Systemy zapłonowe i cewki w silnikach LPG

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.

Klasyczny 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 zapłonowa

… cewka zapłonowa.

Służy 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.

Wytworzenie wysokiego napięcia ...

… 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.

Specyfika spalania LPG

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.