バイクの点火方式について

質問

お世話になります。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%82%B0%E3%83%8A%E3%82%A4%E3%82%BF%E3%83%BC

ここに、「オートバイにおいては…分類されている」とあり、今となってはトランジスタ式点火は昔のものであると説明しているように思えるのですが、実際はどうなのでしょうか。
いろいろとバイクのスペックを見てみると、最近のバイクを含め「トランジスタ式」が多くを占めているように思えるのですが…。

そもそも、こと「トランジスタ式」とはどういったものなのでしょうか。
自動車においてはトランジスタ式というとディストリビューターが付いていると思うのですが、「トランジスタ式」とスペックに表記してあるバイクでもディストリビューターは恐らく付いていないと思います。
もしかすると、事実上ダイレクトイグニッションに近いものだったりするのでしょうか。

また、小型バイクではＣＤＩは普及していますが、中型以上のバイクでＣＤＩが採用されない理由、またバイク全般において、より効率的とされるダイレクトイグニッション（スペック上、「ダイレクトイグニッション」と表記されるようなもの）が普及しない理由はなぜでしょうか。

興味本位の疑問ですがよろしくお願いします。

回答No.3

sailor · ベストアンサー

先ほどの続きです。文字数が足りなくなりそうなので別に投稿しました。

ＣＤＩについては点火に必要な高電圧を得る原理自体が通常のケタリング式とは異なります。ケタリング式では1次電流を遮断した際に、1次コイルに誘起される1次電圧（200Ｖ～300Ｖ程度）を2次コイルで昇圧して点火に必要な高電圧を得ています。結構勘違いされている方が多いのですが、トランスによる昇圧とは異なり、2段階のプロセスを踏んでの昇圧です。実際イグニッションコイルの1次・2次のコイルの巻線比は１：５０程度で、これをトランスとして使ったのでは、600Ｖ程度しか得られず放電による点火などできません。まず、１次コイルに電流遮断による１次電圧を誘起させて、さらに２次コイルで昇圧するというプロセスが必要です。ＣＤＩではこの１次コイルによる誘導電圧に頼らず、イグニッションコイルに外部で作った数100Ｖの電圧を点火時期にあわせて供給する事で高電圧を得ている点が異なり、イグニッションコイルの働きは単なるトランスと同じです。

ＣＤＩでは、外部でケタリング式の１次コイルによる誘導電圧に相当する電圧作る必要があるため、一般のバッテリーを電源とした点火方式ではインバーターなどにより昇圧しＤＣ数100Ｖの高電圧得ています。ここで得た電圧をコンデンサーに蓄えておき、点火時期にあわせて一気にコイルに向けて流すことで点火に必要な電圧を得るというやり方をしています。ＣＤＩとはＣ（キャパシタ）・Ｄ（ディスチャージ）・Ｉ（イグニッション）という意味で、キャパシタはコンデンサの別な呼び方でディスチャージはここでは放電という意味です。すなわちキャパシタに蓄えた電荷を放電することによるイグニッションということです。

原付などにＣＤＩが多く大型車には少ない理由ですが、これは原付など使われる点火方式の一つであるフライホイールマグネット式（以下フラマグ式）によるところが大きいのです。通常は点火に必要な電源はバッテリーから得ていますが、フラマグ式では点火用の電源としてフラマグが回転することで発生する電圧を直接使っています。フラマグはご存知のとおり発電機ですが、ここに通常の電源用とは別にＣＤＩ用の高電圧を発生する専用のコイルを用意しておけばインバーター等の複雑な装置を省けるからで、このためフラマグ式のものにＣＤＩ採用機種が多いのです。また、ＣＤＩが中型以上の機種に普及しない理由はバッテリー点火では構造が複雑になる以外にも、ＣＤＩがすべての点でケタリング式に勝っているわけではないからです。ＣＤＩは確かにケタリング式に比べ強力な火花を得やすいのですが、放電時間が非常に短いという欠点があります。なぜそうなるかは割愛しますが、これは冷間時の始動やエンジン回転が低い状態ではマイナスに働く要因です。また、アンチノック性もケタリング式のほうがよいでしょう。比較的高回転を多用する原付などでは有利に働くＣＤＩもそれほど高回転域を多用しないエンジンでは決して最良ではないということです。現在、バイクではほとんど車種がディストリビューターを用いないダイレクトイグニッション式ですので、ＣＤＩでなくても十分大きな点火エネルギーが得られるのであえて採用する必要はないということでしょう。

お礼

ＣＤＩのコイルはトランジスタ式のものと違うんですね。調べている間にこのことはお目にかかりませんでしたが、考えてみればなるほどそうなりますね。
バイクは自動車に比べれば相当高回転なので、スパーク時間が短くてもいいのではと思ったのですが、そうではなくトランジスタのように長めのスパーク時間が必要とされるのですね。
ダイレクトイグニッション式なのでＣＤＩでなくとも十分電圧が足りるという点も納得です。

回答No.5

sailor

そう理解してよいでしょう。バイクの場合は特に２次側に分配装置を持たずにプラグひとつにイグニッションコイルひとつという構成（ひとつのコイルから２本のハイテンションコードが出ているものもあるが、これは１次側ひとつに対して２次側二つのコイルが巻かれたものと等価です）ですから、特にダイレクトイグニッション等とことわらなくてもそうなっています。あまりにも当たり前なので特にダイレクトイグニッションなどといわないだけの話です。

