研究開発に見た遠回りの結論にあきれる -水素エンジンと点火装置-


2010年11月21日日曜日

ポイント式点火装置について考える

 現在では新車に使用されているクルマもバイクもない、というものがポイント式の点火装置だ。しかし、フルトランジスター点火装置に取って代わるまでの長い間、全てのガソリンエンジン(ガスエンジンも)では、点火プラグのスパーク用として、重要な点火時期と、高電圧を発生させる手段の役割を持たせていた。

 全てが機械的に作動するため、当然磨耗したり汚れたり、エンジンの燃焼ということからすると、トラブル発生の元になっていたのがポイント式点火装置だった。しかし、ポイント式でもポイントの焼損を防ぎ、安定して長持ちさせるセミトラ(ウルトラ製ばかりではなく自動車メーカーも一時期は採用した)が登場すると、メンテナンスではかなり楽になってきたが、機械的な部分は相変わらずメンテする必要が残っている。

 改めてポイント式点火装置の構造と(構造を知るとメンテも理解できる)メンテナンスについて書いてみたいと思う。

 クルマでは多気筒ということもあり、ひとつのイグニッションコイルから高電圧を分配するディストリビューターがあるけれど、その部分に対するメンテナンスはほとんどない。ポイントカム軸に差し込まれるローターの先端と、ディスキャップ側のセグメントにスパーク(電気の分配では接触するわけではない)による焼損があっても、ヤスリ等で磨いてはいけない。見てみぬふりに止める。

 何故磨いてはいけないかというと、点火プラグに限らずスパークは先のとがった(角になった)部分で行われることが知られている。そして、焼損しているローターとディスキャップのセグメントは、スパークによってギザギザ(つまり先端が無数にできている)に磨耗している。それは、スパークするために必要な要求電圧が少ないことを意味する。よって、せっかく条件が整っているのに、それを放棄してはもったいないからだ。

 定期的にメンテが必要な部分はポイントの接点で、セミトラでなかったら数千キロに一回は接点を点検し、荒れていたら400番の耐水ペーパーを二つ折りにして、ポイントに挟み、20回ほど往復させて磨き、その後ポイント面の油分を落とす。

 大きく焼損していた場合には、ポイントを取り外して、オイルストーンを使って研磨するが、傾かないように研磨することが重要だ。また、ベース側は平らにして、羽側は中央が少し高くなるように研磨すると、長持ちするようだ。

 メンテナンスはポイントそのものだけにとどまらない。遠心ガバナを使用した進角装置が正しく作動するかの点検も重要で、これはローターを持って、回転方向へねじった後、手を離して素早く元に戻ればOK。この作動がスムーズでないと、エンジン回転と燃焼開始のタイミングがベストにならず、パワーや燃費が低下する。

その他にも有るのが、オクテンセレクターというバキュームを利用した進角装置。点検ではキャブ側もしくは別のホースを使って、ディストリビューターに取り付けられているダイヤフラムを口で吸ったとき、ポイントベースがローターの回転方向と逆方向へ移動し、舌でホースを閉じていれば、進角状態が保持できれば問題なし。もちろん作動に抵抗感がなく、スムーズであることは重要。



1.これは単気筒の点火装置でデモンストレーション用として造ったものだが、バッテリーと繋ぎ、ポイントを開閉すれば、点火プラグにスパークが発生する。これを使って基本的な部分の説明をする。
              

2.クルマの(4気筒)ポイント部分。ポイントは一つで開閉するカム山は4個ある。これだけでは点火プラグへ高電圧を配分できないので、ディストリビューターなる分配装置がこの上側に付けられる。
              

3.ディスキャップとローター。ポイントカム軸にローターを押し込み(位置決めの切り欠きがある)、ディスキャップを被せる。ディスキャップ内の4箇所ある突起がセグメント。この部分は荒れていても何もしないことがベスト。
              

4.ポイントが荒れていたら、400番の耐水ペーパーを二つ折りにしてポイントに挟み、折曲がらないように力を加減し、場合によってはポイントを閉じるバネを戻しながら、20回ほど往復させる。ポイント面の焼損がある程度綺麗になったら(磨いたようにはならなくてもOK)油分を除去するため、パーツクリーナーなどを含ませた厚手の紙を挟んで引き出し終了。
              

5.ポイント磨きが終了したらポイントの最大開き幅(ポイントギャップという)の調整をする。これが正しくないと、エネルギーの高いスパークが得られない。ギャップの寸法は0.45mmというのが基本だが、1mmの半分ほど、と覚えておけばいい。最後は点火時期の調整をやる。
              

6.ポイントが大きく焼損し、取り付けられた状態ではどうにも処理が出来ないようなら。ポイントを取り外してオイルストーンで研磨するのだが、これはかなり難しい。というよりコツが必要。自分でやるなら、何回もトライして覚えるしかない。
              

7.ポイントの組み立てでは、羽側は絶縁するという構造をしっかりと理解すること。特にボルトとベースが接触しないようブッシュが入っていること忘れないように。
              

8.これがポイントベースの下側に装着されている遠心ガバナ。回転することでガバナのウエイトが遠心力で開き、カムを回転方向へ回す。この部分での進角幅は大きくないが、クランク軸とは1/2に減速されているので、進角量は2倍となる。ガバナの動きがスムーズで、ガバナスプリングが装着されていること。
              

9.青色のホースがオクテンセレクター作動用のバキュームホース。ここへのバキュームは、スロットルバルブが開き始めてから作用するようになっている。つまり、スロットルバルブとキャブのベンチュリー部分で起きるバキュームを利用する。目的は、エンジンの負荷に合わせた点火時期を得ること。スロットルが大きく開けばバキュームは低下するので、この部分での進角がなくなりノッキングを防ぐ。軽負荷ではバキュームが強く働き、進角幅を最大にする。これで燃費を稼ぐ。
              


ウルトラのポイントレスキット組み付け方法。対応車種がある。また、これだけで点火装置が完成するわけではない。他に専用のイグニッションシステムが必要