fot. Bosch
Klasyczny układ zapłonowy: 1- świeca zapłonowa, 2- sonda lamdba (czujnik tlenu), 3- rozdzielacz wysokiego napięcia, 4- cewka zapłonowa, 5- moduł zapłonowy, 6- wyłacznik zapłonu, 7- do akumulatora
Podwójna cewka zapłonowa do silników z dwiema świecami zapłnowymi na cylinder
Pojedyncza cewka zapłonowa
Wpływ zużycia świecy zapłonowej na wartość napięcia w uzwojeniu wtórnym cewki ...
... oraz przykład świecy zużytej i nowej. Widoczna zmiana kształtu elektrody środkowej w wyniku zużycia elektroerozyjnego oraz zwiększony z związku z tym odstęp ppomiędzy elektrodami bocznymi i środkową
Aby nastąpił przeskok iskry niezbędne jest wytworzenie napięcia, które spowoduje jonizację mieszanki paliwowo-powietrznej pomiędzy elektrodami świecy w takim stopniu aby możliwy stał się przepływ prądu elektrycznego. W tym celu silniki o zapłonie iskrowym wyposażone są w układ zapłonowy.
… składa się z wielu elementów (cewka zapłonowa, przewód zapłonowy, rozdzielacz wysokiego napięcia, przerywacz). Ich wzajemne powiązania powodują, że działanie każdego z nich wpływa na pracę pozostałych. Między innymi z tych właśnie powodów w toku rozwoju techniki motoryzacyjnej używane w klasycznym układzie zapłonowym elementy są integrowane ze sobą, a niektóre z nich eliminowane, co w znacznym stopniu upraszcza budowę i zwiększa niezawodność działania. Bez względu na stopień integracji najważniejszym i niezbędnym do wytwarzania wysokiego napięcia jest...
fot. BoschKlasyczna cewka zapłonowaSłuży ona do wytworzenia wysokiego napięcia, które jest niezbędne do wywołania wyładowania elektrycznego pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Cewka zapłonowa jest swego rodzaju transformatorem. Jak w każdym tego typu urządzeniu znajdują się w niej 2 uzwojenia: pierwotne i wtórne. Uzwojenie pierwotne składa się z 250-400 zwojów drutu o średnicy 0,2-0,8 mm, natomiast uzwojenie wtórne ma 19-26 tys. zwojów drutu o średnicy 0,1-0,2 mm. Uzwojenia są nawinięte na wspólnym rdzeniu, a druty pokryte izolacją zabezpieczającą cewkę przed zwarciem wewnętrznym.
Oprócz tego w ramach wspomnianej integracji poszczególnych elementów układu zapłonowego cewka może zawierać także moduł zapłonowy, końcówkę mocy, rezystor przeciwzakłóceniowy. Cała cewka wraz z dodatkowymi elementami jest zamknięta w szczelnej obudowie zapewniającej odpowiednią izolację i ochronę przed czynnikami zewnętrznymi. Czasami wnętrze cewki jest wypełnione olejem transformatorowym, co zmniejsza ryzyko powstawania przebić pomiędzy poszczególnymi zwojami.
W silniku 4 cylindrowym pracującym z prędkością 6000 obr./min. układ zapłonowy generuje na świecach zapłonowych 200 iskier/s, co oznacza, że cykl ładowania i rozładowania cewki zapłonowej trwa 5 ms.
… następuje w wyniku przerwania przepływu prądu w uzwojeniu pierwotnym. W klasycznym układzie zapłonowym odbywa się to za pomocą przerywacza. Wskutek tego w uzwojeniu wtórnym indukuje się napięcie rzędu kilkunastu lub nawet kilkudziesięciu tys. V. Jest ono niezbędne do zjonizowania mieszanki i wywołania iskry (przebicia szczeliny) pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej w komorze spalania silnika.
Wypełniona mieszanką gazowo-powietrzną szczelina pomiędzy elektrodami stawia znacznie wyższy opór elektryczny niż w przypadku gdy jest wypełniona mieszanką benzynowo-powietrzną. Stąd przy zasilaniu gazem cewka zapłonowa generuje wyższe napięcie niż w przypadku silnika zasilanego benzyną.
fot. Inter CarsZwiększenie szczeliny na świecy o 0,45 mm powoduje prawie dwukrotny wzrost napięcia w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowejNa wzrost napięcia generowanego w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej mają wpływ także zużyte w nadmiernym stopniu świece (zwiększona szczelina pomiędzy elektrodami) i przewody zapłonowe. Z tego powodu dbałość o okresowe, zgodne z wymaganiami producenta silnika, wymiany tych elementów w bezpośredni sposób wpływają na trwałość cewek zapłonowych.
