キャパシター・ディスチャージド・イグニッション

キャパシター・ディスチャージド・イグニッション（CDI）の仕組みと種類

キャパシター・ディスチャージド・イグニッション（CDI）は、コンデンサに蓄えた電気を放電することで高電圧を発生させ、ガソリンエンジンの点火プラグに火花を飛ばす電子制御点火システムです。小型で効率が高く、安定した点火を実現できることから、様々なエンジンで利用されてきました。

CDIの動作は、まず小型の変圧器を用いてコンデンサに電気を蓄えます。多くの場合、約400Vの電圧をかけ、約50mJのエネルギーを蓄えます。点火時期になると、サイリスタという半導体素子にトリガー電流が流れ、コンデンサがイグニッションコイルに放電されます。この放電により高電圧が発生し、点火プラグで火花放電が起こり、燃料と空気を混合した気体を点火します。

CDIは電源の種類によって、AC-CDIとDC-CDIの2種類に分類されます。

AC-CDI

AC-CDIは、フライホイールマグネトー（フライホイールに組み込まれた磁石）で発生させた交流電流を直接利用します。CDIユニットに内蔵された整流回路でこの交流電流を整流してコンデンサに蓄電します。バッテリーを必要としないため、小型エンジン、特に原動機付自転車などに広く用いられてきました。

DC-CDI

DC-CDIは、バッテリーからの直流電流を電源として使用します。AC-CDIに比べ、DC/ACインバーターや昇圧変圧器などの部品が必要となるため、構成が複雑で大型になりがちです。しかし、正確な点火時期制御が可能で、低回転時の点火も安定しているため、冷間始動性が優れています。

CDIの歴史と応用

CDIは1950年代に開発され、1969年にはカワサキのマッハが世界で初めてCDI点火システムを採用しました。1970年代には、排ガス規制の強化に伴い、多くの小型エンジンで従来のコンタクトブレーカー式点火システムからCDIへの移行が進みました。ホンダ・カブなど多くの小型エンジンにもCDIが採用されました。

CDIは小型で高効率なため、草刈機、チェーンソーなどの小型汎用エンジンから、かつては自動車や航空機のレシプロエンジンにも使用されていました。また、2ストロークエンジンでは、ピーク電圧が高くプラグの汚損が少ないことから、広くCDIが採用されていました。近年では、排ガス規制の観点からトランジスタ点火への移行が進んでいます。

CDIのその他の機能と自動車へのアフターマーケット製品

一部のCDIユニットには、速度リミッターやチョーク制御回路などの機能が組み込まれています。50ccのオートバイの純正CDIユニットでは、60km/h以上の速度が出ないように回転リミッターが設定されているものが多いです。

自動車においては、永井電子や和光テクニカルといったメーカーが、旧車の点火システム強化を目的とした後付けCDIを販売しています。これらは、ポイント式やセミトラ式ディストリビューターの性能向上に利用され、高電圧化や点火時期の制御精度向上に役立ちます。また、三田無線研究所のシンクロスパークも知られています。同社は回路図を公開し、部品の個別販売も行うなど、自作を促進していました。

これらのアフターマーケット製品は、大型のコンデンサや高度な点火制御回路を搭載し、高性能なイグニッションコイルと組み合わせることで、点火性能の大幅な向上を図ることができます。特に高級な同時点火式CDIでは、ディストリビューターを配電機能から解放し、CDI本体が直接点火を行うシステムを構築することも可能です。

脚注と参考文献

Bosch Automotive Handbook, 5th Edition
An open-source CDI circuit based on 12V DC power supply

関連項目

点火プラグ
ディストリビューター
* ダイレクトイグニッション

もう一度検索