Bobina di accensione: cos'è, perché è necessaria, segni di malfunzionamento

Come tutti gli automobilisti sanno, i propulsori a benzina e diesel funzionano secondo principi diversi l'uno dall'altro. Se in un motore diesel il carburante viene acceso dalla temperatura dell'aria compressa nel cilindro (solo l'aria è nella camera durante la corsa di compressione e il gasolio viene fornito alla fine della corsa), quindi in un analogo della benzina questo il processo è attivato da una scintilla formata da una candela.

Abbiamo già parlato in dettaglio del motore a combustione interna in revisione separata... Ora ci concentreremo su un elemento separato del sistema di accensione, dalla cui funzionalità dipende la stabilità del motore. Questa è la bobina di accensione.

Da dove viene la scintilla? Perché c'è una bobina nel sistema di accensione? Quali tipi di bobine esistono? Come funzionano e qual è il loro dispositivo?

Cos'è una bobina di accensione per auto

Affinché la benzina nel cilindro si accenda, è importante una combinazione di tali fattori:

• Una quantità sufficiente di aria fresca (la valvola a farfalla è responsabile di questo);
• Buona miscelazione di aria e benzina (dipende da tipo di sistema di alimentazione);
• Scintilla di alta qualità (si forma candele di accensione, ma è la bobina di accensione che genera un impulso) o una scarica entro 20mila volt;
• La scarica dovrebbe avvenire quando il BTC nel cilindro è già compresso, e il pistone per inerzia ha lasciato il punto morto superiore (a seconda della modalità di funzionamento del motore, questo impulso può essere generato un po 'prima di questo momento o un po' più tardi) .

Sebbene la maggior parte di questi fattori dipenda dall'operazione di iniezione, dalla fasatura della valvola e da altri sistemi, è la bobina che crea l'impulso ad alta tensione. È da qui che proviene questa enorme tensione in un sistema a 12 volt.

Nel sistema di accensione di un'auto a benzina, una bobina è un piccolo dispositivo che fa parte del sistema elettrico dell'auto. Contiene un piccolo trasformatore che immagazzina energia e, se necessario, rilascia l'intera alimentazione. Nel momento in cui viene attivato l'avvolgimento ad alta tensione, è già di circa 20 mila volt.

Il sistema di accensione stesso funziona secondo il seguente principio. Quando la corsa di compressione è completata in un particolare cilindro, il sensore dell'albero motore invia un piccolo segnale all'ECU sulla necessità di una scintilla. Quando la bobina è a riposo, funziona in modalità di accumulo di energia.

Dopo aver ricevuto un segnale sulla formazione di una scintilla, la centralina attiva il relè della bobina, che apre un avvolgimento e chiude quello ad alta tensione. In questo momento, l'energia necessaria viene rilasciata. L'impulso passa attraverso il distributore, che determina quale candela deve essere alimentata. La corrente scorre attraverso fili ad alta tensione collegati alle candele.

Nelle auto più vecchie, il sistema di accensione è dotato di un distributore che distribuisce la tensione attraverso le candele e attiva / disattiva gli avvolgimenti delle bobine. Nelle macchine moderne, un tale sistema ha un tipo di controllo elettronico.

Come puoi vedere, la bobina di accensione è necessaria per creare un impulso ad alta tensione a breve termine. L'energia viene immagazzinata dall'impianto elettrico del veicolo (batteria o generatore).

Il dispositivo e il principio di funzionamento della bobina di accensione

La foto mostra uno dei tipi di bobine.

A seconda del tipo, il cortocircuito può essere costituito da:

