Kolik je tam zapalovacích cívek?

Zapalovací cívka (také nazývaná zapalovací cívka) je indukční cívka v zapalovacím systému automobilu, která transformuje nízké napětí baterie na tisíce voltů potřebných k vytvoření elektrické jiskry ve svíčkách k zapálení paliva. Některé cívky mají vnitřní odpor, zatímco jiné spoléhají na odporový drát nebo externí odpor, aby omezily proud tekoucí do cívky z 12voltového zdroje automobilu. Drát, který jde ze zapalovací cívky do rozdělovače a vysokonapěťové dráty, které jdou z rozdělovače ke každé ze zapalovacích svíček, se nazývají dráty zapalovacích svíček nebo vysokonapěťové vodiče.

Původně každý systém zapalovací cívky vyžadoval mechanické přerušovací body a kondenzátor (kondenzátor). Novější elektronické zapalovací systémy používají výkonový tranzistor k poskytování impulsů zapalovací cívce. Moderní osobní automobil může používat jednu zapalovací cívku pro každý válec motoru (nebo pár válců), čímž se odstraní kabely zapalovací svíčky náchylné k poruchám a distributor pro směrování vysokonapěťových impulsů.

Systémy zapalování nejsou vyžadovány u vznětových motorů, které při zapálení směsi paliva a vzduchu spoléhají na kompresi.

Základní principy

Zapalovací cívka se skládá z vrstveného železného jádra obklopeného dvěma cívkami měděného drátu. Na rozdíl od výkonového transformátoru má zapalovací cívka otevřený magnetický obvod — železné jádro netvoří uzavřenou smyčku kolem vinutí. Energie, která je uložena v magnetickém poli jádra, je energie, která se přenáší na zapalovací svíčku.

Primární vinutí má relativně málo závitů těžkého drátu. Sekundární vinutí se skládá z tisíců závitů menšího drátu, izolovaného od vysokého napětí smaltem na drátech a vrstvami naolejované papírové izolace. Cívka se obvykle vkládá do kovové plechovky nebo plastového pouzdra s izolovanými svorkami pro připojení vysokého a nízkého napětí. Když se přerušovač kontaktů sepne, umožní, aby se v primárním vinutí zapalovací cívky vytvořil proud z baterie. Proud neteče okamžitě kvůli indukčnosti cívky. Proud tekoucí v cívce vytváří magnetické pole v jádře a ve vzduchu obklopujícím jádro. Proud musí téct dostatečně dlouho, aby v poli uložil dostatek energie pro jiskru. Jakmile proud dosáhne své plné úrovně, otevře se jistič kontaktů. Protože má přes sebe připojený kondenzátor, primární vinutí a kondenzátor tvoří laděný obvod, a jak uložená energie kmitá mezi induktorem tvořeným cívkou a kondenzátorem, měnící se magnetické pole v jádru cívky indukuje mnoho větší napětí v sekundáru cívky. Modernější elektronické zapalovací systémy fungují na přesně stejném principu, ale některé spoléhají na nabíjení kondenzátoru na přibližně 400 voltů spíše než na nabíjení indukčnosti cívky. Načasování rozepnutí kontaktů (nebo sepnutí tranzistoru) musí být přizpůsobeno poloze pístu ve válci tak, aby jiskra mohla být načasována tak, aby zapálila směs vzduch/palivo pro získání co největšího momentu hybnosti. To je obvykle několik stupňů, než píst dosáhne horní úvrati. Kontakty jsou poháněny z hřídele, která je poháněna klikovým hřídelem motoru, nebo v případě použití elektronického zapalování řídí časování impulsů snímač na hřídeli motoru.

ČTĚTE VÍCE

Proč se můj klíč neotáčí v autě Mitsubishi?

Množství energie v jiskře potřebné k zapálení směsi vzduchu a paliva se mění v závislosti na tlaku a složení směsi a na otáčkách motoru. V laboratorních podmínkách je zapotřebí jen 1 milijoule na každou jiskru, ale praktické cívky musí dodávat mnohem více energie, aby umožnily vyšší tlak, bohaté nebo chudé směsi, ztráty v kabeláži zapalování a znečištění a netěsnost svíčky. Když je rychlost plynu v jiskřišti vysoká, oblouk mezi koncovkami se odfoukne od svorek, čímž se oblouk prodlouží a vyžaduje více energie na každou jiskru. Každá jiskra se dodává mezi 30 a 70 milijouly.

Konstrukce

Dříve se zapalovací cívky vyráběly s vysokonapěťovým vinutím izolovaným lakem a papírem, vkládaly se do plechovky z tažené oceli a plnily se olejem nebo asfaltem pro izolaci a ochranu proti vlhkosti. Cívky na moderních automobilech jsou odlévány do plněných epoxidových pryskyřic, které pronikají do všech dutin ve vinutí.

Jednojiskrový systém má jednu cívku na zapalovací svíčku. Aby se zabránilo předčasnému jiskření na začátku primárního impulsu, je v cívce instalována dioda nebo sekundární jiskřiště, které blokuje zpětný impuls, který by se jinak vytvořil.

V cívce určené pro systém se dvěma jiskrami má sekundární vinutí dva terminály izolované od primárního a každý terminál se připojuje k zapalovací svíčce. U tohoto systému není potřeba žádná další dioda, protože by na neaktivní zapalovací svíčce nebyla přítomna žádná směs paliva a vzduchu. [1]

V cívce s nízkou indukčností je použito méně primárních závitů, takže primární proud je vyšší. To není kompatibilní s kapacitou bodů mechanického jističe, proto se používá polovodičové přepínání.

