Fot. GG Profits

Jest to niezbędny element silnika spalinowego z zapłonem iskrowym. Jego zadanie polega na przetwarzaniu niskonapięciowego prądu z akumulatora na wysokonapięciowe impulsy kierowane do świec zapłonowych.

 Urządzenie to w niemal współczesnej już postaci opatentował w roku 1851, czyli na długo przed wynalezieniem pierwszych spalinowych silników, niemiecki elektryk Heinrich Daniel Ruhmkorff, wzorując się na wcześniejszej o 15 lat konstrukcji Nicholasa Allana. Potem wynalazek, nazywany powszechnie cewką Ruhmkorffa, znalazł liczne zastosowania w elektrotechnice i radiotechnice jako prototyp elektromagnetycznych transformatorów.

Budowa i zasada działania

Główne części cewki zapłonowej to dwa elektryczne uzwojenia, nawinięte na wspólnym żelaznym rdzeniu, koncentrującym indukowane pola magnetyczne. Uzwojenie zwane pierwotnym ma niewielką liczbę zwojów wykonanych ze stosunkowo grubego, miedzianego przewodu i tworzących wspólny obwód ze źródłem prądu, czyli z akumulatorem. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego jest wielokrotnie większa przy znacznie mniejszym przekroju tworzącego je przewodu.

Cewki zapłonowe dwubiegunowe

Podczas przepływu prądu przez uzwojenie pierwotne wytwarza się pole magnetyczne skoncentrowane w nietrwale magnesującym się rdzeniu żelaznym. W momencie powstawania i zaniku pole to działa na zwoje wtórne, indukując w nich napięciowe impulsy znacznie silniejsze od występujących w obwodzie pierwotnym.

Powstawanie pola ma przebieg bardzo szybki, lecz narastający stopniowo, zanik zaś odbywa się natychmiastowo. W związku z tym siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu wtórnym ma o wiele większą wartość w trakcie zaniku napięcia. To ona właśnie, po podłączeniu uzwojenia wtórnego do elektrod świecy zapłonowej, wywołuje między nimi przeskok iskry zapalającej mieszankę paliwowo-powietrzną w cylindrze silnika.

Dwie zintegrowane cewki dwubiegunowe do silnika czterocylindrowego

Przerwy zasilania obwodu pierwotnego cewki mogą być wywoływane działaniem mechanicznego zestyku (przerywacza) pracującego w silnikach dwusuwowych synchronicznie z obrotami wału korbowego, a w czterosuwowych – synchronicznie z dwukrotnie wolniejszymi obrotami wału rozrządu. Dopiero w ostatniej dekadzie XX wieku zestyki mechaniczne zastąpiono sterownikami elektronicznymi, realizującymi te same funkcje w oparciu o sygnały czujników reagujących na zmiany pozycji wałów (korbowego lub rozrządu).

Postęp konstrukcyjny

Układ transformowania napięcia stałego na impulsy napięciowe o maksymalnej wartości kilkunastu tysięcy woltów pozostaje w generalnej zasadzie od początku niezmienny. Doskonaleniu ulegały natomiast metody cyklicznego przerywania prądu w uzwojeniu pierwotnym oraz elektrotechniczne właściwości samych cewek, decydujące o ich energetycznej sprawności i eksploatacyjnej trwałości. Od początku techniczna jakość cewki zapłonowej zależała przede wszystkim od skuteczności elektrycznego izolowania uzwojeń i dobrego odprowadzania wytwarzającego się w nich ciepła.

Pojedyncze cewki "ołówkowe" osadzane bezpośrednio na świecy zapłonowej

Wymogi te spełniane były dzięki rozmaitym rodzajom substancji (płynnych, żelowych lub stałych), wypełniających szczelnie obudowy cewek. Dla zwiększenia trwałości tych podzespołów w klasycznych układach ze sterowaniem elektromechanicznym starano się lokalizować je w zabudowie pojazdów możliwie daleko od źródeł promieniowania cieplnego, lecz to powodowało uboczne kłopoty związane z rosnącą długością przewodów wysokiego napięcia.