1. Un isolante che impedisce la dispersione di corrente dal dispositivo;
2. Il caso in cui vengono raccolti tutti gli elementi (il più delle volte è in metallo, ma ci sono anche controparti in plastica realizzate in materiale resistente al calore);
3. Carta isolante;
4. L'avvolgimento primario, costituito da un cavo isolato, avvolto in 100-150 giri. Dispone di uscite a 12V;
5. L'avvolgimento secondario, che ha una struttura simile a quello principale, ma ha 15-30 mila giri, avvolto all'interno del primario. Elementi con un design simile possono essere dotati di un modulo di accensione, un due pin e una doppia bobina. In questa parte del cortocircuito, viene creata una tensione superiore a 20mila V, a seconda della modifica del sistema. Affinché il contatto di ciascun elemento del dispositivo sia il più isolato possibile e non si formi alcun guasto, viene utilizzata una punta;
6. Contatto terminale primario. Su molte bobine, è indicato dalla lettera K;
7. Un bullone di contatto con cui è fissato l'elemento di contatto;
8. L'uscita centrale, su cui il filo centrale va al distributore;
9. Cover protettiva;
10. Batteria terminale della rete di bordo del veicolo;
11. Contatto primavera;
12. Staffe di fissaggio, con le quali il dispositivo è fissato in una posizione fissa nel vano motore;
13. Cavo esterno;
14. Un nucleo che impedisce la formazione di correnti parassite.

A seconda del tipo di auto e del sistema di accensione utilizzato, la posizione del cortocircuito è individuale. Per trovare rapidamente questo elemento, è necessario leggere la documentazione tecnica dell'auto, che indicherà lo schema elettrico dell'intera vettura.

Il funzionamento del cortocircuito ha un principio di funzionamento del trasformatore. L'avvolgimento primario è collegato di default alla batteria (e quando il motore è in funzione, viene utilizzata l'energia generata dal generatore). Mentre è a riposo, la corrente scorre attraverso il cavo. A questo punto l'avvolgimento forma un campo magnetico che agisce sul filo sottile dell'avvolgimento secondario. Come risultato di questa azione, si forma un'alta tensione nell'elemento ad alta tensione.

Quando l'interruttore viene attivato e l'avvolgimento primario è spento, viene generata una forza elettromotrice in entrambi gli elementi. Maggiore è l'EMF di autoinduzione, più velocemente il campo magnetico scomparirà. Per accelerare questo processo, è possibile fornire anche una corrente a bassa tensione al nucleo di cortocircuito. La corrente aumenta sull'elemento secondario, a causa della quale la tensione in questa sezione diminuisce bruscamente e si forma la tensione dell'arco.

Questo parametro viene mantenuto fino a quando l'energia non viene completamente rimossa. Nella maggior parte delle auto moderne, questo processo (riduzione della tensione) dura 1.4 ms. Questo è abbastanza per la formazione di una potente scintilla in grado di perforare l'aria tra gli elettrodi della candela. Dopo che l'avvolgimento secondario è completamente scarico, il resto dell'energia viene utilizzata per mantenere la tensione e le oscillazioni smorzate dell'elettricità.

Funzioni della bobina di accensione

L'efficienza della bobina di accensione dipende in gran parte dal tipo di distributore utilizzato nel sistema del veicolo. Pertanto, un distributore meccanico perde una piccola quantità di energia nel processo di chiusura / apertura dei contatti, poiché una piccola scintilla può formarsi tra gli elementi. La mancanza di elementi di contatto meccanici dell'interruttore si manifesta a velocità del motore alte o basse.

Quando l'albero motore ha un numero ridotto di giri, gli elementi di contatto del distributore generano una piccola scarica ad arco, a seguito della quale viene fornita meno energia alla candela. Ma ad alte velocità dell'albero motore, i contatti dell'interruttore vibrano, provocando la caduta della tensione secondaria. Per eliminare questo effetto, sulle bobine viene installato un resistore funzionante con un chopper meccanico.

Come puoi vedere, lo scopo della bobina è lo stesso: convertire una corrente a bassa tensione in una alta. I restanti parametri dell'operazione SZ dipendono da altri elementi.

Funzionamento della bobina nel circuito generale del sistema di accensione

Vengono descritti i dettagli sul dispositivo e sui tipi di sistemi di accensione per auto in una recensione separata... Ma in breve, nel circuito SZ, la bobina funzionerà secondo il seguente principio.

I contatti a bassa tensione sono collegati al cablaggio a bassa tensione dalla batteria. Per evitare che la batteria si scarichi durante il funzionamento del cortocircuito, la sezione a bassa tensione del circuito deve essere raddoppiata con il generatore, quindi il cablaggio è assemblato in un cablaggio per più e un cablaggio per meno (lungo il percorso, durante il funzionamento del motore endotermico, la batteria viene ricaricata).

