Bobina d’encesa: què és, per què es necessita, signes de mal funcionament?

Com tots els automobilistes saben, els motors de gasolina i dièsel funcionen segons principis diferents. Si en un motor dièsel el combustible s’encén per la temperatura de l’aire comprimit al cilindre (només hi ha aire a la cambra durant la carrera de compressió i es subministra combustible dièsel al final de la carrera), aleshores en un anàleg gasolina el procés s’activa mitjançant una espurna formada per una bugia.

Ja hem parlat detalladament del motor de combustió interna revisió per separat... Ara ens centrarem en un element separat del sistema d’encesa, en la capacitat de manteniment de la qual depèn l’estabilitat del motor. Aquesta és la bobina d’encesa.

D’on surt l’espurna? Per què hi ha una bobina al sistema d’encesa? Quins tipus de bobines hi ha? Com funcionen i quin tipus de dispositiu tenen?

Què és una bobina d’encesa de cotxe

Perquè la gasolina del cilindre s’encengui, és important una combinació d’aquests factors:

• Quantitat suficient d’aire fresc (la vàlvula d’accelerador n’és la responsable);
• Bona barreja d'aire i gasolina (això depèn de tipus de sistema de combustible);
• Una espurna d’alta qualitat (es forma bugies, però és la bobina d’encesa la que genera un impuls) o una descàrrega dins dels 20 mil volts;
• La descàrrega s'ha de produir quan el VTS al cilindre ja està comprimit i el pistó per inèrcia ha deixat el punt mort superior (segons el mode de funcionament del motor, aquest pols es pot generar una mica abans d'aquest moment o una mica més tard ).

Tot i que la majoria d’aquests factors depenen del funcionament de la injecció, de la sincronització de les vàlvules i d’altres sistemes, és la bobina la que crea l’impuls d’alta tensió. D’aquí prové un voltatge tan enorme en un sistema de 12 volts.

En el sistema d’encesa d’un cotxe de gasolina, una bobina és un petit dispositiu que forma part del sistema elèctric del cotxe. Conté un petit transformador que emmagatzema energia i, si cal, allibera tot el subministrament. Quan es desencadena el bobinatge d'alta tensió, ja són uns 20 mil volts.

El propi sistema d’encesa funciona segons el principi següent. Quan es completa la carrera de compressió en un cilindre concret, el sensor de cigonyal envia un petit senyal a l'ECU sobre la necessitat d'una espurna. Quan la bobina està en repòs, funciona en mode d’emmagatzematge d’energia.

Després d’haver rebut un senyal sobre la formació d’una espurna, la unitat de control activa el relé de la bobina, que obre un bobinatge i tanca el d’alta tensió. En aquest moment s’allibera l’energia necessària. L’impuls passa pel distribuïdor, que determina quina bugia s’ha d’energitzar. El corrent circula per cables d'alta tensió connectats a les bugies.

En els vehicles més antics, el sistema d’encesa està equipat amb un distribuïdor que distribueix la tensió a través de les bugies i activa / desactiva els bobinats de la bobina. En les màquines modernes, aquest sistema té un tipus de control electrònic.

Com podeu veure, la bobina d’encesa és necessària per crear un impuls d’alta tensió a curt termini. L’energia s’emmagatzema mitjançant el sistema elèctric del vehicle (bateria o generador).

Dispositiu i principi de funcionament de la bobina d’encesa

La foto mostra un dels tipus de bobines.

Segons el tipus, el curtcircuit pot consistir en:

