Запалителни бобини - видове, устройство, принцип на действие
Задачи на запалителната бобина
Запалителната бобина съхранява енергия и генерира високо напрежение, за да произведе искра на електрода на запалителната свещ.
Функцията на запалителната бобина се основава на закона на индукцията: запалителната бобина се състои от магнитно мека желязна сърцевина, първична намотка от меден проводник с малък брой навивки (сечение приблизително 0,75 mm 2 ) и вторична намотка от медна жица с голям брой навивки (сечение приблизително 0,63 mm 2 ). Съотношението на завоите е приблизително 1:200.
Енергията, доставена от батерията, се изключва от крайния контролен етап в необходимата точка на запалване. Магнитното поле на първичната намотка се прехвърля към вторичната намотка. Генерираното напрежение във вторичната намотка зависи от броя на завоите. Това високо напрежение се използва за искра на електрода на свещта.
При оптимален състав на сместа, енергията на запалване трябва да бъде приблизително 0,2 mJ, с по-бедна или по-богата смес, приблизително 3 mJ. На практика обаче консумацията на енергия е много по-висока.
Генерираната енергия в съвременните системи за запалване достига от 60 до 200 mJ. Това означава, че контактът с проводими части с високо напрежение може да бъде животозастрашаващ!
Условия в системата за запалване
Съхранение на енергия: по време на цикъла на зареждане бобината съхранява енергия в магнитната верига. Приложен е ток - намотката се зарежда (първичната верига на намотката е затворена, веригата на вторичната намотка е отворена). При дадена точка на запалване първичната верига се отваря.
Индуцирано напрежение: Всяка промяна в тока в индуктор (бобина) променя напрежението. Генерира се вторично високо напрежение.
Високо напрежение: точно както при трансформатор, генерираното високо напрежение зависи от броя на навивки на първичната/вторичната намотка. След достигане на необходимото напрежение на пробив, намотката се разрежда с образуване на искра (пробив).
Запалителна искра: след подаване на високо напрежение към запалителната свещ, натрупаната енергия се изхвърля в искровия канал (първичната токова верига е отворена, вторичната верига е затворена).
Време на затваряне (зареждане на бобината)
В контактно-разпределителната система за запалване се определя продължителността на времето, през което контактът на прекъсвача е затворен.
Електронната система за запалване предписва продължителността на времето, през което протича първичният ток. Първичната намотка на бобината е свързана.
Запалителна система с контактен прекъсвач
Електронна система за запалване
РАЗНООБРАЗИЕ ОТ НАМОТИНИ
На практика има основно 3 типа: система за запалване с ротационен разпределител, бобина за запалване с двойна искра и бобина за запалване с една искра.
Стандартна запалителна бобина за двигатели с ротационно разпределение на високо напрежение (ROV)
Контрол на зарядния ток чрез прекъсвач. Тук високото напрежение се генерира централно от една бобина за запалване и механично се разпределя от разпределителя на запалването към отделните свещи. В съвременните системи за управление на двигателя този тип разпределение на напрежението вече не е от значение.
Запалителна бобина с двойна искра (в двигатели с четен брой цилиндри)
И двете връзки за високо напрежение са свързани последователно към две запалителни свещи, чийто ред на запалване е на 360° оборот на коляновия вализместени един спрямо друг. Бобината за запалване генерира запалителна искра едновременно за две свещи: едната е разположена в цилиндъра, в който се компресира сместа въздух-гориво, а втората е в цилиндъра, който по това време е в изпускателния ход. В цилиндър с високо налягане (с такт на компресия) възниква работеща основна искра на запалване, в по-малко компресиран (с ход на продухване) възниква празна искра на запалване. След завъртане на коляновия вал на 360° всичко се обръща. В другата двойка цилиндри импулсът на запалване се появява по абсолютно същия начин, само че се измества със 180 ° оборот на коляновия вал.
Поради серийното свързване, едната от двете свещи работи с положително високо напрежение на пробив, а другата с отрицателно напрежение. Поради различната посока на напрежението, електродите на запалителната свещ показват различни модели на горене.
За всеки оборот на коляновия вал -2 искри за запалване (главна / работна искра и спомагателна / празна искра)
1. Щепсел за потискане на смущения2. Кабели за запалване3. Съединителен щепсел 4. Бобина за запалване с двойна искра 2x2
Статично разпределение на високо напрежение със запалителна бобина с двойна искра
Запалителна бобина с една искра в напълно електронна система за запалване
В този дизайн всяка свещ е присвоена на определена запалителна бобина, която "седи" директно върху изолатора на свещта. Дизайнът позволява по-филигранно изпълнение и размери. Бобините за запалване с една искра са инсталирани както на четен, така и на нечетен брой цилиндри: системата за запалване все още се синхронизира от сензора на разпределителния вал.
Схема на включване на бобина за запалване с една искра
Устройствоединична искрова бобина
Бобина за запалване с една искра произвежда искра за запалване във всеки цикъл, следователно е необходима синхронизация с разпределителния вал.
Предимства на бобина за запалване с една искра в пълна електронна система за запалване
Благодарение на директното прехвърляне на напрежение от запалителната бобина към запалителната свещ, запалителната бобина с единична искра има по-малко загуби на напрежение и позволява използването на възможно най-широкия диапазон на времето за запалване. В допълнение, в такава система е възможно да се контролират първичните и вторичните вериги на системата за запалване и да се определят прекъсванията на искри.
1 Ключ за запалване2 Запалителни бобини3. Запалителни свещи 4. Блок за управление
Статично разпределение на запалването с единични искрови запалителни бобини
Диоди във веригата за високо напрежение за потискане на искрата при включване. Вторичната намотка не може да се провери с омметър.