1) generatore, 2) interruttore di accensione, 3) distributore, 4) interruttore automatico, 5) candele, 6) bobina di accensione, 7) batteria

Se il generatore smette di funzionare (come controllare il suo malfunzionamento, viene descritto qui), il veicolo utilizza la batteria. Sulla batteria, il produttore può indicare per quanto tempo l'auto può funzionare in questa modalità (per i dettagli su come selezionare una nuova batteria nella tua auto, è descritto in un altro articolo).

Un contatto ad alta tensione fuoriesce dalla bobina. A seconda della modifica del sistema, la sua connessione può essere a un interruttore o direttamente a una candela. Quando l'accensione è inserita, la tensione viene fornita dalla batteria alla bobina. Tra gli avvolgimenti si forma un campo magnetico, amplificato dalla presenza del nucleo.

Nel momento in cui il motore viene avviato, il motorino di avviamento gira il volano, con il quale ruota l'albero motore. DPKV fissa la posizione di questo elemento e dà impulso alla centralina quando il pistone raggiunge il punto morto superiore nella corsa di compressione. Nel cortocircuito, il circuito viene aperto, provocando un'esplosione di energia a breve termine nel circuito secondario.

La corrente generata fluisce attraverso il filo centrale al distributore. A seconda di quale cilindro viene attivato, tale candela riceve la tensione corrispondente. Si verifica una scarica tra gli elettrodi e questa scintilla accende una miscela di aria e carburante compressa nella cavità. Esistono sistemi di accensione in cui ogni candela è dotata di una bobina singola oppure sono raddoppiati. La sequenza di funzionamento degli elementi è determinata sulla parte a bassa tensione del sistema, grazie alla quale le perdite ad alta tensione sono ridotte al minimo.

Caratteristiche principali della bobina di accensione:

Di seguito una tabella delle principali caratteristiche e dei loro valori per il cortocircuito:

parametro:	Significato:
Resistenza	Sull'avvolgimento primario, questa caratteristica dovrebbe essere compresa tra 0.25-0.55 Ohm. Lo stesso parametro sul circuito secondario dovrebbe essere compreso tra 2 e 25 kΩ. Questo parametro dipende dal motore e dal tipo di sistema di accensione (è separato per ogni modello). Maggiore è la resistenza, minore è la potenza per generare una scintilla.
Scintilla energia	Questo valore dovrebbe essere di circa 0.1 J e consumato entro 1.2 ms. Nelle candele, questo valore corrisponde al parametro della scarica dell'arco tra gli elettrodi. Questa energia dipende dal diametro degli elettrodi, dallo spazio tra loro e dal loro materiale. Dipende anche dalla temperatura del BTC e dalla pressione nella camera del cilindro.
Calo di tensione	La rottura è una scarica che si forma tra gli elettrodi di una candela. La tensione di esercizio dipende dalla distanza SZ e dagli stessi parametri di quando si determina l'energia della scintilla. Questo parametro dovrebbe essere più alto quando il motore è appena avviato. Il motore stesso e la miscela aria-carburante in esso sono ancora scarsamente riscaldati, quindi la scintilla deve essere potente.
Numero di scintille / min.	Il numero di scintille al minuto è determinato dai giri dell'albero motore e dal numero di cilindri del motore a combustione interna.
trasformazione	Questo è un valore che mostra di quanto aumenta la tensione primaria. Quando 12 volt arrivano all'avvolgimento e alla sua successiva disconnessione, la forza attuale scende bruscamente a zero. In questo momento, la tensione nell'avvolgimento inizia a salire. Questo valore è il parametro di trasformazione. È determinato dal rapporto tra il numero di giri di entrambi gli avvolgimenti.
Induttanza	Questo parametro determina le proprietà di immagazzinamento della bobina (si misura in G.). La quantità di induttanza è proporzionale alla quantità di energia immagazzinata.

Tipi di bobine di accensione

Un po 'più in alto, abbiamo esaminato il design e il principio di funzionamento della modifica più semplice del cortocircuito. In una tale disposizione di sistema, la distribuzione degli impulsi generati è fornita da un distributore. Le auto moderne sono dotate di regolatori elettronici e con essi diversi tipi di bobine.

