Högspänningsspole. Principen för driften av tändspolen. Dess typer och enhet

Den används som högspänningstransformator - lagring el. energi i induktansen, för att skapa en ljusbågsurladdning på tändstiftets elektroder, som varar 1-3 ms.

FUNKTIONSPRINCIP

Ris. Sektionständspole: 1 - isolator; 2 - hölje, 3 - isolerande papper, 4 - primärlindning, 5 - sekundärlindning, 6 - primärlindningsutgång (beteckningar: "1", "-", "K"), 7 - kontaktskruv, 8 - central terminal högspänning, 9 - lock, 10 - strömterminal (beteckningar: "+B", "B", "+", "15"), 11 - kontaktfjäder, 12 - fäste, 13 - yttre tråd, 14 - kärna.

Figuren visar en sektionsvy av tändspolen och ett av lindningskopplingsdiagrammen. Låt oss upprepa vad vi sa tidigare: spole- en transformator med två lindningar lindade på en speciell kärna.

Först lindas sekundärlindningen med en tunn tråd och ett stort antal varv, och primärlindningen lindas ovanpå den med en tjock tråd och ett litet antal varv. När kontakterna är slutna (eller på annat sätt) ökar primärströmmen gradvis och når det maximala värdet som bestäms av spänningen batteri och ohmsk resistans hos primärlindningen. Primärlindningens stigande ström möter resistansen hos emk. självinduktion riktad motsatt batterispänningen.

När kontakterna är slutna flyter en ström genom primärlindningen och skapar ett magnetfält i den, som också korsar sekundärlindningen och en högspänningsström induceras i den. I ögonblicket för öppning av brytarens kontakter, både i primär- och sekundärlindningarna, induceras emk. självinduktion. Enligt induktionslagen, ju högre sekundärspänningen är, desto snabbare försvinner det magnetiska flödet som skapas av den magnetiska strömmen i primärlindningen, desto större är förhållandet mellan antalet varv och desto större är primärströmmen vid brottögonblicket. .

Denna design är typisk när man bygger tändsystem med brytarkontakter. Den ferromagnetiska kärnan kan mättas med primärström, vilket skulle leda till en minskning av energin som ackumuleras i magnetfältet. För att minska mättnaden används en öppen magnetisk krets. Detta gör att du kan skapa tändspolar med en primärlindningsinduktans på upp till 10 mH och en primärström på 3-4 A. Högre ström kan inte användas p.g.a. vid denna ström kan bränning av brytarkontakterna börja.

Om induktansen i spolen är Lk = 10 mH och strömmen I = 4 A, kan energin W på högst 40 mJ lagras i spolen med verkningsgrad = 50 % (W = Lk * I * I / 2 ). Vid ett visst värde på sekundärspänningen uppstår en elektrisk urladdning mellan tändstiftets elektroder. På grund av ökningen av strömmen i sekundärkretsen sjunker sekundärspänningen kraftigt till den så kallade bågspänningen, som stöder ljusbågsurladdningen. Bågspänningen förblir nästan konstant tills energireserven blir mindre än ett visst minimivärde. Den genomsnittliga varaktigheten för batteritändning är 1,4 ms. Detta är vanligtvis tillräckligt för att antända luft-bränsleblandningen. Därefter försvinner bågen; och restenergin spenderas på att upprätthålla dämpad spänning och strömsvängningar. Varaktigheten av ljusbågsurladdningen beror på mängden lagrad energi, blandningens sammansättning, vevaxelhastighet, kompressionsförhållande etc. Med en ökning av vevaxelns hastighet minskar tiden för brytarkontakternas stängda tillstånd och primärströmmen hinner inte öka till maxvärdet. På grund av detta minskar energin som lagras i det magnetiska systemet i tändspolen och sekundärspänningen minskar.

