Co je to zapalovací cívka v autě a proč je nedílnou součástí motoru?

Zapalovací cívka je „dědičně německá“. V roce 1851 vynalezl německý mechanik Heinrich Ruhmkorff (ač žil v Paříži) přerušovanou cívku, která produkovala vysokonapěťové pulsy, a v roce 1925 ji firma Roberta Bosche začala masově používat jako součást bateriového zapalovacího systému pro benzinové motory automobilů. Podívejme se, v jaké podobě se zapalovací cívka dochovala dodnes a jak funguje.

Naviják naplněný olejem

Po více než půl století vývoje karburátorových benzinových motorů s kontaktním zapalovacím systémem zůstala zapalovací cívka (nebo, jak ji kdysi řidiči často nazývali, „cívka“) prakticky beze změny v designu a vzhledu – vysoce- napěťový transformátor v utěsněném kovovém pouzdře naplněném transformátorovým olejem pro zlepšení izolace mezi závity vinutí a chlazením.

Nejdůležitějším partnerem cívky byl páčkový spínač, mechanický nízkonapěťový spínač a vysokonapěťový rozdělovač. Jiskra se musela objevit v jednotlivých válcích na konci kompresního zdvihu – v přesných okamžicích. Páčkový spínač prováděl jak iniciaci jiskry, její synchronizaci se zdvihem motoru, tak její distribuci mezi zapalovací svíčky.

Klasická zapalovací cívka plněná olejem – „cívka“ (což ve francouzštině znamená „cívka“) – byla mimořádně spolehlivá. Před mechanickým otřesem byl chráněn ocelovým pouzdrem pouzdra a před přehřátím účinným odvodem tepla přes pouzdro naplněné olejem. V souladu s větou „To nebyla cívka – to byl pitomec v kabině. “ se však ukázalo, že spolehlivá cívka občas selhala, i když řidič zas takový pitomec nebyl. .

Při pohledu na zapalovací obvod bylo zřejmé, že zastavený motor se zastaví v jakékoli poloze klikového hřídele a kontakty nízkonapěťového spínače mohou být buď sepnuté, nebo otevřené. Pokud se při předchozím zastavení motor zastavil v poloze klikového hřídele, ve které hlavní vačka zkratovala kontakty spínače dodávajícího nízké napětí do primárního vinutí zapalovací cívky, pak když řidič z nějakého důvodu zapnul zapalování bez nastartování motoru a ponechání klíčku v této poloze po delší dobu, by se mohlo primární vinutí cívky přehřát a spálit. Stalo se tak proto, že jím místo přerušovaného pulzního proudu začal protékat konstantní proud 8-10 ampér.

Oficiálně nelze klasický olejový naviják opravit: jakmile naviják shoří, je sešrotován. Dřív však opravu cívek řešili elektrikáři ve skladech motorů – rozebrali pouzdro, vypustili olej, převinuli vinutí a zase složili. Ano, to byly časy!

Teprve po masovém zavedení bezkontaktního zapalování, kdy byly kontakty rozdělovače nahrazeny elektronickými spínači, problém s vyhořením cívky prakticky zmizel. Většina spínačů měla automatické přerušení proudu do zapalovací cívky, když bylo zapalování zapnuté, ale motor neběžel. Jinými slovy, při zapnutí zapalování se spustil krátký časový interval, a pokud řidič během této doby nenastartoval motor, spínač se automaticky vypnul a chránil cívku i sebe před přehřátím.

Suché zapalovací cívky

Další fází vývoje klasické zapalovací cívky bylo opuštění skříně naplněné olejem. “Mokrá” cívka byla nahrazena “suchou” cívkou. Konstrukčně to byl v podstatě stejný naviják, ale bez kovového těla a oleje, navrchu potažený vrstvou epoxidové směsi, aby byl chráněn před prachem a vlhkostí. Pracoval se stejným distributorem a pro stejný model byly často k dispozici staré mokré i nové suché navijáky. Byly zcela zaměnitelné, dokonce i „uši“ spojovacích prvků odpovídaly.