Un KZ moderno deve soddisfare i seguenti criteri:

• Sii piccolo e leggero;
• Deve avere una lunga durata di servizio;
• Il suo design dovrebbe essere il più semplice possibile in modo che sia facile da installare e mantenere (quando si verifica un malfunzionamento, l'automobilista può identificarlo in modo indipendente e intraprendere le azioni necessarie);
• Proteggiti dall'umidità e dal calore. Grazie a ciò, l'auto continuerà a funzionare in modo efficiente in condizioni meteorologiche mutevoli;
• Se installati direttamente sulle candele, i vapori del motore e altre condizioni aggressive non devono danneggiare il corpo della parte;
• Dovrebbe essere protetto il più possibile da cortocircuiti e dispersioni di corrente;
• Il suo design deve fornire un raffreddamento efficace e, allo stesso tempo, facilità di installazione.

Esistono questi tipi di bobine:

• Classico o comune;
• Individuale;
• Doppio o due pin;
• Asciutto;
• Riempito d'olio.

Indipendentemente dal tipo di cortocircuito, hanno lo stesso effetto: convertono la bassa tensione in corrente ad alta tensione. Tuttavia, ogni tipo ha le sue caratteristiche di design. Consideriamo ciascuno di essi in modo più dettagliato.

Design classico della bobina di accensione

Tali cortocircuiti sono stati utilizzati nelle vecchie auto con accensione a contatto e quindi senza contatto. Hanno il design più semplice: sono costituiti da un avvolgimento primario e secondario. Su un elemento a bassa tensione possono esserci fino a 150 spire e su un elemento ad alta tensione - fino a 30 mila.Per evitare che si formi un cortocircuito tra di loro, i fili utilizzati per formare spire sono isolati.

Nella versione classica, il corpo è realizzato in metallo a forma di vetro, ovattato da un lato e chiuso con un coperchio dall'altro. I contatti a bassa tensione e un contatto alla linea ad alta tensione vengono portati sul coperchio. L'avvolgimento primario si trova sopra il secondario.

Al centro dell'elemento ad alta tensione c'è un nucleo che aumenta la forza del campo magnetico.

Un tale trasformatore per automobile ora non viene praticamente utilizzato a causa delle peculiarità dei moderni sistemi di accensione. Possono ancora essere trovati su vecchie auto di produzione nazionale.

Il cortocircuito generale ha le seguenti caratteristiche:

• La tensione massima che è in grado di generare è compresa tra 18 e 20 mila volt;
• Un nucleo lamellare è installato al centro dell'elemento ad alta tensione. Ogni elemento in esso ha uno spessore di 0.35-0.55 mm. e isolato con vernice o incrostazioni;
• Tutte le piastre sono assemblate in un tubo comune attorno al quale è avvolto un avvolgimento secondario;
• Per la fabbricazione del pallone del dispositivo viene utilizzato alluminio o lamiera d'acciaio. Sulla parete interna ci sono circuiti magnetici, che sono fatti di materiale elettrico in acciaio;
• La tensione nel circuito ad alta tensione del dispositivo aumenta a una velocità di 200-250 V / μs;
• L'energia di scarica è di circa 15-20 mJ.

Differenze di progettazione delle singole bobine

Come risulta chiaro dal nome dell'elemento, un tale cortocircuito viene installato direttamente sul candelabro e genera un impulso solo per esso. Questa modifica viene utilizzata nell'accensione elettronica. Si differenzia dal tipo precedente solo per la sua posizione e per il design. Il suo dispositivo include anche due avvolgimenti, solo l'alta tensione è avvolta qui sopra la bassa tensione.

Oltre al nucleo centrale, ha anche un analogo esterno. Sull'avvolgimento secondario è installato un diodo che interrompe la corrente ad alta tensione. Durante un ciclo del motore, una tale bobina genera una scintilla per la sua candela. Per questo motivo, tutti i cortocircuiti devono essere sincronizzati con la posizione dell'albero a camme.

Il vantaggio di questa modifica rispetto a quella sopra menzionata è che la corrente ad alta tensione percorre una distanza minima dal conduttore dell'avvolgimento all'asta della candela. Grazie a questo, l'energia non viene affatto persa.

Bobine di accensione a doppio cavo

Tali cortocircuiti sono utilizzati anche principalmente nel tipo di accensione elettronica. Sono una forma migliorata della bobina comune. A differenza dell'elemento classico, questa modifica ha due terminali ad alta tensione. Una bobina serve due candele: una scintilla viene generata su due elementi.

