CDI点火とは?コンデンサーで強い火花放電を発生させる仕組み【バイク用語辞典:点火編】

■短い放電時間で強い火花エネルギーを発生するので高回転エンジン向き

●CDIのほとんどはバッテリー式、一部のレーシングバイクはフラマグ式CDI

現在ほとんどのバイクは、無接点式点火システムを採用し、フルトラ式とCDI(容量放電)式に分けられます。CDIの方が火花エネルギーは強いですが放電時間は短いという特徴があり、両者はエンジンの種類やバイクの性格で使い分けられています。

CDI式点火システムの構成と特徴について、解説していきます。

●接点式点火の課題

メカニカルな接点(ポイント)を利用する接点式点火では、次のような問題がありました。

・メカニカルな接点で1次電流を制御するので、点火時期制御の精度が低い。

・接点の摩耗や劣化が発生するので、定期的に接点隙間を調整する必要がある。

・接点のチャタリング(接点の開閉が瞬時に複数回起こる現象)が発生して、点火時期が安定しない。

・高回転条件で2次電圧が下がりやすい。

以上の課題を解決したのが無接点式点火システムですが、現在ほとんどのバイクが採用しているのは、コイルの起電力を使うフルトラ式とコンデンサに溜めるCDI(容量放電)式です。

●CDI(放電容量)点火システムの基本

CDIはフルトラ式とは異なる構成で、充電機能を持つコンデンサーに数百Vの電気を蓄え、それを1次点火コイルに一気に流して高電圧を発生させて火花を飛ばす仕組みです。

コンデンサーに蓄えられた電気は、サイリスタ(SCR)によってゲートが閉じられている場合は放電しません。クランク角を検出するシグナルジェネレーターの信号をベースに、点火時期に相当するタイミングでサイリスタのゲートを開きます。サイリスタのゲートが開くと、電気を蓄えているコンデンサーが一気に放電して、1次点火コイルに電流が流れます。これによって、2次コイルに高電圧が発生し、点火プラグに強力な火花が飛びます。

コンデンサーを充電する方法には、ACジェネレーター(オルタネーター)の発電を利用する「フラマグ点火」と、現在主流のバッテリー電源を利用する「バッテリー点火」の2種があります。

●フラマグ点火の構成

CDIフラマグ点火
CDIフラマグ点火

フラマグとはフライホイールマグネトーの略で、フライホイールに発電用のコイル(マグネット)を付けたACジェネレーターから名づけられています。

フラマグ点火ではACジェネレーターで発電された電気は、バッテリーを経由することなくCDIユニットへ供給され、コンデンサーに蓄電します。点火時期に相当するタイミングでCDIユニット内のサイリスタのゲートを開くと、コンデンサーが一気に放電して、1次点火コイルに電流が流れて2次コイルに高電圧が発生します。

一般のバイクではアイドルのような発電量の少ない低回転運転時に、ヘッドライトなどの電力消費があると、電力不足になるリスクがあります。一方、フラマグ点火はバッテリーが減ってもエンジンを運転できるので、車体を軽くしたいレーシングマシンに使われますが、一般のバイクでは採用例は少ないです。

●バッテリー点火の構成

CDIバッテリ点火
CDIバッテリー点火

バッテリー点火の場合、まずバッテリー電圧12Vが昇圧/発振回路で200~300Vに昇圧され、CDIユニット内のコンデンサに蓄電されます。CDIユニットは、フラマグ点火と同様サイリスタのON/OFF制御で1次点火コイルの電流を制御して、2次コイルに高電圧を発生させます。

バッテリー点火はエンジンの回転の低いときでも安定した点火エネルギーが確保できるので、CDI点火システムを採用する一般のバイクのほとんどは、バッテリー点火システムです。


CDI点火は、フルトラ点火に比べると強い火花を飛ばすことができますが、放電時間は短くなる傾向があります。したがって、CDIは高回転エンジンに向いており、一方でフルトラは低中速域を多用するエンジンに向いています。

(Mr.ソラン)