1. 점화란?

로케트를 발사하기 위한 점화방식이 있을테고 제트터빈을 점화시키기 위한 나름대로의 방법이 있는 것처럼, 자동차에 국한한 점화방식을 생각해 볼 필요가 있을 것 같습니다.

현재, 승용차의 경우는 잘 아시다시피 고전압을 발생 시켜 그것을 스파크 플러그로 점화에너지를 방출하는 방법과 승합차종의 고전압을 이용한 방법이 아닌 높은 압축압력을 이용한 그에 따른 압축열에 고압의 연료를 잘게 부수어 미세한 연료를 점화시키는 방법, 이렇게 크게 2가지로 분류할 수 있을 것 입니다.

분류	내용
점화시기	점화시기는 엔진속도와 엔진의 부하(힘)에 의해 변화 됩니다. 흡입되어지는 공기와 연료와의 연소되는 시간은 일정하므로 점화시기는 회진속도에 따라 빨라져야하며 ,부하측면에서 보면 혼합비적인 문제에 영향을 받게 됩니다. 낮은부하,낮은 혼합비적인 문제에서는 점화지연이 길어지므로 점화타이밍을 보정하기위해 진각(Advanced)이 되는 것 입니다.
스파크 진각 (Spark advance)	점화장치에 있어 진각장치 종류는 원심력을 이용한 진각장치.그리고 반도체을 이용한 진각장치, 진공 압으로 제어하는 진각장치가 있습니다.예를들어 진공진각장치 같은것은 . 엔진부하에 따라 흡입 되어지는 공기의 밀도변위에 따라 진공압도 변화되므로 이것을 이용한 부하의 변화에 다른 진각이 용이하게 제어할 수 있게 됩니다. 그리고 반도체를 사용한"TDC" 이용한 방법으로 엔진부하와 드웰각의 변화에 따른 자료를 "ECU"에서 처리하여 피드백 시키는 방법이 잇습니다.
점화전압	공기와 연료와의 혼합되어진 혼합비와 압축비에 의해 결정 되어지는 실린더 압력은 스파크플러그와 전극의 갭,그리고 점화에너지인 전압에 의해 이차유효 전압에 영향을 미치게 됩니다.
점화 에너지	혼합비가 이론 공연비 에 가까운 상태라면 전기 스파크에 의해 점화되는 점화에너지는 약0.2mj의 에너지가 필요하다고 합니다. 농후하거나 희박하다거나 할때는 더 많은 에너지인 약3 mj 이상이 필요하다고 합니다.따라서 충분한 점화에너지를 이용할 수 없으면 점화는 실화 쪽으로 기울어지게 되고 점화에 따른 출력도 떨어지게 되므로 외부의 어떠한 조건이 되더라도 연료와 공기와의 혼합비는 최적의 상태를 유지해야 합니다. 당연 매연 문제도 발생하겠죠?
점화특성에 미치는 요소	예를들어 혼합비가 최적의 상태라면 스파크의 점화지연 시간이 그만큼 줄어들게 되고 점화에너지인 불꼿의 길이는 (스파크"아크"가 튀는 시간) 길어지게 됩니다. 또한 적당한 점화 에너지 가 공급될 경우에 혼합기의 격렬한 와류같은 난류도 이와 비슷한 효과를 나타낼 수 있으며 스파크의 길이,위치,크기에도 영향을 미치게 됩니다. 특히 점화코일 문제에도 영향이 있게 되는데, 표준 브레이커 유도형 코일 점화장치(Normal breaker-triggered coil ignition system)와 트랜지스터식 점화장치(High-energy transistor ignition system)를 비교하면 트랜지스터식 점화장치 의 스파크는 확실하게 탄화수소의 배출을 감소 시키고 안정화 시킨다는 것을 알 수 있게 됩니다. 그리고 스파크 플러그의 오염 역시, 연료 소비를 높히고 촉매변환장치에도 손상을 입힐수 있다는것에 유념 하시기 바랍니다.
오염물질의 배출	배기가스중의 가장 중요한 오염물질은 뭐니뭐니 해도 탄화수소(HC).질소 산화물(Nox).그리고 일산화탄소(CO) 일것 입니다. 점화가 더 진각이 될 수록 ,미연소 의 탄화수소의 배출이 증가하게 되며,전체 공연비 범위에서의 진각 이며는 질소 산화물 배출이 많아지게 됩니다. 그리고 일산화탄소의 배출은 점화시기와는 무관하고 전적으로 공연비에 더 큰영향을 받게 됩니다. 쉽게 정리하면, 미연소가스일경우는 탄화수소가 많이 발생하고 완전연소에 가깝게 되면 되려 질소산화물이 증가 하게 된다는 것 입니다. 당연, 이론공연비에서의 완전연소 라면, 이산화탄소와 물이 생성하겠죠?
연료소비	연료소비의 점화시기에 대한 영향은 오염물질 배출에 대한 영향과 상충하게 된다고 합니다. 공기 과잉계수 가 증가하면 낮아진 연소비율을 보정하기 위해 점화는 일찍 발생하여야 하고 이에따라 최적의 연소 과정을 유지 하게 되고 따라서 점화시기의 진각은 연료소비가 낮아지고 토크가 높아지는 것을 의미 하지만. 이것은 어디까지나 적절한 혼합비일때만 가능 하다는 사실 입니다.
녹킹 성향	끝으로 또 하나의 중요한 상호 관계는 점화시기와 엔진의 노킹성향 이라는 것 입니다. 만일, 점화시기가 너무 빠르거나 늦는다면 연소실내의 다양한 포인트에 있는 혼합기(미세한 연료와공기와의 혼합상태)의 점화압력파(Pressure wave)에 의해 발화되고 , 혼합기가 불규칙하게 연소하게 되면 높은 연소 압력피크 (High combustion-pressure peaks)와 함께 격렬한 압력 파동이 발생하게 됩니다. 노킹 이라 불리우는 이 현상은 저속에서 확연히 들을 수 있으며 고속에서는 엔진소음에 덮혀 잘 들리지가 않을 것 입니다. 그러나 정확히 이영역에서의 노킹은 엔진에 손상을 입힐 수 있으므로 적합한 연료와 점화시기에서 최적의 연소상태을 알아내어 이러한 노킹이 생기는 영역의 회전수에서 작동하지 않도록 피해야 할 것 입니다.

