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始動不能／エルグランド

傑作(0)

エンジン始動不能の平成12年式エルグランド（GH-APE50、VQ35）
 
ダイアグは正常。
火花は飛んでいない。
プラグは湿っていることり、インジェクタと燃料ポンプの作動は簡易的にはOK。
 
点火系だけの問題のようなので、IGコイルの電源を点検すると０V。
 
電源のヒューズを調べると切れていた。
 
予備のヒューズと交換しキーをONにすると、３秒後に切れた。
 
このヒューズの回路を調べると、原因と思われる回路に気が付いた。
 
それはこのヒューズはAACバルブ（ISCV）の電源にもなっていることである。
 
AACバルブのコネクタを外すと、ヒューズは飛ばずにエンジンは始動できた。
 
AACバルブを外して単体点検をすると、24Ω、26Ω、１．７Ω、4.3Ωとショート気味。
 
もしかしたらECUまで壊れているかもしれないと思い、ECU側の抵抗を調べたが問題はなかったが、これでECUが正常とは判断できない。
 
とりあえずヒューズとAACバルブを交換してみたが、AACバルブは正常に作動したのでECUはそのまま使うことにした。
 
日産のAACバルブのショートは珍しいことではないが、最近、同じトラシューを行っていて気が付いたことがある。
 
日産やスズキのISCVはキャブクリーナー等で洗浄するとISCVのコイルがショートすると言われているが、日産はそれにプラスしてLLCによるショートの可能性があるのではないかと思われる。
 
イメージ 1
 
今回もAACバルブ本体とスロットルボデー間のパッキンがヘタっており、LLCがAACバルブ側に漏れていたと思われる形跡が残っていた。
 
低年式の日産の車に乗っている人は、AACバルブ（ステップモータータイプ）のパッキンを交換しておいたほうがいいかも。。
 

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外部抵抗付きIGコイル��

傑作(0)

1次コイルの電流の立ち上がりをよくするためにコイルの抵抗を減らし、減らした分の抵抗を外部抵抗にもたせた外部抵抗付きIGコイル。
 
しかし、どうも冷機時の始動性に問題がある？ようです。
 
そこで考えられたのが、ショート回路がある外部抵抗付きIGコイルです。
 
どういったものかというと、クランキング時のみIGコイルの＋側（外部抵抗の出口側）に直接バッテリ電圧をかけようとするシステムです。
 
クランキング時は、IGコイルに１２Vの電圧をかけて、十分な電流を流そうというやり方です。
 
イメージ 1
 
クランキング時、仮にバッテリ電圧が10Vに低下した場合、ショート回路がないと10V／3Ω＝3.3Aの電流しかながれません。
 
しかし、ショート回路があると、10V／1.5Ω＝6.6Aという十分な電流が流れます。
 
このショート回路は、セミトランジスタ式点火装置、フルトランジスタ式点火装置でも同じです。
 
通常、このショート回路の信号は、キースイッチのST端子からひっぱってきているのですが、確か三菱だったと思いますが、スタータのメーンスイッチ端子の出口からこのST信号をもってきている車があったような気がします。
 
外部抵抗付きIGコイルと外部抵抗無しのIGコイルでは抵抗値が違いますので、間違って組付けるとトラブルが発生します。
 
また、ショート回路を理解しないまま配線を誤って組付けると、同じくトラブルが発生しますので注意する必要があります。
 
外部抵抗付きIGコイル①と②の記事に関しては、あまり間違いはないと思いますが、③の記事に関しては全く自信ありません。
 
以前から疑問に思っていたのですが、①、②以外のことを話すことはなかったのでそのままにしていたのですが、今回、いろいろと調べてみましたが、結局、本当のところがわかりませんでした。
 
疑問１．外部抵抗付きIGコイルの始動性は悪いのか？
疑問２．始動性が悪いとしたらなぜ悪いのか？
 
この2点が疑問のままです。
もし、正しい知識をお持ちの方がいれば教えてください。
 
おわり
 

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外部抵抗付きIGコイル��

傑作(0)