De negativa egenskaperna hos tändsystem med mekaniska kontakter uppträder vid mycket låga och höga vevaxelhastigheter. Vid låga hastigheter uppstår en ljusbågsurladdning mellan brytarkontakterna, som absorberar en del av energin, och vid höga hastigheter minskar sekundärspänningen på grund av brytarkontakternas "studs". Kontaktsystem har inte använts utomlands på länge. Bilar tillverkade på 80-talet strövar fortfarande runt på våra vägar.

Vissa tändspolar fungerar med ett extra motstånd. Ett funktionsdiagram över anslutningen av en sådan spole med ett kontakttändningssystem visas i närheten.

Ris. Anslutningsschema för tändspolen med ett kontakttändningssystem: 1 - tändstift, 2 - fördelare, 3 - startmotor, 4 - tändningslås, 5 - startmagnetrelä, 6 - extra motstånd, 7 - tändspole.

Anslutningsschemat för spollindningarna är annorlunda. I startlägen, när spänningen på batteriet sjunker, kortsluts det extra motståndet av hjälpkontakterna på startupprullningsreläet eller kontakterna på det extra startreläet, vilket ger tändspolens primärlindning en fungerande spänning på 7-8 V. I motordriftslägen är matningsspänningen 12-14 V. Ett extra motstånd lindas vanligtvis från konstantan eller nickeltråd. Om tråden är nickel, kallas ett sådant motstånd en variator på grund av förändringen i motståndet från mängden ström som flyter genom den: ju större strömmen är, desto högre uppvärmningstemperatur och desto högre motstånd. Vid ökade vevaxelhastigheter sjunker primärströmmen, uppvärmningen av variatorn försvagas och dess motstånd minskar. Tzh. Eftersom sekundärspänningen beror på brytströmmen i primärkretsen, gör användningen av en variator det möjligt att minska sekundärspänningen vid låg och öka den vid hög motorvevaxelhastighet.

I transistoriserade tändsystem bryts primärströmmen av en krafttransistor. I sådana system ökas primärströmmen till 10 - 11 A. Tändspolar används med låg resistans i primärlindningen och hög koefficient transformationer. Här är prover på oscillogram tagna i ett fungerande system på tändspolens primära och sekundära lindningar.

Ris. Oscillogram av primärlindningen.

Ris. Oscillogram av sekundärlindningen.

Formen på oscillogrammen är mycket lika, eftersom lindningarna på spolen är sammankopplade med en transformatoranslutning (ömsesidig induktion). Spolar av kontakt-transistor och transistor tändsystem har en klassisk design: oljefylld, med en öppen magnetisk krets, i ett metallhölje. Låt oss ge lite data om producerade inhemska tändspolar.

Som vatten från bordet skiljer sig tändspolarna i antal varv i lindningarna och omvandlingsförhållandet i olika tändsystem. Designen på spolarna skiljde sig lite åt.

PLATS

Under huven på stänkskärmen eller på skiljepanelen mellan motorrummet och fordonsinredningen. Ibland direkt på motorn.

FEL

Huvudfelet är ett brott i primär- eller sekundärlindningarna. Ibland utlöses oljetrycksavlastningsventilen av överhettning. Efter att ha tappat oljan går spolen sönder. Vissa spolar fortsätter att fungera även med ett avbrott i sekundärlindningen, medan strypgap observeras.

Under långvarig drift av fordonet förlorar de isolerande egenskaperna hos materialen som används i tändspolarna sina egenskaper och högspänningsutbränning uppstår, vilket gör att en del av laddningen "lämnas" till jord. Vid inspektion av tändspolen upptäcks ett sådant fel lätt av ett grått märke på ytan av spolisolatorn (liknande ett spår från enkel penna) eller utbränd svärta med en delvis förkolnad yta.

Det är nödvändigt att inspektera BB-kontakten på tråden som kommer ut ur tändspolen. I 70 % av fallen finns en oxiderad yta eller rost. Var noga med att kontrollera den centrala BB-kabeln i detta fall. Dess motstånd bör inte vara mer än 20 kOhm. En vanlig situation: BB-trådarna ringer, motståndet är upp till 20 kOhm, och förbränningsoscillogrammet på alla cylindrar är lika fel. Med en skarp strypning är förbränningsoscillogrammet ännu mer förvrängt, kaotiska gnistor observeras, och endast bytet av den centrala explosiva tråden ger ett positivt resultat.

