自動車産業は歴史上、機械的・技術的に大きな進歩を遂げてきましたが、燃料エンジンを搭載したすべての車に共通するコンポーネントが一つあります：点火システムです。
あなたの貴重な車両を真剣に考えるなら、さまざまな点火システムの種類とそれらの長所と短所を理解することは、点火システムの性能要件を考慮して最も効率的に動作する適切な点火プラグを選択するのに役立ちます。
車のほぼすべての主要コンポーネントが長年にわたって改良されてきましたが、点火システムの基本原理はほぼ1世紀にわたって変わっていません。
基本的に、それはバッテリーからの電圧を受け取り、それをはるかに高い電圧に変換し、その電流をエンジンの燃焼室に転送し、圧縮された燃料と空気の混合気に点火して燃焼を発生させます。この燃焼により、あなたの車を動かすためのエネルギーが生成されます。
とはいえ、火花が生成され分配される方法は、技術の進歩によって大きく改善されました。現在、ほとんどの車とトラックで使用されている点火システムには、発明順に、従来のブレーカーポイント点火（機械式）、高エネルギー点火（電子式）、ディストリビューターレス点火（廃火花）、コイルオンプラグ点火の4種類があります。
ブレーカーポイント点火（機械式）と高エネルギー点火（電子式）は、ディストリビューターベースの点火です。別の分類方法として、ディストリビューターベース、ディストリビューターレス、コイルオンプラグの3つのより広範な種類に分類することもできます。
この包括的なガイドでは、各システムの動作方法、およびエンジンの性能とメンテナンス要件にとって何を意味するかに関して、それぞれの長所と短所を検討します。
点火システムの役割は？
車のキーをイグニッションに入れて回すと、エンジンが始動し、動き続けます。そんな単純な動作の背後で進行している全過程について考えたことはありますか？
エンジン101に戻りましょう：あなたのエンジンは、その燃焼室内で燃焼、つまり爆発を発生させることにより、車を動かすためのエネルギーを生成します。これが「内燃機関」という名前の由来です。そのような燃焼を発生させるために、点火システムは主要な役割を果たします：あなたの点火プラグは、燃焼室を駆動する空気と燃料の混合気に点火する電気火花を提供します。
点火システムが正しく機能するためには、効率的かつ正確に2つのタスクを同時に実行できなければなりません。
強力で十分に熱い火花を生成する
最初のタスクは、点火プラグのギャップを飛び越えることができる強力な火花を生成することです。言い換えれば、点火システムはバッテリーの12ボルトの電圧を、エネルギーを生成する爆発を発生させるために燃焼室内の圧縮された空気と燃料の混合気に点火するのに必要な少なくとも20,000ボルトまで増幅しなければなりません。
そのような高電圧を得るために、ディーゼルエンジンモデルを除くすべての車の点火システムは、鉄芯の周りに巻かれた2つのコイルからなる点火コイル、すなわち一次巻線と二次巻線を使用します。点火コイルは電力トランスとして機能します。
点火コイルの目的は、バッテリーから供給される12ボルトを一次巻線に通すことで電磁石を作ることです。車の点火システムのトリガースイッチが点火コイルへの電源を遮断すると、磁場が崩壊します。そうすることで、二次巻線は一次巻線から崩壊する磁場を拾い、それを15,000から25,000ボルトに変換します。
その後、この電圧を点火プラグに供給し、エンジンの燃焼室内で燃焼を発生させ、あなたの車両のエンジンを始動し動作させるためのエネルギーを生成します。必要な火花が発生するためには、点火プラグに供給される変換された電圧は20,000から50,000ボルトの間でなければなりません。
適切なタイミングで火花を点火する
同時に、点火システムのもう一つの重要な役割は、圧縮行程中にちょうど適切なタイミングで火花が発生し、点火された空気と燃料の混合気によって生成されるパワーを最大化することを保証することです。言い換えれば、十分な電圧が正確な瞬間に適切なシリンダーに供給されなければならず、これは頻繁に行われなければなりません。
すべてのコンポーネントが正確に調和して動作し、あなたのエンジンが最適な性能を発揮します。たった一つの部品のわずかなタイミングの誤差でも、エンジンの性能問題を引き起こし、長引けば永久的な損傷を引き起こす可能性さえあります。