Pro běžného majitele vozu neměl přechod z „mokré“ technologie na „suchou“ v podstatě žádné výhody ani nevýhody. Pokud by ovšem to druhé bylo vyrobeno kvalitně. „Zisk“ získali pouze výrobci, protože vyrobit „suchý“ naviják bylo poněkud jednodušší a levnější. Pokud však byly „suché“ cívky zahraničních výrobců automobilů zpočátku promyšleny a vyrobeny docela pečlivě a sloužily téměř stejně dlouho jako „mokré“, pak se sovětské a ruské „suché“ cívky staly notoricky známé tím, že měly poměrně hodně problémů s kvalitou. a dost často se bezdůvodně porouchal.

Tak či onak dnes „mokré“ zapalovací cívky zcela ustoupily „suchým“ a o kvalitě těch druhých, a to i těch domácích, prakticky nelze pochybovat.

Dříve se také používaly hybridní cívky: konvenční suchá cívka a konvenční bezkontaktní zapalovací cívka byly někdy kombinovány do jednoho modulu. Podobná provedení bylo možné najít například u Fordu s monovstřikováním, Audi a mnoha dalších. Na jednu stranu to vypadalo poněkud high-tech, ale na druhou to snížilo spolehlivost a zvýšilo cenu. Reálně byly dva výrazně vytápěné agregáty spojeny do jednoho, přičemž samostatně byly lépe chlazeny a pokud se jeden nebo druhý porouchal, byla jeho výměna levnější.

Ach ano, abych doplnil sbírku specifických hybridů: ve starých Toyotách jste často mohli najít verzi cívky integrované přímo do rozvodného potrubí! Samozřejmě nebyla integrována napevno a v případě poruchy se dala „cívka“ snadno vyjmout a zakoupit samostatně.

Porucha zapalovacího modulu – výdejního stojanu

Pozoruhodný vývoj ve světě cívek nastal během vývoje motorů se vstřikováním paliva. První vstřikovače obsahovaly „částečný rozdělovač“ – obvod nízkonapěťové zapalovací cívky již spínal elektronický regulátor motoru, ale jiskra do válců stále rozděloval klasický posuvný rozdělovač poháněný vačkovým hřídelem. Tato mechanická sestava může být zcela eliminována použitím kombinované cívky, která má několik jednotlivých cívek ve společném pouzdře odpovídající počtu válců. Tato zařízení se stala známá jako „zapalovací moduly“.

ECU (elektronická řídicí jednotka motoru) obsahovala čtyři tranzistorové spínače, které zase dodávaly 12 voltů do primárních vinutí všech čtyř cívek zapalovacího modulu, což zase vysílalo vysokonapěťový zapalovací puls do každé zapalovací svíčky. Ještě běžnější jsou zjednodušené verze kombinovaných cívek, které jsou složitější a levnější na výrobu. Mají dvě místo čtyř cívek v jednom pouzdře zapalovacího modulu pro čtyřválcový motor, ale stále fungují na čtyři zapalovací svíčky. V tomto schématu je jiskra distribuována přes zapalovací svíčky v párech – to znamená, že jedna zapalovací svíčka z páru dostane jiskru ve správný okamžik, aby zapálila směs, a druhá jiskra ji obdrží, když není zatížení, když výfukové plyny opouštějí válec.

Dalším krokem ve vývoji kombinovaných cívek bylo přemístění elektronických spínačů (tranzistorů) z řídicí jednotky motoru do skříně zapalovacího modulu. Přesunutím výkonových a topných tranzistorů „ven“ se zlepšila tepelná účinnost ECU a v případě poruchy jednoho z elektronických klíčových spínačů stačilo vyměnit cívku místo výměny nebo pájení složité a drahé řídicí jednotky. . ECU také často ukládá jednotlivá hesla imobilizéru pro každé vozidlo a další podobné informace.

Zapalovací cívka pro každý válec

Dalším řešením zapalování, typickým pro moderní benzínové automobily a vyskytujícím se paralelně s modulárními cívkami, je samostatná cívka pro každý válec, která je instalována v otvoru zapalovací svíčky a je v přímém kontaktu se svíčkou bez vysokonapěťového drátu.

