Vozidla by se dala považovat za moderní zázrak, zvláště když denně dochází k různým inovacím a mechanickým průlomům. Ale to vše je umožněno ne kouzelnými hůlkami, ale různými částmi, které se spojí, aby to celé fungovalo – a jednou z takových částí je zapalovací cívka. V našem nejnovějším článku prozkoumáme zapalovací cívku, co to je, její konstrukci a její význam při napájení našich vozidel.
Co je to zapalovací cívka?
Zapalovací cívka je nedílnou součástí zapalovacího systému u spalovacích motorů. Většina zapalovacích cívek se skládá ze dvou sad drátových vinutí. Primární vinutí a sekundární vinutí. Primární vinutí je složeno ze silnějšího drátu a vede nízkonapěťový proud z autobaterie, zatímco sekundární vinutí je vyrobeno z tenčího drátu a generuje vysokonapěťový výstup.
Jeho primární funkcí je přeměnit nízkonapěťovou elektrickou energii z baterie na vysokonapěťovou elektřinu potřebnou k vytvoření jisker ve svíčkách. Tyto jiskry zapálí směs vzduchu a paliva ve válcích motoru, čímž zahájí spalovací proces, který pohání písty motoru a nakonec pohání vozidlo.
Hlavní typy motorů vozidel
- Motor s vnějším spalováním – spalování paliva probíhá mimo motor jako u parního stroje.
- Vnitřní spalovací motory – proces spalování paliva probíhá přímo uvnitř motoru.
Jak funguje zapalovací cívka?
Proces zapalování začíná, když řídicí jednotka motoru vyšle signál do zapalovací cívky, aby zahájila tvorbu jisker. Tento signál způsobí přerušení toku proudu primárním vinutím. To způsobí, že se kolem primárního vinutí vytvoří magnetické pole. Magnetické pole se rychle zhroutí, když řídicí modul náhle přeruší proud.
Tato rychlá změna magnetického toku indukuje vysoké napětí v sekundárním vinutí prostřednictvím elektromagnetické indukce. Produkované napětí může dosáhnout desítek tisíc voltů a přes dráty zapalovacích svíček se dostane k zapalovacím svíčkám.
Když vysoké napětí přeskočí mezeru zapalovací svíčky, zapálí směs vzduchu a paliva ve válci a spustí spalovací proces. To je v podstatě to, co se stane, když otočíme klíčkem pro nastartování motoru nebo stiskneme vyhrazené tlačítko.
Význam dobře fungující zapalovací cívky
Je důležité si to nejprve uvědomit dieselové motory nemají zapalovací cívky. Ale v zásadě je správné fungování zapalovací cívky rozhodující pro výkon vozidel se spalovacím motorem.
Dobře udržovaná zapalovací cívka zajišťuje, že zapalovací svíčky trvale generují silné a včasné zapalování, což vede k účinnému spalování a optimálnímu výkonu motoru. Stejně jako u každé jiné mechanické části však může časem začít selhávat. Pokud zapalovací cívka začne selhávat, může to mít za následek několik problémů, jako je:
- Vynechává motor – nedostatečné nebo slabé jiskry mohou vést k chybnému spalování, což má za následek vynechávání zapalování motoru, snížení výkonu a zvýšené emise výfukových plynů.
- Obtížné startování – varovným signálem je, když vadná zapalovací cívka může způsobit potíže se startováním motoru, zejména za chladného počasí nebo po delším zaparkování vozidla.
- Snížená palivová účinnost – nedostatečné zapalování může vést k nízké spotřebě paliva, protože motor má problémy s efektivním spalováním paliva.
- Poškození katalyzátoru – nespálené palivo může poškodit katalyzátor, klíčovou součást pro regulaci emisí.
Jedna zapalovací cívka vs. sada zapalovacích cívek
Moderní vozidla se často dodávají s jednotlivými balíčky zapalovacích cívek pro každý válec (známé jako cívka na zástrčce nebo systém přímého zapalování) nebo s balíčky cívek pro páry válců (systém zapalování s odpadní jiskrou). První jmenovaný je běžnější u novějších vozidel, protože umožňuje přesnější časování a lepší kontrolu nad procesem zapalování.