Jobb bensinmotor Intern förbränning är möjlig endast om det finns en gnista i förbränningskammaren. Gnistan måste ges i tid och vara tillräckligt stark för att antända luft-bränsleblandningen. Bilens tändsystem är ansvarigt för denna process. Den består av många element och tändspolen spelar en mycket viktig roll i systemet.

Det är mycket svårt för en elektrisk gnista att bildas under förhållandena för ett dielektriskt medium skapat av bränsle-luftblandning i förbränningskammaren. Det minsta elektriska genombrottet under sådana förhållanden är endast möjligt i närvaro av en mycket hög spänning. En elektrisk impuls av sådan styrka kan helt enkelt inte uppstå vid en spänning på 12 volt, som bilens inbyggda strömförsörjningssystem har. Spänningen som kan orsaka en kortvarig gnista på tändstiftselektroderna måste vara minst tiotusentals volt.

För att skapa en puls med så hög spänning används en tändspole. Den är utformad för att omvandla spänning system ombord elektrisk utrustning på 6, 12 eller 24 volt i en kortvarig impuls med en spänning på upp till 30 000 volt. Enheten överför en impuls till ett ljus, där en gnista uppstår mellan dess kontakter, vilket är nödvändigt för att arbetsblandningen ska antändas.

Tändspolar av en eller annan konfiguration är installerade på alla förbränningsmotorer, utan undantag, som körs på bensin eller gas. Den används på alla typer av tändsystem utan undantag - kontakt, beröringsfri och elektronisk.

I grunden är tändspolen väldigt enkel. Den har två lindningar - primär och sekundär. En tråd med stort tvärsnitt skapar primärlindningen och sekundärlindningen lindas med en tunnare tråd och antalet varv kan vara upp till 30 000. Primärlindningen har cirka hundra varv. Lindningarna är placerade runt en metallstång - den sekundära lindningen är under, och den primära lindningen är lindad ovanpå den.

Båda lindningarna, liksom kärnan, är inneslutna i ett dielektriskt hölje, inuti vilket är transformatorolja. Hela aggregatet är en step-up transformator. En lågspänningsström appliceras på dess primärlindning och en högspänningspuls tas bort från sekundären.

Typer av spolar och deras anslutningsscheman

Med absolut samma design är spolarna anslutna enligt olika scheman som bestämmer typen av enhet:

• gemensam spole;
• individuell spole;
• dubbel- eller dubbelslutet.

Den enklaste och äldsta typen av spolar. Dess anslutningsschema förutsätter närvaron av endast en spole, som sänder en högspänningspuls till ett ställverk - en distributör. Den fördelar redan högspänning mellan cylindrarnas ljus, i enlighet med deras arbete. Detta anslutningsschema kan användas på alla tändsystem befintliga typer– elektronisk, kontakt och icke-kontakt.

Spolens funktion är baserad på processen med elektromagnetisk induktion - en högspänningsimpuls uppstår när små strömmar passerar genom primärlindningen, vilket exciterar ett magnetfält i högspänningslindningen, vilket orsakar en kraftig impuls som kommer in i ljusen.

Enskild typ av spole

Elektroniska tändsystem kan bara fungera med dessa spolar. De skiljer sig åt i anslutningsschemat och i utseende - varje ljus har sin egen spole och detta bidrar till mycket bättre synkronisering av gasdistributionsfaserna med antändningsögonblicket av blandningen av bensin och luft.

Spolar av individuell design är torra och har elektroniska delar av tändaren i sin design. Lindningarna är ordnade i omvänd ordning, och strömmen i sekundärlindningen går direkt till ljusets kontakter. Utformningen av dessa spolar förutsätter närvaron av en diod som skär av höga strömmar.