1次コイルの電流の立ち上がりをよくするためにコイルの抵抗を減らし、減らした分の抵抗を外部抵抗にもたせた外部抵抗付きIGコイル。
 
確かに1次コイルの抵抗を減らしたことによりインダクタンスが小さくなり電流の立ち上がりが早くなりました。
 
しかし、この外部抵抗付きIGコイル、実は欠点があるのではないかと思います。
（あくまでも想像です）
 
30年ほど前にトヨタに入社したころ、ライトエースの始動性が悪いということで何かの細工をしていた記憶があります。
後になって考えると、冷機時の始動性をよくするための回路を作っていたように思うのですが、実際に作業したわけではないのであやふやな記憶です。
 
欠点とはクランキング時の火花が弱いということです。
（事実かどうかもわかりません）
 
理由ははっきりわかりません。
ご存知の方がいらっしゃったら教えてください。
 
あくまでも個人的な考えとして読んでください。
クランキング時はバッテリ電圧が低下します。
当然、コイルに流れる電流も小さくなり、IGコイルのエネルギーも小さくなります。
よって、低回転時よりクランキングのほうがIGコイルのエネルギーは小さくなり、始動性が悪くなります。
 
外部抵抗が無くても同じことが言えるのですが、外部抵抗付きIGコイルは1次コイルの巻き数を減らしたことにより、クランキング時はより顕著になるのではないかと思っています。（これも全く根拠はありません）
 
一応、根拠はあるのですが、記事にすると長くなるのと、うまく説明できませんのでやめました。
興味のある方は、下の方を読んでください。
 
 
簡単に書けば、従来の点火コイルと外部抵抗付きIGコイルの違いは次のようになるのではないかと思います。
 
仮に点火に必要なエネルギーを100とします。
 
従来のコイルは、 
低回転時（クランキングを除く）は150という十分過ぎるエネルギーがありました。
クランキング時はバッテリ電圧の低下により120のエネルギーに低下します。
しかし、点火にはまだ十分なエネルギーがありました。
高回転時は、電流の立ち上がりが遅く電流が小さかったので100ちょっとのギリギリだったのです。
 
それが外部抵抗付きIGコイルの場合、
コイルの巻き数を減らしてインダクタンスを小さくしたことにより、最大のエネルギーは従来の150から120に減りました。
（低回転時は問題ありません。）
クランキング時はバッテリ電圧が下がるとこにより、アイドル時と同じ120のエネルギーが作れず100ちょっとのエネルギーしかありませんでした。
高回転時は、電流の立ち上がりを良くしたことで100だったものが110のエネルギーを作ることができるようになりました。
これにより、従来のコイルより高回転時の失火はなくなりました。
 
（この数値がなぜこうなるかは、下のほうに書いていますが、わかり辛いと思います。）
 
外部抵抗付きIGコイルの場合、クランキング時は新しいうちは問題なかったのかもしれませんが、プラグの磨耗や失火しやすい冷機時は始動できないことがあったのではないかと思います。
 
そこで考えられたのが、ショート回路がある外部抵抗付きIGコイルです。
 
 
 
 
これから以降は、興味のある人だけ読んでください。
しかし、あくまでも私個人の考えであって、どこまで正確なことを書いているかわかりません。
 
 
【外部抵抗付きIGコイルの始動性が悪い理由】
 
1次コイルに蓄えられるエネルギー量（E）は、E＝１／２・L・I・Iで表されます。
 
Lはコイルのインダクタンスなので、外部抵抗付きのコイルの場合、この値は小さくなります。
当然、エネルギーはインダクタンスに比例しますので外部抵抗無しに比べて少なくなります。
ただし、低回転時のような閉角度が大きく、最大電流が流れた場合の話です。
 