Hlavní rozdíly mezi sadami zapalovacích cívek a jedinou zapalovací cívkou jsou v počtu válců, kterým slouží, v jejich konstrukci a použití. Jednotlivá balení zapalovacích cívek se častěji vyskytují u starších vozidel. Naproti tomu sady zapalovacích cívek nabízejí lepší kontrolu, lepší výkon a jednodušší celkovou údržbu. Díky tomu jsou zapalovací cívky preferovanou volbou v moderních motorech, zejména těch s více válci.
Jak otestovat sadu zapalovacích cívek?
Jedním z populárních způsobů, jak kriticky určit, jak dobře funguje sada zapalovacích cívek, je samozřejmě její testování. Zatímco to obvykle provádějí profesionálové, mohou to provádět i jednotlivci doma s patřičnými zkušenostmi a znalostmi. Tato část stručně zopakuje dva typy testů, které vám mohou pomoci určit, zda je s vaší zapalovací cívkou něco v nepořádku.
Rychlý test výkonu
Krok 1: Najděte zapalovací cívku. Ve většině moderních automobilů je pro každý válec zapalovací sada. Obvykle jsou umístěny nad motorem a jsou snadno přístupné. Ve většině případů jsou zakryté, takže budete muset odstranit přední kryt, abyste získali přístup k zapalovací cívky z válce.
Krok 2: Test vyvážení výkonu. První věc, kterou byste měli udělat, je otestovat rovnováhu výkonu. Můžete to udělat zapnutím motoru a odpojením jednotlivé zapalovací cívky. Pokud uslyšíte pokles otáček, znamená to, že zapalovací cívka na tomto válci funguje správně a na plný výkon. Pokud však odpojíte zapalovací cívku a neuslyšíte žádný rozdíl, cívka nefunguje správně. Můžete také vidět, že se rozsvítí kontrolka motoru. Pokračujte ve zkoušení všech ostatních cívek stejným způsobem.
Podrobnější test
Krok 1: Ujistěte se, že je vaše vozidlo vypnuté a získejte přístup k sadě zapalovacích cívek. Jakmile otevřete přední kapotu, najděte sadu zapalovacích cívek a v závislosti na značce a modelu vašeho vozidla sejměte přední víko zakrývající sady.
Krok 2: Vyjměte zapalovací sadu. Jakmile získáte přístup k zapalovacímu balíčku, odstraňte boční posádky, což vám okamžitě umožní odstranit celý balíček.
Krok 3: Proveďte test měření odporu nebo ohmů (pomocí multimetru). Najděte konektor kabelového svazku na sadě zapalovacích cívek, kterou jste právě vyjmuli. Tyto konektory mají obvykle tři vývody. Pro tento test budete potřebovat terminály 1 a 2. Nejlepším postupem, jak najít správné terminály pro váš konkrétní vůz, je buď vyhledat obrázky na Googlu, nebo se poradit se svým technikem. Nakonec, když se dotknete svorek, multimetr by měl ukazovat čísla nad 0. Jinak by to znamenalo, že sada zapalovacích cívek je ve špatném stavu. Udělejte totéž se všemi ostatními sadami zapalovacích cívek.
Shrnutí
Role zapalovací cívky při napájení srdce našich vozidel je obrovská. Pochopení jeho konstrukce, principu fungování a významu nám pomáhá být lépe vybaveni pro včasnou péči o naše vozidla.
Zapalovací cívky poskytují vysoké napětí potřebné pro zapalovací systém k zapálení zapalovacích svíček. Většina motorů, které mají rozdělovací zapalovací systém, má jedinou cívku, ale několik importních aplikací má cívky dvě. U bezrozdělovacích zapalovacích systémů (DIS) se používá více zapalovacích cívek. V systémech «odpadní jiskra» má každý pár válců společnou cívku. U jiných zapalovacích systémů DIS a coil-on-plug (COP) má každý válec nebo zapalovací svíčka svou vlastní individuální cívku.
Zapalovací cívka slouží jako vysokonapěťový transformátor. Zvyšuje primární napětí zapalovacího systému z 12 voltů až na tisíce voltů.
Skutečné zapalovací napětí potřebné k vytvoření jiskry přes elektrodovou mezeru zapalovací svíčky závisí na šířce mezery, elektrickém odporu v zapalovací svíčce a vodičích svíčky, směsi vzduch/palivo, zatížení motoru a teplotě svíčky. zapalovací svíčka. Potřebné napětí se neustále mění a může se měnit od pouhých 5,000 25,000 voltů až po 40,000 XNUMX voltů nebo více. Některé systémy mohou při špičkové poptávce vydat až XNUMX XNUMX voltů.
