの部品の表面に導電性の「スニークパス」（「トラッキング」とも呼ばれます）が発生することがあります。このスニークパスをコイルの二次電圧が通過すると、スパークプラグを迂回する電流（多くの場合、アーク）が発生します。スニークパスが発生した場合、唯一の解決策はキャップまたはローターを交換することです。 4つ目の問題は、エンジンのスパークプラグが1つ、あるいは複数個「汚れ」を生じさせた場合に発生する可能性があります。スパークプラグ内部の絶縁体に堆積物を形成する燃焼副産物によって引き起こされる汚れは、二次電圧が十分に上昇して火花を発生させる前に、コイルのエネルギーを消費する導電経路を形成します。いわゆる容量性放電点火システムは、コイル電圧の立ち上がり時間が非常に短いため、多少汚れていてもスパークプラグ間で火花を発生させることができます。
電子点火システムは、デルコ点火システムのコンポーネントの一部またはすべてをソリッド ステート デバイスや光学デバイスに置き換え、より高い電圧とより信頼性の高い点火を実現します。
参考文献
- ^ 「電動セルフスターターの発明者、チャールズ・F・ケタリング誕生」。HISTORY 。 2009年11月13日。2021年7月25日閲覧
- ^ 「基本に立ち返る：点火コイルの仕組み - デンソー」 www.denso-am.eu . 2021年7月25日閲覧。
- ^ 「誘導型放電点火システムと容量型放電点火システム」 MotorTrend 、 2019年7月23日。 2021年7月25日閲覧。
- ^ 「自動車の歴史：電子点火 - ポイントを失う、パート1」。カーブサイドクラシック。2019年5月7日。 2021年7月25日閲覧。
- ^ 「イグニッションコイルはどのように機能し、どのような要因が性能に影響を与えるのか？」 MotorTrend . 2020年5月29日. 2021年7月25日閲覧。
- ^ 「点火システム」 1911年8月11日. 2021年7月25日閲覧。
