Tändspole: vad är det, varför behövs det, tecken på fel

Som alla bilister vet arbetar bensin- och dieseldrivlinor på olika principer från varandra. Om bränslet antänds i en dieselmotor från temperaturen på luften som komprimeras i cylindern (endast luft finns i kammaren under kompressionsslaget och diesel tillförs i slutet av slaget), så i bensinanalogen detta processen aktiveras av en gnista bildad av en tändstift.

Vi har redan pratat om förbränningsmotorn i detalj i separat granskning... Nu kommer vi att fokusera på ett separat element i tändsystemet, på vilken användbarhet motorns stabilitet beror på. Detta är tändspolen.

Var kommer gnistan ifrån? Varför finns det en spole i tändsystemet? Vilka typer av spolar finns det? Hur fungerar de och vad är deras enhet?

Vad är en biltändspole

För att bensinen i cylindern ska tändas är en kombination av sådana faktorer viktig:

• Tillräcklig mängd frisk luft (gasreglaget är ansvarigt för detta);
• Bra blandning av luft och bensin (detta beror på typ av bränslesystem);
• Högkvalitativ gnista (den bildas tändstift, men det är tändspolen som genererar en puls) eller en urladdning inom 20 tusen volt;
• Urladdningen bör ske när BTC i cylindern redan är komprimerad och kolven av tröghet lämnade det övre dödläget (beroende på motorns driftläge kan denna puls genereras lite tidigare än detta ögonblick eller lite senare) .

Medan de flesta av dessa faktorer är beroende av insprutningsdrift, ventiltiming och andra system är det spolen som skapar högspänningspulsen. Det är här denna enorma spänning kommer ifrån i ett 12-volts system.

I tändsystemet i en bensinbil är en spole en liten enhet som ingår i bilens elektriska system. Den innehåller en liten transformator som lagrar energi och vid behov släpper ut hela leveransen. När högspänningslindningen utlöses är det redan cirka 20 tusen volt.

Tändsystemet i sig fungerar enligt följande princip. När kompressionsslaget är avslutat i en viss cylinder skickar vevaxelsensorn en liten signal till styrenheten om behovet av en gnista. När spolen är i vila fungerar den i energilagringsläge.

Efter att ha fått en signal om bildandet av en gnista aktiverar styrenheten spolreläet, vilket öppnar en lindning och stänger högspänningen. För närvarande släpps den nödvändiga energin. Impulsen passerar genom distributören, som bestämmer vilket ljus som behöver strömförsörjas. Strömmen flyter genom högspänningsledningar anslutna till tändstiftet.

I äldre bilar är tändsystemet utrustat med en fördelare som fördelar spänningen över tändstiftet och aktiverar / avaktiverar spollindningarna. I moderna maskiner har ett sådant system en elektronisk typ av styrning.

Som du kan se behövs tändspolen för att skapa en kortvarig högspänningspuls. Energi lagras av fordonets elektriska system (batteri eller generator).

Tändspolens anordning och funktion

Bilden visar en av typerna av spolar.

Beroende på typ kan kortslutningen bestå av:

1. En isolator som förhindrar strömläckage från enheten;
2. Fallet där alla element samlas in (oftast är det metall, men det finns också motsvarigheter av plast av värmebeständigt material);
3. Isoleringspapper;
4. Primärlindning, som är gjord av en isolerad kabel lindad i 100-150 varv. Den har 12V utgångar;
5. Sekundärlindningen, som har en struktur som liknar den huvudsakliga, men har 15-30 tusen varv, lindad inuti den primära. Element med liknande design kan utrustas med en tändningsmodul, en två-stift och en dubbel spole. I denna del av kortslutningen skapas en spänning som överstiger 20 tusen V, beroende på modifiering av systemet. För att kontakten mellan varje element i anordningen ska isoleras så mycket som möjligt och ingen nedbrytning bildas används en spets;
6. Primär terminalkontakt. På många hjul betecknas det med bokstaven K;
7. En kontaktbult med vilken kontaktelementet är fäst;
8. Det centrala utloppet, på vilket centraltråden går till distributören;
9. Skyddande hölje;
10. Terminalbatteri för maskinens inbyggda nätverk;
11. Kontakt våren;
12. Fästbeslag, med vilka anordningen är fäst i ett fast läge i motorrummet;
13. Extern kabel;
14. En kärna som förhindrar virvelströmbildning.

Beroende på vilken typ av bil och tändsystem som används i den är kortslutningens placering individuell. För att snabbt hitta detta element måste du bekanta dig med den tekniska dokumentationen för bilen, som visar det elektriska diagrammet för hela bilen.

