점화 코일에 대해 알아보자

 

 

 

점화코일 Ignition Coil

 

 

 

오토사이클을 사용하는 자동차용 가솔린엔진이나 가스엔진에서는

점화플러그에서 불꽃방전을 발생시키기 위하여

배터리 점화시스템을 이용하는데 배터리식 점화시스템은

점화플러그, 케이블, 점화코일, 배전기등으로 이루어져 있으며

점화코일은 점화플러그에서 불꽃(아크)을 발생시키기 위하여

전압을 높여주는 변압기(승압기)이다.

 

현재 자동차 전원으로 사용되는 전압은 대부분 12V를 많이 사용하는데

이 전압으로는 압력이 높은 연소실에서 점화에 필요한 충분한 불꽃을 얻을 수 없어

점화코일을 이용하여 높은 전압(수천볼트~수만볼트)을 얻는다.

 

 

 

점화코일의 구조와 원리
점화코일은 2개의 코일(1차 코일과 2차 코일)로 이루어져

1차 코일에 전류를 공급하다 멈추면 자기유도작용에 의한 역기전력이 발생되면서

전압이 상승(수백볼트)하고 승압된 1차 전압이 상호유도작용에 의하여 2차 코일에

고전압(최대 수십만 볼트)이 유도된다.

 

2차 전압의 크기는 1차 코일에 흐르는 전류의 크기와

1차 코일과 2차 코일의 권선비에 따라 달라지는데

1차 코일의 전류는 1차 코일에 공급되는 전원전압,

1차 코일의 저항값, 1차 코일의 통전시간에 따라 정해진다.

 

1차 코일의 한쪽에 + 전원이 공급되고 다른 한쪽은 –로 접지되는데

접지 중간에 단속기(1차 코일을 ON/OFF, 파워 트랜지스터)를 설치하여

1차 코일에 흐르는 전류를 차단하면 1차 코일에 2차 코일에 높은 전압이 유도되도록 하며

2차 코일에는 한쪽에 1차 코일에 공급되는 + 전원이 공급되고

다른 한쪽은 높은 전압이 방전되는 점화플러그 에어갭을 통하여 접지된다.

 

점화코일은 2개의 코일외에도 1~2개의 철심(Core)을 사용하는데

철심은 코일의 자기유도작용과 상호유도작용이 철심을 중심으로 작용되거나

각 유도작용에 의해 발생된 자장이 외부로 빠져나가지 못하게 하여

보다 높은 전압을 얻기 위한 것이다.

 

 

 

 

 

점화코일의 종류
점화코일은 구조에 따라

개자로형 점화코일과 폐자로형 점화코일이 있다.

 

개자로형은 기계식 배전기를 사용하는 초기의 점화시스템에서

사용되었던 형식으로 원통형으로 되어 있는데

내부철심에 2개의 코일을 감아 내부에 설치하고

원통 내부에 외부 철심을 두어 자장의 손실을 막는다.

 

 

 개자로 코일

 

 

원통 내부에는 절연과 코일의 냉각을 위하여

합성 플라스틱이나 절연유로 채우고 상단 좌우에 1차 단자 2개와

가운데 2차 단자(중심단자) 1개 총 3개의 전극이 있다.

 

 개자로형 점화코일

 

 

개자로형은 가격이 저렴하지만 부피가 크고

자속의 손실이 많아 높은 전압을 얻기 어려워

최근에는 사용되지 않고 있다.

 

폐자로코일

 

 

폐자로형은 얇은 철판을 가운데 발이 짧은 E자형으로 가공하여

여러장을 겹친 2개의 철판을 마주보게 하여 철심으로 하고

에어간극이 생긴 철심 가운데에 1차 코일과 2차 코일을 감고

표면을 플라스틱 수지로 씌운 형식이다.

(수지로 몰드하였다고 몰드형 점화코일이라고도 한다.)

 

 

 

 폐자로형 점화코일

 

 

폐자로형은 좁은 철심안에 코일을 감아야 하므로

생산비용이 증가하는 단점이 있지만 자속(자로)이 철심 내부(에어간극)에서 형성되므로

자속의 손실이 작아 1차 코일의 사용량을 작게 하여도 발생 전압이 높고

소형경량화가 가능하여 최근의 엔진에서 많이 사용되고 있다.

 

전자산업이 발전하면서 각 전자제품이 소형화되면서

점화코일도 소형화가 가능하고 엔진의 성능향상이나 배출가스 규제 강화로

점화코일의 성능이 중요해지면서

1개의 점화코일을 사용하는 점화시스템에서

2개의 실린더당 1개의 점화코일을 사용하는 시스템

(동시점화 또는 그룹점화 시스템)으로 발전했다

최근에는 1개 실린더당 1개의 점화코일을 사용하는

독립식 직접점화 시스템이 사용되고 있다.

 

 

 

 

스틱형 점화코일

 

 

독립형 직접점화 시스템에서 사용되는 폐자로형 점화코일은

구조적으로 점화코일의 2차 단자와 점화플러그의 단자 사이가 멀어

점화코일의 2차 단자의 길이를 연장시킬수 밖에 없어

점화코일의 모양이 원통형으로 길게 만들어지므로

스틱형(Stick type), 또는 연필형(Pencil type) 점화코일이라고 한다.

 

 

 

 

 

 

 

일반점화 시스템과 독립식 직접점화 시스템