自動車産業は歴史を通じて機械的・技術的に劇的な進歩を遂げてきましたが、すべての内燃機関を搭載した車両に共通する要素が一つあります：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の長所・短所を理解し、点火システムの性能要件を考慮して最も効率的に機能する適切な点火プラグを選択することが役立ちます。
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。
本質的には、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て、圧縮された燃料と空気の混合気に点火し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、技術の進歩により大幅に改善されました。現在、ほとんどの自動車および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（廃火式）、コイルオンコイル点火の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をベースとした点火方式です。したがって、別の分類方法として、ディストリビューター式、ディストリビューターレス式、コイルオンコイル式の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基づいて、それぞれから生じる長所と短所を見ていきます。
点火システムの目的は何ですか？
車のキーをイグニッションに入れて回すと、エンジンが始動し回転を続けます。これほど単純な動作の背後にある完全なプロセスが何であるか考えたことはありますか？
基本に戻りましょう：あなたのエンジンは、燃焼室内部で燃焼または爆発を発生させることにより、車を動かす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。こ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：点火プラグが、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、2つのタスクを効率的かつ正確に同時に実行できなければなりません。
十分に強力で高温の火花を生成する
最初のタスクは、プラグ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、燃焼室内の圧縮された空気と燃料の混合気に点火してエネルギーを生成する爆発を起こすために必要な少なくとも20,000ボルトに増圧しなければなりません。
このような高電圧を得るために、ディーゼル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（一次巻線および二次巻線と呼ばれる）で構成される点火コイルを使用します。点火コイルは電力トランスとして機能します。
点火コイルの役割は、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。車両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供給を遮断すると、磁場が崩壊します。これにより、二次巻線が一次巻線の崩壊する磁場を捕捉し、それを15,000から25,000ボルトに変換します。
次に、この電圧を点火プラグに供給し、エンジンの燃焼室で燃焼を発生させ、それにより車両のエンジンを始動および運転するために必要な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、点火システムはまた、圧縮行程中に適切なタイミングで火花が発生し、点火された空燃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重要な役割も担っています。言い換えれば、 十分な電圧が、適切なタイミングで適切なシリンダーに供給されなければならず、この操作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かつ調和して動作し、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、それが長引くと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。正確な点火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が、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、点火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、半導体スイッチとエンジン制御モジュール（ECM）（基本的には単純なプロセスのコンピューターの一種）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抗するために、100％電子式の点火システムが登場し、その最初のものがディストリビューターレス点火システムで、ここ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コイル点火システムは、はるかに大きな出力を生成し、はるかに高温の火花を発生させる改良された点火コイルを使用することで、点火タイミングを大幅に改善しました。
点火システムの各コンポーネントの目的
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、燃焼を可能にする火花を得るためには、プラグに20,000から50,000ボルトの電圧が供給される必要があります。これほど大きな電圧上昇を可能にするためには、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、つまり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。この遮断は、初期のディストリビューター式点火システムではディストリビューターによって、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。一次コイルが受信する電流の定期的な乱れにより、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このような大きな変動により、二次コイルは一度に高電圧のエネルギーバーストを作り出します。
二次コイルによって生成される電圧は、一次コイルの巻数と二次コイルの巻数の比率に依存します。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、点火プラグが必要とする12ボルトから少なくとも20,000ボルトまで電圧を上げるために、車の点火コイルでは、二次コイルの巻数は一次コイルよりも数万倍多くなっています。
ディストリビューター
以下は、ディストリビューターが一次点火コイルに供給される前述の定期的な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接地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、二次コイルでの高電圧バーストを引き起こす崩壊を引き起こします。
さらに、バッテリーと点火コイルが電力を供給する間、ディストリビューターは重要な仕事をし、この電力が各点火プラグにどこへ、いつ行くかを正確に決定します。
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の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「コンタクト」です。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、ローターの先端がいずれかのコンタクトに近づくと、そのコンタクトに向かって電気的アークが形成されます。そこから、エネルギーは点火プラグワイヤーに沿って関連するプラグに流れ、それにより各プラグの点火を同期させます。
点火プラグとそのワイヤー
点火プラグワイヤー（イグニッションワイヤーとも呼ばれる）は、エネルギーを点火プラグに運ぶ絶縁されたワイヤーであり、それらが最終的に燃焼を引き起こす火花を作り出すことができます。
点火プラグは、中心に導電性金属の中心電極を持つ絶縁されたセラミックボディで構成されています。この中心金属電極と、点火プラグの金属ベースに接続する電極先端との間にはギャップがあります。電気はこのギャップをアーク放電または跳躍して形成され、火花を引き起こします。
点火システムの重要性
覚えておくべき点は、点火システムが正しく正確に機能しない場合、あなたの車は始動が困難になったり、全く動かなくなったりする可能性があるということです。
摩耗した点火プラグや故障した点火システムコンポーネントは、エンジンの性能に影響を与え、始動不良、失火、出力不足、燃費悪化、さらには問題がタイムリーに解決されない場合の永久的な損傷など、幅広いエンジン問題を引き起こします。また、故障した点火システムによって引き起こされるこれらのエンジン問題は、車両の他の重要なコンポーネントを損傷する可能性があることにも注意してください。
したがって、点火システムの定期的なメンテナンスは、エンジンの最適な性能、ひいてはスムーズで安全な運転を保証するために不可欠です。この場合、十分な頻度とはどのくらいですか？少なくとも年に1回は、点火システムコンポーネントの目視検査を実施し、摩耗または故障の兆候を確認し、必要に応じて直ちに交換する必要があります。
点火プラグについては、車両メーカーが推奨する間隔で点検および交換するようにしてください。繰り返しになりますが、点火システムの重要性を考えると、予防メンテナンスはエンジンの性能と寿命を最大化するために不可欠です。
4種類の点火システムを理解する
1 ディストリビューター式ブレーカーポイント点火（機械式）
歴史
最も古い点火システムは、従来のブレーカーポイント点火システムで、機械式点火システムと呼ばれることもあります。これは自動車産業の初期、特に1970年代から使用されています。
これは、ディストリビューターを使用する2種類の点火システムの1つで、ディストリビューター式システムと呼ばれます。後述する他の3種類の点火システムとは異なり、ブレーカーポイント点火システムは完全に機械式であり、これが2つ目の名前の由来です。
それらがどのように機能するかを見てみましょう。その後、この基礎に基づいて、このタイプの点火システムに伴う長所と短所を見ていきます。機械式ブレーカーシステムは最初の発明であり、したがって後続のすべてのモデルの基礎となるため、このセクション