Použití v autech

Brzy benzínové (benzinové) spalovací motory používaly magneto zapalovací systém, protože žádná baterie nebyla namontována do vozidla; magneta se stále používají v letadlech s pístovým motorem. Napětí vytvářené magnetem je závislé na otáčkách motoru, což ztěžuje startování. Cívka napájená z baterie může poskytnout vysokonapěťovou jiskru i při nízkých rychlostech, což usnadňuje startování. [2] Když se baterie staly běžnými v automobilech pro natáčení a osvětlení, systém zapalovací cívky přemístil magneto zapalování.

U starších vozidel by jediná cívka obsluhovala všechny zapalovací svíčky přes rozdělovač zapalování. Pozoruhodné výjimky jsou Saab 92, některé Volkswageny a Wartburg 353, které mají jednu zapalovací cívku na válec. Plochý dvouválec Citroën 1948CV z roku 2 používal jednu dvojitou cívku bez rozdělovače a pouze přerušovače kontaktů v systému promarněných jisker.

ČTĚTE VÍCE

Kolik stojí výměna zámku řízení na Mercedesu?

Moderní zapalovací systémy

V moderních systémech je rozdělovač vynechán a zapalování je místo toho řízeno elektronicky. Používají se mnohem menší cívky s jednou cívkou pro každou zapalovací svíčku nebo jedna cívka obsluhující dvě zapalovací svíčky (například dvě cívky u čtyřválcového motoru nebo tři cívky u šestiválcového motoru). Velká zapalovací cívka vydává asi 40 kV a malá, jako například sekačka na trávu, vydává asi 15 kV. Tyto cívky mohou být namontovány vzdáleně nebo mohou být umístěny na zapalovací svíčce (coil-on-plug nebo přímé zapalování). Tam, kde jedna cívka slouží dvěma zapalovacím svíčkám (ve dvou válcích), je to prostřednictvím systému «zbytečných jisker». V tomto uspořádání generuje cívka dvě jiskry za cyklus do obou válců. Palivo ve válci, který se blíží ke konci kompresního zdvihu, se zapálí, zatímco jiskra ve válci, který se blíží ke konci výfukového zdvihu, nemá žádný účinek. Systém zbytečných jisker je spolehlivější než systém s jednou cívkou s rozdělovačem a levnější než systém coil-on-plug.

Tam, kde jsou cívky jednotlivě aplikovány na válec, mohou být všechny obsaženy v jediném lisovaném bloku s více vysokonapěťovými koncovkami. To se běžně nazývá coil-pack.

Špatná sada cívek může způsobit vynechání zapalování, špatnou spotřebu paliva nebo ztrátu výkonu.

Konstrukce zapalovací cívky pro zážehový motor je ze schematického hlediska v podstatě shodná pro všechny typy zapalovacích cívek.

Uvnitř každé zapalovací cívky jsou dvě cívky: tzv. primární cívka, která se skládá z relativně silného měděného drátu, a sekundární cívka, která je výrazně delší a je vyrobena z relativně tenkého měděného drátu.

Zapalovací cívky mají laminované feromagnetické jádro, kolem kterého jsou navinuty primární a sekundární cívky. Měděný drát této cívky je izolován, aby se zabránilo přeskakování napětí z cívky na cívku a tím ke zkratům.

Magnetická indukce a transformace

Vysokonapěťový impuls zapalovací cívky vzniká v sekundární cívce pomocí magnetické indukce. Za tímto účelem je primární cívka nejprve napájena proudem baterie přes nízkonapěťovou přípojku zapalovací cívky. Kolem primární cívky se současně vytváří magnetické pole. Pokud je tento tok proudu přerušen, magnetické pole se zhroutí. Je to tento kolaps, který spustí napěťový impuls v sekundární cívce.

ČTĚTE VÍCE

Která země vytvořila Koleos?

Napěťový impuls vznikající v sekundární cívce je vyšší než napětí 12V baterie, které dříve protékalo primární cívkou. Důvod: Sekundární cívka je navinuta podstatně jemnějším drátem a má tedy výrazně vyšší počet vinutí než primární cívka. Takzvaný poměr vinutí je mezi 1:150 a 1:200 v závislosti na cívce.

Kromě poměru vinutí existují další faktory, které ovlivňují skutečnou úroveň emitovaných vysokonapěťových impulsů. Například síla magnetického pole vznikajícího v primární cívce hraje stejně důležitou roli jako rychlost, s jakou spolupracuje. Hustota sekundární cívky a čas zbývající do nabití mají také silný vliv na konečný výsledek.

ic-in-detail

Princip činnosti

Primární provozní funkcí zapalovací cívky je transformace 12 voltů na 30,000 XNUMX voltů nebo více. K dokončení této funkce se provede složitý elektrický obvod:

Svorka 15 zapalovací cívky je připojena ke kladnému pólu baterie přes spínač zapalování. Svorka 1 je připojena k zemi přes jinou formu spínače. Jakmile je elektrický obvod uzavřen, protéká primární cívkou proud. Jako u každého vodiče, kterým proudí elektřina, vzniká magnetické pole (elektromagnetismus).

Pokud dojde k přerušení elektrického obvodu, toto magnetické pole se zhroutí. Když k tomu dojde, v primární cívce se spustí elektrický impuls 300 až 400 voltů. Kolabující magnetické pole primárního okruhu indukuje napětí v sekundárním okruhu, protože čáry magnetického toku protínají mnoho závitů jemného drátu.

Skutečnost, že tato indukce generuje výrazně vyšší napěťový impuls, je způsobena poměrem vinutí primární a sekundární cívky. Tato akce je známá jako transformace.

ignitioncoilsdetails