1. Un aïllant que evita les fuites de corrent del dispositiu;
2. El cas en què es recopilen tots els elements (el més sovint és de metall, però també hi ha contraparts de plàstic fabricades amb material resistent a la calor);
3. Paper aïllant;
4. L’enrotllament primari, format per un cable aïllat, s’enrotlla en 100-150 voltes. Té sortides de 12V;
5. L’enrotllament secundari, que té una estructura similar a la principal, però que té entre 15 i 30 mil voltes, s’enrotlla a l’interior de la primària. Els elements amb un disseny similar es poden equipar amb un mòdul d’encesa, una bobina de dos pins i una bobina doble. En aquesta part del curtcircuit, es crea una tensió superior a 20 mil V, en funció de la modificació del sistema. Per garantir que el contacte de cada element del dispositiu estigui aïllat tant com sigui possible i que no es produeixi cap avaria, s’utilitza una punta;
6. Contacte terminal del bobinatge primari. En molts rodets, es denota amb la lletra K;
7. Pern de contacte amb el qual es fixa l'element de contacte;
8. La sortida central, sobre la qual el cable central va al distribuïdor;
9. Funda protectora;
10. Bateria terminal de la xarxa integrada de la màquina;
11. Molla de contacte;
12. Un suport de fixació amb el qual el dispositiu es fixa en una posició fixa al compartiment del motor;
13. Cable extern;
14. Un nucli que impedeix la formació de corrent de Foucault.

Segons el tipus de cotxe i el sistema d’encesa que s’utilitzi, la ubicació del curtcircuit és individual. Per trobar ràpidament aquest element, us heu de familiaritzar amb la documentació tècnica del cotxe, que indicarà el diagrama elèctric de tot el cotxe.

El funcionament del curtcircuit té un principi de funcionament del transformador. El bobinatge principal es connecta a la bateria per defecte (i quan el motor està en marxa, s’utilitza l’energia generada pel generador). Mentre està en repòs, el corrent flueix a través del cable. En aquest moment, el bobinatge forma un camp magnètic que actua sobre el fil prim del bobinatge secundari. Com a resultat d’aquesta acció, s’eleva una alta tensió a l’element d’alta tensió.

Quan s’inicia l’interruptor i s’apaga el bobinatge primari, es genera una força electromotriu en tots dos elements. Com més alta sigui la CEM d’autoinducció, més ràpidament desapareixerà el camp magnètic. Per accelerar aquest procés, també es pot subministrar un corrent de baixa tensió al nucli de curtcircuit. El corrent augmenta a l’element secundari, a causa del qual la tensió en aquesta secció baixa bruscament i es forma la tensió de l’arc.

Aquest paràmetre es conserva fins que s’energia totalment eliminada. En la majoria dels cotxes moderns, aquest procés (reducció de tensió) dura 1.4 ms. Per a la formació d’una espurna potent capaç de perforar l’aire entre els elèctrodes de l’espelma, n’hi ha prou. Després de descarregar completament el bobinatge secundari, la resta de l’energia s’utilitza per mantenir la tensió i les oscil·lacions amortides de l’electricitat.

Funcions de la bobina d’encesa

L'eficiència de la bobina d'encesa depèn en gran mesura del tipus de vàlvula que s'utilitza al sistema del vehicle. Així, un distribuïdor mecànic perd una petita quantitat d’energia en el procés de tancament / obertura de contactes, ja que es pot formar una petita espurna entre els elements. La manca d’elements de contacte mecànics de l’interruptor es manifesta a altes o baixes velocitats del motor.

Quan el cigonyal té un nombre reduït de revolucions, els elements de contacte del distribuïdor creen una petita descàrrega d'arc, com a conseqüència de la qual es subministra menys energia a la bugia. Però a altes velocitats de l’eix del cigonyal, els contactes de l’interruptor vibren i fan caure la tensió secundària. Per eliminar aquest efecte, s’instal·la un element de resistència a les bobines que funcionen amb un chopper mecànic.

Com podeu veure, el propòsit de la bobina és el mateix: convertir un corrent de baixa tensió en un alt. La resta de paràmetres de l'operació SZ depenen d'altres elements.

Funcionament de la bobina al circuit general del sistema d’encesa

Es descriuen detalls sobre el dispositiu i els tipus de sistemes d’encesa del cotxe en una revisió independent... Però, en resum, al circuit SZ, la bobina funcionarà segons el principi següent.

Els contactes de baixa tensió estan connectats al cablejat de baixa tensió de la bateria. Per evitar que la bateria es descarregui durant el funcionament del curtcircuit, la secció de baixa tensió del circuit s’ha de duplicar amb el generador, per tant, el cablejat s’uneix en un arnès per a més i un arnès per a menys (al llarg del el funcionament del motor de combustió interna, la bateria es recarrega).