じゃ、コイルの巻き数を半分にしてインダクタンスを半分にしたのでは、エネルギーも半分になって意味ないのでは？と思うかもしれません。
しかし、このインダクタンスは難しい式で求められますが、巻き数が半分になったから半分になるとは限りません。（半分かもしれませんし、半分以下かもしれません）
 
それでもインダクタンスが小さくなれば、1次コイルに蓄えられる最大のエネルギーが小さくなることは間違いありませんが、従来のコイルは高回転時に対応できるように作られていますので、低回転時は十分過ぎるエネルギーがありました。
よって、最大エネルギーは減っても低回転時には影響ありません。
 
しかし、高回転時は、そもそも最大電流になる前に火花が飛んでいました。
よって、最大電流より電流の立ち上がりを良くしたほうが電流は大きくなります。
 
エネルギーは電流の2乗に比例しますので、高回転時はインダクタンスが減ったことによるエネルギーロスよりも電流が増えたことによるエネルギーの増大の方が大きいのかもしれません。
 
まとめると、外部抵抗付きIGコイルは、最大エネルギーは減っているだろうとは思いますが、それでも最大電流が流れるような低回転時は十分足りています。
 
高回転時は、電流の立ち上がりが良くなったことにより、エネルギーは増えています。
 
ただし、クランキング時も低回転時なのですが、クランキング時はバッテリ電圧が低下することで最大電流が低下します。
よって、外部抵抗付きIGコイルはクランキング時は十分ではないのかもしれません。（低回転時は足りています）
 
じゃ、従来のコイルも始動性が悪かったのか？と思いますよね。
 
確かに、クランキング時はバッテリ電圧が低下することにより電流が減りエネルギーも減っていました。
しかし、従来のコイルはアイドリング時などの回転中のエネルギーは十分過ぎるほどあったのです。
クランキング時、確かにエネルギーは減っていましたが、それでも足りていましたから問題なかったのです。
 
これらを理解したうえで、上のエネルギーの数値を見てください。
 

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外部抵抗付きIGコイル��

傑作(0)

ポイント式ディスビでは、気筒数が多くなればなるほど、同じ気筒でも回転が上がれば上がるほど、1次コイルに電流が流れる時間が短くなります。
 
1次コイルの電流の立ち上がりを見ると、０Aから放物線を描きながら上昇していきます。
ある一定時間を過ぎれば流れる最大の電流になりほぼ一定となりますが、電流を流す時間が短ければ最大電流になる前にポイントが開いてしまいます。
 
たとえば、3Ωの１次コイルに12Vの電圧をかけると、色々な損失を考えなければ当然4Aの電流が流れます。
電流が流れ始めて4Aの飽和状態になるには、通常、12〜15／1000秒（12〜15ms）かかると言われています。
 
イメージ 3
 
前回の記事で、4気筒エンジンでドエル角が54度の場合、600回転で0.03秒（30ms）電流が流れると書きました。
アイドル時は十分、飽和しますので問題ありません。
しかし、6000回転の場合、3msしか流れませんので十分な電流が流れません。
 
イメージ 1
 
また、同じ時間、同じ電圧をかけても、抵抗とコイルでは電流の立ち上がり方が違うようです。
コイルの場合、インダクタンスにより電流の流れを妨げようとする力が働きますから、単純な抵抗より電流の立ち上がりが遅いのです。
 
イメージ 4
 
それでは、この従来のIGコイルの電流の立ち上がりを早くするためにはどうすればいいのでしょうか？
 
簡単な方法は抵抗をコイルの巻き数を減らして抵抗を減らせばいいのです。
 
コイルの抵抗は長さに比例し断面積に反比例します。
巻き数が減ることにより抵抗が減ると同時にインダクタンスも小さくなります。
 
コイルの巻き数を減らして抵抗が小さくなれば飽和時の電流が大きくなり、インダクタンスが小さくなれば電流の立ち上がりが早くなります。
 
ということで、従来の抵抗の半分のイグニッションコイルができました。
 
しかし、これでは問題があります。
 
抵抗が小さくなったことで飽和時の電流が大きくなりすぎます。
特に、低回転時は電流が流れすぎてしまいます。
当然、ポイントが早く焼けてしまいます。
また、ポイントが閉じている状態でキーONを長く続けると、過電流でコイルがパンクしてしまいます。
そこで、減らした分の抵抗を1次コイルに直列にいれました。
 
