Bobina de alta tensão. O princípio de funcionamento da bobina de ignição. Seus tipos e dispositivos

É usado como um transformador elevador de alta tensão - armazenamento el. energia na indutância, para criar uma descarga de arco nos eletrodos da vela de ignição, com duração de 1-3 ms.

PRINCÍPIO DA OPERAÇÃO

Arroz. Bobina de ignição seccional: 1 - isolante; 2 - caixa, 3 - papel isolante, 4 - enrolamento primário, 5 - enrolamento secundário, 6 - terminal de saída do enrolamento primário (designações: "1", "-", "K"), 7 - parafuso de contato, 8 - terminal central alta tensão, 9 - tampa, 10 - terminal de energia (designações: "+B", "B", "+", "15"), 11 - mola de contato, 12 - suporte, 13 - fio externo, 14 - núcleo.

A figura mostra uma visão em corte da bobina de ignição e um dos diagramas de conexão dos enrolamentos. Vamos repetir o que dissemos anteriormente: bobina- um transformador com dois enrolamentos enrolados em um núcleo especial.

Primeiro, o enrolamento secundário é enrolado com um fio fino e um grande número de voltas, e o enrolamento primário é enrolado em cima dele com um fio grosso e um pequeno número de voltas. Quando os contatos são fechados (ou de outra forma), a corrente primária aumenta gradativamente e atinge o valor máximo determinado pela tensão bateria e resistência ôhmica do enrolamento primário. A corrente ascendente do enrolamento primário encontra a resistência da fem. auto-indução dirigida oposta à tensão da bateria.

Quando os contatos são fechados, uma corrente flui pelo enrolamento primário e cria um campo magnético nele, que também atravessa o enrolamento secundário e uma corrente de alta tensão é induzida nele. No momento da abertura dos contatos do disjuntor, tanto no enrolamento primário quanto no secundário, a fem é induzida. auto-indução. De acordo com a lei da indução, quanto maior a tensão secundária, mais rápido desaparece o fluxo magnético criado pela corrente magnética do enrolamento primário, maior a proporção do número de voltas e maior a corrente primária no momento da ruptura .

Esse projeto é típico ao construir sistemas de ignição usando contatos de disjuntor. O núcleo ferromagnético pode estar saturado com corrente primária, o que levaria a uma diminuição da energia acumulada no campo magnético. Para reduzir a saturação, um circuito magnético aberto é usado. Isso permite que você crie bobinas de ignição com uma indutância de enrolamento primário de até 10 mH e uma corrente primária de 3-4 A. Corrente mais alta não pode ser usada porque nesta corrente, a queima dos contatos do disjuntor pode começar.

Se a indutância na bobina for Lk = 10 mH e a corrente I = 4 A, então a energia W de não mais que 40 mJ pode ser armazenada na bobina com eficiência = 50% (W = Lk * I * I / 2 ). A um determinado valor da tensão secundária, ocorre uma descarga elétrica entre os eletrodos da vela de ignição. Devido ao aumento da corrente no circuito secundário, a tensão secundária cai drasticamente para a chamada tensão do arco, que suporta a descarga do arco. A tensão do arco permanece quase constante até que a reserva de energia se torne menor que um certo valor mínimo. A duração média da ignição da bateria é de 1,4 ms. Isso geralmente é suficiente para inflamar a mistura ar-combustível. Depois disso, o arco desaparece; e a energia residual é gasta na manutenção das oscilações de tensão e corrente amortecidas. A duração da descarga do arco depende da quantidade de energia armazenada, composição da mistura, velocidade do virabrequim, taxa de compressão, etc. Com o aumento da velocidade do virabrequim, o tempo de fechamento dos contatos do disjuntor diminui e a corrente primária não tem tempo para aumentar para o valor máximo. Por causa disso, a energia armazenada no sistema magnético da bobina de ignição diminui e a tensão secundária diminui.

