CEWKA ZAPŁONOWA

Konwencjonalna cewka zapłonowa jest konstrukcyjnie podobna do transformatora. Zadaniem cewki zapłonowej jest generowanie wysokiego napięcia z niskiego napięcia. Obok żelaznego rdzenia podstawowymi elementami są uzwojenie pierwotne, uzwojenie wtórne i złącza elektryczne.

Płytkowy rdzeń żelazny służy do wzmacniania pola magnetycznego. Wokół tego rdzenia owinięte jest cienkie uzwojenie wtórne. Jest ono wykonane z izolowanego drutu miedzianego o grubości ok. 0,05–0,1 mm i posiada nawet do 50 000 zwojów. Uzwojenie pierwotne jest wykonane z lakierowanego drutu miedzianego o grubości ok. 0,6–0,9 mm i jest nałożone na uzwojenie wtórne. Rezystancja omowa cewki wynosi ok. 0,2–3,0 Ω po stronie pierwotnej i ok. 5–20 kΩ po stronie wtórnej. Stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do wtórnego wynosi 1:100. W zależności od zakresu zastosowania cewki zapłonowej jej budowa może być różna. W przypadku konwencjonalnych cewek zapłonowych złącza elektryczne są oznaczane jako zacisk 15 (zasilanie), zacisk 1 (przerywacz zapłonu) i zacisk 4 (złącze wysokiego napięcia).

Uzwojenie pierwotne ma wspólne połączenie z uzwojeniem wtórnym do zacisku 1. Wspólne połączenie jest nazywane „złączem oszczędnościowym” i stanowi uproszczenie produkcji cewek. Prąd pierwotny przepływający przez uwojenie pierwotne jest włączany i wyłączany przez przerywacz zapłonu. Wysokość prądu zależy od rezystancji cewki oraz od napięcia przyłożonego do zacisku 15. Przerywacz powoduje gwałtowną zmianę prądu, która zmienia pole magnetyczne w cewce i indukuje impuls napięcia, który w uzwojeniu wtórnym jest przekładany na impuls wysokiego napięcia. Poprzez kable zapłonowe jest on przesyłany do świecy zapłonowej, gdzie na przerwie pomiędzy stykami powoduje wystąpienie iskry prowadzącej do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku z zapłonem iskrowym.

Wysokość indukowanego wysokiego napięcia zależy od prędkości zmiany pola magnetycznego, liczby zwojów cewki wtórnej oraz od natężenia pola magnetycznego. Bierne napięcie indukcyjne uzwojenia pierwotnego wynosi od 300 do 400 V. Wysokie napięcie w cewce wtórnej może wynosić do 40 kV, w zależności od cewki zapłonowej.

Te cewki zapłonowe są stosowane w pojazdach z rozdzielaczem zapłonu i stykowym lub tranzystorowym układem zapłonowym. Trzystykowe złącze elektryczne jest identyczne jak w przypadku konwencjonalnej cewki zapłonowej.

Obwód pierwotny jest zasilany przez zacisk 15. Do zacisku 1 cewki zapłonowej podłączany jest przerywacz zapłonu, który zasila masą uzwojenie pierwotne. Wysokie napięcie do rozdzielacza zapłonu jest wyprowadzone na zacisku 4. O ile w starszych pojazdach nadal stosowane są konwencjonalne cewki zapłonowe, obecnie w pojazdach z tranzystorowymi układami zapłonowymi wykorzystywane są cewki zapłonowe ze zintegrowanymi aparatami zapłonowymi.

Dwuiskrowe cewki zapłonowe są montowane w bezrozdzielaczowych układach zapłonowych. Są one stosowane w silnikach o parzystej liczbie cylindrów.

Uzwojenie pierwotne i wtórne dwuiskrowej cewki zapłonowej posiadają po dwa złącza.

Uzwojenie pierwotne jest połączone przez zacisk 15 z napięciem zasilania (plusem), a przez zacisk 1 (masę) ze stopniem mocy urządzenia zapłonowego lub sterownika. Wyjścia uzwojenia wtórnego (4 i 4a) są podłączone do świec zapłonowych.

W przypadku takiego systemu jedna cewka zapłonowa dostarcza wysokie napięcie do dwóch świec zapłonowych. Ponieważ cewka zapłonowa generuje jednocześnie dwie iskry, świeca zapłonowa jednego cylindra musi znajdować się w suwie pracy, a drugiego cylindra przesunięta o 360° w suwie wydechu.