Dubbla tändspolar

Syftet med tändspolen

Tändspolen är ett av de viktigaste elementen för att tända bränslet i motorcylindrarna. Det är en enhet som förbrukar lågspänningsström från ett bilbatteri och omvandlar den till högspänningspulser. De bildar vid rätt tillfälle en gnista mellan tändstiftets elektroder och antänder bränsle-luftblandningen.

Design

Enheten för tändspolen liknar en transformator: den har också två lindningar (primär och sekundär) på kärnan, och en speciell enhet omvandlar batteriets likström till en pulsad, vars spänning stiger flera tusen gånger enligt lagen om elektromagnetisk induktion. I tändsystemen på äldre bilar fanns det bara en sådan nod. Pulser från den applicerades växelvis på alla ljusen genom distributören och högspänningsledningar. Men i Nyligen på maskiner är ett system med borttagning av en separat spole för varje cylinder allt vanligare.

Diagnos genom att stänga tändstiftet till kroppen

Utan denna enhet kan bilen inte starta. Därför är kontroll av tändspolen den operation som alla bilister borde kunna utföra. Det vanligaste sättet är att skruva loss tändstiften från cylindern och kortsluta dem till motorhuset och sedan försöka starta bilen. Om en gnista hoppar mellan elektroderna, fungerar tändspolen. Om inte, är problemet troligen i den här enheten. Men många bilister har en åsikt att med denna kontrollmetod kan tändspolen skadas.

Diagnos genom motståndsmätning

Det finns ett säkert alternativ, men i det här fallet behöver du en ohmmeter. Metoden består i att mäta lindningarnas motstånd. Deras exakta värden anges i tekniska referensböcker, men vanligtvis har en fungerande tändspole ett motstånd på 16-17 KΩ på primärlindningen. Om en stark avvikelse med denna siffra hittas, eller till och med ett avbrott (oändligt motstånd) eller en kortslutning (värdet kommer att tendera till noll), är den här enheten troligen felaktig.

Alternativa diagnostiska metoder

Ett annat sätt är att installera din rulle på en annan maskin. I det här fallet kommer du definitivt att veta om den här komponenten fungerar. Svårigheten är att bilen måste vara av samma märke och samma konfiguration som din, och du behöver också samtycke från dess ägare. Det finns också visuella tecken på spolfel: lukten av bränd isolering eller spår av sammanbrott (närvaron av svarta brända punkter på kroppen och lindningar).

Är det möjligt att reparera tändspolen

Vad ska man göra om det uppstår ett fel på denna komponent i tändsystemet? Byt bara - spolen kan inte repareras. Mer exakt kan det repareras, men komplexiteten i att ersätta lindningarna gör en sådan operation olönsam.

Arbetsmetodik

Kom ihåg säkerhetsåtgärder för alla manipulationer med tändsystemet, eftersom spolspänningen kan nå 20-25 tusen volt. Använd verktyg med elektriskt isolerade handtag och arbeta inte i fuktiga utrymmen eller i regn. Om du inte kan hitta orsaken till bilfelet på egen hand, kontakta en specialiserad service. Lycka till på vägarna!

Tändspolen är det andra elementet i sekvensen av bilmotorns tändsystem. Driften av tändspolen liknar funktionerna hos en transformator och är baserad på omvandlingen av lågspänning från fordonets batteri (startbatteri) till högspänning genererad för tändstift, som ett resultat av vilken luft-bränsleblandningen är antändes.

Spolen består av primär- och sekundärlindningar, en järnkärna och ett hus med isolering. På kärnan, rekryterad från tunna metallplattor, lindas två lindningar av tjock och tunn koppartråd.

Principen för driften av tändspolen liknar den för en transformator. När spänning läggs på primärkretsen skapas ett magnetfält i spolen. Tändspolens sekundärlindning är självinducerad och genererar en spänning. Den transformerade spänningen appliceras på tändstiften genom ställverket, och högspänningsurladdningen fortsätter tills energin som skapas av spolen är förbrukad.