As propriedades negativas dos sistemas de ignição com contatos mecânicos aparecem em velocidades muito baixas e altas do virabrequim. Em baixas velocidades, ocorre uma descarga de arco entre os contatos do disjuntor, que absorve parte da energia, e em altas velocidades, a tensão secundária diminui devido ao “bounce” dos contatos do disjuntor. Os sistemas de contato não são usados ​​​​no exterior há muito tempo. Os carros fabricados nos anos 80 ainda circulam pelas nossas estradas.

Algumas bobinas de ignição funcionam com um resistor adicional. Um diagrama funcional da conexão de tal bobina com um sistema de ignição por contato é mostrado nas proximidades.

Arroz. Esquema de conexão da bobina de ignição com um sistema de ignição por contato: 1 - velas de ignição, 2 - distribuidor, 3 - motor de partida, 4 - interruptor de ignição, 5 - relé solenóide de partida, 6 - resistência adicional, 7 - bobina de ignição.

O esquema de conexão dos enrolamentos da bobina é diferente. Nos modos de partida, quando a tensão na bateria cai, o resistor adicional é curto-circuitado pelos contatos auxiliares do relé retrator de partida ou pelos contatos do relé de habilitação de partida adicional, que fornece o enrolamento primário da bobina de ignição com um funcionamento tensão de 7-8 V. Nos modos de operação do motor, a tensão de alimentação é de 12-14 V. Um resistor adicional geralmente é enrolado em fio constantan ou níquel. Se o fio for de níquel, essa resistência é chamada de variador devido à mudança na resistência da quantidade de corrente que flui através dele: quanto maior a corrente, maior a temperatura de aquecimento e maior a resistência. Com velocidades aumentadas do virabrequim, a corrente primária cai, o aquecimento do variador enfraquece e sua resistência diminui. Tzh. Como a tensão secundária depende da corrente de interrupção no circuito primário, o uso de um variador permite reduzir a tensão secundária em baixa e aumentá-la em alta rotação do virabrequim do motor.

Em sistemas de ignição transistorizados, a corrente primária é interrompida por um transistor de potência. Em tais sistemas, a corrente primária é aumentada para 10 - 11 A. As bobinas de ignição são usadas com baixa resistência do enrolamento primário e alto coeficiente transformações. Aqui estão amostras de oscilogramas obtidos em um sistema de trabalho nos enrolamentos primário e secundário da bobina de ignição.

Arroz. Oscilograma do enrolamento primário.

Arroz. Oscilograma do enrolamento secundário.

A forma dos oscilogramas é muito semelhante, porque os enrolamentos da bobina são interligados por uma conexão de transformador (indução mútua). As bobinas dos sistemas de ignição por transistor de contato e transistor têm um design clássico: preenchidas com óleo, com circuito magnético aberto, em caixa de metal. Vamos dar alguns dados sobre bobinas de ignição domésticas produzidas.

Como a água da mesa, as bobinas de ignição diferem no número de voltas nos enrolamentos e na taxa de transformação em vários sistemas de ignição. Os desenhos das bobinas diferiam pouco.

LOCALIZAÇÃO

Sob o capô no para-lama ou no painel divisor entre o compartimento do motor e o interior do veículo. Às vezes diretamente no motor.

FALHAS, PANES

A falha principal é uma ruptura nos enrolamentos primário ou secundário. Às vezes, a válvula de alívio da pressão do óleo é acionada por superaquecimento. Depois de drenar o óleo, a bobina falha. Algumas bobinas continuam a funcionar mesmo com uma interrupção no enrolamento secundário, enquanto são observadas lacunas de estrangulamento.

Durante a operação prolongada do veículo, as propriedades isolantes dos materiais usados ​​nas bobinas de ignição perdem suas propriedades e ocorrem queimaduras de alta tensão, permitindo que parte da carga “sair” para o solo. Ao inspecionar a bobina de ignição, esse mau funcionamento é facilmente detectado por uma marca cinza na superfície do isolador da bobina (semelhante a um traço de lápis simples) ou negrume queimado com uma superfície parcialmente carbonizada.