Kortslutningens funktion har transformatorns funktion. Den primära lindningen är ansluten till batteriet som standard (och när motorn går, används den energi som genereras av generatorn). Medan den vilar strömmar strömmen genom kabeln. För närvarande bildar lindningen ett magnetfält som verkar på sekundärlindningens tunna tråd. Som ett resultat av denna åtgärd byggs en högspänning upp i högspänningselementet.

När brytaren utlöses och den primära lindningen stängs av genereras en elektromotorisk kraft i båda elementen. Ju högre självinduktions EMF desto snabbare försvinner magnetfältet. För att påskynda denna process kan en lågspänningsström också matas till kortslutningskärnan. Strömmen ökar på sekundärelementet, varigenom spänningen i detta avsnitt sjunker kraftigt och bågspänningen bildas.

Denna parameter behålls tills energin är helt borttagen. I de flesta moderna bilar varar denna process (spänningsreduktion) i 1.4 ms. Detta räcker nog för bildandet av en kraftfull gnista som kan tränga igenom luften mellan ljusets elektroder. Efter att sekundärlindningen är helt urladdad används resten av energin för att upprätthålla spänningen och dämpade svängningar av el.

Tändspole funktioner

Tändspolens effektivitet beror till stor del på vilken typ av fördelare som används i fordonssystemet. Således förlorar en mekanisk fördelare en liten mängd energi i processen att stänga / öppna kontakter, eftersom en liten gnista kan bildas mellan elementen. Bristen på brytarens mekaniska kontaktelement manifesterar sig vid höga eller låga motorhastigheter.

När vevaxeln har ett litet antal varv genererar kontaktelementen hos fördelaren en liten bågurladdning, vilket resulterar i att mindre energi tillförs tändstiftet. Men vid höga vevaxelhastigheter vibrerar brytarkontakterna och får sekundärspänningen att sjunka. För att eliminera denna effekt installeras ett motståndselement på spolarna som arbetar med en mekanisk hackare.

Som du kan se är syftet med spolen densamma - att omvandla en lågspänningsström till en hög. Andra parametrar för SZ-operationen beror på andra element.

Spoldrift i tändsystemets allmänna krets

Detaljer om enheten och typer av biltändningssystem beskrivs i en separat granskning... Men kort sagt, i SZ-kretsen kommer spolen att fungera enligt följande princip.

Lågspänningskontakterna är anslutna till lågspänningsledningarna från batteriet. För att förhindra att batteriet laddas ur under kortslutningens drift måste kretsens lågspänningsdel fördubblas med generatorn, så ledningarna monteras i en sele för plus och en sele för minus (längs vägen, under förbränningsmotorn fungerar, laddas batteriet).

1) generator, 2) tändningslås, 3) fördelare, 4) brytare, 5) tändstift, 6) tändspole, 7) batteri

Om generatorn slutar fungera (hur man kontrollerar dess fel beskrivs det här) använder fordonet batteriet. På batteriet kan tillverkaren ange hur länge bilen kan fungera i detta läge (för detaljer om hur man väljer ett nytt batteri i din bil, beskrivs det i en annan artikel).

En högspänningskontakt dyker upp från spolen. Beroende på modifiering av systemet kan dess anslutning antingen vara till en brytare eller direkt till ett ljus. När tändningen slås på levereras spänning från batteriet till spolen. Mellan lindningarna bildas ett magnetfält som förstärks av närvaron av kärnan.

Vid start av motorn vrider startmotorn svänghjulet som vevaxeln roterar med. DPKV fixar positionen för detta element och ger en impuls till styrenheten när kolven når den övre dödpunkten på kompressionsslaget. I kortslutningen öppnas kretsen, vilket framkallar en kortsiktig energiutbrott i sekundärkretsen.

Den genererade strömmen flödar genom den centrala ledningen till distributören. Beroende på vilken cylinder som utlöses får en sådan tändstift rätt spänning. En urladdning sker mellan elektroderna och denna gnista antänder en blandning av luft och bränsle som komprimeras i håligheten. Det finns tändsystem där varje tändstift är utrustad med en individuell spole eller de fördubblas. Elementens funktionssekvens bestäms på systemets lågspänningsdel, på grund av vilken högspänningsförluster minimeras.