Il vantaggio di un tale schema è che la prima candela viene attivata per accendere la miscela compressa di aria e carburante e la seconda crea una scarica quando la corsa di scarico si verifica nel cilindro. Una scintilla aggiuntiva appare inattiva.

Un altro vantaggio di questi modelli di bobine è che un tale sistema di accensione non necessita di un distributore. Possono connettersi alle candele in due modi. Nel primo caso, la bobina si trova separatamente e un filo ad alta tensione va ai candelabri. Nella seconda versione, la bobina è installata su una candela e la seconda è collegata tramite un filo separato che esce dal corpo del dispositivo.

Questa modifica viene utilizzata solo su motori con un numero di cilindri appaiato. Possono anche essere assemblati in un modulo, dal quale esce un numero corrispondente di cavi ad alta tensione.

Bobine a secco e ad olio

Il classico cortocircuito è riempito con l'olio del trasformatore all'interno. Questo liquido impedisce il surriscaldamento degli avvolgimenti del dispositivo. Il corpo di tali elementi è in metallo. Poiché il ferro ha una buona dissipazione del calore, si riscalda anche da solo. Questo rapporto non è sempre razionale, poiché tali modifiche sono spesso molto calde.

Per eliminare questo effetto, i dispositivi moderni vengono prodotti senza custodia. Al suo posto viene utilizzato un composto epossidico. Questo materiale svolge contemporaneamente due funzioni: raffredda gli avvolgimenti e li protegge dall'umidità e da altre influenze ambientali negative.

Durata e malfunzionamenti delle bobine di accensione

In teoria, il servizio di questo elemento del sistema di accensione di un'auto moderna è limitato a 80 mila chilometri dell'auto. Tuttavia, questo non è costante. La ragione di ciò sono le diverse condizioni di funzionamento del veicolo.

Bobina fustellata

Ecco solo alcuni fattori che possono ridurre in modo significativo la durata di questo dispositivo:

1. Cortocircuito tra gli avvolgimenti;
2. La bobina si surriscalda spesso (questo accade con modifiche comuni installate in un vano poco ventilato del vano motore), soprattutto se non è più fresca;
3. Funzionamento a lungo termine o forti vibrazioni (questo fattore spesso influisce sulla funzionalità dei modelli installati sul motore);
4. Quando la tensione della batteria è scarsa, il tempo di immagazzinamento dell'energia viene superato;
5. Danni alla custodia;
6. Quando il guidatore non spegne il contatto mentre disattiva il motore a combustione interna (l'avvolgimento primario è sotto tensione costante);
7. Danni allo strato isolante di fili esplosivi;
8. Piedinatura errata durante la sostituzione, la manutenzione del dispositivo o il collegamento di apparecchiature aggiuntive, ad esempio un contagiri elettrico;
9. Alcuni automobilisti, durante la decok del motore o altre procedure, scollegano le bobine dalle candele, ma non le scollegano dal sistema. Dopo aver eseguito la pulizia del motore, azionano l'albero motore con un motorino di avviamento per rimuovere tutto lo sporco dai cilindri. Se non scolleghi le bobine, nella maggior parte dei casi falliscono.

Per non abbreviare la vita delle bobine, il conducente dovrebbe:

• Disinserire l'accensione quando il motore non è in funzione;
• Mantieni il case pulito;
• Ricontrollare periodicamente il contatto dei cavi ad alta tensione (non solo per monitorare l'ossidazione sui candelabri, ma anche sul filo centrale);
• Assicurati che l'umidità non penetri nel corpo, tanto meno all'interno;
• Durante la manutenzione del sistema di accensione, non maneggiare mai i componenti ad alto voltaggio a mani nude (questo è pericoloso per la salute), anche a motore spento. Se c'è una crepa nella custodia, una persona può ricevere una scarica grave, quindi, per motivi di sicurezza, è meglio lavorare con guanti di gomma;
• Diagnosticare periodicamente il dispositivo presso una stazione di servizio.

Come puoi sapere se una bobina è difettosa?

Le auto moderne sono dotate di computer di bordo (come funziona, perché è necessario e quali sono le modifiche dei modelli non standard, si dice in un'altra recensione). Anche la più semplice modifica di questa apparecchiatura è in grado di rilevare guasti nel sistema elettrico, che include il sistema di accensione.