É necessário inspecionar o conector BB do fio que sai da bobina de ignição. Em 70% dos casos existe uma superfície oxidada ou ferrugem. Neste caso, certifique-se de verificar o fio BB central. Sua resistência não deve ser superior a 20 kOhm. Uma situação comum: o fio BB toca, a resistência é de até 20 kOhm e o oscilograma de combustão em todos os cilindros está igualmente errado. Com um estrangulamento agudo, o oscilograma da combustão fica ainda mais distorcido, observam-se faíscas caóticas e apenas a substituição do fio explosivo central traz um resultado positivo.

Trabalho motor a gasolina A combustão interna só é possível se houver uma faísca na câmara de combustão. A faísca deve ser dada a tempo e forte o suficiente para inflamar a mistura ar-combustível. O sistema de ignição do carro é responsável por este processo. É composto por muitos elementos e a bobina de ignição desempenha um papel muito importante no sistema.

É muito difícil para uma faísca elétrica se formar nas condições de um meio dielétrico criado por mistura ar-combustível na câmara de combustão. A menor falha elétrica nessas condições só é possível na presença de uma tensão muito alta. Um impulso elétrico de tal força simplesmente não pode ocorrer a uma tensão de 12 volts, que possui o sistema de alimentação de bordo do carro. A tensão que pode causar uma faísca de curto prazo nos eletrodos da vela de ignição deve ser de pelo menos dezenas de milhares de volts.

Para criar um pulso de alta tensão, uma bobina de ignição é usada. Ele é projetado para converter tensão sistema de bordo equipamentos elétricos em 6, 12 ou 24 volts em um impulso de curto prazo com uma tensão de até 30.000 volts. O dispositivo transmite um impulso a uma vela, onde ocorre uma faísca entre seus contatos, necessária para a ignição da mistura de trabalho.

Bobinas de ignição de uma configuração ou outra são instaladas em todos os motores de combustão interna, sem exceção, movidos a gasolina ou gás. É usado em todos os tipos de sistemas de ignição, sem exceção - contato, sem contato e eletrônico.

Fundamentalmente, a bobina de ignição é muito simples. Tem dois enrolamentos - primário e secundário. Um fio com uma grande seção transversal cria o enrolamento primário, e o secundário é enrolado com um fio mais fino e o número de voltas pode chegar a 30.000. O enrolamento primário tem cerca de cem voltas. Os enrolamentos estão localizados ao redor de uma haste de metal - o enrolamento secundário está abaixo e o enrolamento primário está enrolado em cima dele.

Ambos os enrolamentos, assim como o núcleo, são colocados dentro de uma caixa dielétrica, dentro da qual está o óleo do transformador. Todo o conjunto é um transformador elevador. Uma corrente de baixa tensão é aplicada ao seu enrolamento primário e um pulso de alta tensão é removido do secundário.

Tipos de bobinas e seus diagramas de conexão

Com absolutamente o mesmo design, as bobinas são conectadas de acordo com diferentes esquemas que determinam o tipo de dispositivo:

• bobina comum;
• bobina individual;
• dupla ou dupla terminada.

O tipo mais simples e antigo de bobinas. Seu esquema de conexão pressupõe a presença de apenas uma bobina, que transmite um pulso de alta tensão a um comutador - um distribuidor. Já distribui alta tensão entre as velas dos cilindros, conforme a ordem de trabalho dos mesmos. Este esquema de conexão pode ser usado em sistemas de ignição de todos tipos existentes– eletrônico, contato e não contato.

O funcionamento da bobina é baseado no processo de indução eletromagnética - um impulso de alta voltagem ocorre quando pequenas correntes passam pelo enrolamento primário, excitando um campo magnético no enrolamento de alta voltagem, que provoca um poderoso impulso que entra nas velas.

Bobina de tipo individual

Os sistemas de ignição eletrônica só podem funcionar com essas bobinas. Eles diferem no esquema de conexão e na aparência - cada vela possui sua própria bobina e isso contribui para uma sincronização muito melhor das fases de distribuição de gás com o momento de ignição da mistura de gasolina e ar.

As bobinas de design individual são secas e possuem partes eletrônicas do dispositivo de ignição em seu design. Os enrolamentos são dispostos na ordem inversa e a corrente do enrolamento secundário vai direto para os contatos da vela. O design dessas bobinas pressupõe a presença de um diodo que corta altas correntes.