これが外部抵抗です。
左が従来のポイント式、右が外部抵抗付き。
 
イメージ 5
 
昔の1次コイルが３Ωだとすると、外部抵抗付きIGコイルの1次コイルは1.5Ωです。
減った分の1.5の抵抗は1.5の外部抵抗を直列に接続することで合計3Ωになります。
 
当然、1次コイルに流れる最大電流は同じですが、コイルの巻き数を減らしたことでインダクタンスが小さくなり電流の立ち上がりが早くなります。
 
分かりやすく数字で例えれば、
 
３Ωのコイルに１２Ｖをかけると0.01秒で４Ａになったとします。
これが、３Ωの単純な抵抗だと0.001秒で４Ａになります。
そして、1.5Ωのコイルと1.5Ωの単純な抵抗を直列にした場合は、0.005秒で４Ａになるということです。
 
イメージ 2
 
時間やその比率は全くのでたらめですので、参考にしないでください。
あくまでもイメージとしてとらえてください。
 
つづく

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外部抵抗付きＩＧコイル��

傑作(0)

以前の記事（始動不能／ミニカトッポ）で、外部抵抗付きイグニッションコイルのことが出ました。
懐かしく思った方、もう忘れてしまった方、見たこともない方もいるかと思います。
今後、整備する機会がほとんどないでしょうが、このシステムをしらないと万一の時は手も足もでません。
また、システムを壊しかねませんので大体のことは知っておいたほうがいいと思います。
 
なお、この記事に関しては、かなり私個人の根拠のない考えが書かれていますので間違いがあると思います。
正しい知識をご存知の方は遠慮なくご指摘ください。
 
昔の点火装置といえばポイント式。
しかし、多気筒化、高回転化にともない、従来のシステムでは十分な火花を飛ばすのが苦しくなったようです。
 
何故でしょうか？
 
ポイント式の点火システムの場合、ポイントの開閉はディストリビュータシャフトのカム部により行っているのですが、気筒数が多くなれば1気筒あたりに使用できるシャフトの角度が少なくなります。
 
2気筒だと360度÷２＝180度、３気筒だと120度、4気筒だと90度、6気筒だと60度です。
 
当然、多気筒になればなるほど、１気筒当たりに使用できる角度は少なくなります。
 
この角度の間に1回のポイントの開閉を行うわけですが、火花を飛ばすためにはポイントを閉じて1次コイルに電流を流して、その後遮断する必要があります。
この電流を流している角度が閉角度（ドエルアングルまたはカムクロージングアングル）です。
 
一般に上記角度の60％です。
 
例えば4気筒だと90度×0.6＝54度が閉角度で、こうなるようにドエルテスタでポイント隙間を調整します。
 
ポイントすき間により閉角度は固定されるわけですが、このポイントが閉じている時間はエンジン回転数によって当然変わります。
 
アイドル回転が600回転の時、1分間でクランクシャフト600回転だから、1回転は0.1秒。
クランクシャフト1回転はカムシャフトでは0.5回転。
0.5回転は180度なので、カムシャフト54度に要する時間は0.03秒。
6000回転では0.003秒ということになります。
 
これは1次コイルに電流が流れる時間です。
 
このように同じ閉角度でも回転数が上がれば、電流が流れる時間は短くなります。
 
1次コイルに電流が流れている時間が短かければ、1次コイルに流れる電流は少なくなります。
 
電流は流す時間に関係なく電圧と抵抗により決まるのでないか？
 
と思うかもしれませんが、短時間だとそうじゃないようです。
 
長くなりそうなので・・・・・つづく

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