1) generador, 2) interruptor d’encesa, 3) distribuïdor, 4) interruptor, 5) bugies, 6) bobina d’encesa, 7) bateria

Si el generador deixa de funcionar (es descriu com es comprova el seu mal funcionament) aquí), el vehicle utilitza l'energia de la font d'alimentació de la bateria. A la bateria, el fabricant pot indicar quant de temps pot funcionar el cotxe en aquest mode (per obtenir detalls sobre quins paràmetres cal seleccionar una bateria nova per al vostre cotxe, es descriu en un altre article).

De la bobina surt un contacte d’alta tensió. Depenent de la modificació del sistema, la seva connexió pot ser a un interruptor o directament a una espelma. Quan l’encès s’encén, la bateria subministra tensió a la bobina. Entre els bobinatges es forma un camp magnètic, que s’amplifica amb la presència del nucli.

En el moment que arrenca el motor, l’arrencador gira el volant d'involució, amb el qual gira el cigonyal. DPKV fixa la posició d’aquest element i dóna un impuls a la unitat de control quan el pistó arriba al punt mort superior a la carrera de compressió. Al curtcircuit, el circuit s’obre, cosa que provoca una ràfega d’energia a curt termini al circuit secundari.

El corrent generat flueix a través del cable central fins al distribuïdor. Depenent del cilindre que s’activi, aquesta bugia rep la tensió corresponent. Es produeix una descàrrega entre els elèctrodes i aquesta espurna encén una barreja d’aire i combustible comprimits a la cavitat. Hi ha sistemes d’encesa en què cada bugia disposa d’una bobina individual o es duplica. La seqüència de funcionament dels elements es determina a la part de baixa tensió del sistema, a causa de la qual es minimitzen les pèrdues d’alta tensió.

Les principals característiques de la bobina d’encesa:

Aquí teniu una taula de les principals característiques i els seus valors per al curtcircuit:

Paràmetre:	Valor:
Resistència	En el bobinatge primari, aquesta característica hauria d’estar entre 0.25-0.55 Ohm. El mateix paràmetre del circuit secundari hauria d’estar dins de 2-25kOhm. Aquest paràmetre depèn del motor i del tipus de sistema d’encesa (és independent per a cada model). Com més gran sigui la resistència, menys potència generarà una espurna.
Energia espurna	Aquest valor hauria de ser aproximadament de 0.1 J i consumir-se a 1.2 ms. A les espelmes, aquest valor correspon al paràmetre de la descàrrega de l'arc entre els elèctrodes. Aquesta energia depèn del diàmetre dels elèctrodes, de la bretxa entre ells i el seu material. També depèn de la temperatura del BTC i de la pressió a la cambra del cilindre.
Tensió d'avaria	El desglossament és una descàrrega que es forma entre els elèctrodes d’una espelma. La tensió de funcionament depèn de la bretxa SZ i dels mateixos paràmetres que a l’hora de determinar l’energia de l’espurna. Aquest paràmetre hauria de ser més alt quan el motor tot just s’engega. El propi motor i la barreja aire-combustible que hi ha encara estan mal escalfats, de manera que l’espurna ha de ser potent.
Nombre d’espurnes / min.	El nombre d’espurnes per minut ve determinat per les revolucions del cigonyal i el nombre de cilindres del motor de combustió interna.
Transformació	Aquest és un valor que mostra quant augmenta la tensió primària. Quan arriben 12 volts al bobinatge i la seva posterior desconnexió, la força actual baixa bruscament a zero. En aquest moment, la tensió del bobinatge comença a augmentar. Aquest valor és el paràmetre de transformació. Es determina per la proporció del nombre de voltes de tots dos bobinats.
Inductància	Aquest paràmetre determina les propietats d'emmagatzematge de la bobina (es mesura en G.). La quantitat d’inductància és proporcional a la quantitat d’energia emmagatzemada.

Tipus de bobines d’encesa

Una mica més amunt, hem examinat el disseny i el principi de funcionament de la modificació més senzilla del curtcircuit. En aquest sistema, la distribució dels impulsos generats la proporciona un distribuïdor. Els cotxes moderns estan equipats amb reguladors electrònics i amb ells diferents tipus de bobines.