Zespoły cewek indywidualnych łączone ze świecami bez użycia kabli

Dla redukcji liczby zużywających się mechanicznych części układów wprowadzono cewki dwubiegunowe, obsługujące równocześnie dwie świece podłączone do obu końców uzwojenia wtórnego. W systemie tym przy każdym obrocie wału korbowego generowane są wprawdzie dwie iskry równocześnie (jedna w momencie właściwym, a druga – w neutralnym, przy końcu wydechu w innym cylindrze), lecz liczbę cewek zredukować można wtedy o połowę i integrować je w wygodne do montażu kompaktowe bloki. Rozwój elektronicznych sterowników zapłonu zaowocował z kolei wprowadzeniem tzw. cewek ołówkowych, osadzanych wprost na świecach zapłonowych, indywidualnie dla każdego cylindra, co zwiększa wprawdzie wymogi dotyczące ich odporności termicznej, lecz całkowicie eliminuje z układu stosunkowo szybko starzejące się kable wysokiego napięcia.

Uszkodzenia cewek

Niesprawność tych elementów objawia się:

• problemami z uruchomieniem silnika,
• przerwami w zapłonie,
• pogorszeniem osiągów pojazdu.

Poza tym elektroniczny sterownik silnika sygnalizuje usterki cewek poprzez:

• włączenie lampki kontrolnej i wyświetlenie kodu błędu,
• zmianę zarządzania silnikiem na tryb awaryjny.

Dla zapobieżenia awariom cewka wymaga kontroli stanu technicznego metodą pomiaru rezystancji i ewentualnej wymiany co 80 tysięcy kilometrów przebiegu pojazdu. Cewki zapłonowe Sentech, zanim trafią do odbiorcy, są sprawdzane w laboratorium na stanowisku pomiaru rezystancji oraz na innych stanowiskach, gdzie bada się odporność na czynniki chemiczne, wytrzymałość i szczelność obudowy. Na rynek trafiają więc wyłącznie produkty niezawodne w najbardziej ekstremalnych warunkach, całkowicie szczelne, odporne na wysoką temperaturę oraz na różne związki chemiczne.

Cewki grawerowane

Firma GG Profits jako producent elementów systemów zapłonowych (także w asortymencie cewek wysokiego napięcia) stara się spełniać wszystkie wymogi współczesnego rynku. Odpowiada temu bogata gama produktów, obejmujących wyroby od tradycyjnych cewek kielichowych przeznaczonych do współpracy z rozdzielaczami mechanicznymi w starszych typach pojazdów, aż po konstrukcyjne nowości, którymi są kompaktowe cewki zespolone, dostosowane do konkretnych wersji silników o małej pojemności, a także wspomniane cewki ołówkowe dla określonych modeli samochodów.

Elektronicznie sterowany, kompletny moduł zapłonowy silnika sześciocylindrowego

Przy produkcji wszystkich rodzajów cewek Sentech wykorzystuje najnowsze technologie komponentów systemowych, co zapewnia dokładne wypełnienie ich korpusów materiałami uszczelniającymi i oprowadzającymi nadmiar ciepła. Każdy z tych produktów pod względem swych parametrów elektrycznych, wymiarów i kształtów przeznaczony jest do konkretnych zastosowań. Błędy popełnione przy ich doborze skutkują wadliwą pracą i zmniejszoną trwałością całego systemu zapłonowego. W przypadku elektronicznego sterowania zapłonu mikroprocesor sygnalizuje wówczas występującą usterkę.

Dlatego Sentech zachęca do montażu tylko cewek odpowiednio oznakowanych grawerowanymi napisami, ponieważ wątpliwa jakość produktów no name może przyczynić się do awarii systemu zapłonowego.

Katalog Sentech znajduje się na stronie: sentech.pl. Można tam samodzielnie dobrać cewkę zapłonową do każdej marki pojazdu.

Prawidłowa wymiana

Standardowe jej zasady i procedury są następujące:

1. Wszystkie czynności należy wykonywać przy zimnym silniku i wyłączonym zapłonie.

2. Najpierw mocuje się nową cewkę w miejscu wymontowanej starej, a następnie podłącza do niej przewody wysokiego i niskiego napięcia zgodnie z oznaczeniami zacisków.

3. Po zakończeniu wymiany należy uruchomić silnik, by sprawdzić równomierność jego pracy.

W nowoczesnych systemach sterujących może po tej operacji pojawić się sygnał usterki wymagający jej wykasowania z pamięci sterownika.

Tweet

Sentech
Przewody i cewki zapłonowe