Varianter av spolar

Hittills finns det ett tillräckligt antal typer av tändspolar som kan installeras både på gamla husbilar med förgasarmotorer och på fler moderna bilar med direkt bränsleinsprutning.

Huständspolar är installerade på fordon med mekanisk tändfördelning, där fördelaren, roterande, levererar högspänning till varje tändstift i en viss sekvens. Denna metod för omkoppling och spänningsfördelning används inte i modern bilindustri på grund av kort livslängd och låg tillförlitlighet.

En spole med elektronisk tändfördelning, eller en fördelningsspole, kräver ingen extra kontaktkaskadbrytare för sin funktion, eftersom det med utvecklingen av teknologier inom mikroelektronik har blivit möjligt att integrera en sådan tändbrytare i själva spolen. Denna spole är lämplig för bilar med mekanisk tändfördelning.

Tändspolen med dubbla gnistor gör att spänningen kan genereras för tändstiften samtidigt i två motorcylindrar per varv på vevaxeln, medan koordination mellan tändsystemet och kamaxeln inte krävs. Det är tillrådligt att endast använda sådana spolar i motorer med ett jämnt antal cylindrar, till exempel för en motor med fyra cylindrar behöver du två spolar, med sex - tre respektive med åtta - fyra.

Den "intelligenta" plug-in tändspolen är en gnista och är monterad direkt på varje tändstift. Designen och funktionella egenskaperna hos en sådan spole gör det möjligt att överge användningen av högspänningsledningar i systemet, men samtidigt krävs anslutningsklämmor (terminaler) utformade för högspänning. På grund av sin kompakthet används dessa spolar i bilar med en liten mängd ledigt motorrumsutrymme, men kompakt betyder inte ineffektiv. Pluggspolen kan lätt konkurrera med sina motsvarigheter.

Fördelarna med spolen är:

1. Det bredaste utbudet av inställningar för tändningstid.
2. Diagnos av feltändningar från primär- och sekundärlindningarna.
3. Gnistdämpning i sekundärkretsen med hjälp av en högspänningsdiod.

Sådana anordningar används för motorer med valfritt antal cylindrar, men synkronisering med kamaxelns position med hjälp av en lämplig sensor är strikt nödvändig här.

Spolefel och deras diagnostik

Tändspolen är ett ganska pålitligt element i systemet, men alla typer av funktionsfel, ofta förknippade med bristande efterlevnad av driftreglerna, går inte förbi det. Tänk på de vanligaste tecknen på en felaktig tändspole:

• Instabilt motorvarvtal på tomgång.
• Motorhaverier med en skarp öppning av gasreglaget.
• Checken tändes.
• Det finns ingen gnista.

Först och främst, i händelse av ett haveri i tändsystemet, bör du visuellt inspektera spolen och hitta sprickor, förkolning, samt kontrollera dess temperatur och fuktighet. Om tändspolen är uppvärmd kan detta tyda på att en interturn-krets har inträffat och att enheten måste bytas ut. Hög luftfuktighet på den plats där tändspolen är placerad kan också påverka motorns funktion. Om spolen är torr, utan sprickor, sot och inte varm, men det fortfarande finns ett fel i systemet, är det nödvändigt att diagnostisera det.

Om bilen inte startar, det vill säga startmotorn roterar, men motorn inte tar upp tändningen, kan det betyda att det inte finns någon gnista från tändspolen.

1. Hur testar man tändspolen för funktion för ett kontaktlöst tändsystem? Det är nödvändigt att koppla bort högspänningsledningen som finns i mitten av tändningsfördelaren och placera denna ledning på ett avstånd av cirka 5 millimeter från motorns metallhölje. Sedan rullar vi motorns vevaxel med startmotorn och observerar närvaron av en gnista i gapet mellan kontaktdelen av högspänningstråden, som kopplades bort från distributören, och motorhuset (jord).
2. I ett kontakttändningssystem utesluter denna procedur vevaxelvevning av en startmotor, nämligen: ta bort locket på tändningsfördelaren och ställ in spänningsbrytarens kontakter till stängt tillstånd. Sedan slår vi på tändningen med brytarspaken, öppnar och stänger kontakterna. Närvaron av en gnista i gapet mellan tråden och marken talar om för oss om hur tändspolen fungerar.

