CDIシステム：小型エンジン点火用途に信頼のスパークを提供

点火システムは、接続されたエンジンを始動させるために何らかのスパークを必要とします。点火アプリケーションに取り組んでいるなら、必要なスパークを届けるシステムが必要です。そんなシステムの1つ、CDIをご紹介します。

CDIは、小型エンジンを用いた回路アプリケーションに最適な人気システムです。あの黒いボックスが何なのか気になったことがある方、CDIが何をするのか疑問に思っている方、ご安心ください。この記事で必要なすべてを説明します。

それが何か、どう動作するか、長所、短所などをお読みください。

CDI点火の正式名称

CDIはCapacitor（またはCapacitive）Discharge Ignitionの略語です。コンデンサを使用してエネルギーを蓄え、瞬時に放出して点火回路用のスパークを生成する点火システムの一部です。サイリスタ点火とも呼ばれ、チェーンソー、タービン駆動航空機、その他の小型エンジンに搭載されています。

CDI点火の仕組み

CDIは点火システムの一部で、点火装置に直接リンクしています。コンデンサを使用して電流を保持します。

興味深いことに、CDIは電荷を蓄積してからコンデンサに保存のために渡します。その後、蓄えられたすべての電流をスパークプラグに放出し、エンジンを始動させます。

標準的なCDIは、小型トランス、メインコンデンサ、充電回路、トリガー回路で構成されます。システムは400〜600ボルトの電圧を生成し、誘導コイル（小型トランスとして機能）を通過させ、電圧を自由に通過させます。

その後、電流は充電回路とコンデンサに移動して蓄えられます。充電ユニットには整流器があり、点火前にコンデンサが放電しないようにします。

点火スイッチをオンにすると、トリガー回路が充電を停止し、スパークプラグの巻線で40kVに達するまでコンデンサを急速放電させます。その結果、接続されたエンジンが始動します。

最高なのは、CDIは短い充電時間と効率的な自己電力供給能力を持ち、小型エンジンでは誘導点火システムより優れている点です。

CDIの種類

アプリケーションで使用できるさまざまなタイプのCDIを紹介します。

AC-CDI

このCDIモジュールは小型エンジンでかなり一般的です。電源はオルタネータからのみ供給される交流です。芝刈り機やチェーンソーなどのツールに見られます。

DC-CDI

対照的に、DC-CDIはバッテリー駆動です。また、通常の12V DCを400〜600V DCに昇圧するDC/ACインバータ回路を備えています。

さらに、これはAC-CDIよりわずかに大きなモジュールで、より大型のエンジン向けです。また、より正確な点火タイミングと、寒冷時でも容易なエンジン始動を実現します。

どちらが優れているか？

用途によって両方とも優れた性能を発揮するため、どちらが優れているとは言えません。AC-CDIはシンプルで小型、より小さなアプリケーションに便利です。問題が発生する可能性は稀です。

一方、DC-CDIは低温で精密な点火を必要とするプロジェクトに適しています。

両CDIシステムはシャント抵抗に対する一定の耐性を持ち、さまざまなアプリケーションで一度に複数のスパークを生成可能です。通常遅延はなく、ほとんどのエンジンは即座に始動します。

メリット

• 高速充電時間（通常1ms）、ドウェルタイムが不十分なアプリケーションに最適
• CDIの高速電圧立ち上がりはシャント抵抗への耐性を提供
• また、CDIは容易に放電せず、電圧立ち上がりは3〜10kVの範囲
• オートバイや船外機などの小型機械に最適

デメリット

• ほとんどの自動車メーカーはCDIを避けます。コンデンサ放電点火システムにより大量の電磁ノイズを生成するためです。

• CDIは低電力レベルのリーン混合気への着火に適しません。しかし、多くのバリエーションが低速レベルでスパークを放出することでこの問題を解決しています。

• コンデンサは焼損する前に特定量の電流しか保持できません。したがって、CDIは大型機械や車両には適しません。

CDIとTCIの違い

TCIはTransistorized Coil Ignitionの略です。トランジスタがインダクタコイル電流を駆動するシステムです。両者の主な違いは以下の通りです。

CDI	TCI
CDIは独立したシステムで早期に点火を開始	時間依存型
通常200〜400ボルトで充電されたコンデンサを持つ。コンデンサが電流を一気に放出するときにスパーク生成	TCIは点火コイルに電力を充電してからスパーク生成。電力を遮断したときにのみスパーク生成
低インダクタンスとインピーダンス値（XL＜1オーム）	高インピーダンス値（XL＞1オーム）
短いスパークと高出力で高RPMに到達可能	TCIは低RPMに到達しスパーク持続時間を増加

CDIトラブルシューティングガイド

スパークの問題がある場合、CDIが不良である可能性が高いです。CDIはブラックボックスに入っており、メンテナンスフリーであるべきです。しかし、機械からの大量の振動と熱が損傷を引き起こすことがあります。

他のすべての機械コンポーネントをチェックし、ブラックボックスだけが残った場合、CDIのトラブルシューティングまたはテスト方法を紹介します。

注：メンテナンスフリーポリシーのため、最初はCDIテストが難しい場合があります。

• まず、マルチメータでCDIボックスをチェックします。トラブルシューティング前に、良品か不良品かをテストすることが重要です。
• 不良CDIの場合、メーカー提供の仕様書でピンごとのテストを確認してください。しかし、疑わしいCDIボックスは交換するのが賢明です。
• ただし、交換品購入時は注意が必要です。同じ問題を抱えている可能性があるためです。

コンデンサ放電点火の構成

いくつかの部品がCDI点火システムを構成します。これらにはステータ、充電コイル、フライホイール、ホールセンサー、タイミングマークが含まれます。詳しく見ていきましょう。

フライホイール

フライホイールはクランクシャフトを作動させる巨大な馬蹄形磁石です。また、円形に巻かれた永久磁石でもあります。

ステータ

ステータは、点火装置と機械上の他のデバイスに電力を供給する重要なコンポーネントです。CDIシステムのすべての電気ワイヤーコイルを収容する構造のようなものです。

充電コイル

充電コイルは、メインコンデンサを充電するために最大6ボルトを生成できる電気ステータです。

ホールセンサー

フライホイールが方向を変える（北から南へ）瞬間があり、CDIに微小な単一パルスを送信します。その結果、CDIボックスはトランスからコンデンサへのエネルギー移動をトリガーし、ホール効果も生成します。

ホールセンサーはこの効果を測定するために使用されます。

トリガー回路

トリガー回路は、トリガーがあるまで片側からのみ電流流通を許可する点火スイッチです。また、トランジスタ、サイリスタ、SCRを使用し、ホールセンサーパルスでトリガーされます。

キルスイッチ

このスイッチは、機械のエンジンを停止させる役割を果たします。回路をグラウンドに落とし、すべての電流をグラウンドに移動させます。したがって、CDIの充電とスパーク生成を停止させます。

まとめ

CDIは、オートバイなどの小型エンジンを搭載したさまざまな機械で優れた働きをします。しかし、大型機械に必要な電力を扱うことはできません。それでも、高速点火とコンデンサ充電を提供する最高のシステムの1つです。

電源がある限りCDIは動作し続けます。ただし、キーまたはキルスイッチでオフにできます。

ご質問がありましたら、お気軽にお問い合わせください。