Cewka zapłonowa DENSO
Cewki zapłonowe – serce, w którym powstaje iskra
Iskra pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej jest niezbędna do pracy silników benzynowych. Miejscem, w którym wytwarzany jest prąd o wysokiej energii, który potem inicjuje iskrę, są cewki zapłonowe lub w starszych konstrukcjach pojedyncza cewka zapłonowa.
Chociaż nowoczesne układy zapłonowe znacząco różnią się od tych stosowanych jeszcze kilka dekad temu, to zasada działania samej cewki pozostaje niemal niezmienna. W ujęciu elektrycznym cewki zapłonowe są transformatorami impulsowymi. Składają się z uzwojenia pierwotnego i wtórnego na rdzeniu oraz elementu załączającego.
Uzwojenie pierwotne ma kilkaset razy mniejszą liczbę zwojów od wtórnego. Do tego pierwszego doprowadzane jest napięcie z akumulatora. Generuje to stałe wysokie napięcie na uzwojeniu wtórnym, ale o bardzo niskiej energii. Gdy przerywacz rozłącza obwód zasilania uzwojenia pierwotnego, w uzwojeniu wtórnym gwałtownie wzrasta natężenie pola i prądu elektrycznego. Wysoka energia tego impulsu uwalniana jest w świecy zapłonowej w postaci iskry.
W klasycznych układach zapłonowych przerywacz (element załączający) był mechaniczny. Było to rozwiązanie zawodne i nietrwałe. Stosowano także układy kondensatorowe, w których cewka samochodowa ładowała kondensator, z którego energia była uwalniana do świecy.
Nowocześniejsze układy zapłonowe wykorzystywały układy tranzystorowe do cyklicznego załączania i rozłączania cewek, a we współczesnych samochodach to samo zadanie przejęły układy mikroprocesorowe zintegrowane z ECU (sterownik silnika).
Cewka zapłonowa jest najważniejszym elementem układu zapłonowego, jej awaria zwykle objawia się bardzo nierówną pracą silnika, problemami z rozruchem, samoczynnym gaśnięciem silnika czy szarpaniem podczas próby przyspieszenia. By sprawdzić, czy cewka samochodowa jest sprawna, należy za pomocą omomierza zmierzyć rezystancję uzwojeń i porównać ją z wartościami wzorcowymi. W przypadku nowoczesnych cewek nie jest możliwe dokonanie takiego testu bez interfejsu diagnostycznego.
Cewki zapłonowe – budowa i rodzaje
Dawniej silnik wyposażano w pojedynczą lub podwójną cewkę (w silnikach w układzie V mogły być to dwa zestawy cewek), która połączona była z rozdzielaczem, przekazującym impulsy kolejno do każdego z cylindrów. W nowszych konstrukcjach stosuje się pojedynczą cewką przy każdej świecy.
W zależności od budowy układu zapłonowego możliwa jest wymiana pojedynczych cewek lub całej kasety (wszystkich lub jednego rzędu cylindrów w silnikach w układzie widlastym czy bokser).
W układach rozdzielaczowych (z cewką dla kilku cylindrów) cewka ma formę metalowego walca przykrytego obudową z tworzywa sztucznego, w której znajdują się złącza elektryczne.
W układach, gdzie występują niezależne cewki zapłonowe dla każdej świecy, są one połączone z mikroprocesorowym układem sterującym, który w załącza je w odpowiednim momencie i kolejności, opierając się sygnale z ECU, określanym na podstawie odczytu czujników pracy silnika (położenie wału, prędkość obrotowa itp.). Pełni on funkcje rozdzielacza i przerywacza z klasycznych układów. Układ ten jest zintegrowany w kasecie lub przykrywa wszystkie cewki.
W starszych konstrukcjach, z cewki wyprowadzony jest przewód do kopułki rozdzielaczowej, w której łączy się z palcem rozdzielacza. Jego drugi koniec przekazuje energię do styków, z których przez przewody wysokiego napięcia, jest ona kierowana do kolejnych świec. Nowsze, mikroprocesorowe układy z jedną cewką mogą mieć także formę „kostki”, z której wyprowadzone są, bezpośrednio do świec, przewody zapłonowe.