První „osobní“ cívky byly cívky, ale pak se k nim přesunula i spínací elektronika – podobně jako zapalovací moduly. Mezi výhody této formy patří eliminace vysokonapěťových vodičů a možnost výměny pouze jedné cívky, nikoli celého modulu, v případě poruchy.

Je však třeba poznamenat, že cívky v tomto formátu (cívky bez vysokonapěťových vodičů namontované na zapalovací svíčce) se nacházejí také ve formě jednoho bloku spojeného společnou základnou. GM a PSA je rádi používají, například zde je opravdu hrozné technické řešení: cívky jsou údajně oddělené, ale pokud selže jeden “váleček”, musí se vyměnit velká a velmi drahá jednotka.

Jak zkontrolovat zapalovací cívku

Správná kontrola zapalovací cívky

Moderní zapalovací cívky

Klasická cívka plněná olejem byla jednou z nejspolehlivějších a nezničitelných součástí u karburátorů a vozů s raným vstřikováním. Náhlé selhání bylo považováno za vzácné. I když jeho spolehlivost bohužel „kompenzoval“ jeho nenahraditelný partner – distributor, později elektronický spínač (ten se však používal pouze v domácích výrobcích). Nastal čas vyměnit „olejovou“ cívku za „suchou“, spolehlivost byla srovnatelná, ale stále častěji praskala bez zjevného důvodu.

Evoluce vstřikovačů vedla k nutnosti zbavit se rozdělovače. Proto se objevily různé konstrukce, které nevyžadují mechanický vysokonapěťový rozdělovač – moduly a samostatné cívky pro určitý počet válců. Spolehlivost těchto konstrukcí byla dále snižována zvyšující se složitostí a maličkostí jejich vnitřností a také extrémně drsnými podmínkami, ve kterých fungovaly. Po několika letech provozu s neustálým zahříváním motoru, na kterém byly cívky instalovány, se v ochranné vrstvě hmoty vytvořily trhliny, kterými se vlhkost a olej dostávaly do vysokonapěťových vinutí, což způsobilo poruchy uvnitř vinutí a vynechávání zapalování.

Jednotlivé cívky instalované v pouzdrech zapalovacích svíček mají ještě pekelnější podmínky. Jemné moderní cívky také nemají rády čištění motorového prostoru a zvětšenou mezeru v elektrodách zapalovacích svíček, ke které dochází v důsledku jejich dlouhodobého používání. Jiskra si vždy hledá nejkratší cestu a často ji najde uvnitř vinutí cívky.

Zdaleka nejspolehlivější a nejsprávnější existující a dnes používanou konstrukcí je proto zapalovací modul se zabudovanou spínací elektronikou, namontovaný na motoru se vzduchovou mezerou a spojený se zapalovacími svíčkami vysokonapěťovými vodiči. Samostatné cívky instalované v otvorech pro svíčky v hlavě válců jsou méně spolehlivé a řešení s kombinovanou cívkou s jednou rampou je dle mého názoru zcela neúspěšné.

Zapalovací cívka motoru (často nazývaná „cívka“) je prvek zapalovacího systému, který slouží k přeměně nízkonapěťového napětí přicházejícího z baterie nebo generátoru na vysoké napětí.

Hlavní funkcí zapalovací cívky je generovat vysokonapěťový elektrický impuls na zapalovací svíčce.

Zařízení

Kontaktní systém zapalování baterie

Zapalovací cívka je vysokonapěťový pulzní zvyšovací transformátor (zjednodušeně Ruhmkorffova cívka) zapalovacího systému spalovacího motoru, jehož primární vinutí má relativně malý počet závitů tlustého drátu a je určeno pro nízkonapěťové pulzy, například 12 voltů (6 voltů u starších aut a motocyklů), sekundární vinutí je vyrobeno z tenkého drátu s velkým počtem závitů, díky čemuž v sekundáru vzniká vysoké pulzní výstupní napětí až 25.000 35.000 – XNUMX XNUMX voltů vinutí podle vzorce: napětí = indukce v závitu × počet závitů. Vysoké napětí ze zapalovací cívky je přiváděno do rozdělovače (rozdělovače) pomocí vysokonapěťového kabelu, ze kterého je pomocí vysokonapěťových kabelů napětí distribuováno ke svíčkám. Vysoké napětí poskytuje jiskru mezi elektrodami zapalovací svíčky, čímž se zapálí směs paliva a vzduchu.