Bobinas de ignição dupla

Finalidade da bobina de ignição

A bobina de ignição é um dos elementos mais importantes para a ignição do combustível nos cilindros do motor. É um dispositivo que consome corrente de baixa voltagem de uma bateria de carro e a converte em pulsos de alta voltagem. Eles no momento certo formam uma faísca entre os eletrodos da vela de ignição e inflamam a mistura ar-combustível.

Projeto

O dispositivo da bobina de ignição é semelhante a um transformador: também possui dois enrolamentos (primário e secundário) no núcleo, e um dispositivo especial converte a corrente contínua da bateria em pulsada, cuja tensão sobe vários milhares de vezes de acordo com a lei da indução eletromagnética. Nos sistemas de ignição de carros mais antigos, havia apenas um desses nós. Os pulsos dele foram aplicados alternadamente a todas as velas através do distribuidor e dos fios de alta tensão. Mas em Ultimamente nas máquinas, é cada vez mais comum um sistema com a retirada de uma bobina separada para cada cilindro.

Diagnóstico fechando a vela de ignição ao corpo

Sem este dispositivo, o carro não consegue dar partida. Portanto, verificar a bobina de ignição é a operação que qualquer motorista deve ser capaz de realizar. A maneira mais comum é desparafusar as velas de ignição do cilindro e colocá-las em curto com a caixa do motor e tentar ligar o carro. Se uma faísca saltar entre os eletrodos, a bobina de ignição está funcionando. Caso contrário, provavelmente o problema está neste dispositivo. Mas muitos motoristas têm a opinião de que, com esse método de verificação, a bobina de ignição pode ser danificada.

Diagnóstico por medição de resistência

Existe uma alternativa segura, mas neste caso você precisará de um ohmímetro. O método consiste em medir a resistência dos enrolamentos. Seus valores exatos são indicados em livros de referência técnica, mas geralmente uma bobina de ignição em funcionamento tem uma resistência de 16-17 KΩ no enrolamento primário. Se for encontrada uma forte discrepância com este valor, ou mesmo uma quebra (resistência infinita) ou um curto-circuito (o valor tenderá a zero), então provavelmente esta unidade está com defeito.

Métodos alternativos de diagnóstico

Outra forma é instalar sua bobina em outra máquina. Nesse caso, você definitivamente saberá se esse componente está funcionando. A dificuldade é que o carro deve ser da mesma marca e da mesma configuração que o seu, e você também precisa do consentimento do dono. Existem também sinais visuais de falha da bobina: cheiro de isolamento queimado ou vestígios de quebra (presença de pontos pretos queimados no corpo e nos enrolamentos).

É possível reparar a bobina de ignição

O que fazer se for constatado um mau funcionamento deste componente do sistema de ignição? Apenas troque - a bobina não pode ser consertada. Mais precisamente, pode ser consertado, mas a complexidade da substituição dos enrolamentos torna essa operação não lucrativa.

Metodologia de trabalho

Lembre-se das precauções de segurança para todas as manipulações com o sistema de ignição, pois a tensão da bobina pode chegar a 20-25 mil volts. Use ferramentas com cabos isolados eletricamente e não trabalhe em áreas úmidas ou na chuva. Se você não conseguir encontrar sozinho a causa do mau funcionamento do carro, entre em contato com um serviço especializado. Boa sorte nas estradas!

A bobina de ignição é o segundo elemento na sequência do sistema de ignição do motor do carro. O funcionamento da bobina de ignição é semelhante às funções de um transformador e baseia-se na conversão da baixa tensão da bateria (arranque) do veículo em alta tensão gerada pelas velas de ignição, pelo que a mistura ar-combustível é inflamado.

A bobina consiste em enrolamentos primários e secundários, um núcleo de ferro e um invólucro com isolamento. No núcleo, recrutado de placas de metal finas, são enrolados dois enrolamentos de fio de cobre grosso e fino.