Se il cortocircuito si interrompe, l'icona del motore si accende. Naturalmente, questo è un segnale molto ampio (questa icona sul cruscotto si accende, ad esempio, e in caso di guasto sonda lambda), quindi non fare affidamento solo su questo avviso. Ecco alcuni altri segni che accompagnano la rottura della bobina:

• Arresto periodico o completo di uno dei cilindri (sul perché altrimenti il ​​motore può triplicare, si dice qui). Se alcuni moderni motori a benzina con iniezione diretta sono dotati di un tale sistema (interrompe l'alimentazione di carburante ad alcuni iniettori al carico minimo dell'unità), i motori convenzionali dimostrano un funzionamento instabile indipendentemente dal carico;
• Con tempo freddo e con elevata umidità, l'auto non si avvia bene o non si avvia affatto (puoi asciugare i fili e provare ad avviare l'auto - se aiuta, allora devi sostituire il set di cavi esplosivi );
• Una forte pressione sull'acceleratore porta al guasto del motore (prima di cambiare le bobine, è necessario assicurarsi che il sistema di alimentazione funzioni correttamente);
• Tracce di guasto sono visibili sui fili esplosivi;
• Al buio, sul dispositivo si notano leggere scintille;
• Il motore ha perso bruscamente la sua dinamica (questo potrebbe anche indicare guasti dell'unità stessa, ad esempio esaurimento delle valvole).

È possibile verificare la praticità dei singoli elementi misurando la resistenza degli avvolgimenti. Per questo, viene utilizzato un dispositivo convenzionale: un tester. Ogni parte ha la propria gamma di resistenza accettabile. Gravi deviazioni indicano un trasformatore difettoso e devono essere sostituiti.

Quando si determina un malfunzionamento della bobina, è necessario tenere presente che molti dei sintomi sono identici ai guasti delle candele. Per questo motivo, è necessario assicurarsi che siano in buono stato di funzionamento e quindi procedere alla diagnosi delle bobine. Viene descritto come determinare la rottura di una candela separatamente.

La bobina di accensione può essere riparata?

La riparazione delle bobine di accensione convenzionali è del tutto possibile, ma richiede molto tempo. Quindi, il caposquadra deve sapere esattamente cosa riparare nel dispositivo. Se è necessario riavvolgere l'avvolgimento, questa procedura richiede una conoscenza esatta di quale dovrebbe essere la sezione trasversale e il materiale dei fili, come avvolgerli correttamente e fissarli.

Diversi decenni fa, c'erano persino officine specializzate che fornivano tali servizi. Tuttavia, oggi è più un capriccio di chi ama armeggiare con la propria auto che un bisogno. Una nuova bobina di accensione (in una vecchia macchina è una) non è così costosa da risparmiare sul suo acquisto.

Per quanto riguarda le modifiche moderne, la maggior parte di esse non può essere smontata per arrivare agli avvolgimenti. Per questo motivo, non possono essere riparati affatto. Ma non importa quanto sia di alta qualità la riparazione di un tale dispositivo, non può sostituire l'assemblaggio di fabbrica.

È possibile installare una nuova bobina da soli se il dispositivo del sistema di accensione consente un minimo di lavoro di smantellamento per questo. In ogni caso, se c'è incertezza su una sostituzione di qualità, è meglio affidare il lavoro al maestro. Questa procedura non sarà costosa, ma ci sarà la certezza che venga eseguita con alta qualità.

Ecco un breve video su come diagnosticare in modo indipendente il malfunzionamento delle singole bobine:

Come calcolare una bobina di accensione difettosa

Domande e risposte:

Che tipo di bobine di accensione ci sono? Esistono bobine comuni (una per tutte le candele), singole (una per ogni candela, montate su candelieri) e gemelle (una per due candele).

Cosa c'è dentro la bobina di accensione? È un trasformatore in miniatura con due avvolgimenti. All'interno c'è un'anima in acciaio. Tutto questo è racchiuso in un alloggiamento dielettrico.

Cosa sono le bobine di accensione in un'auto? È un elemento del sistema di accensione che converte la corrente a bassa tensione in corrente ad alta tensione (impulso ad alta tensione quando l'avvolgimento a bassa tensione è scollegato).