Zapalovací cívka: co to je, proč je to potřeba, známky poruchy

Jak všichni motoristé vědí, benzínové a naftové pohonné jednotky fungují na navzájem odlišných principech. Pokud je u vznětového motoru palivo zapáleno z teploty vzduchu stlačeného ve válci (během stlačovacího zdvihu je v komoře pouze vzduch a na konci zdvihu je dodáváno naftové palivo), pak v analogu benzínu toto proces je aktivován jiskrou tvořenou zapalovací svíčkou.

O spalovacím motoru jsme již hovořili podrobně v samostatná recenze... Nyní se zaměříme na samostatný prvek systému zapalování, na jehož provozuschopnosti závisí stabilita motoru. Toto je zapalovací cívka.

Odkud pochází jiskra? Proč je v systému zapalování cívka? Jaké typy cívek existují? Jak fungují a jaké je jejich zařízení?

Co je to zapalovací cívka automobilu

Aby se benzín ve válci vznítil, je důležitá kombinace těchto faktorů:

• Dostatečné množství čerstvého vzduchu (je za to odpovědný škrticí ventil);
• Dobré míchání vzduchu a benzínu (záleží na typ palivového systému);
• Vysoce kvalitní jiskra (je tvořena zapalovací svíčky, ale je to zapalovací cívka, která generuje impuls) nebo výboj do 20 tisíc voltů;
• K vybití by mělo dojít, když je VTS ve válci již stlačený a píst setrvačností opustil horní úvrati (v závislosti na provozním režimu motoru může být tento impuls generován o něco dříve než v tomto okamžiku nebo o něco později ).

Zatímco většina z těchto faktorů závisí na vstřikování, časování ventilů a dalších systémech, je to cívka, která vytváří vysokonapěťový impuls. Odtud pochází toto obrovské napětí ve 12voltovém systému.

V systému zapalování benzínového automobilu je cívka malé zařízení, které je součástí elektrického systému automobilu. Obsahuje malý transformátor, který uchovává energii a v případě potřeby uvolňuje celou dodávku. V době, kdy se spustí vysokonapěťové vinutí, je to již asi 20 tisíc voltů.

Samotný systém zapalování funguje podle následujícího principu. Když je kompresní zdvih dokončen v konkrétním válci, snímač klikového hřídele vyšle malý signál ECU o potřebě jiskry. Když je cívka v klidu, pracuje v režimu skladování energie.

Po přijetí signálu o vzniku jiskry řídicí jednotka aktivuje relé cívky, které rozepne jedno vinutí a sepne vysokonapěťové. V tuto chvíli se uvolní potřebná energie. Impulz prochází rozvaděčem, který určuje, která zapalovací svíčka musí být napájena. Proud protéká vysokonapěťovými vodiči připojenými k zapalovacím svíčkám.

U starších automobilů je systém zapalování vybaven rozdělovačem, který distribuuje napětí na zapalovací svíčky a aktivuje / deaktivuje vinutí cívky. U moderních strojů má takový systém elektronický typ řízení.

Jak vidíte, zapalovací cívka je nutná k vytvoření krátkodobého vysokonapěťového pulzu. Energii akumuluje elektrický systém vozidla (baterie nebo generátor).

Zařízení a princip činnosti zapalovací cívky

Fotografie ukazuje jeden z typů cívek.

V závislosti na typu může zkrat sestávat z:

1. Izolátor zabraňující úniku proudu ze zařízení;
2. Případ, ve kterém jsou shromážděny všechny prvky (nejčastěji je to kov, ale existují i ​​plastové analogy vyrobené z tepelně odolného materiálu);
3. Izolační papír;
4. Primární vinutí, které je vyrobeno z izolovaného kabelu, se namotalo na 100 až 150 otáček. Má 12V výstupy;
5. Uvnitř primárního vinutí je navinuto sekundární vinutí, které má strukturu podobnou hlavní, ale má 15–30 tisíc závitů. Prvky podobné konstrukce mohou být vybaveny zapalovacím modulem, dvoupólovou a dvojitou cívkou. V této části zkratu je vytvořeno napětí přesahující 20 tisíc V, v závislosti na úpravě systému. Aby byl kontakt každého prvku zařízení co nejvíce izolován a nedocházelo k poškození, je použit hrot;
6. Primární kontakt svorky. Na mnoha kotoučích je označen písmenem K;
7. Kontaktní šroub, kterým je kontaktní prvek upevněn;
8. Centrální vývod, na kterém centrální vodič vede k rozdělovači;
9. Ochranný kryt;
10. Koncová baterie palubní sítě vozidla;
11. Kontaktní pružina;
12. Upevňovací držák, kterým je zařízení upevněno ve pevné poloze v motorovém prostoru;
13. Externí kabel;
14. Jádro, které zabraňuje tvorbě vířivých proudů.

V závislosti na typu automobilu a systému zapalování, který se v něm používá, je umístění zkratu individuální. Chcete-li rychle najít tento prvek, musíte se seznámit s technickou dokumentací automobilu, která bude označovat elektrické schéma celého vozu.

Činnost zkratu má princip fungování transformátoru. Primární vinutí je standardně připojeno k baterii (a když motor běží, použije se energie generovaná generátorem). Zatímco je v klidu, protéká kabelem proud. V tomto okamžiku tvoří vinutí magnetické pole, které působí na tenký drát sekundárního vinutí. V důsledku této akce se ve vysokonapěťovém prvku vytváří vysoké napětí.

Když se aktivuje jistič a vypne se primární vinutí, v obou prvcích se vytvoří elektromotorická síla. Čím vyšší je samoindukční EMF, tím rychleji magnetické pole zmizí. Pro urychlení tohoto procesu lze do jádra zkratu přivést také nízkonapěťový proud. Proud se zvyšuje na sekundárním prvku, díky čemuž napětí v této části prudce klesá a vytváří se napětí oblouku.

Tento parametr je uložen, dokud není energie zcela odstraněna. Ve většině moderních automobilů tento proces (snížení napětí) trvá 1.4 ms. To je dost pro vytvoření silné jiskry schopné propíchnout vzduch mezi elektrodami svíčky. Po úplném vybití sekundárního vinutí se zbytek energie použije k udržení napětí a tlumených oscilací elektřiny.

Funkce zapalovací cívky

Účinnost zapalovací cívky do značné míry závisí na typu rozdělovače použitého v systému vozidla. Mechanický rozdělovač tedy ztrácí malé množství energie v procesu uzavírání / otevírání kontaktů, protože mezi prvky může vznikat malá jiskra. Nedostatek mechanických kontaktních prvků jističe se projevuje při vysokých nebo nízkých otáčkách motoru.

Když má klikový hřídel malý počet otáček, vytvářejí kontaktní prvky rozdělovače malý výboj oblouku, v důsledku čehož se do zástrčky dodává méně energie. Ale při vysokých rychlostech klikového hřídele kontakty jističe vibrují, což způsobí pokles sekundárního napětí. Aby se tento efekt eliminoval, je na cívky pracující s mechanickým střídačem instalován odporový prvek.

Jak vidíte, účel cívky je stejný - převést nízkonapěťový proud na vysoký. Zbývající parametry provozu SZ závisí na dalších prvcích.

Provoz cívky v obecném obvodu systému zapalování

Jsou popsány podrobnosti o zařízení a typech zapalovacích systémů automobilu v samostatné recenzi... Stručně řečeno, v obvodu SZ bude cívka fungovat podle následujícího principu.

Nízkonapěťové kontakty jsou připojeny k nízkonapěťovému vodiči z baterie. Aby se zabránilo vybití baterie během zkratu, musí být nízkonapěťová část obvodu zdvojnásobena generátorem, proto je kabeláž sestavena do jednoho svazku pro plus a jednoho svazku pro mínus (podélně, během provoz spalovacího motoru, baterie se dobíjí).

