すべての現代のガソリンエンジンは、シリンダー内の混合気を着火させるために必要な高電圧を発生させるためにイグニッションコイルに依存しています。多くの専門家はイグニッションコイルの役割を知っていますが、その機能の背後にある科学を本当に理解している人はほとんどいません。電磁気の原理が、このイグニッションシステムの重要な部分にどのように力を与えているのかを探ってみましょう。
イグニッションコイルの概念は、車両の電子機器が大幅に進歩したにもかかわらず、100年以上前に導入されて以来、ほとんど変わっていません。
最初のコイルベースのイグニッションシステムは、1910年から1911年頃にチャールズ・ケタリングによって開発されました。彼の設計は、バッテリー、発電機、その他の電気部品を含む1つの電気的セットアップを使用して、スターターモーターとイグニッションシステムの双方に電力を供給しました。このセットアップは、イグニッションコイルに安定した電源を供給しました。
このシステムは、単一のイグニッションコイルを使用して、正しい点火順序で各スパークプラグに高電圧をディストリビューターを介して送信しました。ケタリングシステムとして知られ、1970年代と1980年代に電子イグニッションが機械式システムに取って代わるまで、業界標準でした。
イグニッションコイルの背後にある原理は電磁誘導です。電流がコイル状のワイヤーを流れると、その周りに磁場が生成されます。この磁場はエネルギーを蓄積し、電流が中断されると電気として放出します。
磁場がコイルの近くで移動または変化すると、電流が誘導されます。これはインダクタンスと呼ばれるプロセスです。これは、磁石をワイヤーのコイルに沿って移動させることで実証できます。
磁場を生成した電流が遮断されると、磁場は急速に崩壊し、ワイヤーに電圧を誘導します。崩壊が速いほど、生成される電圧は高くなります。
2つのコイルが互いに近接して配置されている場合、一次コイルからの磁場が二次コイルを囲みます。磁場が崩壊すると、両方のコイルに電圧が誘導されます。これは相互インダクタンスとして知られています。
イグニッションコイルでは、二次巻線は一次巻線よりもはるかに多くの巻数を含んでいます。通常、15,000〜30,000巻が150〜300巻と比較されます。この大きな比率により、12ボルトのバッテリー入力を20,000ボルト以上に変換できます。
一次巻線と二次巻線の両方が鉄心に巻き付けられており、磁場を集中させます。これにより、効率が向上し、必要なときに強力で一貫したスパークが確実に供給されます。
イグニッションコイルはエンジンの性能に不可欠であり、基本的な電磁気の法則を使用して燃焼に必要な高電圧を生成します。その仕組みを理解することは、メンテナンスとトラブルシューティングに役立つだけでなく、その設計の素晴らしさも明らかになります。
