전체 흐름(요약)
점화스위치 → 배터리 → (시동모터 동작 중) → 점화코일(1차회로) → 배전기(배전기 접점/점화모듈) →(배전기 로터→고압케이블)→ 스파크플러그(전극간 고전압 방전)
(시스템 구성에 따라 배전기 대신 배전기리스 또는 코일온플러그가 있을 수 있음)
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1) 점화스위치 (Ignition switch)
운전자가 키(또는 스타트 버튼)를 돌리면 점화스위치는 배터리의 전원을 점화회로에 연결한다.
위치에 따라 ACC, ON(IG), START로 나뉘는데, START 위치에서는 시동모터 회로가 별도로 연결되어 엔진을 회전시킨다.
점화 스위치 ON이 되어야 점화코일 1차회로에 12V가 공급될 수 있다.
2) 배터리 (Battery)
차의 12V 전원 공급원. 점화코일 1차(저전압) 회로와 시동모터 모두 배터리 전원을 사용한다.
시동 시 시동모터가 큰 전류를 끌어가므로 배터리 전압이 일시적으로 낮아질 수 있다. (그래도 점화회로는 동작해야 함)
일부 차량은 시동 시 전압저하를 보완하기 위해 별도 회로(예: 바이패스, 파워릴레이)를 사용.
3) 시동모터 (Starter motor) — (중요: 동작과의 관계)
시동모터는 엔진을 회전시켜(크랭크) 각 실린더가 압축상태에 이르도록 한다.
시동모터 자체는 점화전류 흐름의 직접 경로는 아니지만 엔진이 회전해야 캠/크랭크 위치가 바뀌어 배전기(혹은 엔진 제어 유닛)가 적절한 타이밍에 접점을 열고 닫아 스파크를 발생시킬 수 있다.
요약: 시동모터는 ‘엔진을 돌리는’ 기계적 역할 — 전기적 타이밍 조건 충족에 필수.
4) 점화코일 (Ignition coil)
역할: 저전압(약 12V)의 전류를 받아 1차 코일에 흘리고, 1차 전류가 급격히 끊길 때(혹은 스위칭할 때) 2차 코일에서 매우 높은 전압(수만 볼트)을 유도해낸다.
구조: 트랜스포머 형태 — 1차(수십만회 감긴 가는선).
동작 원리:
1. 1차회로가 닫히면(접점 또는 트랜지스터가 ON) 1차에 전류가 흐르며 자기장이 형성된다.
2. 1차회로가 갑자기 열리면(OFF) 자기장이 붕괴하면서 2차에 큰 유도기전력이 발생 -> 고전압 생성.
전압 레벨(일반적 범위): 1차는 12V, 2차는 통상 20kV ~ 40kV 이상(플러그 갭·압축비 등에 따라 더 필요할 수 있음).
추가: 옛날 기계식(컨택트브레이커+콘덴서) 방식과, 전자식(트랜지스터/IGBT로 1차 스위칭 제어) 방식이 있으며 현대차는 대부분 전자식이다.
5) 배전기(배전기 캡과 로터) / 점화모듈
배전기(distributor)는 언제(타이밍) 어떤 실린더에 고전압을 보낼지 결정(분배)한다.
내부 구성:
로터(마개 안의 회전 부품): 코일의 고전압 출력이 들어오는 중앙 단자에서 로터 끝으로 전달하고, 로터가 회전하면서 각 실린더에 연결된 캡의 단자에 맞춰 고전압을 전달.
캡(Distributor cap): 실린더별로 고전압을 전달하는 단자들이 있다.
배전기 내부에는 과거에는 접점(포인트), 요즘은 크랭크/캠 센서와 전자 제어 모듈로 대체되어 1차 전류의 차단/타이밍을 제어한다.
배전기가 있는 시스템에서는 점화시점(점화각) 을 정밀 제어하기 위해 원심(회전) 어드밴스, 진공 어드밴스 등이 결합될 수 있다. (현대 ECU는 센서 기반으로 정밀 제어)
6) 고압케이블 (High-tension lead)
배전기 캡에서 스파크플러그까지 고전압을 전달하는 절연 케이블.
고압 케이블은 높은 전압(수만V)을 안전하게 전달하도록 설계되어 있다.
케이블의 내부 저항, 손상, 접지 문제는 스파크 약화나 실화 실패(미스파이어)의 원인이 됨.
7) 스파크플러그 (Spark plug)
최종적으로 고전압이 플러그의 중심 전극과 접지 전극 사이의 갭으로 전달되어 공기-연료 혼합기를 점화한다.
작동:
고전압이 전극 간의 공기 절연을 파괴(공기 이온화)하여 전류가 순간적으로 흐름 → 스파크(플라즈마) 형성.
스파크로부터 화염핵이 발생하고 연소가 진행되어 실린더 내 연료 폭발(폭발행정)이 일어난다.
플러그 갭, 전극 상태, 열등급(히트레인지) 등은 성능에 영향.
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동작 흐름을 시간축(사이클)으로 보기
1. 운전자가 점화스위치 ON → 점화코일 1차회로에 12V 공급(엔진 정지 시에는 회로만 대기).
2. 시동 시: 점화스위치는 시동회로를 활성화하여 시동모터가 엔진을 돌린다. 엔진이 회전하면서 배전기(또는 ECU)가 캠/크랭크 위치 정보를 얻음.
3. 특정 실린더의 점화 타이밍(크랭크각) 에 도달하면 점화모듈(또는 기계적 접점)이 1차 전류를 끊는다.
4. 1차 전류의 급작스런 차단 → 코일 2차에 수만 볼트 유도 → 고전압이 코일 출력으로 나온다.
5. 고전압은 배전기의 로터를 통해 해당 실린더의 고압 케이블로 전달 → 스파크플러그 전극 사이에서 방전(스파크) 발생.
6. 연료-공기 혼합에 점화 → 폭발 → 피스톤 하강 → 동력 발생.
7. 이 과정이 각 실린더에서 순차적으로 반복되어 엔진이 계속 운전됨.
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추가 팁 — 고장 원인과 징후(실용적)
배터리 전압 저하: 시동 시 전압이 너무 떨어지면 점화가 약해져 시동 불량 발생.
코일 불량: 1차 또는 2차 권선 손상 시 스파크 약화 또는 없음.
배전기 캡/로터 손상: 아크가 샘(누설), 미스파이어 원인.
고압케이블 노후: 저항 증가 또는 절연 손상 → 스파크 약화.
플러그 마모/오염: 갭이 맞지 않거나 전극이 오염되면 스파크 약함 → 출력 저하, 연비 감소.
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현대식 변화 — 배전기 없는 시스템
최신 차량은 Distributor-less Ignition(DIS) 또는 Coil-on-Plug(COP) 구조를 사용:
DIS: 코일이 실린더별로 2개씩 분리되어 직접 분배하거나 각 쌍을 ECU가 제어.
COP: 각 실린더에 코일을 플러그 바로 위에 장착(별도 고압케이블 없음). 더 정밀한 제어, 고온·고전압 손실 감소.
하지만 원리는 동일: 저압(배터리) → 전자 스위칭(ECU/모듈) → 코일에서 고전압 생성 → 플러그에서 방전.
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원하면 위 설명을 단계별 그림(간단한 회로도) 또는 HTML표로 정리해서 바로 블로그/시험답안에 쓸 수 있게 만들어 줄게. 어떤 형태로 정리해줄까?
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