1) generátor, 2) spínač zapalování, 3) rozdělovač, 4) jistič, 5) zapalovací svíčky, 6) zapalovací cívka, 7) baterie

Pokud generátor přestane fungovat (je popsáno, jak zkontrolovat jeho poruchu) zde), vozidlo využívá energii baterie. Na baterii může výrobce určit, jak dlouho může auto v tomto režimu fungovat (podrobnosti o tom, jak vybrat novou baterii ve vašem autě, je popsáno v jiném článku).

Z cívky vychází jeden vysokonapěťový kontakt. V závislosti na úpravě systému může být jeho připojení buď k jističi, nebo přímo ke svíčce. Když je zapnuté zapalování, je z cívky přiváděno napětí z baterie. Mezi vinutími se vytváří magnetické pole, které je zesíleno přítomností jádra.

V době spuštění motoru startér otáčí setrvačníkem, kterým se otáčí klikový hřídel. DPKV fixuje polohu tohoto prvku a dává impuls řídicí jednotce, když píst dosáhne horní úvrati při kompresním zdvihu. Při zkratu se obvod otevře, což vyvolá krátkodobý výbuch energie v sekundárním okruhu.

Generovaný proud protéká centrálním vodičem k rozdělovači. Podle toho, který válec je spuštěn, taková zapalovací svíčka přijímá příslušné napětí. Mezi elektrodami dochází k výboji a tato jiskra zapaluje směs vzduchu a paliva stlačeného v dutině. Existují systémy zapalování, ve kterých je každá zapalovací svíčka vybavena samostatnou cívkou nebo jsou zdvojené. Pořadí činnosti prvků je určeno na nízkonapěťové části systému, díky čemuž jsou ztráty vysokého napětí minimalizovány.

Hlavní vlastnosti zapalovací cívky:

Zde je tabulka hlavních charakteristik a jejich hodnot pro zkrat:

Parametr:	Hodnota:
Odpor	Na primárním vinutí by tato charakteristika měla být v rozmezí 0.25-0.55 Ohm. Stejný parametr na sekundárním okruhu by měl být v rozmezí 2-25 kOhm. Tento parametr závisí na motoru a typu systému zapalování (pro každý model je samostatný). Čím vyšší je odpor, tím méně energie vytváří jiskru.
Jiskrová energie	Tato hodnota by měla být přibližně 0.1 J a spotřebována do 1.2 ms. U svíček tato hodnota odpovídá parametru výboje oblouku mezi elektrodami. Tato energie závisí na průměru elektrod, mezeře mezi nimi a jejich materiálu. Závisí to také na teplotě BTC a tlaku v komoře válce.
Poruchové napětí	Porucha je výboj, který se tvoří mezi elektrodami svíčky. Provozní napětí závisí na mezeře SZ a stejných parametrech jako při určování jiskrové energie. Tento parametr by měl být vyšší, když se motor právě spouští. Samotný motor a směs vzduchu a paliva v něm jsou stále špatně zahřívány, takže jiskra musí být silná.
Počet jisker / min.	Počet jisker za minutu je dán otáčkami klikového hřídele a počtem válců spalovacího motoru.
Proměna	Toto je hodnota, která ukazuje, o kolik se zvyšuje primární napětí. Když dorazí 12 voltů k vinutí a jeho následnému odpojení, síla proudu prudce poklesne na nulu. V tomto okamžiku začíná napětí ve vinutí stoupat. Tato hodnota je parametr transformace. Je určena poměrem počtu závitů obou vinutí.
Indukčnost	Tento parametr určuje vlastnosti paměti cívky (měří se v G.). Velikost indukčnosti je úměrná množství uložené energie.

Typy zapalovacích cívek

O něco výše jsme zkoumali konstrukci a princip fungování nejjednodušší úpravy zkratu. V takovém uspořádání systému zajišťuje distribuci generovaných impulzů distributor. Moderní automobily jsou vybaveny elektronickými regulátory as nimi různými typy cívek.

