自動車の心臓部！点火装置の仕組みを解説
車を知りたい
先生、「点火装置」って、火花を飛ばすところですよね？ エンジンをかける時に必要なのはなんとなくわかるんですけど、具体的にどんな仕組みで動いているのか教えてください。
自動車研究家
そうだね、点火装置はエンジンの心臓部と言えるくらい重要な部分だね。簡単に言うと、バッテリーの電気を高圧に変換して、スパークプラグで火花を飛ばし、ガソリンに点火するのが役割だよ。家電製品で例えると、電子レンジのマグネトロンみたいなものかな。
車を知りたい
電子レンジですか？ なるほど。でも、自動車はいつも同じ回転数で動いているわけじゃないですよね？ エンジンの回転数や車の状態に合わせて、点火のタイミングも変えているんですか？
自動車研究家
するどい質問だね！ 実は、最近の車はコンピューターでエンジンの状態を監視していて、回転数や負荷に応じて最適なタイミングで点火するようになっているんだ。だから、燃費が良くなったり、排気ガスがクリーンになったりするんだよ。
点火装置とは。
「点火装置」とは、ガソリンエンジンなどの火花点火エンジンに使われる、混合気に火花を飛ばして燃焼させるための装置です。エンジンの回転数や負荷を検知するセンサー、電気を発生させる部分、電圧を変換する部分、火花を飛ばす点火プラグ、そしてそれらを繋ぐコードなどで構成されています。 エンジンは運転状況に応じて最適なタイミングで点火する必要があり、点火装置はこのタイミングを決定する役割も担っています。具体的には、検知した情報をもとに、適切なタイミングで電流を流し、イグニッションコイルで電圧を上げてから点火プラグに送ります。
近年では、マイクロコンピューターで制御することで、より確実な着火、排気ガスの削減、燃費向上を実現するシステムが主流となっています。このシステムには、従来のようにディストリビューターを用いて高圧電流を各点火プラグに分配する方式と、各シリンダーに低圧電流を分配し、それぞれの点火コイルから直接点火プラグに電気を送るディストリビューターレス方式があります。
点火装置の役割とは？
自動車を走らせるために必要不可欠な「点火装置」。エンジン内部で燃料を爆発させる、いわば自動車の心臓部とも言える重要な役割を担っています。しかし、その仕組みについて詳しく知る人は意外と少ないのではないでしょうか？この章では、点火装置の役割について詳しく解説していきます。
点火装置を構成するパーツ
自動車のエンジンを始動させるためには、ガソリンと空気の混合気に点火する必要があります。その重要な役割を担うのが点火装置です。ここでは、点火装置を構成する主要なパーツとその役割について解説していきます。
点火の仕組みを詳しく解説
自動車のエンジンは、ガソリンと空気の混合気を爆発させることで力を生み出しています。 この爆発を引き起こすために重要な役割を果たしているのが「点火装置」です。
点火装置は、バッテリーやイグニッションコイルなどを用いて、スパークプラグと呼ばれる部品に高電圧の電気を送ります。 スパークプラグの先端には電極があり、高電圧が流れると電極間に火花が飛びます。この火花が混合気に引火し、爆発的な燃焼を引き起こすことで、エンジンは力強く動くことができるのです。
点火装置は、エンジンの性能を最大限に引き出すために、適切なタイミングで正確に火花を飛ばすことが求められます。 近年では、電子制御技術の発達により、エンジンの回転数や負荷に応じて点火時期を精密に制御することで、燃費の向上や排ガスの削減にも貢献しています。
点火タイミングの重要性
エンジン内部で燃料を爆発させるためには、適切なタイミングで点火する必要があります。 この点火タイミングがずれてしまうと、エンジンの出力低下や燃費悪化、排気ガスの増加などに繋がってしまいます。最適な点火タイミングは、エンジンの回転数や負荷など様々な要素によって変化します。そのため、車のコンピューターは、センサーの情報をもとに、常に最適な点火タイミングを計算し、点火装置に指示を出しているのです。
進化する点火システム
自動車の進化と共に、その心臓部であるエンジンも大きく進化してきました。特に、エンジンの性能を最大限に引き出すために重要な役割を担うのが「点火システム」です。
初期の自動車に搭載されていたのは、ディストリビューターを用いた機械式の点火システムでした。これは、エンジンの回転と連動して点火時期を調整するシンプルな仕組みでしたが、高回転化や電子制御化が進むにつれて、より精密な制御が求められるようになりました。
そこで登場したのが、電子制御による点火システムです。クランク角センサーなどでエンジンの回転状態を検知し、コンピューターが最適な点火時期を計算して、各気筒のスパークプラグへ高電圧を送ることで、より高精度な点火制御を実現しました。
さらに近年では、環境性能向上のため、各気筒に独立したイグニッションコイルを配置するダイレクトイグニッションシステムが主流となっています。これは、点火プラグへの電流経路を短縮することで、ロスを減らし、強力なスパークを発生させることが可能です。
このように、点火システムは、時代の要求に合わせて常に進化を遂げてきました。そして、これからも、より高性能、低燃費、そして環境に優しい自動車の実現に向けて、進化し続けることでしょう。