Un KZ modern ha de complir els criteris següents:

• Petit i lleuger;
• Ha de tenir una llarga vida útil;
• El seu disseny ha de ser el més senzill possible perquè sigui fàcil d’instal·lar i mantenir (quan apareix un mal funcionament, l’automobilista pot identificar-lo independentment i fer les accions necessàries);
• Estar protegit de la humitat i la calor. Gràcies a això, el cotxe continuarà funcionant eficaçment en condicions meteorològiques canviants;
• Quan s’instal·la directament a les espelmes, els vapors del motor i altres condicions agressives no haurien d’espatllar el cos de la peça;
• Ha d’estar el més protegit possible de curtcircuits i fuites de corrent;
• El seu disseny ha de proporcionar un refredament eficaç i, alhora, facilitat d’instal·lació.

Hi ha aquest tipus de bobines:

• Clàssic o general;
• Individual;
• De doble o de dos pins;
• Sec;
• Ple d’oli.

Independentment del tipus de curtcircuit, tenen la mateixa acció: converteixen la baixa tensió en corrent d'alta tensió. No obstant això, cada tipus té les seves pròpies característiques de disseny. Considerem cadascun d’ells amb més detall.

Disseny de bobina d’encès clàssic

Aquests curtcircuits es feien servir en cotxes antics amb contacte i després sense contacte. Tenen el disseny més senzill: consisteixen en bobinatges primaris i secundaris. En un element de baixa tensió hi pot haver fins a 150 voltes i en un element d’alta tensió, fins a 30 mil. Per evitar que es formi un curtcircuit, els cables que s’utilitzen per formar girs estan aïllats.

En el disseny clàssic, el cos està fet de metall en forma de vidre, apagat per un costat i tancat amb una tapa per l’altre. La coberta té contactes de baixa tensió i un contacte amb la línia d’alta tensió. El bobinatge primari es troba a la part superior del secundari.

Al centre de l'element d'alta tensió hi ha un nucli que augmenta la força del camp magnètic.

Aquest transformador d’automòbils actualment pràcticament no s’utilitza a causa de les peculiaritats dels sistemes d’encesa moderns. Encara es poden trobar en cotxes antics de producció nacional.

El curtcircuit general té les següents característiques:

• El voltatge màxim que pot generar oscil·la entre els 18 i els 20 volts;
• S'instal·la un nucli lamel·lar al centre de l'element d'alta tensió. Cada element que conté té un gruix de 0.35-0.55 mm. i aïllats amb vernís o bàscula;
• Totes les plaques s’uneixen en un tub comú al voltant del qual s’enrotlla un bobinatge secundari;
• Per a la fabricació del matràs del dispositiu s’utilitza alumini o xapa d’acer. A la paret interior hi ha circuits magnètics, que són de material elèctric d’acer;
• La tensió del circuit d’alta tensió del dispositiu augmenta a una velocitat de 200-250 V / μs;
• L’energia de descàrrega és d’uns 15-20 mJ.

Dissenyar diferències de bobines individuals

Com es desprèn del nom de l’element, un curtcircuit d’aquest tipus s’instal·la directament a l’espelma i només genera un impuls. Aquesta modificació s’utilitza en l’encesa electrònica. Es diferencia del tipus anterior només per la seva ubicació, així com pel seu disseny. El dispositiu també inclou dos bobinatges, només l’alta tensió s’enrotlla aquí sobre la baixa tensió.

A més del nucli central, també té un analògic extern. S'instal·la un díode al bobinatge secundari, que talla el corrent d'alta tensió. Durant un cicle de motor, aquesta bobina genera una espurna per a la seva bugia. Per això, tots els curtcircuits s’han de sincronitzar amb la posició de l’arbre de lleves.

L’avantatge d’aquesta modificació respecte de l’esmentada anteriorment és que el corrent d’alta tensió recorre la distància mínima des del cable de bobinatge fins a la vareta de l’espelma. Gràcies a això, l’energia no es malgasta en absolut.

Bobines d’encesa de plom dual

Aquests curtcircuits també s’utilitzen principalment en el tipus d’encesa electrònica. Són una forma millorada de la bobina comuna. A diferència de l’element clàssic, aquesta modificació té dos terminals d’alta tensió. Una bobina serveix per a dues espelmes: es genera una espurna en dos elements.