De viktigaste egenskaperna hos tändspolen:

Här är en tabell över huvudegenskaperna och deras värden för kortslutning:

Parameter:	Betydelse:
Motstånd	Vid primärlindningen bör denna egenskap ligga inom 0.25-0.55 Ohm. Samma parameter på sekundärkretsen bör ligga inom 2-25 kOhm. Denna parameter beror på motorn och typen av tändsystem (den är separat för varje modell). Ju högre motstånd, desto mindre kraft att generera en gnista.
Gnista energi	Detta värde ska vara cirka 0.1J och konsumeras inom 1.2 ms. I ljus motsvarar detta värde parametern för bågurladdning mellan elektroderna. Denna energi beror på elektrodenas diameter, klyftan mellan dem och deras material. Det beror också på temperaturen på BTC och trycket i cylinderkammaren.
Nedbrytningsspänning	Fördelning är en urladdning som bildas mellan elektroderna i ett ljus. Driftspänningen beror på SZ-gapet och samma parametrar som vid bestämning av gnistenergin. Denna parameter ska vara högre när motorn just startar. Motorn själv och luftbränsleblandningen i den är fortfarande dåligt uppvärmd, så gnistan måste vara kraftfull.
Antal gnistor / min.	Antalet gnistor per minut bestäms av vevaxelns varv och antalet cylindrar i förbränningsmotorn.
transformation	Detta är ett värde som visar hur mycket primärspänningen ökar. När 12 volt anländer till lindningen och dess efterföljande frånkoppling sjunker strömstyrkan kraftigt till noll. I detta ögonblick börjar spänningen i lindningen stiga. Detta värde är transformationsparametern. Det bestäms av förhållandet mellan antalet varv för båda lindningarna.
Induktans	Denna parameter bestämmer spolens lagringsegenskaper (den mäts i G.). Induktansmängden är proportionell mot mängden lagrad energi.

Typer av tändspolar

Lite högre undersökte vi utformningen och funktionsprincipen för den enklaste modifieringen av kortslutningen. I ett sådant systemarrangemang tillhandahålls fördelningen av de genererade impulserna av en distributör. Moderna bilar är utrustade med elektroniska regulatorer, och med dem olika typer av spolar.

En modern KZ måste uppfylla följande kriterier:

• Liten och lätt;
• Måste ha en lång livslängd;
• Dess utformning ska vara så enkel som möjligt så att den är enkel att installera och underhålla (när ett fel uppstår kan bilisten självständigt identifiera det och vidta nödvändiga åtgärder);
• Var skyddad från fukt och värme. Tack vare detta kommer bilen att fortsätta arbeta effektivt under förändrade väderförhållanden;
• När ångor från motorn och andra aggressiva förhållanden installeras direkt på ljusen ska de inte skada delens kropp.
• Bör vara så skyddad som möjligt från kortslutning och strömläckage;
• Dess design måste ge effektiv kylning och samtidigt enkel installation.

Det finns sådana typer av spolar:

• Klassisk eller vanlig;
• Enskild;
• Dubbel eller två stift
• Torr;
• Oljefylld.

Oavsett typ av kortslutning har de samma effekt - de omvandlar lågspänning till högspänningsström. Varje typ har dock sina egna designfunktioner. Låt oss överväga var och en av dem mer detaljerat.

Klassisk tändspole design

Sådana kortslutningar användes i gamla bilar med kontakt och sedan kontaktlös tändning. De har den enklaste designen - de består av en primär och en sekundär lindning. På ett lågspänningselement kan det vara upp till 150 varv och på ett högspänningselement - upp till 30 tusen. För att förhindra att en kortslutning bildas mellan dem, är ledningarna som används för att bilda svängar isolerade.

I den klassiska designen är kroppen gjord av metall i form av ett glas, dämpat på ena sidan och stängt med ett lock på den andra. Lågspänningskontakter och en kontakt till högspänningsledningen förs till locket. Den primära lindningen är placerad ovanpå sekundären.

I mitten av högspänningselementet finns en kärna som ökar magnetfältets styrka.

En sådan biltransformator används nu praktiskt taget inte på grund av särdragen hos moderna tändsystem. De finns fortfarande på gamla inhemskt producerade bilar.

Den allmänna kortslutningen har följande funktioner:

• Den maximala spänningen som den kan generera ligger i intervallet 18-20 tusen volt;
• En lamellkärna är installerad i mitten av högspänningselementet. Varje element i den har en tjocklek på 0.35-0.55 mm. och isolerad med lack eller skal;
• Alla plattor är monterade i ett gemensamt rör runt vilket en sekundärlindning lindas;
• För tillverkning av enhetens kolv används aluminium eller stålplåt. På innerväggen finns magnetiska kretsar, som är gjorda av elektriskt stålmaterial;
• Spänningen i enhetens högspänningskrets ökar med en hastighet av 200-250 V / μs;
• Utsläppsenergin är cirka 15-20 mJ.