JAK FUNGUJE ZAPALOVACÍ CÍVKA
Uvnitř každé zapalovací cívky jsou dvě sady vinutí kolem vrstveného nebo segmentovaného železného jádra. «Primární» vinutí, kterých je několik stovek, jsou připojena ke dvěma externím nízkonapěťovým svorkám na cívce. Kladná (+) primární svorka se připojuje ke spínači zapalování a baterii, zatímco záporná (-) primární svorka se připojuje k zapalovacímu modulu, který zajišťuje uzemnění. «Sekundární» vinutí, která mají tisíce závitů, jsou připojena na jednom konci k primární kladné svorce a vysokonapěťové sekundární výstupní svorce ve středu cívky na druhém konci.
Poměr sekundárních a primárních vinutí je typicky kolem 80 ku jedné. Čím vyšší je poměr, tím vyšší je potenciální výstupní napětí cívky. Výkonné zapalovací cívky mají obvykle vyšší poměr než standardní cívky.
Když zapalovací modul uzavře primární okruh cívky a zajistí uzemnění, primárním vinutím protéká proud. To vytváří silné magnetické pole kolem železného jádra a nabíjí cívku. Trvá asi 10 až 15 milisekund, než magnetické pole dosáhne maximální síly.
Zapalovací modul poté otevře uzemnění cívky a vypne vinutí primární cívky. To způsobí náhlé zhroucení magnetického pole. Energie uložená v magnetickém poli musí někam jít, aby indukovala proud v sekundárních vinutích cívky. V závislosti na poměru závitů drátu to násobí napětí až 100krát nebo více, dokud není dostatek napětí k zapálení zapalovací svíčky.
PORUCHY ZAPALOVACÍ CÍVKY
Zapalovací cívky jsou velmi robustní a spolehlivé, ale mohou selhat z různých důvodů. Teplo a vibrace mohou poškodit vinutí a izolaci cívky a způsobit zkraty nebo otevření v primárním nebo sekundárním vinutí. Ale zabijákem číslo jedna zapalovacích cívek je přetížení napětí způsobené špatnými zapalovacími svíčkami nebo kabely zástrček.
Pokud je zapalovací svíčka nebo kabel svíčky otevřený nebo má nadměrný odpor, výstupní napětí zapalovací cívky může stoupnout do bodu, kdy propálí vnitřní izolaci cívky a způsobí zkrat. Izolace mnoha cívek může být poškozena, pokud výstup překročí 35,000 XNUMX voltů. Jakmile k tomu dojde, výstupní napětí cívky může klesnout a způsobit selhání zapalování, když je motor pod zatížením, nebo cívka může přestat vydávat jakékoli napětí, které brání nastartování nebo běhu motoru.
Pokud má cívka napětí baterie na kladném pólu a zapalovací modul nebo obvod ji zapíná a vypíná, ale neprodukuje jiskru, je cívka vadná a je třeba ji vyměnit.
TIP: Pokud zapalovací modul selhal více než jednou, může to být způsobeno špatnou zapalovací cívkou. Vnitřní oblouk nebo zkraty v cívce mohou přetížit a poškodit obvody uvnitř zapalovacího modulu.
DIAGNOSTIKA ZAPALOVACÍ CÍVKY
Když dojde k selhání cívky v systému zapalování rozdělovače, ovlivní všechny válce. Motor nemusí nastartovat nebo může při zatížení špatně vynechávat zapalování. Vynechávání zapalování může také přeskakovat z válce na válec. Ale u motoru se systémem zapalování bez rozdělovače (DIS) nebo zapalovacím systémem coil-on-plug (COP) ovlivní porucha jediné cívky pouze jeden válec (nebo dva válce, pokud se jedná o systém odpadních jisker DIS, kde jsou dva válce proti sobě v pořadí střelby sdílejí stejnou cívku).
Pokud váš motor běží špatně (vynechává zapalování) a svítí kontrolka Check Engine, použijte čtečku kódů nebo diagnostický nástroj ke kontrole kódů vynechávání zapalování.
