콘택트 브레이커

콘택트 브레이커(contact breaker) 또는 포인트(points)는 스파크 점화 내연기관의 점화 계통에서 발견되는 일종의 전기 개폐기이다. 이 스위치는 엔진에 의해 구동되는 캠에 의해 자동으로 작동된다. 스위치 작동 시점은 엔진 실린더 내의 압축된 공기/연료 혼합물을 점화하기에 적절한 시점에 스파크가 생성되도록 설정된다. 엔진의 부하 변화에 따라 점화 시점을 약간 조정하는 메커니즘이 제공될 수 있다. 이 접점들은 자주 작동하기 때문에 마모되기 쉬워 엔진의 불규칙한 점화를 유발한다. 최신 엔진은 스파크를 유발하기 위해 전자적인 수단을 사용하여 접점 마모를 없애고 점화 시점의 컴퓨터 제어를 가능하게 한다.

왼쪽에 접점(contact point)이 있는 브레이커 암. 피벗은 오른쪽에 있고 캠 팔로워는 브레이커 암 중앙에 있다.

목적

콘택트 브레이커의 목적은 점화 코일의 1차 코일에 흐르는 전류를 차단하는 것이다. 전류 흐름이 멈추면 1차 코일의 자기장이 붕괴되어 2차 코일에 높은 전압이 유도된다. 이로 인해 짧은 시간 동안 코일 출력단에 매우 높은 전압이 발생하여 점화 플러그의 전극 간에 아크를 발생시키기에 충분하다.^[1]

작동

콘택트 브레이커는 엔진 구동 캠에 의해 작동된다. 배전기가 있는 엔진에서는 배전기 캡 아래에서 콘택트 브레이커를 찾을 수 있다. 콘택트 브레이커의 위치는 연료/공기 혼합물을 점화하기 위한 최적의 순간에 열리도록(따라서 스파크를 발생시키도록) 설정된다. 이 시점은 일반적으로 피스톤이 압축 행정의 상사점에 도달하기 직전이다. 콘택트 브레이커는 종종 이를 작동시키는 캠샤프트에 대해 회전할 수 있는 플레이트에 장착된다. 플레이트는 일반적으로 원심 메커니즘에 의해 회전하며, 이로 인해 높은 회전수에서 점화 시점이 진각(스파크를 더 일찍 발생시킴)된다. 이는 연료 점화 과정이 진행될 시간을 주어 결과적인 연소가 크랭크축 회전의 적절한 지점에서 최대 압력에 도달하도록 한다.^[1]

많은 엔진에는 또한 매니폴드 진공으로 작동하는 서보 메커니즘이 장착되어 있어, 엔진이 요구에 따라 속도를 높여야 할 때 플레이트 위치의 추가적인 회전(제한 내에서)을 제공하여 점화 시점을 진각시킨다. 점화 시점을 진각하는 것은 조기 점화(또는 핑잉)를 방지하는 데 도움이 된다.^[1]

콘택트 브레이커의 단점

콘택트 브레이커 포인트와 캠 팔로워는 너무 자주 열리고 닫히기 때문에(배전기 장착 엔진에서는 엔진이 한 바퀴 돌 때마다 여러 번), 기계적 마모와 접점 간 아크로 인한 피팅(pitting) 현상이 발생할 수 있다. 후자의 효과는 콘택트 브레이커에 병렬로 축전기를 배치하여 대부분 방지된다. 이는 정비사들이 더 구식 용어인 콘덴서로 자주 부른다. 아크를 억제하는 것 외에도 코일 권선과 공진 LC 회로를 생성하여 코일 출력을 높이는 데 도움이 된다.^[1]

점화 시점의 일부로 기계적 개폐기를 사용하는 것의 단점은 정밀도가 높지 않고, 닫힘(접점) 각도를 정기적으로 조정해야 하며, 높은 회전수에서는 그 질량이 중요해져 높은 엔진 속도에서 작동이 불량해진다는 것이다. 이러한 효과는 전자 점화 시스템을 사용하여 대부분 극복될 수 있으며, 여기서는 콘택트 브레이커가 자기(홀 효과) 또는 광학 센서 장치로 복고 개조된다. 그러나 그 단순성 때문에, 그리고 콘택트 브레이커 포인트가 치명적으로 고장나기보다는 점진적으로 성능이 저하되기 때문에 항공기 엔진에는 여전히 사용되고 있다.

같이 보기

• 점화 마그네토
• 접촉기
• 전자계전기