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자동차 점화장치 Car ignition system

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작성자 월하 작성일17-11-01 12:23 조회2,251회 댓글0건

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스타터모터로 엔진이 회전되기 때문에 당연히 피스톤으로 압축된 혼합기를 점화시켜 태워주지 않으면 엔진은 시동되지 않는다.
점화정치는 연소실내에서 압축된 공기를 좋은 타이밍에 강력하게 폭발시켜 안정된 연소상태를 만들어 주는 기능을 가지고 있다.

 

점화장치의 구성부품과 기능

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점화장치는 다음과 같은 3가지 부분으로 구성되어 있다.

  1. 밧데리의 전압을 증폭시켜 고전압을 만드는 기능 : 이그니션 코일
  2. 엔진상태에 따라 정확한 타이밍을 결정하여 각 실린더의 스파크플러그로 순서에 따라 전기를 배분하는 기능 : 디스트리뷰터
  3. 고전압을 받아 연소실내에서 점화를 시켜주는 기능 : 스파크플러그

 

이그니션코일
점화장치는 다음과 같은 3가지 부분으로 구성되어 있다.

밧데리의 전압은 보통 12V이지만, 혼합기를 점화시켜주는 스파크플러그에는 순간적으로 10,000V이상의 전압이 필요하다.
이그니션코일은 내부에 2 종류의 코일을 가지고 있어 디스트리뷰터의 기능과 상응하는 고전압을 발생시킨다.

 

디스트리뷰터


디스트리뷰터는 엔진에 의해 구동(회전)되며, 다음과 같은 3가지 기능을 가지고 있다. 

  1. 엔진의 각실린더에 부착되어 있는 스파크플러그에 점화순서에 맞도록 고전압을 분배해주는 기능 : 배전기구
  2. 밧데리에서 이그니션코일에 보내온 전류를 포인트(접점)를 개폐시켜 단속한다. 이그니션코일에는 포인트에서 전류가 끊어진 순간에 고전압이 발생한다. : 단속기구
  3. 엔진의 회전상태와 혼합기의 연소상태에 따라 스파크플러그로 보내는 고전압의 타이밍을 미세하게 변화시킨다. : 진각기구

 

트렌지스터식 점화장치
접점식 점화장치는 구조상 어떤 경우에도 불꽃이 발생하므로, 엔진이 고속회전할 때에 기계적으로 움직이는 부분이 진동을 발생시키기 때문에 정확한 점화타이밍을 유지하는 것이 곤란하게 된다.
이것을 고려한 것이 기계적인 접점을 사용하지 않는 트랜지스터식 점화장치이다.
이것은 포인트에 상응하는 부분에 디스트리뷰타샤프트의 회전에 따라 작동하는 소형 교류발전기를 설치하여, 그 교류의 극성변화를 이용함으로써 트랜지스터를 ON, OFF시킴으로써, 전류를 단속시켜주는 기구이다.
현재는 이러한 트랜시스터식이라고 불리는 타입이 주류를 이루고 있다.

 

진각기구
진각에 대해서 설명하기 이전에 우선 연소실내의 혼합기를 연소하는 방법에 대해서 생가해보자.
혼합기는 스파크플러그에서 불꽃이 튀김과 동시에 일순간에 완전연소한다.고 생각하지만 실제로는 불꽃이 발생하여 화염이 연소실의 구석구석까지 전달되기까지에는 일정 시간이 소요된다.
이때의 속도를 화염전파속도라고 부르고 있다.
화염전파속도는 혼합기의 공연비(공기와 연료비율)가 일정하면 엔진의 회전수에 관계없이 거의 일정하다.
따라서 엔진이 고회전상태로 되었을 때 점화타이밍을 저회전상태와 동일하게 하면 화염이 완전히 전파되기 이전에 폭발행정이 지나가게 되어 필요한 폭발압력을 얻을 수 없게 된다.
여기서 알수있는 것은 회전수가 빨라지는 만큼 점화시기도 조금 빨리 해주는 것이 좋다는 것이다.
디스트리뷰타에는 아래 그림과 같은 원심진각장치가 설치되어 있어 엔진회전수가 상승하면 회전하는 디스트리뷰타의 원심력을 이용하여 원심추를 작동시킴으로써 포인트부 캠의 회전방향으로 약간 회전시킨다.
이렇게하여 포인트를 그만큼 빠르게 열어 점화타이밍을 당겨주는 것이다.

또한 원심진각과는 별도로 진공진각이라는 장치도 설치되어 있다.
가속페달을 조금밖에 밟지 않았을 경우에는 흡입공기량도 적으며, 혼합기도 희박하게 연소되는 상태가 된다.
이 때문에 화염전파속도도 지연되어 연쇨 내에 화염이 전파되는데에는 시간이 꽤 소요된다. 따라서 스로틀밸브의 열림각도가 적을때에는 흡입관의 부압이 크다는 사실을 이용하여 포인트가 부착되어 있는 판을 캠의 회전방향과 반대로 회전시켜 빨리 포인트가 열리도록 해준다.

 

 

스파크플러그

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일반적으로 스파크플러그는 실린더헤드 상단부와 측면에 설치되어 있으며, 그 위에는 디스트리뷰타에서 빠져나온 하이텐션코드(HIGH TENSION CODE)가 장착되어 있다.
이 하이텐션코드에는 이그니션코일로부터의 고전압이 흐르도록 되어 있다.

믈론 스파크 플러그의 내부는 아래 그림과 같이 되어 있다.
스파크 플리그는 그 일부가 연소실내에 돌출되어 있으며, 엔진폭발행정의 고온, 고압에 항상 노출되어 있다.
그 때문에 다음과 같은 성능이 요구된다고 할 수 있다.

 

  1. 혼합기의 연소압력에 견딜수 있으며, 연소실의 밀폐성능이 높을 것.
  2. 화염이 발생하는 전극 부위가 적당한 온도로 유지될 것

전극의 온도가 올라가 일정수준을 초과하면 압축행정도중 혼합기에 화염이 발생하여 조기착화현상이 발생한다.
또한 전극의 온도가 지나치게 낮으면 카본이 모여 강한 화염이 발생하지 않는다.
이상태를 일반적으로 "플러그가 그을렸다."라고 말한다.

 



 

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