お礼

納得です。
元の質問で「ダイレクトイグニッションが普及しない」と申しましたが、ただ表記していないだけなんですね。
３度にもわたって詳しく回答していただいて感謝します。

回答No.4

mineko43

皆さん　よくご存じで。

ＭＤＩも有りますが（ＣＤＩの欠点を無くす）大変高価装置です。

＞http://www2.tranzas.ne.jp/~kazu1/trueno_07-04.htm

参考に！

お礼

このサイトも点火装置について学ぶ上で大変参考にさせていただいたものの一つです。
ご回答ありがとうございます。

回答No.2

Lupinus2

「トランジスタ」がどんなものかは判りますよね？
三本の線が出ている、スイッチ作用をする半導体ですが、
機械式接点であるポイントではなく、トランジスタにスイッチ動作をさせているのがトランジスタ点火です。
キーをオンにするとイグニッションコイル一時側に通電。クランクシャフトが点火時期になると、ピックアップコイルからの信号によりトランジスタが一時側コイルへの通電を遮断することで、二次側に高電圧を発生させます。
これが基本的原理。

ＣＤＩはキャパシターディスチャージイグニッションの略で、コンデンサ（キャパシタ）に蓄電した電気の一時側コイルへの放電により、二次側に高電圧を発生させます。

ＣＤＩは電圧の立ち上がりが急でトランジスタに比べて高電圧が出せるので、プラグが汚れやすい2サイクルによく使われます。
フライホイールマグネトー式なら点火の電力をバッテリー依存しないので、バッテリーレス車にも使えます。

トランジスタ式はＣＤＩに比べて放電の持続時間が長いので、希薄な混合気の着火に有利。
低燃費化や排ガス規制のために混合気を薄くする必要のある近年の車両に多く使われます。

小型バイクにＣＤＩが多いのは2サイクルが多い、バッテリーレス車が多いからで、
中型以上のバイクがトランジスタなのは4サイクルだからです。
排ガス規制の関係で最近は原付でもトランジスタが増えてきました。

ダイレクトイグニッションはプラグキャップとイグニッションコイルを一体化させたものですが、
スポーツバイクでの採用例も出てきています。

お礼

なるほど確かにＣＤＩは２ストに向いていますね。
ただし例外の一つとしてアドレスＶ１２５はＣＤＩ式…と言いかけましたが、マイナーチェンジ時にフルトラ式に変わったんですね。初めて知りました。

ご回答どうもありがとうございました。

回答No.1

sailor

確かに参照ＵＲＬの記事には問題がありますね。

まず、トランジスタ点火とは何かということですが、基本動作原理はブレーカーポイントを使ったケタリング式と同じです。ただし、イグニッションコイルの1次電流を断続させる機構として、ブレーカーポイントのような機械的なスイッチではなくトランジスタを利用しているところが異なります。ブレーカーポイントを用いたスイッチングでは、1電流遮断の際に1次コイルに発生する1次誘導電流のためのアーク放電による接触面の劣化や、その際に発生するカーボンによる接触抵抗の増大、機械的なものであるゆえの磨耗による劣化などにより定期的なメンテナンスを必要とし、これを怠ると点火時期の狂いや点火火花が弱くなるなどの問題を起こす可能性がありました。トランジスタ式ではこのブレーカーポイントによるスイッチングをトランジスタによる半導体スイッチに置き換えることにより、上記の欠点を改良したものです。通常トランジスタ式では時期の検出にブレーカーポイントとカムによる従来方式に替えて、機械的な稼動部分のない光学式や磁気式のパルスジェネレーターが用いられます。光学式のパルスジェネレータはエンジンの回転と同期して回る円板などにタイミングを得るためのスリットを付け、このスリットの位置をフォトトランジスタなどの光学センサーで検出しています。磁気式では点火時期にあわせた突起をつけた磁性体をエンジン回転に同期させて回し、これに隣接させたコイルに誘起される電圧の変化により検出しています。また、現在では見ることはありませんが、ブレーカーポイントからトランジスタ式に移行する過渡期に、セミトランジスタ式というものもありました。これはブレーカーポイント自体は旧来の方式同様に使用するのですが、トランジスタ式のパルスジェネレーターの替りをブレーカーポイントで行うもので、電気的な劣化については旧来の方式より安定であるということで、後付の社外品等で見られました。ディストリビュータについてはブレーカーポイント式とかトランジスタ式・ＣＤＩ等の1次電流の供給方式とは無関係で2次電流の分配方式の一つですので、どの1次電流供給方式であっても使用するもの使用しないものの双方が存在します。バイクなどではディストリビュータのないものがほとんどですが、これはダイレクトイグニッションそのものです。

お礼

ご回答どうもありがとうございます。

＞ディストリビュータについてはブレーカーポイント式とかトランジスタ式・ＣＤＩ等の1次電流の供給方式とは無関係で2次電流の分配方式の一つですので、どの1次電流供給方式であっても使用するもの使用しないものの双方が存在します。バイクなどではディストリビュータのないものがほとんどですが、これはダイレクトイグニッションそのものです。

なるほどです。一次がポイント式・トランジスタ式・ＣＤＩ式…、二次がデスビ式・ＤＩ式　とあり、いろいろな組み合わせがあるのですね。

そうするとスペック表でトランジスタ式と記されているものは、たいてい一次トランジスタ式、二次ＤＩ式といったところですね。