Cewki zapłonowe

Jednym z warunków prawidłowego zapłonu w silniku ZI jest zapewnienie dostatecznej energii iskry w możliwie najszerszym zakresie współczynnika nadmiaru powietrza, ciśnienia sprężania i prędkości zawirowania ładunku. Podstawowe znaczenie mają tutaj parametry cewki zapłonowej a przede wszystkim maksymalne napięcie generowane po stronie wtórnej.

Parametry przykładowych cewek zapłonowych

Typ cewki

 

Napięcie znamionowe

[V]

Maksymanenapięcie w uzwojniu wtórnym

[V]

Rezystancja uzwojenia pierwotnego

[W ]

Rezystancja uzwojenia wtórnego

[W ]

Indukcyjność uzwojenia pierwotnego
[mH]

Przełożenie transformatora z2/z1

[–]

MSD Blaster 2

12

45000

0,7

10500

1

100

Blaster HVC

12

42000

0,2

1380

7

100

Cewka dwuiskrowa (DIS)

12

25000

0,5

13500

3,14

 

CEWKA KONWENCJONALNA

Zadaniem cewki zapłonowej jest przetwarzanie dostarczanego przez akumulator lub alternator niskiego napięcia na napięcie wysokie w celu wymuszenia przeskoku iskry między elektrodami świecy zapłonowej. Cewka pracuje więc jako transformator napięcia. Gromadzona w niej energia E zależy w dużej mierze od parametrów uzwojenia pierwotnego, co wiąże się z wartościami indukcyjności uzwojenia pierwotnego L1 i natężenia prądu w uzwojeniu pierwotnym i1 :

W wykonaniu standardowym cewka zapłonowa składa się z dwóch uzwojeń. Uzwojenie pierwotne ma od 250 do 400 zwojów wykonanych z drutu miedzianego w izolacji z emalii o średnicy od 0,2 do 0,8 mm. Uzwojenie wtórne ma zaś od 19000 do 26000 zwojów wykonanych z drutu miedzianego w emalii o średnicy od 0,1 do 0,2 mm, dodatkowo odizolowanych między warstwami przekładkami izolującymi zapobiegającym przed przebiciami międzywarstwowymi. Uzwojenia osadzone są na wspólnym rdzeniu, wykonanym z blachy transformatorowej, przy czym zawsze uzwojenie pierwotne jest nawinięte na zewnątrz uzwojenia wtórnego. Jeden koniec uzwojenia wysokiego napięcia wprowadza się do gniazda wysokiego napięcia w pokrywie cewki, drugi koniec łączy się z początkiem uzwojenia pierwotnego. W ten sposób obydwa uzwojenia są połączone autotransformatorowo, co upraszcza konstrukcję cewki i zmniejsza liczbę wyprowadzanych zacisków. Obydwa końce uzwojenia pierwotnego wyprowadza się do zacisków umieszczonych w pokrywie. Całość umieszcza się w puszce o dnie z materiału izolacyjnego, wypełnia masą zalewową lub olejem transformatorowym i przykrywa szczelnie pokrywą bakelitową. Na poniższym rysunku przedstawiono przekrój konwencjonalnej cewki zapłonowej.

Schemat elektryczny i przekrój konwencjonalnej cewki zapłonowej:
1– zacisk wysokiego napięcia, 2– przekładki izolujące, 3– pokrywa bakelitowa,
4– styk wewnętrzny uzwojenia wtórnego, 5– obudowa, 6– uchwyty mocujące,
7– płaszcz z blach magnetycznych, 8– uzwojenie pierwotne, 9– uzwojenie wtórne,
10– masa zalewowa, 11– podstawa izolacyjna, 12– rdzeń magnetyczny

CEWKA POJEDYŃCZA

Budowę cewki pojedynczej przedstawiono na rysunku poniższym. Stosowana jest w układach zapłonowych, w których każdemu cylindrowi przyporządkowana jest indywidualna cewka zapłonowa wraz z końcówką mocy sterowaną przez sterownik. Wszystkie cewki zespolone są zwykle w jednej wspólnej kasecie umieszczonej bezpośrednio nad świecami zapłonowymi w głowicy silnika. Z uwagi na brak przewodów wysokiego napięcia cewki te mogą posiadać szczególnie małe wymiary przy jednoczesnym generowaniu w uzwojeniu wtórnym maksymalnego napięcia, które może dochodzić do 45 kV. Duża energia iskry osiągana jest praktycznie w całym zakresie prędkości obrotowych silnika. Ze względu na niebezpieczeństwo przeskoku iskry podczas zamykania obwodu pierwotnego (generowane wówczas napięcie osiąga wartość: 1–3 kV) okazało się koniecznym zastosowanie diody w obwodzie wtórnym cewki zapłonowej. Umożliwia ona przepływ prądu tylko przy napięciu powstającym w chwili przerywania obwodu pierwotnego.

Schemat elektryczny i przekrój cewki pojedynczej firmy Bosch

CEWKA DWUBIEGUNOWA

Cewki dwubiegunowe stosowane są w bezrozdzielaczowych układach zapłonowych i występują tylko w silnikach o parzystej liczbie cylindrów. Każda z cewek wraz z końcówką mocy przyporządkowana jest tej parze cylindrów, której tłoki poruszają się w tym samym kierunku. Dla silnika zterocylindrowego oznacza to, że przeskok iskry na świecach występuje naprzemian, odpowiednio w parach cylindrów 1/4 oraz 3/2.

Ocenia się, że energia iskry w cylindrze, w którym trwa sprężanie wynosi 70% energii generowanej przez cewkę, natomiast w cylindrze, w którym tłok znajduje się w suwie wylotu energia wyładowania stanowi 30% całkowitej energii wytworzonej przez cewkę zapłonową. Rozdział energii związany jest bezpośrednio z ciśnieniami panującymi w tych cylindrach.

Schemat elektryczny i przekrój cewki dwubiegunowej firmy Bosch


Powrot Poradnik