Cewki zapłonowe powinny być dobrane do konkretnego modelu silnika, zgodnie z zaleceniami producenta. W przypadku cewek do układów rozdzielaczowych istotna jest rezystancja uzwojeń (opisana jest zwykle na obudowie). Układy z niezależnymi cewkami, muszą być przeznaczone do danego silnika.
Specjalny rodzaj stanowią sportowe cewki zapłonowe, dostosowane do silników o podwyższonych osiągach, w których wymagana jest większa energia iskry, by możliwe było skrócenie czasu jej trwania, bez zmniejszenia skuteczności zapłonu.
Dlaczego należy wymienić cewkę zapłonową?
Niesprawny układ zapłonowy nie tylko znacząco utrudnia użytkowanie samochodu, w którym silnik pracuje nierówno, ma kiepskie osiągi i ma tendencję do gaśnięcia, ale także może prowadzić do poważniejszych uszkodzeń w silniku.
Niedziałające cewki zapłonowe powodują brak iskry i wypadanie zapłonów. Oznacza to, że benzyna w cylindrze nie zostanie spalona. Częściowo spłynie po ściankach i zmiesza się z olejem, pogarszając jego właściwości smarne, a częściowo zostanie wydalona przez zawór wydechowy i trafi do katalizatora, gdzie może doprowadzić do jego szybkiego zużycia. Nierówna praca generuje bardzo silne wibracje, wpływają one negatywnie na stan łożysk w silniku, dwumasowego koła zamachowego, wewnętrznych elementów i poduszek układu napędowego.
Długotrwała jazda z uszkodzoną cewką może być przyczyną zatarcia silnika oraz licznych, kosztownych awarii osprzętu i elementów innych układów. Dlatego, jeżeli zauważyłeś problemy z zapłonem, jak najszybciej kup odpowiednie części zamienne i dokonaj stosownej naprawy.
FAQ
Do czego służą cewki zapłonowe?
Cewki są elementami układu zapłonowego w samochodach benzynowych. Ich zadaniem jest zamiana prądu z akumulatora o niskim napięciu na wysokie, które może wynosić nawet 30 tys. woltów. Dzięki temu możliwe jest powstanie iskry, a co za tym idzie – rozpoczęcie pracy silnika.
Kiedy należy wymienić cewki zapłonowe?
Wymiana cewek zapłonowych jest konieczna, gdy dojdzie do ich uszkodzenia. Najczęstszymi objawami, które pojawiają się podczas usterek tych elementów, są:
- wyższe zużycie benzyny;
- szarpanie wyczuwalne podczas przyspieszania;
- falowanie obrotów silnika;
- problemy z odpaleniem samochodu;
- pojawienie się na desce rozdzielczej kontrolki check-engine;
- nierówna praca silnika na jałowym biegu.
Cewki zapłonowe można również sprawdzić omomierzem. Pozwala to na skontrolowanie, czy element przyswaja i wytwarza odpowiednie wartości prądu. Pamiętaj jednak, że cewka zapłonowa jest podzespołem, który powinien być wymieniany, dopiero gdy zajdzie taka potrzeba i ulegnie awarii, a nie profilaktycznie.
Jak dobrać cewki zapłonowe?
Wybór cewki zapłonowej zależy przede wszystkim od danego pojazdu. Elementy mogą znacznie się od siebie różnić, a podstawową różnicą jest sposób rozdzielania napięcia. W tym segmencie cewki zapłonowe mogą być jednobiegunowe, dwubiegunowe oraz jednobiegunowe indywidualne. Konstrukcja tych części również może być różnorodna. Wyróżniamy cewki z rdzeniem magnetycznym otwartym, jednostronnie zamkniętym lub magnetycznym dwustronnie zamkniętym. Ze względu na tak dużą różnorodność produktów, przed zakupem najlepiej jest sprawdzić, czy dany model będzie kompatybilny z Twoim pojazdem.