Bobina de ignição: o que é, por que é necessário, sinais de mau funcionamento

Como todos os motoristas sabem, os trens de força a gasolina e a diesel funcionam com princípios diferentes uns dos outros. Se em um motor a diesel o combustível é inflamado a partir da temperatura do ar comprimido no cilindro (apenas o ar está na câmara durante o curso de compressão, e o combustível diesel é fornecido no final do curso), então no análogo da gasolina isso processo é ativado por uma faísca formada por uma vela de ignição.

Já falamos sobre o motor de combustão interna em detalhes em revisão separada... Agora vamos nos concentrar em um elemento separado do sistema de ignição, da capacidade de manutenção da qual depende a estabilidade do motor. Esta é a bobina de ignição.

De onde vem a centelha? Por que existe uma bobina no sistema de ignição? Que tipos de bobinas existem? Como eles funcionam e qual é o seu dispositivo?

O que é uma bobina de ignição de carro

Para que a gasolina no cilindro entre em ignição, uma combinação de tais fatores é importante:

• Uma quantidade suficiente de ar fresco (a válvula borboleta é responsável por isso);
• Boa mistura de ar e gasolina (isso depende tipo de sistema de combustível);
• Faísca de alta qualidade (é formada velas de ignição, mas é a bobina de ignição que gera um pulso) ou uma descarga dentro de 20 mil volts;
• A descarga deve ocorrer quando o BTC no cilindro já está comprimido, e o pistão por inércia saiu do ponto morto superior (dependendo do modo de operação do motor, este pulso pode ser gerado um pouco mais cedo ou um pouco mais tarde) .

Embora a maioria desses fatores dependa da operação de injeção, do tempo da válvula e de outros sistemas, é a bobina que cria o pulso de alta tensão. É daí que vem essa enorme voltagem em um sistema de 12 volts.

No sistema de ignição de um carro a gasolina, uma bobina é um pequeno dispositivo que faz parte do sistema elétrico do carro. Ele contém um pequeno transformador que armazena energia e, se necessário, libera todo o fornecimento. No momento em que o enrolamento de alta tensão é acionado, já tem cerca de 20 mil volts.

O próprio sistema de ignição funciona de acordo com o seguinte princípio. Quando o curso de compressão é concluído em um cilindro específico, o sensor do virabrequim envia um pequeno sinal para a ECU sobre a necessidade de uma faísca. Quando a bobina está em repouso, ela opera no modo de armazenamento de energia.

Tendo recebido um sinal sobre a formação de uma centelha, a central aciona o relé da bobina, que abre um enrolamento e fecha o de alta tensão. Nesse momento, a energia necessária é liberada. O impulso passa pelo distribuidor, que determina qual vela precisa ser energizada. A corrente flui através de fios de alta tensão conectados às velas de ignição.

Em carros mais antigos, o sistema de ignição é equipado com um distribuidor que distribui a tensão pelas velas e ativa / desativa os enrolamentos da bobina. Nas máquinas modernas, esse sistema possui um tipo de controle eletrônico.

Como você pode ver, a bobina de ignição é necessária para criar um pulso de alta tensão de curto prazo. A energia é armazenada pelo sistema elétrico do veículo (bateria ou gerador).

O dispositivo e o princípio de operação da bobina de ignição

A foto mostra um dos tipos de bobinas.

Dependendo do tipo, o curto-circuito pode consistir em:

1. Um isolador que impede o vazamento de corrente do dispositivo;
2. O caso em que todos os elementos são coletados (na maioria das vezes é metal, mas também há contrapartes de plástico feitas de material resistente ao calor);
3. Papel isolante;
4. Enrolamento primário, que é feito de um cabo isolado enrolado em 100-150 voltas. Possui saídas de 12V;
5. O enrolamento secundário, que possui uma estrutura semelhante ao principal, mas possui de 15 a 30 mil voltas, enrolado dentro do primário. Elementos com design semelhante podem ser equipados com um módulo de ignição, uma bobina de dois pinos e uma bobina dupla. Nesta parte do curto-circuito, é criada uma tensão superior a 20 mil V, dependendo da modificação do sistema. Para que o contato de cada elemento do dispositivo seja isolado tanto quanto possível, e nenhuma quebra seja formada, uma ponta é usada;
6. Contato do terminal primário. Em muitas bobinas, é denotado pela letra K;
7. Um parafuso de contato com o qual o elemento de contato é fixado;
8. A saída central, na qual o fio central vai para o distribuidor;
9. Capa protetora;
10. Bateria terminal da rede de bordo da máquina;
11. Primavera de contato;
12. Suportes de fixação, com os quais o dispositivo é fixado em posição fixa no compartimento do motor;
13. Cabo externo;
14. Um núcleo que impede a formação de correntes parasitas.

