อุปกรณ์จุดระเบิดแบบคอยล์บนหัวเทียน

ฝาครอบตัวจ่ายไฟ

ระบบจุดระเบิดถูกใช้โดยเครื่องยนต์ความร้อนเพื่อเริ่มต้นการเผาไหม้โดยการจุดประกายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในเครื่องยนต์สันดาปภายใน แบบ จุดระเบิดด้วยประกายไฟ (เช่น เครื่องยนต์เบนซิน) ระบบจุดระเบิดจะสร้างประกายไฟเพื่อจุดประกายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศก่อนจังหวะการเผาไหม้ แต่ละ ครั้ง เครื่องยนต์ กังหันแก๊สและเครื่องยนต์จรวดโดยปกติจะใช้ระบบจุดระเบิดเฉพาะในช่วงเริ่มต้นการทำงานเท่านั้น

เครื่องยนต์ดีเซลใช้การจุดระเบิดด้วยการอัดเพื่อจุดระเบิดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศโดยใช้ความร้อนจากการอัด ดังนั้นจึงไม่มีระบบจุดระเบิด โดยปกติจะมีหัวเทียนเรืองแสงที่ทำหน้าที่อุ่นห้องเผาไหม้ ล่วงหน้า เพื่อช่วยในการสตาร์ทในสภาพอากาศหนาวเย็น

รถยนต์รุ่นแรกๆ ใช้ ระบบจุด ระเบิดแบบแม็กนีโตและคอยล์สั่นซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วย ระบบแบบใช้ ตัวจ่ายไฟ (เริ่มใช้ครั้งแรกในปี 1912) ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ (เริ่มใช้ครั้งแรกในปี 1968) กลายเป็นที่นิยมในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 โดย ระบบแบบ คอยล์บนหัวเทียน (coil-on-plug)แพร่หลายมากขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา

ระบบจุดระเบิดแบบ แม็กนีโต (หรือเรียกว่าแม็กนีโตแรงดันสูง ) เป็นระบบจุดระเบิดแบบเก่าที่ใช้ในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟ (เช่น เครื่องยนต์เบนซิน) โดยใช้แม็กนีโตและหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อสร้างพัลส์แรงดันสูงสำหรับหัวเทียน คำว่า "แรงดันสูง" ในความหมายเดิมคือ "แรงดันสูง"

ระบบจุดระเบิดแบบแม็กนีโตซึ่งใช้ในรถยนต์หลายรุ่นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ได้ถูกแทนที่ด้วยระบบจุดระเบิดแบบขดลวดเหนี่ยวนำเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันการใช้แม็กนีโตจำกัดอยู่เฉพาะในเครื่องยนต์ที่ไม่มีแบตเตอรี่ เช่น เครื่องตัดหญ้าและเลื่อยยนต์ นอกจากนี้ยังใช้ในเครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์ลูกสูบสมัยใหม่ (แม้ว่าจะมีแบตเตอรี่อยู่ก็ตาม) เพื่อหลีกเลี่ยงการพึ่งพาระบบไฟฟ้าของเครื่องยนต์

เมื่อแบตเตอรี่เริ่มเป็นที่นิยมในรถยนต์มากขึ้น (เนื่องจากการใช้มอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น) ระบบแม็กนีโตจึงถูกแทนที่ด้วยระบบที่ใช้ขดลวดเหนี่ยวนำรถยนต์ Benz Patent-Motorwagenปี 1886 และFord Model T ปี 1908 ใช้ ระบบจุดระเบิด แบบขดลวดสั่นโดยขดลวดสั่นจะขัดจังหวะกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดและทำให้เกิดประกายไฟอย่างรวดเร็วหลายครั้งในแต่ละครั้งที่จุดระเบิด ขดลวดสั่นจะได้รับพลังงานในจุดที่เหมาะสมในรอบการทำงานของเครื่องยนต์ ใน Model T เครื่องยนต์สี่สูบจะมีขดลวดสั่นสำหรับแต่ละสูบ^{[ 1 ]}

ระบบจุดระเบิดที่ได้รับการปรับปรุงถูกคิดค้นโดยCharles Ketteringที่ Delco ในสหรัฐอเมริกา และนำมาใช้ในรถยนต์ Cadillac ปี 1912 ^{[ 2 ]}ระบบจุดระเบิดของ Kettering ประกอบด้วยคอยล์จุดระเบิดเดี่ยว จุดเบรกเกอร์ตัวเก็บประจุ (เพื่อป้องกันไม่ให้จุดเบรกเกอร์เกิดประกายไฟ) และตัวจ่ายไฟ (เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าจากคอยล์จุดระเบิดไปยังกระบอกสูบที่ถูกต้อง) ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}ระบบ Kettering กลายเป็นระบบจุดระเบิดหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นเวลาหลายปี^{[ 6 ]}เนื่องจากมีต้นทุนต่ำกว่าและค่อนข้างเรียบง่าย

ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ตัวแรก ( แบบ แคโทดเย็น ) ได้รับการทดสอบในปี พ.ศ. 2491 โดยDelco-Remy ^{[ 7 ]}ในขณะที่Lucasได้แนะนำ ระบบจุดระเบิด แบบทรานซิสเตอร์ในปี พ.ศ. 2498 ซึ่งถูกนำไปใช้กับเครื่องยนต์BRMและCoventry Climax Formula One ในปี พ.ศ. 2505 [ ^{7 ]}ตลาดอะไหล่เริ่มนำเสนอ EI ในปีนั้น โดยมีทั้ง AutoLite Electric Transistor 201 และTung-Sol EI-4 (การ ^{ปล่อย}ประจุแบบคาปาซิทีฟไทราตรอน) ให้เลือกใช้^{[ 8 ]} Pontiac กลายเป็นผู้ผลิตรถยนต์รายแรกที่เสนอ EI เป็นตัวเลือกเสริม คือ Delcotronic แบบไม่มีเบรกเกอร์ที่กระตุ้นด้วยพัลส์แม่เหล็ก ในรถยนต์รุ่นปี พ.ศ. 2506 บางรุ่น และยังมีให้เลือกใช้ใน รถ Corvette บาง รุ่นด้วย^{[ 8 ]}ระบบจุดระเบิดแบบปล่อยประจุประจุแบบโซลิดสเตท (SCR) ตัวแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์นั้นผลิตโดย Hyland Electronics ในแคนาดาในปี 1963 เช่นกัน ฟอร์ดได้ติดตั้งระบบไร้เบรกเกอร์ที่ออกแบบโดยฟอร์ดในรถLotus 25ที่เข้าร่วมการแข่งขันที่อินเดียนาโพลิสในปีถัดมา ดำเนินการทดสอบกับรถหลายคันในปี 1964 และเริ่มเสนอระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ (EI) เป็นตัวเลือกในบางรุ่นในปี 1965 ระบบอิเล็กทรอนิกส์นี้ถูกนำไปใช้กับรถ GT40 ที่ Shelby American และ Holman and Moody ใช้ในการแข่งขัน Robert C. Hogle จาก Ford Motor Company ได้นำเสนอ "ระบบจุดระเบิดและระบบไฟฟ้า Mark II-GT" เอกสารหมายเลข 670068 ในการประชุม SAE ที่เมืองดีทรอยต์ รัฐมิชิแกน ระหว่างวันที่ 9-13 มกราคม 1967 ตั้งแต่ปี 1958 Earl W. Meyer ที่ Chrysler ได้ทำงานเกี่ยวกับ EI ต่อเนื่องจนถึงปี 1961 และส่งผลให้มีการใช้ EI ในเครื่องยนต์ hemi ของบริษัทในการแข่งขันNASCARในปี 1963 และ 1964 ^{[ 8 ]}

ระบบจุดระเบิด CD-65 ของ Prest-O-Liteซึ่งอาศัยการปล่อยประจุไฟฟ้า (CD) ปรากฏขึ้นในปี 1965 และมี "การรับประกันที่ไม่เคยมีมาก่อนถึง 50,000 ไมล์" ^{[ 8 ]} (ซึ่งแตกต่างจากระบบ Prest-O-Lite ที่ไม่ใช่ CD ที่เปิดตัวใน ผลิตภัณฑ์ AMCในปี 1972 และกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับรุ่นปี 1975) ^{[ 8 ]}หน่วย CD ที่คล้ายกันมีจำหน่ายจาก Delco ในปี 1966 ^{[ 7 ]}ซึ่งเป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับ รถยนต์ Oldsmobile , Pontiac และGMCในปี 1967 ^{[ 8 ]}นอกจากนี้ ในปี 1967 Motorolaยังได้เปิดตัวระบบ CD แบบไร้เบรก เกอร์ ^{[ 8 ]}ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์หลังการขายที่มีชื่อเสียงที่สุดซึ่งเปิดตัวในปี 1965 คือระบบจุดระเบิดแบบปล่อยประจุไฟฟ้า Delta Mark 10 ซึ่งจำหน่ายแบบประกอบเสร็จหรือเป็นชุด

