점화 코일
Ignition coil |
점화 코일(스파크 코일이라고도 함)은 자동차의 점화 시스템에서 배터리의 전압을 점화 플러그에 전기 스파크를 만들어 연료를 점화시키는 데 필요한 수천 볼트로 변환하는 유도 코일입니다.일부 코일은 내부 저항이 있는 반면, 다른 코일은 차량의 12V 전원에서 코일로 흐르는 전류를 제한하기 위해 저항 와이어 또는 외부 저항을 사용합니다.점화 코일에서 디스트리뷰터로 가는 와이어와 디스트리뷰터에서 각 스파크 플러그로 가는 고전압 와이어를 스파크 플러그 와이어 또는 고전압 리드라고 합니다.원래 모든 점화 코일 시스템에는 기계적 접점 차단기와 콘덴서(콘덴서)가 필요했습니다.보다 최근의 전자 점화 시스템은 파워 트랜지스터를 사용하여 점화 코일에 펄스를 제공합니다.최신 승용차는 엔진 실린더(또는 실린더 쌍)당 하나의 점화 코일을 사용하여 고장이 발생하기 쉬운 스파크 플러그 케이블과 고전압 펄스를 배선하는 분배기를 제거할 수 있습니다.
연료/공기 혼합물을 점화하기 위해 압축에 의존하는 디젤 엔진에는 점화 시스템이 필요하지 않습니다.
기본 원칙
점화 코일은 두 개의 구리 와이어 코일로 둘러싸인 적층 철심으로 구성됩니다.전력 변압기와 달리 점화 코일에는 개방 자기 회로가 있습니다. 즉, 철심은 권선 주위에 폐쇄 루프를 형성하지 않습니다.코어의 자기장에 저장되는 에너지는 스파크 플러그로 전달되는 에너지입니다.
1차 권선에는 굵은 와이어가 비교적 적게 회전합니다.2차 권선은 작은 와이어를 수천 바퀴 회전시켜 와이어의 에나멜과 기름칠된 종이 절연체 층에 의해 고전압으로부터 절연됩니다.코일은 보통 고전압 및 저전압 연결용 절연 단자가 있는 금속 캔 또는 플라스틱 케이스에 삽입됩니다.접점 차단기가 닫히면 배터리의 전류가 점화 코일의 1차 권선을 통해 흐를 수 있습니다.코일의 인덕턴스로 인해 전류가 즉시 흐르지 않습니다.코일을 흐르는 전류는 코어와 코어를 둘러싼 공기에 자기장을 생성합니다.스파크를 위한 충분한 에너지를 저장할 수 있을 만큼 전류가 충분히 흐를 수 있어야 합니다.전류가 최대 레벨에 도달하면 접점 차단기가 열립니다.캐패시터를 사이에 두고 접속되어 있기 때문에 1차 권선과 캐패시터가 동조회로를 형성하고 축적된 에너지가 코일에 의해 형성되는 인덕터와 캐패시터 사이에서 진동함에 따라 코일의 코어의 자기장이 변화하면 코일의 2차에서 훨씬 큰 전압이 유도된다.보다 현대적인 전자 점화 시스템은 정확히 동일한 원리로 작동하지만, 일부는 코일의 인덕턴스를 충전하는 대신 약 400V로 캐패시터를 충전하는 데 의존합니다.접점의 개방 타이밍(또는 트랜지스터의 전환)이 실린더 내 피스톤의 위치와 일치해야 하며, 스파크가 공기/연료 혼합물에 점화되어 가능한 한 최대의 각운동량을 추출할 수 있도록 타이밍을 맞춰야 합니다.일반적으로 피스톤이 상사점에 도달하기 전 몇 도입니다.접점은 엔진 캠축에 의해 구동되는 축에 의해 구동되거나, 전자 점화 장치가 사용되는 경우 엔진 축의 센서가 펄스 타이밍을 제어합니다.
혼합기에 점화되는 데 필요한 스파크의 에너지 양은 혼합물의 압력 및 구성, 엔진 속도에 따라 달라집니다.실험실 조건에서는 각 스파크에 1밀리줄 정도의 에너지가 필요하지만 실제 코일은 이보다 훨씬 더 많은 에너지를 공급하여 높은 압력, 농후 또는 희박 혼합, 점화 배선 손실, 플러그 오염 및 누출을 허용해야 합니다.스파크 갭에서 가스 속도가 높으면 단자 사이의 아크가 단자에서 날아가 아크가 길어지고 각 스파크에 더 많은 에너지가 필요합니다.각 스파크에는 30~70밀리줄(millijoule)이 공급됩니다.