Dependendo do tipo de carro e do sistema de ignição que é usado nele, a localização do curto-circuito é individual. Para encontrar rapidamente este elemento, você precisa se familiarizar com a documentação técnica do carro, que indicará o diagrama elétrico de todo o carro.

A operação do curto-circuito tem um princípio de operação do transformador. O enrolamento primário é conectado à bateria por padrão (e quando o motor está funcionando, a energia gerada pelo gerador é usada). Enquanto está em repouso, a corrente flui pelo cabo. Nesse ponto, o enrolamento forma um campo magnético que atua sobre o fio fino do enrolamento secundário. Como resultado desta ação, uma alta tensão se acumula no elemento de alta tensão.

Quando o disjuntor é acionado e o enrolamento primário é desligado, uma força eletromotriz é gerada em ambos os elementos. Quanto mais alto o EMF de autoindução, mais rápido o campo magnético desaparecerá. Para acelerar esse processo, uma corrente de baixa tensão também pode ser fornecida ao núcleo do curto-circuito. A corrente aumenta no elemento secundário, devido ao qual a tensão nesta seção cai drasticamente e a tensão do arco é formada.

Este parâmetro é retido até que a energia seja completamente removida. Na maioria dos carros modernos, esse processo (redução de tensão) dura 1.4 ms. Isso é suficiente para a formação de uma poderosa faísca capaz de perfurar o ar entre os eletrodos da vela. Depois que o enrolamento secundário é completamente descarregado, o resto da energia é usado para manter a tensão e as oscilações amortecidas da eletricidade.

Funções da bobina de ignição

A eficiência da bobina de ignição é altamente dependente do tipo de distribuidor usado no sistema do veículo. Assim, um distribuidor mecânico perde uma pequena quantidade de energia no processo de fechamento / abertura dos contatos, uma vez que uma pequena faísca pode se formar entre os elementos. A falta de elementos de contato mecânico do disjuntor se manifesta em altas ou baixas velocidades do motor.

Quando o virabrequim tem um pequeno número de revoluções, os elementos de contato do distribuidor geram uma pequena descarga de arco, como resultado da qual menos energia é fornecida para a vela. Mas em altas velocidades do virabrequim, os contatos do disjuntor vibram, fazendo com que a tensão secundária caia. Para eliminar este efeito, um elemento resistor é instalado nas bobinas operando com um chopper mecânico.

Como você pode ver, o propósito da bobina é o mesmo - converter uma corrente de baixa tensão em alta. Os demais parâmetros da operação SZ dependem de outros elementos.

Operação da bobina no circuito geral do sistema de ignição

Detalhes sobre o dispositivo e os tipos de sistemas de ignição do carro são descritos em uma revisão separada... Resumindo, no circuito SZ, a bobina funcionará de acordo com o seguinte princípio.

Os contatos de baixa tensão são conectados à fiação de baixa tensão da bateria. Para evitar que a bateria descarregue durante a operação do curto-circuito, a seção de baixa tensão do circuito deve ser duplicada com o gerador, de modo que a fiação seja montada em um chicote para mais e um chicote para menos (ao longo do caminho, durante funcionamento do motor de combustão interna, a bateria é recarregada).

1) gerador, 2) chave de ignição, 3) distribuidor, 4) disjuntor, 5) velas de ignição, 6) bobina de ignição, 7) bateria

Se o gerador parar de funcionar (como verificar seu mau funcionamento, é descrito aqui), o veículo usa a energia da bateria. Na bateria, o fabricante pode indicar quanto tempo o carro pode trabalhar neste modo (para detalhes sobre como selecionar uma nova bateria em seu carro, está descrito em outro artigo).

Um contato de alta tensão emerge da bobina. Dependendo da modificação do sistema, sua conexão pode ser a um disjuntor ou diretamente a uma vela. Quando a ignição é ligada, a tensão é fornecida da bateria para a bobina. Um campo magnético é formado entre os enrolamentos, que é amplificado pela presença do núcleo.

No momento em que o motor é ligado, o motor de partida gira o volante, com o qual o virabrequim gira. O DPKV fixa a posição deste elemento e dá impulso à unidade de controle quando o pistão atinge o ponto morto superior no curso de compressão. No curto-circuito, o circuito é aberto, o que provoca uma explosão de energia de curto prazo no circuito secundário.