Moderní KZ musí splňovat následující kritéria:

• Být malý a lehký;
• Musí mít dlouhou životnost;
• Jeho konstrukce by měla být co nejjednodušší, aby se dala snadno instalovat a udržovat (když se objeví porucha, může ji motorista samostatně identifikovat a provést nezbytná opatření);
• Chraňte před vlhkostí a teplem. Díky tomu bude vůz i nadále efektivně pracovat za měnících se povětrnostních podmínek;
• Při instalaci přímo na zapalovací svíčky by páry z motoru a jiné agresivní podmínky neměly poškodit tělo součásti;
• Měly by být co nejvíce chráněny před zkraty a úniky proudu;
• Jeho konstrukce musí zajišťovat účinné chlazení a zároveň snadnou instalaci.

Existují takové typy cívek:

• Klasické nebo běžné;
• Individuální;
• Dva nebo dva piny;
• Suchý;
• Plněné olejem.

Bez ohledu na typ zkratu je účinek stejný - převádějí nízké napětí na proud vysokého napětí. Každý typ má však své vlastní konstrukční prvky. Zvažme každý z nich podrobněji.

Klasický design zapalovací cívky

Takovéto zkraty se používaly ve starých automobilech s kontaktním a poté bezkontaktním zapalováním. Mají nejjednodušší design - skládají se z primárního a sekundárního vinutí. Na nízkonapěťovém prvku může být až 150 otáček a na vysokonapěťovém prvku - až 30 XNUMX. Aby se zabránilo vzniku zkratu mezi nimi, jsou vodiče použité k vytvoření závitů izolované.

V klasickém designu je tělo vyrobeno z kovu ve formě skla, na jedné straně tlumené a na druhé straně uzavřené víkem. Nízkonapěťové kontakty a jeden kontakt na vedení vysokého napětí jsou přivedeny na kryt. Primární vinutí je umístěno v horní části sekundárního vinutí.

Ve středu prvku vysokého napětí je jádro, které zvyšuje sílu magnetického pole.

Takový automobilový transformátor se nyní prakticky nepoužívá kvůli zvláštnostem moderních zapalovacích systémů. Stále je lze najít na starých domácích automobilech.

Obecný zkrat má následující vlastnosti:

• Maximální napětí, které může generovat, je v rozmezí 18-20 tisíc voltů;
• Ve středu prvku vysokého napětí je instalováno lamelové jádro. Každý prvek v něm má tloušťku 0.35-0.55 mm. a izolované lakem nebo měřítkem;
• Všechny desky jsou sestaveny do společné trubky, kolem které je navinuto sekundární vinutí;
• Pro výrobu baňky zařízení se používá hliník nebo ocelový plech. Na vnitřní stěně jsou magnetické obvody, které jsou vyrobeny z materiálu z oceli;
• Napětí ve vysokonapěťovém obvodu zařízení se zvyšuje rychlostí 200 - 250 V / μs;
• Energie výboje je asi 15-20 mJ.

Konstrukční rozdíly jednotlivých cívek

Jak je zřejmé z názvu prvku, takový zkrat je nainstalován přímo na svíčku a vytváří impuls pouze pro ni. Tato úprava se používá v elektronickém zapalování. Od předchozího typu se liší pouze svým umístěním a designem. Jeho zařízení také obsahuje dvě vinutí, pouze nízké napětí je zde navinuto přes nízké napětí.

Kromě centrálního jádra má také externí analog. Na sekundárním vinutí je instalována dioda, která přerušuje vysokonapěťový proud. Během jednoho motorového cyklu taková cívka generuje jednu jiskru pro svou zapalovací svíčku. Z tohoto důvodu musí být všechny zkraty synchronizovány s polohou vačkového hřídele.

Výhodou této modifikace oproti výše uvedené je, že vysokonapěťový proud prochází minimální vzdálenost od vinutí k svíčkové tyči. Díky tomu se energie vůbec neztrácí.

Dvojité olověné zapalovací cívky

Takovéto zkraty se také používají hlavně v elektronickém typu zapalování. Jsou vylepšenou formou společné cívky. Na rozdíl od klasického prvku má tato modifikace dva vysokonapěťové terminály. Jedna cívka slouží dvěma svíčkám - na dvou prvcích se vytváří jiskra.

Výhodou takového schématu je, že první svíčka se spouští, aby zapálila stlačenou směs vzduchu a paliva, a druhá vytváří výboj, když dojde k výfukovému zdvihu ve válci. Další jiskra se objeví nečinná.