자재
이전에 점화 코일은 니스와 종이 절연 고압 권선으로 만들어졌으며, 인발 강철 캔에 삽입되고 단열 및 습기 보호를 위해 오일 또는 아스팔트로 채워졌습니다.현대 자동차의 코일은 충전된 에폭시 수지로 주조되어 와인딩 내의 빈 공간을 관통합니다.
최신 싱글 스파크 시스템은 스파크 플러그당 코일이 하나씩 있습니다.1차 펄스 시작 시 조기 스파크를 방지하기 위해 코일에 다이오드 또는 2차 스파크 갭이 장착되어 그렇지 않으면 형성될 역방향 펄스를 차단합니다.
폐스파크 시스템을 위한 코일에서 2차 권선은 1차로부터 격리된 2개의 단자를 가지며, 각 단자는 스파크 플러그에 접속된다.이 시스템에서는 비활성 스파크 플러그에 [1]연료-공기 혼합물이 존재하지 않으므로 추가 다이오드가 필요하지 않습니다.
저유도 코일에서는 사용되는 1차 회전이 적기 때문에 1차 전류가 높아집니다.이는 기계적 차단기 포인트 용량과 호환되지 않으므로 솔리드 스테이트 스위칭이 사용됩니다.
차내에서 사용
차량에 배터리가 장착되지 않았기 때문에 초기 가솔린(가솔린) 내연 엔진은 마그네토 점화 시스템을 사용했습니다. 마그네토는 피스톤 엔진 항공기에서 전기 고장 시에도 엔진을 계속 작동시키기 위해 사용됩니다.마그네토에 의해 생성되는 전압은 엔진 속도에 따라 달라지므로 시동이 어렵습니다.배터리로 작동하는 코일은 저속에서도 고전압 스파크를 제공하여 시동을 쉽게 [2]할 수 있습니다.자동차에 크랭킹 및 조명용 배터리가 보편화되자 점화 코일 시스템이 마그네토 점화 장치를 대체했습니다.
구형 차량에서는 단일 코일이 점화 디스트리뷰터를 통해 모든 스파크 플러그를 공급했습니다.주목할 만한 예외는 실린더당 1개의 점화 코일이 있는 Saab 92, 일부 폭스바겐 및 Wartburg 353입니다.평평한 트윈 실린더 1948 시트로엥 2CV는 폐기된 스파크 시스템에서 분배기 없이 접점 차단기만 있는 하나의 이중 엔드 코일을 사용했습니다.
최신 점화 시스템
최신 시스템에서는 디스트리뷰터가 생략되고 대신 점화 스위치가 전자적으로 제어됩니다.훨씬 작은 코일은 각 스파크 플러그에 대해 하나의 코일 또는 두 개의 스파크 플러그에 사용되는 하나의 코일(4기통 엔진의 코일 2개 또는 6기통 엔진의 코일 3개)과 함께 사용됩니다.대형 점화 코일은 약 40kV, 잔디 깎는 기계 등 소형 코일은 약 15kV를 출력한다.이러한 코일은 원격으로 장착하거나 스파크 플러그 위에 배치할 수 있으며, 이를 직접 점화(DI) 또는 코일-온-플러그라고 합니다.하나의 코일이 두 개의 스파크 플러그(2개의 실린더 내)를 제공하는 경우, 이는 낭비된 스파크 시스템을 통과하는 것입니다.이 배열에서 코일은 사이클당 두 개의 스파크를 양쪽 실린더에 발생시킵니다.압축 행정의 막바지에 이른 실린더 내의 연료는 점화되지만, 배기 행정의 막바지에 이른 부속 연료의 스파크는 아무런 영향을 미치지 않습니다.폐기된 스파크 시스템은 디스트리뷰터가 있는 단일 코일 시스템보다 신뢰성이 높고 코일 온 플러그보다 저렴합니다.
실린더당 코일이 개별적으로 적용되는 경우, 코일은 모두 여러 개의 고압 단자가 있는 단일 몰드 블록에 포함될 수 있습니다.이것은 보통 코일 팩이라고 불립니다.
코일 팩이 불량할 경우 실화, 연료 소비 불량 또는 전원 손실이 발생할 수 있습니다.
관련 코일
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Horst Bauer(ed), 자동차 핸드북 제4판, Robert Bosch GmBH, 1996년 ISBN0-8376-0333-1 페이지.439-440
- ^ V. A. W. Hillier, Hillier's Fundamentics of Automotive Electronics, Nelson Thornes, 1996 ISBN 0-7487-2695-0, 167페이지
외부 링크