U motorů z roku 1996 a novějších s OBD II a detekcí vynechávání zapalování porucha cívky obvykle nastaví kód vynechání zapalování P030X, kde «X» je číslo válce, který vynechává zapalování. Například kód vynechání zapalování P0301 by vám řekl, že válec č. 1 vynechává zapalování. Kód vynechání zapalování však může být způsoben problémem se zapalováním, problémem s palivem nebo problémem s kompresí, takže nedělejte ukvapené závěry, protože předpokládejte, že vynechání znamená špatnou cívku, zapalovací svíčku nebo kabel svíčky. Může to být také špatný vstřikovač nebo netěsnost komprese (ohnutý nebo spálený ventil).
Pokud je cívka zkratovaná nebo otevřená, může být také nastaven kód pro cívku na tomto válci. Pokud neexistuje žádný kód, měli byste změřit primární a sekundární odpor cívky digitálním ohmmetrem. Měli byste také vyjmout a zkontrolovat zapalovací svíčku. Zkontrolujte jiskřiště a podívejte se na usazeniny na svíčce, abyste zjistili, zda vynechávání zapalování není způsobeno nahromaděním uhlíku nebo oleje. Zkontrolujte také kabel zástrčky (pokud existuje), abyste se ujistili, že odpor drátu je v rámci specifikací.
Pokud se cívka, zapalovací svíčka a kabel svíčky zdají být v pořádku, vynechávání zapalování může být způsobeno špinavým nebo mrtvým vstřikovačem paliva (zkontrolujte odpor vstřikovače a napájecí napětí a pomocí kontrolky NOID zkontrolujte puls z ovladače PCM Pokud se zdá, že vstřikovač je v pořádku, proveďte kontrolu komprese, abyste zjistili, zda válec nemá vadný ventil nebo netěsné těsnění hlavy.
POZNÁMKA: Pokud se motor se systémem zapalování COP protáčí normálně, ale nenastartuje, protože není jiskra, problém není v jedné nebo více vadných cívkách. Pravděpodobnější je, že závadou je špatný snímač polohy klikového nebo vačkového hřídele, problém s napájením cívek v zapalovacím obvodu, špatný zapalovací modul (pokud je použit) nebo špatný obvod budiče zapalovací cívky v PCM.
Výřez zapalování coil-on-plug na motoru Cadillac Northstar.
JAK TESTOVAT ZAPALOVACÍ CÍVKU
VAROVÁNÍ: Nikdy nevytahujte kabel zástrčky nebo vysokonapěťový výstupní kabel cívky, abyste vyzkoušeli jiskru. Kromě rizika vážného šoku zvýší otevřený kabel nebo drát cívky požadavky na napětí na cívce do bodu, kdy může cívku poškodit. Jediným bezpečným způsobem testování jiskry je použití nástroje na testování zapalovacích svíček.
Pokud máte podezření na problém s cívkou, změřte primární a sekundární odpor cívky ohmmetrem. Pokud některý nevyhovuje specifikacím, je třeba cívku vyměnit.
Cívku lze snadno otestovat na zkušební stolici pomocí digitálního ohmmetru s impedancí 10 megaohmů. Specifikace testu cívky najdete v servisních informacích výrobce vozidla, protože hodnoty se mohou lišit v závislosti na aplikaci.
Chcete-li otestovat zapalovací cívku, připojte dva testovací vodiče ohmmetru k primárním svorkám cívek (+ a -). Většina cívek by měla číst mezi 0.4 a 2 ohmy. Nulový odpor by indikoval zkratovanou cívku, zatímco hodnota vysokého odporu by indikovala otevřenou cívku.
Sekundární odpor se měří mezi kladnou (+) svorkou a vysokonapěťovou výstupní svorkou. Novější cívky s konstrukcí segmentovaného jádra obvykle čte 6,000 8,000 až 15,000 XNUMX ohmů, zatímco jiné mohou číst až XNUMX XNUMX ohmů.
Na cívkách, které nejsou ve stylu plechovky, mohou být primární svorky umístěny v konektoru nebo dokonce pod cívkou. Umístění svorek a zkušební postupy zapalovací cívky najdete v servisních informacích výrobce vozidla.
Zapalovací cívka Ford DIS V6. Poznámka svorky jsou v konektoru vedení cívky.