Om diagnostiken av tändspolen avslöjade frånvaron av en gnista, måste du kontrollera motståndet hos tändspolen. För att göra detta behöver du en konventionell multimeter, eller en ohmmeter och tekniskt certifikat på spolen, där du kan se dess parametrar, inklusive lindningarnas motstånd. Innan du kontrollerar tändspolen, koppla bort alla ledningar och mät motståndet för båda lindningarna en efter en, medan resistansen i primärlindningen ska vara mindre än den sekundära. Om det under mätningarna visade sig att motståndet hos båda lindningarna motsvarade fabriksparametrarna, och när man kontrollerade "för en gnista" fanns det ingen sådan gnista, så kan vi dra slutsatsen att det fanns en nedbrytning av isoleringen mellan varven och fall.

Byte av tändspolen

Om spolen går sönder och inte kan repareras måste den bytas ut. Du kan köpa exakt samma original, eller så kan du hämta en liknande, medan deras egenskaper inte bör skilja sig med mer än 20-30 procent, samt ha samma montering och design. Till exempel, för inhemska bilar VAZ-2108 - 2109 med elektroniska spolar 27.3705 från en inhemsk tillverkare, kommer Bosch-spolen 0.221.122.022, som inte är mycket annorlunda i parametrar, att fungera. I det här fallet kommer spridningen av parametrar att vara från 10 till 15%.

Sammanfattningsvis kan det noteras att när man skrev artikeln användes verklig information om de problem som varje förare stod inför. Alla spolar skiljer sig praktiskt taget inte från varandra när det gäller funktionsprincipen, men alla är inte utbytbara, till exempel kommer spolar med mekanisk tändningsfördelning inte att kunna arbeta med kontaktlös distribution och vice versa.

Oavsett motorstyrningssystem, arbetsprincipen för tändspolen förblir oförändrad. Det funktionella syftet med spoltändningsanordningen är att omvandla lågspänningsströmmen ombord från bilbatteriet till högspänning.

Spolens funktion är konstant för alla tändsystem som är det här ögonblicket Hittills har bara tre utvecklats:

• med kontaktkontroll;
• med elektronisk kontroll;
• med kontaktlös kontroll.

Principen för driften av tändspolen är baserad på fysiska lagar, som nästan var och en av oss kände till när vi studerade i skolan. I en förenklad form kan denna nyckeldel av tändsystemet representeras som en step-up transformator med dubbellindning.

I klassificeringen av fordonsutrustning, tre typer av högspänningsspolar:

• med individuell design;
• med dubbel kropp;
• allmänt utförande.

Spole av individuell designtyp

Denna typ av spolar installeras tillsammans med tändning, vars funktion är helt elektroniskt styrd och utan mekaniska delar. Ett sådant system kallas vanligtvis direkt, eftersom tändningen produceras med hjälp av en urladdning från en kondensator.

Utformningen av ett sådant system möjliggör installation av spolkroppen direkt på ljuset, därav namnet på denna typ av spolar.

Huvudsaklig funktionsdel Spolen består av varv av koppartråd för primär spänningsmottagning och sekundär omvandlingskrets. Särskiljande dragär platsen för primärlindningen inuti den sekundära omvandlaren. Den första kretsen inkluderar en intern kärna i primärlindningen, och sekundärkretsen i form av ett yttre hölje går runt sekundärlindningen.

En tändkondensator är innesluten under höljet på spolkroppen av en individuell design. Högspänningsströmmen som genereras i sekundärlindningen matas till kontakten på ljuset, på vars kontakt spolen är installerad.

För att göra detta infördes en speciell spets i designen, bestående av en stång som är i direkt kontakt med ljuset, en tryckfjäder och en isolator. Strömmen bryts av en diod.