O princípio de funcionamento da bobina de ignição é semelhante ao de um transformador. Quando a tensão é aplicada ao circuito primário, um campo magnético é criado na bobina. O enrolamento secundário da bobina de ignição é auto-induzido e gera uma tensão. A tensão transformada é aplicada às velas de ignição através do quadro, e a descarga de alta tensão continua até que a energia criada pela bobina seja consumida.

variedades de bobinas

Até o momento, existe um número suficiente de tipos de bobinas de ignição que podem ser instaladas tanto em carros domésticos antigos com motores de carburador quanto em mais carros modernos com injeção direta de combustível.

As bobinas de ignição da carcaça são instaladas em veículos com distribuição de ignição mecânica, onde o distribuidor, girando, fornece alta tensão para cada vela em uma determinada sequência. Este método de comutação e distribuição de tensão não é usado na indústria automotiva moderna devido à curta vida útil e baixa confiabilidade.

Uma bobina com distribuição eletrônica de ignição, ou bobina de distribuição, não requer um interruptor de cascata de contato adicional para sua operação, pois com o desenvolvimento de tecnologias em microeletrônica, tornou-se possível integrar tal interruptor de ignição na própria bobina. Esta bobina é adequada para carros com distribuição de ignição mecânica.

A bobina de ignição de dupla faísca permite que a tensão seja gerada para as velas de ignição simultaneamente em dois cilindros do motor por rotação do virabrequim, enquanto a coordenação entre o sistema de ignição e o eixo de cames não é necessária. É aconselhável usar essas bobinas apenas em motores com número par de cilindros, por exemplo, para um motor de quatro cilindros, você precisará de duas bobinas, com seis - três, respectivamente, com oito - quatro.

A bobina de ignição plug-in "inteligente" é de faísca única e é montada diretamente em cada vela de ignição. O design e as características funcionais de tal bobina permitem abandonar o uso de fios de alta tensão no sistema, mas, ao mesmo tempo, são necessários grampos de conexão (terminais) projetados para alta tensão. Devido à sua compacidade, essas bobinas são usadas em carros com pouco espaço livre no compartimento do motor, mas compacto não significa ineficiente. A bobina do plugue pode competir facilmente com suas contrapartes.

As vantagens da bobina são:

1. A mais ampla gama de configurações de ponto de ignição.
2. Diagnóstico de falhas de ignição dos enrolamentos primário e secundário.
3. Supressão de faísca no circuito secundário usando um diodo de alta tensão.

Esses dispositivos são usados ​​\u200b\u200bpara motores com qualquer número de cilindros; no entanto, a sincronização com a posição da árvore de cames usando um sensor apropriado é estritamente necessária aqui.

Mau funcionamento da bobina e seus diagnósticos

A bobina de ignição é um elemento bastante confiável do sistema, mas todos os tipos de mau funcionamento, muitas vezes associados ao não cumprimento das regras de operação, não a contornam. Considere os sinais mais comuns de uma bobina de ignição com defeito:

• Velocidade do motor instável em marcha lenta.
• Falhas do motor com uma abertura brusca do acelerador.
• O cheque disparou.
• Não há faísca.

Em primeiro lugar, em caso de avaria no sistema de ignição, deve inspecionar visualmente a bobina e encontrar fissuras, carbonização, bem como verificar a sua temperatura e humidade. Se a bobina de ignição estiver aquecida, isso pode indicar que ocorreu um circuito entre espiras e o dispositivo deve ser substituído. A alta umidade no local onde está localizada a bobina de ignição também pode afetar o funcionamento do motor. Se a bobina estiver seca, sem rachaduras, fuligem e não quente, mas ainda assim houver mau funcionamento do sistema, é necessário diagnosticá-la.

Se o carro não der partida, ou seja, o motor de partida gira, mas o motor não pega a ignição, isso pode significar que não há faísca na bobina de ignição.

1. Como testar a operabilidade da bobina de ignição para um sistema de distribuição de ignição sem contato? É necessário desconectar o fio de alta tensão localizado no centro do distribuidor de ignição e colocar esse fio a uma distância de cerca de 5 milímetros da caixa metálica do motor. Em seguida, giramos o virabrequim do motor com o motor de partida e observamos a presença de uma faísca no vão entre a parte de contato do fio de alta tensão, que foi desconectado do distribuidor, e a carcaça do motor (terra).
2. Em um sistema de ignição por contato, este procedimento exclui o acionamento do virabrequim por um motor de partida, a saber: remova a tampa do distribuidor de ignição e coloque os contatos do disjuntor de tensão no estado fechado. Em seguida, ligamos a ignição com a alavanca do disjuntor, abrimos e fechamos os contatos. A presença de uma faísca no espaço entre o fio e o solo nos informa sobre o correto funcionamento da bobina de ignição.