Další způsob testování zapalovací cívky
Dalším způsobem, jak otestovat zapalovací cívku, je použít «jiskrový tester». Na eBay nebo ve většině obchodů s autodíly najdete levné testery jisker. In-line zkoušečka jisker se instaluje mezi zapalovací cívku a zapalovací svíčku. Při vypnutém motoru odpojte cívku od zapalovací svíčky, připojte jeden konec zkoušečky jisker k horní části zapalovací svíčky a druhý konec připojte k výstupu cívky. Zkoušečka jisker s dlouhou sondou je nezbytná pro tužkové cívky, které se nasazují přes zapalovací svíčku, a pro zapalovací svíčky, které jsou zapuštěny hluboko v hlavě válců.
Po instalaci zkoušečky jisker nastartujte motor. Pokud kontrolka na zkoušečce jisker bliká, cívka produkuje zapalovací napětí a obvod, který cívku řídí, také funguje. Pokud motor vynechává zapalování, zapalovací svíčka může být znečištěná, prasklá nebo zkratovaná. Žádný záblesk znamená buď špatnou cívku, nebo špatný řídicí obvod cívky. Zkontrolujte konektor kabeláže cívky, zda není uvolněný nebo zkorodovaný. Špatný kabelový konektor může zabránit odpálení dobré cívky.
Stolní testování zapalovací cívky
Některé obchody s autodíly mají stolní tester zapalovací cívky, který dokáže simulovat běžící motor pro testování funkce a výkonu cívky. Test ověří, zda cívka funguje normálně. Pokud vaše cívka projde všemi testy, ale váš motor vynechává zapalování, problém je pravděpodobně ve špatné zapalovací svíčce, ve špatném konektoru kabeláže na cívce nebo ve špatném řídicím modulu zapalování nebo PCM. Pokud cívka selže v jakékoli části testu, potřebujete novou cívku.
ŠPATNÁ CÍVKA MŮŽE POŠKODIT PCM
Zkrat, který snižuje normální odpor v primárním vinutí, umožní protékání nadměrného proudu cívkou, což může poškodit obvod ovladače PCM. To může také snížit výstupní napětí cívky, což má za následek slabou jiskru, obtížné startování, váhání nebo vynechávání zapalování při zatížení nebo při akceleraci.
Abnormálně vysoký odpor nebo přerušený obvod v primárním vinutí cívky obvykle nepoškodí obvod ovladače PCM, ale sníží výstupní sekundární napětí cívky nebo jej úplně zabije.
Zkrat, který snižuje odpor v sekundárním vinutí cívky, bude mít také za následek slabou jiskru, ale nepoškodí obvod ovladače PCM.
Přerušení nebo vyšší než normální odpor v sekundárním vinutí cívky také způsobí slabou jiskru nebo žádnou jiskru a může také poškodit obvod ovladače PCM v důsledku indukce zpětné vazby přes primární obvod.
DIS zapalovací cívka a tužková cívka pro zapalovací systém coil-on-plug.
JAK VYMĚNIT ZAPALOVACÍ CÍVKU
Náhradní cívka by měla být stejná jako původní (pokud neupgradujete zapalovací systém o cívku s vyšším výstupním výkonem).
Při výměně cívky by měly být konektory vyčištěny a zkontrolovány, zda nejsou zkorodované nebo uvolněné, aby bylo zajištěno dobré elektrické spojení. Koroze může způsobit odpor, přerušovaný provoz nebo ztrátu kontinuity, což může přispět k selhání součásti. Doporučuje se také nanesení dielektrického maziva na konektory cívek, které pasují přes zapalovací svíčky, aby se minimalizovalo riziko přeskoku jiskry způsobené vlhkostí. U motorů nákladních vozidel Ford se zapalovacími cívkami COP je kontaminace vlhkostí, která způsobuje korozi, hlavní příčinou selhání cívky.
Pokud u motoru dochází k opakovaným poruchám cívky, cívky mohou pracovat příliš silně. Základní příčinou může být vysoký sekundární odpor (opotřebené zapalovací svíčky nebo nadměrná mezera mezi svíčkami) nebo ve vzácných případech stav chudého paliva (špinavé vstřikovače, netěsnost podtlaku nebo netěsný ventil EGR).
U motorů s vysokým počtem najetých kilometrů se zapalováním COP by měly být nové svíčky instalovány také v případě, že došlo k poruše cívky, pokud původní svíčky jsou konvenční svíčky s více než 45,000 100,000 mil nebo platinové nebo iridiové svíčky s dlouhou životností s více než XNUMX XNUMX mil.
Potřebujete informace o opravě zapalovacího systému pro vaše vozidlo?
(Online tovární servisní informace pro všechna vozidla)