L’avantatge d’aquest esquema és que la primera espelma s’activa per encendre la barreja comprimida d’aire i combustible, i la segona crea una descàrrega quan es produeix la carrera d’escapament al cilindre. Una espurna addicional apareix inactiva.

Un altre avantatge d’aquests models de bobines és que aquest sistema d’encesa no necessita un distribuïdor. Es poden connectar a les espelmes de dues maneres. En el primer cas, la bobina es manté per separat i un cable d'alta tensió va als canelobres. A la segona versió, la bobina s’instal·la en una espelma i la segona es connecta a través d’un cable separat que surt del cos del dispositiu.

Aquesta modificació només s’utilitza en motors amb un parell de cilindres. També es poden muntar en un mòdul, del qual surt el nombre corresponent de cables d'alta tensió.

Bobines seques i plenes d’oli

El clàssic curtcircuit interior està ple d’oli de transformador. Aquest líquid evita el sobreescalfament dels bobinatges del dispositiu. El cos d’aquests elements és metàl·lic. Com que el ferro té una bona transferència de calor, al mateix temps s’escalfa a si mateix. Aquesta proporció no sempre és racional, ja que aquestes modificacions sovint són molt calentes.

Per eliminar aquest efecte, es fabriquen dispositius moderns sense cap funda. Al seu lloc s’utilitza un compost epoxi. Aquest material realitza simultàniament dues funcions: refreda els bobinats i els protegeix de la humitat i d'altres influències ambientals negatives.

Vida útil i mal funcionament de les bobines d’encesa

En teoria, el servei d’aquest element del sistema d’encesa d’un cotxe modern està limitat a 80 mil quilòmetres de quilometratge del cotxe. Tot i això, això no és constant. El motiu d’això són les diferents condicions de funcionament del vehicle.

Bobina perforada

A continuació, es mostren alguns factors que poden reduir significativament la vida útil d’aquest dispositiu:

1. Curtcircuit entre bobinatges;
2. La bobina sovint s’escalfa (això passa amb les modificacions habituals instal·lades en un compartiment poc ventilat del compartiment del motor), sobretot si ja no està fresca;
3. Funcionament a llarg termini o vibracions fortes (aquest factor sovint afecta la capacitat de manteniment dels models instal·lats al motor);
4. Quan el voltatge de la bateria és dolent, es supera el temps d’emmagatzematge d’energia;
5. Danys al cas;
6. Quan el conductor no apaga l’encesa durant la desactivació del motor de combustió interna (el bobinatge primari està sota tensió constant);
7. Danys a la capa aïllant de cables explosius;
8. Fixació incorrecta en substituir, fer servir el dispositiu o connectar equips addicionals, per exemple, un tacòmetre elèctric;
9. Alguns automobilistes, quan desconnecten el motor o altres procediments, desconnecten les bobines de les espelmes, però no les desconnecten del sistema. Després d’haver realitzat les tasques de neteja del motor, fan girar l’eix del cigonyal amb un arrencador per eliminar tota la brutícia dels cilindres. Si no desconnecteu les bobines, fallen en la majoria dels casos.

Per no escurçar la vida útil de les bobines, el conductor hauria de:

• Apagueu l’encesa quan el motor no funciona;
• Superviseu la neteja del cas;
• Reviseu periòdicament el contacte dels cables d’alta tensió (no només per controlar l’oxidació dels canelobres, sinó també del cable central);
• Assegureu-vos que la humitat no entra al cos, i molt menys a l’interior;
• Quan feu servir el sistema d’encesa, no manipuleu mai components d’alta tensió amb les mans nues (això és perillós per a la salut), fins i tot si el motor està apagat. Si hi ha una esquerda al cas, una persona pot obtenir una descàrrega greu, per tant, per seguretat, és millor treballar amb guants de goma;
• Diagnostiqueu periòdicament el dispositiu en una estació de servei.

Com es pot saber si una bobina és defectuosa?

Es diu que els cotxes moderns estan equipats amb ordinadors de bord (com funciona, per què es necessita i quines modificacions dels models no estàndard) en una altra ressenya). Fins i tot la modificació més senzilla d’aquest equip és capaç de detectar disfuncions del sistema elèctric, que inclou el sistema d’encesa.