Se o diagnóstico da bobina de ignição revelou a ausência de faísca, é necessário verificar a resistência da bobina de ignição. Para fazer isso, você precisa de um multímetro convencional ou um ohmímetro e certificado técnico na bobina, onde você pode ver seus parâmetros, incluindo a resistência dos enrolamentos. Antes de verificar a bobina de ignição, desconecte todos os fios e meça a resistência de ambos os enrolamentos um a um, sendo que a resistência do enrolamento primário deve ser menor que a do secundário. Se durante as medições descobriu-se que a resistência de ambos os enrolamentos correspondia aos parâmetros de fábrica, e ao verificar “para uma faísca” não havia tal faísca, então podemos concluir que houve uma quebra do isolamento entre as voltas e o habitação.

Substituição da bobina de ignição

Se a bobina falhar e não puder ser reparada, ela deve ser substituída. Você pode comprar exatamente o mesmo original ou pode escolher um semelhante, embora suas características não devam diferir em mais de 20 a 30 por cento, além de ter a mesma montagem e design. Por exemplo, para carros domésticos VAZ-2108 - 2109 com bobinas eletrônicas 27.3705 de um fabricante nacional, a bobina Bosch 0.221.122.022, que não difere muito em parâmetros, serve. Nesse caso, o spread dos parâmetros será de 10 a 15%.

Resumindo, pode-se notar que, ao escrever o artigo, foram utilizadas informações reais sobre os problemas enfrentados por cada motorista. Todas as bobinas praticamente não diferem umas das outras quanto ao princípio de operação, mas nem todas são intercambiáveis, por exemplo, bobinas com distribuição de ignição mecânica não poderão funcionar com distribuição sem contato e vice-versa.

Independentemente do sistema de gerenciamento do motor, princípio de funcionamento da bobina de ignição continua sem alteração. O objetivo funcional do dispositivo de ignição por bobina é converter a corrente de bordo de baixa tensão proveniente da bateria do carro em alta tensão.

A função da bobina é constante para todos os sistemas de ignição que são este momento Até agora, apenas três foram desenvolvidos:

• com controle de contato;
• com controle eletrônico;
• com controle sem contato.

O princípio de operação da bobina de ignição é baseado nas leis físicas, que quase todos nós conhecemos enquanto estudamos na escola. De forma simplificada, esta peça chave do sistema de ignição pode ser representada como um transformador elevador com enrolamento duplo.

Na classificação de equipamentos automotivos, três tipos de bobinas de alta tensão:

• com design individual;
• com corpo duplo;
• execução geral.

Bobina de tipo de design individual

Este tipo de bobina é instalado junto com a ignição, cujo funcionamento é totalmente controlado eletronicamente e sem partes mecânicas. Tal sistema é geralmente chamado de direto, pois a ignição é produzida por meio de uma descarga de um capacitor.

O design desse sistema prevê a instalação do corpo da bobina diretamente na vela, daí o nome desse tipo de bobina.

Parte funcional principal A bobina consiste em voltas de fio de cobre para a recepção de tensão primária e circuito de conversão secundário. característica distintivaé a localização do enrolamento primário dentro do conversor secundário. O primeiro circuito inclui um núcleo interno no enrolamento primário e o circuito secundário na forma de um invólucro externo gira em torno do enrolamento secundário.

Um capacitor de ignição é colocado sob o invólucro do corpo da bobina de um projeto individual. A corrente de alta tensão gerada no enrolamento secundário é fornecida ao contato da vela, em cujo contato a bobina está instalada.

Para isso, foi introduzida no projeto uma ponta especial, composta por uma haste que fica em contato direto com a vela, uma mola de pressão e um isolador. A corrente é cortada por um diodo.