Dříve se zapalovací cívky vyráběly s otevřeným magnetickým obvodem, ale nyní se objevily zapalovací transformátory s uzavřeným magnetickým obvodem.

Princip

Princip činnosti jakékoli zapalovací cívky je následující. Primárním vinutím zapalovací cívky prochází stejnosměrný proud. V okamžiku, kdy je potřeba jiskra, se obvod primárního vinutí přeruší rozepnutím kontaktů přerušovače, mechanicky spojeným s vačkou na hřídeli, nebo pomocí elektronických (tranzistorových nebo tyristorových) spínačů, ve kterých je řídicí impuls generován tzv. elektronický obvod (kontaktní nebo bezkontaktní, obsahující Hallův senzor). Podle zákona elektromagnetické indukce se emf indukované změnou intenzity proudu v sousedním obvodu rovná

,

s přihlédnutím k okamžité změně síly proudu (okamžité otevření), proto velká hodnota derivace a také vzájemná indukce vinutí Kde velmi velký počet (desítky tisíc závitů) se v sekundárním vinutí indukuje emf impuls. amplituda desítek kilovoltů. Vysoký potenciál z cívky je přenášen do zapalovacích svíček pomocí vysokonapěťových drátů (původně používaných G. Honoldem v systému magnetozapalování) a zajišťuje průraznou jiskru mezi elektrodami zapalovacích svíček.

Schéma zapojení dvoujiskrové zapalovací cívky

U některých modelů motocyklů a automobilů s dvouválcovými motory (například motocykly Dněpr, automobily Oka) se používají dvoujiskrové zapalovací cívky (jiskra se vyskytuje současně na dvou zapalovacích svíčkách). Směs paliva a vzduchu se vznítí pouze v jednom válci, protože druhý prochází výfukovým zdvihem a není co zapálit.

V poslední době se rozšířily dálkové zapalovací cívky pro každou zapalovací svíčku (podle počtu válců).

Dodatečný odpor

Automobilový motor GAZ-63
Pod číslem 18 – zapalovací cívka, 17 – přídavný odpor.

V některých případech je přídavný odpor (nebo přídavný odpor) zapojen do série s primárním vinutím zapalovací cívky. Při nízkých rychlostech jsou kontakty přerušovače většinu času v sepnutém stavu a vinutím protéká proud více než dostatečný k nasycení magnetického obvodu. Nadměrný proud cívku zbytečně zahřívá.

Spirála přídavného odporu je vyrobena z ocelové slitiny, při zahřátí se teplotní koeficient elektrického odporu prudce zvyšuje. Při průchodu nadproudu se odpor spirály zvyšuje a proud klesá, dochází tak k automatické regulaci. Při vysokých otáčkách, kdy jsou kontakty většinu času rozepnuté, je zahřívání rezistoru méně výrazné (odpor spirálky je nízký). Při nastartování motoru je dodatečný odpor posunut kontakty relé startéru, čímž se zvýší energie elektrické jiskry na zapalovací svíčce.

Někteří nezkušení řidiči se snaží (zbytečně nebo velmi obtížně) nastartovat motor startovací rukojetí („křivý startér“) při vybité baterii, aniž by věděli, že je nutné násilně dočasně obejít přídavný odpor (nějakým drátem ).

См. также

Literatura

• Karyagin A.V., Solovjov G.M.,Návrh, údržba a pravidla provozu vozidel. Vojenské nakladatelství Ministerstva obrany SSSR, Moskva, 1957.

reference

• Zapalovací cívka – zařízení a funkce
• Zapalovací systémy automobilů – obecná struktura a typy
• Zapalovací cívka

• Wikifikujte článek.
• Doplňte článek (článek je příliš krátký nebo obsahuje pouze slovníkovou definici).
• Najděte a vydejte ve formě poznámek pod čarou odkazy na autoritativní zdroje potvrzující to, co je napsáno.

• Spalovací motor
• Elektrické zařízení vozidla

Wikimedia Foundation. 2010.