Další výhodou těchto modelů cívek je, že takový zapalovací systém nepotřebuje rozdělovač. Mohou se připojit ke svíčkám dvěma způsoby. V prvním případě stojí cívka samostatně a jeden vysokonapěťový vodič jde do svícnů. Ve druhé verzi je cívka instalována na jednu svíčku a druhá je připojena samostatným vodičem vycházejícím z těla zařízení.

Tato úprava se používá pouze u motorů se spárovaným počtem válců. Mohou být také sestaveny do jednoho modulu, ze kterého vychází odpovídající počet vysokonapěťových vodičů.

Suché a olejem naplněné cívky

Klasický zkrat je uvnitř naplněn transformátorovým olejem. Tato kapalina zabraňuje přehřátí vinutí zařízení. Tělo takových prvků je kovové. Vzhledem k tomu, že železo má dobrý odvod tepla, ale zároveň se samo zahřívá. Tento poměr není vždy racionální, protože takové úpravy jsou často velmi horké.

Aby se tento efekt eliminoval, moderní zařízení se vyrábějí vůbec bez pouzdra. Místo toho se používá epoxidová sloučenina. Tento materiál současně plní dvě funkce: ochlazuje vinutí a chrání je před vlhkostí a jinými negativními vlivy prostředí.

Životnost a poruchy zapalovacích cívek

Teoreticky je služba tohoto prvku systému zapalování moderního automobilu omezena na 80 tisíc kilometrů automobilu. To však není konstantní. Důvodem jsou různé provozní podmínky vozidla.

Děrovaná cívka

Zde je jen několik faktorů, které mohou výrazně snížit životnost tohoto zařízení:

1. Zkrat mezi vinutími;
2. Cívka se často přehřívá (k tomu dochází u běžných úprav instalovaných ve špatně větraném prostoru motorového prostoru), zejména pokud již není čerstvá;
3. Dlouhodobý provoz nebo silné vibrace (tento faktor často ovlivňuje provozuschopnost modelů instalovaných na motoru);
4. Pokud je napětí baterie špatné, je překročena doba skladování energie;
5. Poškození věci;
6. Když řidič nevypne zapalování při deaktivaci spalovacího motoru (primární vinutí je pod konstantním napětím);
7. Poškození izolační vrstvy výbušných drátů;
8. Špatné zapojení při výměně, údržbě zařízení nebo připojení dalšího vybavení, například elektrického otáčkoměru;
9. Někteří motoristé při odkoksování motoru nebo jiných postupech odpojí cívky od svíček, ale neodpojí je od systému. Po provedení čisticích prací na motoru roztočí klikový hřídel startérem, aby se odstranily všechny nečistoty z válců. Pokud cívky neodpojíte, ve většině případů selžou.

Aby se nezkrátila životnost cívek, měl by řidič:

• Pokud motor neběží, vypněte zapalování;
• Udržujte pouzdro čisté;
• Pravidelně znovu kontrolujte kontakt vodičů vysokého napětí (nejen pro sledování oxidace na svícnech, ale také na centrálním vodiči);
• Dbejte na to, aby se vlhkost nedostala do těla, tím méně dovnitř;
• Při údržbě systému zapalování nikdy nemanipulujte s vysokonapěťovými součástmi holýma rukama (je to zdraví škodlivé), i když je motor vypnutý. Pokud v pouzdře dojde k prasknutí, může osoba vážně vybít, proto je z důvodu bezpečnosti lepší pracovat s gumovými rukavicemi;
• Pravidelně diagnostikujte zařízení na čerpací stanici.

Jak zjistíte, zda je vadná cívka?

Moderní automobily jsou vybaveny palubními počítači (jak se to funguje, proč je to nutné a jaké jsou úpravy nestandardních modelů, to je řečeno v jiné recenzi). I ta nejjednodušší modifikace tohoto zařízení je schopna detekovat poruchy v elektrickém systému, který zahrnuje systém zapalování.