2. 점화방식에 따른 분류

기 능	종 류
구 분	CI	TI	SI	DLI
방 식	접점식 코일점화	트랜지스터식 점화	반도체 점화	무배전기 반도체 점화
점화유도(펄스 발생기)	기계식	전자식	전자식	전자식
엔진속도와 부하상태에 근거한 점화각도 결정	기계식	기계식	전자식	전자식
고압(High-tension)의 발생	유도형	유도형	유도형	유도형
점화스파크를 적정 실린더에 분배하고 할당함	기계식	기계식	기계식	전자식

3. 접점식 코일 점화 시스템 (Braker-triggered coil-ignition system)

접점식 코일점화장치는 단속기 유도형 장치로서 점화코일에 흐르는 전류는 점화배전기의 접점을 경유하여 기계적으로 계폐 하게 됩니다.

이 장치는 매우 간단한 장치로서 옛날 포니, 엑셀 차량에 장착했었던 방식으로 지금은 골동품으로 전락한 배전기 형식입니다. 하지만 중국 같은 아직까지는 자동차 산업이 초기단계인 후진국가에서는 아직까지도 많이 사용하고 있다고 합니다.

아무튼 재래식 코일점화장치로서 점화 배전기의 기계식 커플링은 크랭크축과 개별적인 피스톤의 위치와 ,캠축 혹은 크랭크축의 절반속도로 회전하게 되고 배전기의 상단부에는 영구 결합된 기계식 로터암은 고전압 케이블을 개별적인 스파크 플러그로 돌리는 것과 함께 고전압의 분배를 정확히 분배 시키게 됩니다.

이 재래식 점화장치의 구성요소는 다음과 같습니다.

구성요소	기능
점화코일	점화에너지를 저장하고 이를 고전압 서지(Surge) 형태로 점화 케이블을 통해 배전기 전달하게 합니다.
점화와 시동 스위치	코일의 일차 회로에 있는 스위치로서,점화키 즉, 스타트키를 말합니다.
밸러스트 저항	시동시 시동전압 부스팅(starting-voltage boosting)을 위해 단락 되어져 있습니다. 다시말해 저항을 부착하므로서 점화코일에 받는 전기적 부하를 감소 시키기 위해 설치한 것 입니다.
단속기	에너지 저장과 전압변환을 위해 점화코일이 일차 회로를 계폐 합니다.
점화컨덴셔	일차전류의 차단손실을 낮추고 접점간의 아킹을 억제 합니다.
배전기	잘 알고 있듯이 고압의 전압을 분배 시켜주며 내장되어 있는 프리셋설정과 (크랭킹신호)를 ECU 로 보내주는 역활을 하게 됩니다.
원심력 진각 메카니즘	엔진속도에 따라 자동적으로 점화 타이밍을 이동 시키는 역활을 합니다.
진공 진각 메카니즘	엔진 부하에 따라 자동적으로 점화 타이밍을 이동 시키는 역활을 담당 합니다.
스파크 플러그	설명할 필요가 없지요 ^^^