En cas d’avaria de curtcircuit, la icona del motor brillarà. Per descomptat, es tracta d’un senyal molt extens (aquesta icona del tauler s’il·lumina, per exemple, i en cas d’error sonda lambda), així que no confieu en aquesta alerta sola. Aquests són alguns altres signes que acompanyen el trencament de la bobina:

• Apagat periòdic o complet d’un dels cilindres (es diu per què el motor es pot triplicar) aquí). Si alguns motors de gasolina moderns amb injecció directa estan equipats amb aquest sistema (talla el subministrament de combustible d’alguns injectors a la càrrega mínima de la unitat), els motors convencionals demostren un funcionament inestable independentment de la càrrega;
• En èpoques fredes i amb molta humitat, el cotxe no arrenca bé o no arrenca del tot (podeu eixugar els cables i provar d’engegar el cotxe; si us ajuda, haureu de substituir el conjunt de cables explosius) ;
• Si premeu amb força l’accelerador, es produeix un avaria del motor (abans de canviar les bobines, heu d’assegurar-vos que el sistema de combustible funciona correctament);
• Les traces d’avaries són visibles als cables explosius;
• En la foscor, es nota una lleugera espurna al dispositiu;
• El motor ha perdut dràsticament la seva dinàmica (això també pot indicar avaries de la pròpia unitat, per exemple, l’esgotament de les vàlvules).

Podeu comprovar la capacitat de manteniment d’elements individuals mesurant la resistència dels bobinats. Per a això, s’utilitza un dispositiu convencional: un provador. Cada part té el seu propi rang de resistència acceptable. Les desviacions greus indiquen un transformador defectuós i s’han de substituir.

A l’hora de determinar un mal funcionament de la bobina, cal tenir en compte que molts dels símptomes són idèntics a les avaries de les bugies. Per aquest motiu, cal que us assegureu que estan en bon estat de funcionament i, a continuació, procediu al diagnòstic de les bobines. Es descriu la forma de determinar el desglossament d’una espelma per separat.

Es pot reparar la bobina d’encesa?

Reparar bobines d’encesa convencionals és molt possible, però requereix molt de temps. Per tant, el capatàs ha de saber exactament què s’ha de reparar al dispositiu. Si heu de rebobinar el bobinat, aquest procediment requereix un coneixement exacte de quina ha de ser la secció transversal i el material dels cables, com enrolar-los i arreglar-los correctament.

Fa diverses dècades, fins i tot, hi havia tallers especialitzats que proporcionaven aquests serveis. No obstant això, avui en dia és més un caprici dels que els agrada jugar amb el seu cotxe que una necessitat. Una nova bobina d’encesa (en un cotxe antic) no és tan cara com per estalviar diners en la compra.

Quant a les modificacions modernes, la majoria no es poden desmuntar per arribar als bobinats. Per això, no es poden reparar en absolut. Però, per molt alta que sigui la reparació d’aquest dispositiu, no pot substituir el conjunt de fàbrica.

Podeu instal·lar una bobina nova si el dispositiu del sistema d’encesa permet un mínim treball de desmuntatge. En qualsevol cas, si hi ha incertesa sobre una substitució de qualitat, és millor confiar el treball al mestre. Aquest procediment no serà car, però hi haurà confiança que es realitzi de manera eficient.

Aquí teniu un petit vídeo sobre com es pot diagnosticar independentment el mal funcionament de les bobines individuals:

Com es calcula una bobina d’encesa defectuosa

Preguntes i respostes:

Quin tipus de bobines d'encesa hi ha? Hi ha bobines comunes (una per a totes les espelmes), individuals (una per a cada espelma, muntada en canelobres) i dobles (una per a dues espelmes).

Què hi ha dins de la bobina d'encesa? És un transformador en miniatura amb dos bobinatges. A l'interior hi ha un nucli d'acer. Tot això està tancat en una carcassa dielèctrica.

Què són les bobines d'encesa en un cotxe? És un element del sistema d'encesa que converteix el corrent de baixa tensió en corrent d'alta tensió (pols d'alta tensió quan el bobinat de baixa tensió està desconnectat).