点火システムは、適切なシリンダーに十分な火花を供給しなければなりません。正確な火花のタイミングを保証するために、エンジニアはいくつかの方法を使用してきました。それらは長年にわたって進化してきました。
初期の点火システムは、火花のタイミングを制御するために完全に機械式のディストリビューターを使用し、その後、半導体スイッチと本質的に単純なプロセスコンピューターであるエンジン制御モジュール（ECM）を装備したハイブリッドディストリビューターが続き、各シリンダーに電力を分配しました。
これらの初期のディストリビューターの欠点に対処するために次に来たのは、100％電子式の点火システムで、最初のものはディストリビューターレス点火システムであり、その中でディストリビューターは排除されました。
最新の発明であるコイルオンプラグ点火システムは、はるかに大きなパワーを持ち、はるかに熱い火花を生成する改良された点火コイルを使用することで、火花のタイミングを大幅に改善することができました。
点火システムの各コンポーネントの役割
バッテリー
エンジンが回転すると、それに伴ってオルタネーターも作動し、バッテリーを充電するための電気を発生させます。あなたの車のバッテリーは電気を蓄え、直流電流として放出します。
バッテリーは12ボルトの直流を供給します。しかし、燃焼に必要な火花を得るためには、点火プラグで20,000から50,000ボルトが必要です。そのような大幅な電圧上昇を可能にするために、点火コイルが必要です。
点火コイル
点火コイルは電力トランスとして機能します。初期の機械式点火システムは、バッテリーの低電圧を点火プラグに必要な高電圧に変換するために1つのコイルに依存していました。
点火コイルの電気的変換は、電磁誘導と呼ばれる原理に基づいて動作します。従来のトランスでは、一次コイルがエネルギー、すなわちバッテリーからの直流を受け取ります。しかし、一次コイルを通るこの荷電は定期的に遮断されます。この妨害は、初期のディストリビューターベースの点火システムではディストリビューターによって引き起こされ、後の点火システムではより正確なタイミングを得るためにコンピューターによって引き起こされます。ディストリビューターの役割については後述します。
一次コイル内の電圧は磁場を生成します。一次コイルが受け取る電流の定期的な妨害により、一次コイルによって生成される磁場が絶えず崩壊します。一次コイルの磁場のそのような大きな動きにより、二次コイルは一度に高電圧エネルギーの爆発を生成します。
二次コイルによって生成される電圧の値は、一次コイルの巻数と二次コイルの巻数の比に依存します。二次コイルの巻数が一次コイルの2倍の場合、出力電圧は入力電圧の2倍になります。
したがって、12ボルトの電圧を点火プラグが必要とする少なくとも20,000ボルトに増幅するために、車の点火コイルでは、二次コイルの巻数は一次コイルの数万倍になります。
ディストリビューター
以下は、ディストリビューターが前述の一次点火コイルに供給される定期的で個別の荷電を作り出す方法です。ディストリビューターは、一次コイル回路を接地する「ブレーカーポイント」を含みます。このポイントはレバーによってアースに接続されています。レバーは、ディストリビューターシャフトに接続されたカムによって動かされます。これにより一次コイル回路が開き、崩壊を引き起こし、二次コイルでの高電圧のバーストをトリガーします。
さらに、バッテリーと点火コイルがエネルギーを供給する間、ディストリビューターは重要な仕事を実行します：そのエネルギーが各点火プラグにどこへ、いつ行くかを正確に決定することです。
ディストリビューターは多くの部品を含み、その中で最も重要なものには、エンジンの回転数で回転するローターと、ディストリビューターキャップに取り付けられたいくつかの「接点」が含まれます。点火コイルからの電流はローターに供給されます。
ローターが回転し、ローターの先端が接点の1つに近づくと、その接点に向かって電気アークが形成されます。そこから、電力は点火プラグワイヤーに沿って関連する点火プラグに流れ、それによって各点火プラグへの充電をタイミング調整します。
点火プラグとそのワイヤー
点火プラグワイヤー、またの名をイ