Designskillnader för enskilda spolar

Som det framgår av namnet på elementet installeras en sådan kortslutning direkt på ljuset och genererar en impuls endast för det. Denna modifiering används vid elektronisk tändning. Den skiljer sig från den tidigare typen endast i dess läge, liksom i dess design. Dess enhet innehåller också två lindningar, bara högspänningen lindas här över lågspänningen.

Förutom den centrala kärnan har den också en extern analog. En diod är installerad på sekundärlindningen, som avbryter högspänningsströmmen. Under en motorcykel genererar en sådan spole en gnista för dess tändstift. På grund av detta måste alla kortslutningar synkroniseras med kamaxelns läge.

Fördelen med denna modifiering jämfört med den ovan nämnda är att högspänningsströmmen färdas ett minimiavstånd från lindningskabeln till ljusstången. Tack vare detta går energi inte alls förlorad.

Tändspolar med dubbla bly

Sådana kortslutningar används också huvudsakligen i den elektroniska typen av tändning. De är en förbättrad form av den gemensamma spolen. Till skillnad från ett klassiskt element har denna modifiering två högspänningsanslutningar. En spole serverar två ljus - en gnista genereras på två element.

Fördelen med ett sådant schema är att det första ljuset utlöses för att antända den komprimerade blandningen av luft och bränsle, och det andra skapar en urladdning när avgasslaget uppstår i cylindern. En ytterligare gnista verkar vara inaktiv.

Ett annat plus av dessa spolmodeller är att ett sådant tändsystem inte behöver någon distributör. De kan ansluta till ljus på två sätt. I det första fallet står spolen separat och en högspänningstråd går till ljusstakarna. I den andra versionen installeras spolen på ett ljus och det andra är anslutet via en separat tråd som kommer ut ur enhetens kropp.

Denna modifiering används bara på motorer med ett par antal cylindrar. De kan också monteras i en modul, från vilken ett motsvarande antal högspänningsledningar kommer ut.

Torra och oljefyllda spolar

Den klassiska kortslutningen är fylld med transformatorolja inuti. Denna vätska förhindrar överhettning av enhetens lindningar. Kroppen av sådana element är metall. Eftersom järn har god värmeavledning, värmer det också upp sig själv. Detta förhållande är inte alltid rationellt, eftersom sådana modifieringar ofta är mycket heta.

För att eliminera denna effekt tillverkas moderna enheter utan ett fodral alls. En epoxiförening används istället. Detta material utför samtidigt två funktioner: det kyler lindningarna och skyddar dem från fukt och andra negativa miljöpåverkan.

Livslängd och funktionsstörningar i tändspolar

I teorin är tjänsten för detta element i en modern bils tändsystem begränsad till 80 tusen kilometer av bilen. Detta är dock inte konstant. Anledningen till detta är fordonets olika driftsförhållanden.

Stansad spole

Här är bara några få faktorer som kan minska enhetens livslängd avsevärt:

1. Kortslutning mellan lindningar;
2. Spolen överhettas ofta (detta händer med vanliga modifieringar installerade i ett dåligt ventilerat utrymme i motorrummet), särskilt om det inte längre är friskt;
3. Långvarig drift eller starka vibrationer (denna faktor påverkar ofta användbarheten hos modellerna som är installerade på motorn);
4. När batterispänningen är dålig överskrids energilagringstiden.
5. Skada på ärendet;
6. När föraren inte stänger av tändningen när den inaktiverar förbränningsmotorn (primärlindningen är under konstant spänning);
7. Skador på det isolerande lagret av explosiva ledningar;
8. Fel pinout vid byte, service av enheten eller anslutning av ytterligare utrustning, till exempel en elektrisk varvräknare;
9. Vissa bilister kopplar bort spolarna från ljusen när de avkokar motorn eller andra procedurer, men kopplar inte bort dem från systemet. När rengöringsarbetet har utförts med motorn vev de vevaxeln med en startmotor för att ta bort all smuts från cylindrarna. Om du inte kopplar bort spolarna, misslyckas de i de flesta fall.

För att inte förkorta spolarnas livslängd bör föraren:

• Stäng av tändningen när motorn inte går;
• Håll fodralet rent;
• Kontrollera regelbundet kontakten mellan högspänningsledningar (inte bara för att övervaka oxidationen på ljusstakarna utan också på mittledningen);
• Se till att fukt inte kommer in i kroppen, mycket mindre inuti;
• Vid service på tändsystemet, hantera aldrig högspänningskomponenter med bara händer (detta är hälsofarligt), även om motorn är avstängd. Om det finns en spricka i fallet kan en person få en allvarlig urladdning, därför är det av säkerhetsskäl bättre att arbeta med gummihandskar;
• Diagnostisera enheten regelbundet vid en servicestation.