W czterocyindrowym silniku do jednej cewki zapłonowej podłączone są odpowiednio cylinder 1 i 4, a do drugiej cylinder 2 i 3. Cewki zapłonowe są sterowane przez stopnie mocy zapłonu w sterowniku. Otrzymuje on sygnał GMP od czujnika wału korbowego, co rozpoczyna proces wysterowania właściwej cewki zapłonowej.

W przypadku systemów z jednoiskrowymi cewkami zapłonowymi każdy cylinder jest wyposażony w oddzielną cewkę zapłonową z uzwojeniem pierwotnym i wtórnym. Te cewki zapłonowe są z reguły montowane bezpośrednio w głowicy cylindrów, nad świecami zapłonowymi.

Także w przypadku tych cewek uzwojenie pierwotne jest połączone ze sterownikiem przez zacisk 15 (plus napięcia zasilania) i zacisk 1 (masę). Wyjście uzwojenia wtórnego na zacisku 4 jest podłączone do świecy zapłonowej. Jeżeli występuje dodatkowy zacisk 4b, to jest on wykorzystywany do monitorowania przerw zapłonu. Wysterowanie ma miejsce w kolejności określonej przez sterownik.

Schemat połączeń jednoiskrowej cewki zapłonowej odpowiada schematowi cewki konwencjonalnej. Dodatkowo we wtórnym obwodzie prądowym stosowana jest dioda wysokonapięciowa, zapobiegająca tak zwanej iskrze zwierania. Ta dioda tłumi niepożądaną iskrę, powstającą przy włączaniu obwodu pierwotnego w uzwojeniu wtórnym wskutek samoindukcji. Jest to możliwe, gdyż napięcie wtórne iskry zwierania ma przeciwną biegunowość do iskry zapłonowej. W tym kierunku dioda blokuje przewodzenie.

W przypadku jednoiskrowych cewek zapłonowych drugie wyjście uzwojenia wtórnego jest łączone z masą przez zacisk 4b. Do nadzoru zapłonu w przewodzie masy montowany jest rezystor pomiarowy, przedstawiający jako wielkość pomiarową dla sterownika spadek napięcia powodowany przez prąd zapłonowy podczas przeskoku iskry.

• Silnik nie daje się uruchomić
• W pojeździe występują przerwy zapłonu
• Słabe przyspieszanie lub utrata mocy
• Sterownik silnika przełącza na tryb awaryjny
• Świeci lampka kontrolna silnika
• Zapisanie kodu usterki

Możliwe jest wykonywanie następujących badań:

Kontrola wzrokowa

• Sprawdzić cewkę zapłonową, czy nie wykazuje uszkodzeń mechanicznych.
• Sprawdzić obudowę, czy nie wykazuje mikropęknięć lub wydostawania się masy do zalewania.
• Sprawdzić okablowanie elektryczne i połączenia wtykowe, czy nie są uszkodzone lub utlenione.

Sprawdzanie elektryczne miernikiem uniwersalnym lub oscyloskopem

• Sprawdzić napięcie zasilania cewki zapłonowej
• Sprawdzić sygnał sterujący od rozdzielacza zapłonu, sterownika zapłonu lub sterownika silnika
• Widok przebiegu sygnału wysokiego napięcia na oscyloskopie lub oscyloskopie zapłonowym

Badanie przy użyciu testera diagnostycznego

• Odczytać pamięć błędów układu zapłonowego lub ukłaadu sterowania silnika
• Odczytać parametry

Podczas wszystkich prac kontrolnych przy układzie zapłonowym nie wolno zapominać, że usterki stwierdzone oscyloskopem mogą być nie tylko konsekwencją problemów elektroniki, lecz także mogą być powodowane przez usterki mechaniczne związane z silnikiem. Może to mieć miejsce na przykład w przypadku, gdy kompresja jednego z cylindrów jest zbyt niska i przez to napięcie zapłonu pokazywane na oscyloskopie jest niższe od napięcia dla pozostałych cylindrów.

• Klient zgłasza zakłócenie działania systemu sterowania silnikiem.
• Informacja ostrzegawcza w zestawie wskaźników:

Usterka: system nadzorowania silnika.