Fiat Dinoเป็นรถยนต์ผลิตคันแรกที่มาพร้อมกับ EI เป็นมาตรฐานในปี 1968 ตามมาด้วยJaguar XJ Series 1 ^{[ 9 ]}ในปี 1971, Chrysler (หลังจากการทดลองในปี 1971) ในปี 1973 และ Ford กับ GM ในปี 1975 ^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2510 Prest-O-Lite ได้ผลิตแอมพลิฟายเออร์จุดระเบิด "Black Box" ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อลดภาระของหน้าสัมผัสเบรกเกอร์ของตัวจ่ายไฟในระหว่างการทำงานที่รอบสูง ซึ่งDodgeและPlymouth ใช้ใน รถแข่งแดร็ก Super Stock CoronetและBelvedere จากโรงงาน^{[ 8 ]}แอมพลิฟายเออร์นี้ติดตั้งอยู่ด้านในของแผงกั้นห้องเครื่องของรถ และมีท่อที่ให้ลมภายนอกมาระบายความร้อนให้กับตัวเครื่อง ส่วนที่เหลือของระบบ (ตัวจ่ายไฟและหัวเทียน) ยังคงเหมือนกับระบบกลไก การที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับระบบกลไกทำให้มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและมีระยะเวลาการบำรุงรักษาที่ยาวนานขึ้น

ระบบจุดระเบิดแบบคอยล์บนหัวเทียนแบบต่างๆ จะมีคอยล์แต่ละตัวทำหน้าที่ควบคุมหัวเทียนสองตัว บนกระบอกสูบที่มีเฟสต่างกัน 360 องศา (และดังนั้นจึงถึงจุดศูนย์ตายบน (TDC) ในเวลาเดียวกัน) ในเครื่องยนต์สี่จังหวะ หมายความว่าหัวเทียนตัวหนึ่งจะจุดประกายไฟในช่วงท้ายของจังหวะไอเสีย ในขณะที่อีกตัวหนึ่งจะจุดประกายไฟในเวลาปกติ ซึ่งเรียกว่า " ประกาย ไฟสูญเปล่า " ซึ่งไม่มีข้อเสียใดๆ นอกจากการสึกกร่อนของหัวเทียนที่เร็วขึ้น กระบอกสูบที่จับคู่กันคือ 1/4 และ 2/3 ในเครื่องยนต์สี่สูบ 1/4, 6/3, 2/5 ในเครื่องยนต์หกสูบ และ 6/7, 4/1, 8/3 และ 2/5 ในเครื่องยนต์ V8 ^{[ 10 ]}ระบบอื่นๆ จะกำจัดตัวจ่ายไฟออกไปในฐานะอุปกรณ์กำหนดเวลา และใช้เซ็นเซอร์มุมข้อเหวี่ยง แม่เหล็ก ที่ติดตั้งบนเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อกระตุ้นการจุดระเบิดในเวลาที่เหมาะสม

เครื่องยนต์รถยนต์สมัยใหม่ใช้หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) ซึ่งเป็นอุปกรณ์เดียวที่ควบคุมฟังก์ชันต่างๆ ของเครื่องยนต์ รวมถึงระบบจุดระเบิดและระบบฉีดเชื้อเพลิง^{[ 11 ] [ 12 ]}ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์รุ่นก่อนๆ ที่ระบบฉีดเชื้อเพลิงและระบบจุดระเบิดทำงานแยกกัน

เครื่องยนต์ กังหันแก๊ส (รวมถึงเครื่องยนต์เจ็ท) ใช้ระบบจุดระเบิดด้วยการปล่อยประจุจากตัวเก็บประจุอย่างไรก็ตาม ระบบจุดระเบิดนี้จะทำงานเฉพาะตอนสตาร์ทเครื่องหรือเมื่อ เปลวไฟ ในห้องเผาไหม้ดับลง เท่านั้น

ระบบจุดระเบิดในเครื่องยนต์จรวดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันการสตาร์ทติดยากหรือการระเบิด จรวดมักใช้กลไกจุดระเบิดแบบดอกไม้ไฟที่สร้างเปลวไฟบนพื้นผิวของ แผ่น หัวฉีดหรืออีกทางเลือกหนึ่งคือ ใช้เชื้อเพลิง ไฮเปอร์โกไลต์ที่จุดติดไฟเองเมื่อสัมผัสกัน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับระบบจุดระเบิด

• แม่เหล็กไฟฟ้า
• กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์
• ประวัติความเป็นมาของเครื่องยนต์สันดาปภายใน