W ostatnich latach obserwuje się naturalny, wynikający z rozwoju techniki silnikowej, wzrost napięcia generowanego w układach zapłonowych. Wynika to z systematycznego wzrostu wysilenia jednostek napędowych (wzrost stopnia sprężania) przy jednoczesnym ograniczaniu zużycia paliwa (zasilanie mieszankami ubogimi, które charakteryzuje wyższa rezystancja).
fot. Bosch MotorsportCewki z 2 lub 4 wyprowadzeniami mogą występować w wielu konfiguracjach. Na zdjęciu cewka z 6 wyprowadzeniami składająca się z trzech cewek 2-biegunowychJednym z bardziej newralgicznych elementów klasycznego układu zapłonowego był rozdzielacz wysokiego napięcia. Stosowanie wielobiegunowych lub pojedynczych (oddzielnych na każdy cylinder) cewek zapłonowych wyeliminowało konieczność stosowania tego elementu.
... podaje wysokie napięcie na 2 cylindry (pracujące współbieżnie) jednocześnie. Dzięki temu tylko w jednym jest inicjowany zapłon. W drugim znajdującym się w fazie wylotu spalin zapłon nie jest możliwy.
… składa się z 2 uzwojeń pierwotnych i jednego wtórnego. Diody na każdym ze złącz wysokiego napięcia powodują, że iskra jest generowana tylko na dwóch cylindrach (współbieżnych). Zachowuje się ona jak dwie cewki podwójne.
... są umieszczane zwykle bezpośrednio nad świecami zapłonowymi w głowicy silnika. W ten sposób z układu zapłonowego są eliminowane przewody zapłonowe.
Napięcie zapłonu silnika zasilanego LPG przy prawidłowo wyregulowanej przerwie pomiędzy elektrodami świec wynosi około 12 kV, co w porównaniu z zasilaniem benzyną stanowi wzrost około 1 do 2 kV. Zwiększenie odstępu pomiędzy elektrodami, co wynika z ich zużycia elektroerozyjnego, także powoduje wzrost napięcia zapłonu. Jeśli dodatkowo, wskutek nieprawidłowości działania układu paliwowego, zdarzy się, że silnik jest zasilany mieszanką zubożoną napięcie zapłonu może wzrosnąć do ponad 25 kV, co może doprowadzić do uszkodzenia cewki zapłonowej.
Niesprawność cewki zapłonowej może być stosunkowo trudna do zdiagnozowania, szczególnie kiedy uszkodzenie nie jest widoczne z zewnątrz (przebicie wewnętrzne). Usterka taka może pojawiać się w ściśle określonych warunkach, np. po rozgrzaniu silnika, czy też tylko przy zasilaniu silnika paliwem gazowym i początkowo może występować sporadycznie, nasilając się, szczególnie w okresie jesienno-zimowym, kiedy zwiększa się wilgotność powietrza.
W wyniku wyższego napięcia indukowanego w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej w czasie pracy silnika zasilanego LPG wszelkie uszkodzenia, najczęściej przebicia izolacji w obrębie układu zapłonowego objawiają się znacznie szybciej podczas gdy na benzynie mogą być niezauważalne.
Z tego powodu należy utrzymywać układ zapłonowy w sprawności, wykonując jego obsługę (wymiana świec, przewodów) zgodnie z wymianami producenta. Jest to gwarancja poprawności działania pozostałych elementów układu zapłonowego, a przypomnijmy, że "wypadnięcie" choćby jednego zapłonu w cyklu pracy silnika skutkuje podwyższeniem emisji i zaświeceniem kontrolki systemu EOBD (European On Board Diagnostic).
wczytywanie wyników...
gazeo.pl to portal o instalacjach LPG. Znajdziesz tutaj informacje o tym, jaka instalacja gazowa w samochodzie jest najlepsza oraz które instalacje LPG można zamontować do aut z silnikami Diesla. Zamieszczamy najnowsze informacje o tendencjach cen LPG na świecie i w Polsce. Publikujemy praktyczne i rzetelne informacje dla wszystkich, dla których instalacje gazowe są codziennością. Dla nas instalacje gazowe to nie tylko praca - autogaz to nasza pasja.