Hur kan du se om en spole är defekt?

Moderna bilar är utrustade med inbyggda datorer (om hur det fungerar, varför det behövs och vilka modifieringar av icke-standardmodeller är, berättas det i en annan recension). Även den enklaste modifieringen av denna utrustning kan upptäcka fel i det elektriska systemet, vilket inkluderar tändsystemet.

Om kortslutningen går sönder kommer motorikonen att lysa. Naturligtvis är detta en mycket omfattande signal (den här ikonen på instrumentbrädan tänds till exempel och vid fel lambdasond), så lita inte på den här varningen ensam. Här är några andra tecken som följer med spolbrott:

• Periodisk eller fullständig avstängning av en av cylindrarna (om varför motorn annars kan tredubblas, berättas det här). Om vissa moderna bensinmotorer med direktinsprutning är utrustade med ett sådant system (det minskar bränsletillförseln till vissa injektorer vid enhetens minsta belastning), visar konventionella motorer instabil drift oavsett belastning.
• I kallt väder och med hög luftfuktighet startar bilen antingen inte bra eller startar inte alls (du kan torka av ledningarna torra och försöka starta bilen - om det hjälper, måste du byta ut uppsättningen explosiva kablar );
• Ett kraftigt tryck på gaspedalen leder till motorfel (innan du byter spolar måste du vara säker på att bränslesystemet fungerar ordentligt).
• Spår av sammanbrott är synliga på de explosiva ledningarna;
• I mörkret märks lätt gnistbildning på enheten;
• Motorn har kraftigt tappat sin dynamik (detta kan också indikera nedbrytning av själva enheten, till exempel utbrändhet av ventiler).

Du kan kontrollera hälsan hos enskilda element genom att mäta lindningarnas motstånd. För detta används en konventionell anordning - en testare. Varje del har sitt eget sortiment av acceptabelt motstånd. Allvarliga avvikelser indikerar en defekt transformator och måste bytas ut.

När man bestämmer ett spolfel, bör man komma ihåg att många av symtomen är identiska med tändstiftets störningar. Av denna anledning måste du se till att de är i god ordning och sedan gå vidare till att diagnostisera spolarna. Hur man bestämmer uppdelningen av ett ljus beskrivs separat.

Kan tändspolen repareras?

Det är mycket möjligt att reparera konventionella tändspolar, men det tar mycket tid. Så, chefen måste veta exakt vad de ska reparera i enheten. Om du behöver spola tillbaka lindningen, kräver denna procedur exakt kunskap om vad tvärsnittet och materialet på ledningarna ska vara, hur man lindar dem ordentligt och fixar dem.

För flera decennier sedan fanns även specialiserade workshops som tillhandahöll sådana tjänster. Men idag är det mer ett infall av dem som gillar att tippa med sin bil än ett behov. En ny tändspole (i en gammal bil är den en) är inte så dyr att man sparar pengar på köpet.

När det gäller moderna modifieringar kan de flesta av dem inte tas isär för att komma till lindningarna. På grund av detta kan de inte repareras alls. Men oavsett hur hög kvalitet reparationen av en sådan enhet är, kan den inte ersätta fabriksenheten.

Du kan själv installera en ny spole om tändningssystemet tillåter ett minimum av demonteringsarbete för detta. I vilket fall som helst, om det råder osäkerhet om en kvalitetsersättning, är det bättre att anförtro arbetet till befälhavaren. Denna procedur kommer inte att vara dyr, men det finns förtroende för att den utförs med hög kvalitet.

Här är en kort video om hur du självständigt kan diagnostisera funktionsstörningen hos enskilda spolar:

Hur man beräknar en defekt tändspole

Frågor och svar:

Vad finns det för tändspolar? Det finns vanliga spolar (en för alla ljus), individuella (en för varje ljus, monterad i ljusstakar) och tvilling (en för två ljus).

Vad finns inuti tändspolen? Det är en miniatyrtransformator med två lindningar. Inuti finns en stålkärna. Allt detta är inneslutet i ett dielektriskt hölje.

Vad är tändspolar i en bil? Det är ett element i tändsystemet som omvandlar lågspänningsström till högspänningsström (högspänningspuls när lågspänningslindningen är frånkopplad).