Pokud dojde ke zkratu, ikona motoru bude svítit. Samozřejmě se jedná o velmi rozsáhlý signál (tato ikona na palubní desce se například rozsvítí a v případě poruchy lambda sonda), takže se nespoléhejte pouze na toto upozornění. Zde jsou některé další příznaky, které doprovázejí poškození cívky:

• Pravidelné nebo úplné vypnutí jednoho z válců (říká se, proč by se jinak motor mohl ztrojnásobit zde). Pokud jsou takovým systémem vybaveny některé moderní benzínové motory s přímým vstřikováním (odpojí přívod paliva k některým vstřikovačům při minimálním zatížení jednotky), pak konvenční motory vykazují nestabilní provoz bez ohledu na zatížení;
• V chladném počasí a s vysokou vlhkostí auto buď nestartuje dobře, nebo vůbec nestartuje (můžete otřít dráty do sucha a pokusit se nastartovat auto - pokud to pomůže, musíte vyměnit sadu výbušnin kabel);
• Prudký stisk plynového pedálu vede k poruše motoru (před výměnou cívek se musíte ujistit, že palivový systém funguje správně);
• Na výbušných drátech jsou viditelné stopy po poruše;
• Ve tmě je na zařízení patrné mírné jiskření;
• Motor prudce ztratil svoji dynamiku (může to také znamenat poruchu samotné jednotky, například vyhoření ventilů).

Zdraví jednotlivých prvků můžete zkontrolovat měřením odporu vinutí. K tomu se používá konvenční zařízení - tester. Každá část má svůj vlastní rozsah přijatelného odporu. Vážné odchylky znamenají vadný transformátor a musí být vyměněn.

Při stanovení poruchy cívky je třeba mít na paměti, že mnoho příznaků je shodných s poruchami zapalovací svíčky. Z tohoto důvodu se musíte ujistit, že jsou v dobrém provozním stavu, a poté pokračovat v diagnostice cívek. Je popsáno, jak určit rozbití svíčky odděleně.

Lze opravit zapalovací cívku?

Oprava konvenčních zapalovacích cívek je docela možná, ale trvá to hodně času. Předák tedy musí přesně vědět, co má v zařízení opravit. Pokud potřebujete navinout vinutí, pak tento postup vyžaduje přesnou znalost toho, jaký by měl být průřez a materiál vodičů, jak je správně navinout a opravit.

Před několika desetiletími dokonce existovaly specializované dílny, které tyto služby poskytovaly. Dnes je to však spíše rozmar těch, kteří si rádi pohrávají se svým autem, než potřebu. Nová zapalovací cívka (ve starém autě to je) není tak drahá, aby ušetřila peníze na jejím nákupu.

Pokud jde o moderní úpravy, většinu z nich nelze demontovat, aby se dostali k vinutí. Z tohoto důvodu je nelze vůbec opravit. Ale bez ohledu na to, jak kvalitní je oprava takového zařízení, nemůže nahradit tovární sestavu.

Novou cívku můžete nainstalovat sami, pokud to zařízení zapalovacího systému dovoluje minimální demontážní práce. V každém případě, pokud existuje nejistota ohledně náhrady kvality, je lepší svěřit práci veliteli. Tento postup nebude nákladný, ale bude existovat jistota, že je prováděn efektivně.

Zde je krátké video o tom, jak můžete nezávisle diagnostikovat poruchu jednotlivých cívek:

Jak vypočítat vadnou zapalovací cívku

Otázky a odpovědi:

Jaké jsou tam zapalovací cívky? Existují společné spirály (jedna pro všechny svíčky), individuální (jedna pro každou svíčku, upevněná ve svícnech) a twin (jedna pro dvě svíčky).

Co je uvnitř zapalovací cívky? Jedná se o miniaturní transformátor se dvěma vinutími. Uvnitř je ocelové jádro. To vše je uzavřeno v dielektrickém pouzdře.

Co jsou zapalovací cívky v autě? Jedná se o prvek zapalovacího systému, který převádí nízkonapěťový proud na vysokonapěťový proud (vysokonapěťový impuls při odpojení nízkonapěťového vinutí).