A corrente gerada flui através do fio central para o distribuidor. Dependendo de qual cilindro é acionado, essa vela recebe a tensão correspondente. Uma descarga ocorre entre os eletrodos, e esta faísca acende uma mistura de ar e combustível comprimido na cavidade. Existem sistemas de ignição em que cada vela é equipada com uma bobina individual ou são duplicadas. A seqüência de operação dos elementos é determinada na parte de baixa tensão do sistema, devido ao qual as perdas de alta tensão são minimizadas.

Principais características da bobina de ignição:

Aqui está uma tabela das principais características e seus valores para curto-circuito:

Parâmetro:	Significado:
Resistência	No enrolamento primário, essa característica deve estar entre 0.25-0.55 Ohm. O mesmo parâmetro no circuito secundário deve estar na faixa de 2-25kΩ. Este parâmetro depende do motor e do tipo de sistema de ignição (é separado para cada modelo). Quanto maior a resistência, menos energia para gerar uma faísca.
Energia de faísca	Este valor deve ser cerca de 0.1J e consumido em 1.2 ms. Nas velas, este valor corresponde ao parâmetro da descarga do arco entre os eletrodos. Essa energia depende do diâmetro dos eletrodos, da lacuna entre eles e seu material. Também depende da temperatura do BTC e da pressão na câmara do cilindro.
Queda de tensão	A quebra é uma descarga que se forma entre os eletrodos de uma vela. A tensão de operação depende do intervalo SZ e dos mesmos parâmetros da determinação da energia da centelha. Este parâmetro deve ser maior quando o motor estiver apenas dando partida. O próprio motor e a mistura de ar-combustível nele ainda estão mal aquecidos, então a faísca deve ser poderosa.
Número de faíscas / min.	O número de faíscas por minuto é determinado pelas rotações do virabrequim e pelo número de cilindros do motor de combustão interna.
Transformação	Este é um valor que mostra o quanto a tensão primária aumenta. Quando 12 volts chegam ao enrolamento e sua subseqüente desconexão, a intensidade da corrente cai drasticamente para zero. Nesse momento, a tensão no enrolamento começa a subir. Este valor é o parâmetro de transformação. É determinado pela razão do número de voltas de ambos os enrolamentos.
Indutância	Este parâmetro determina as propriedades de armazenamento da bobina (é medido em G.). A quantidade de indutância é proporcional à quantidade de energia armazenada.

Tipos de bobinas de ignição

Um pouco mais acima, examinamos o projeto e o princípio de operação da modificação mais simples do curto-circuito. Em tal arranjo de sistema, a distribuição dos pulsos gerados é fornecida por um distribuidor. Os carros modernos são equipados com reguladores eletrônicos e, com eles, diferentes tipos de bobinas.

Um KZ moderno deve atender aos seguintes critérios:

• Pequeno e leve;
• Deve ter uma longa vida útil;
• Seu design deve ser o mais simples possível para que seja fácil de instalar e manter (quando aparece uma avaria, o motorista pode identificá-la de forma independente e tomar as medidas necessárias);
• Esteja protegido da umidade e do calor. Graças a isso, o carro continuará a funcionar de forma eficiente sob condições climáticas variáveis;
• Quando instalados diretamente nas velas, os vapores do motor e outras condições agressivas não devem danificar o corpo da peça;
• Deve ser o mais protegido possível de curtos-circuitos e fuga de corrente;
• Seu design deve proporcionar resfriamento eficaz e, ao mesmo tempo, facilidade de instalação.

Existem esses tipos de bobinas:

• Clássico ou comum;
• Individual;
• Dual ou dois pinos;
• Seco;
• Cheio de óleo.

Independentemente do tipo de curto-circuito, eles têm o mesmo efeito - convertem corrente de baixa tensão em corrente de alta tensão. No entanto, cada tipo tem seus próprios recursos de design. Vamos considerar cada um deles com mais detalhes.

Design clássico da bobina de ignição

Esses curtos-circuitos eram usados ​​em carros antigos com contato e depois com ignição sem contato. Eles têm o projeto mais simples - consistem em um enrolamento primário e um secundário. Em um elemento de baixa tensão pode haver até 150 espiras, e em um elemento de alta tensão - até 30 mil.Para evitar a formação de um curto-circuito entre eles, os fios usados ​​para formar espiras são isolados.

Na versão clássica, o corpo é feito de metal em forma de vidro, abafado de um lado e fechado com tampa do outro. Contatos de baixa tensão e um contato para a linha de alta tensão são colocados na tampa. O enrolamento primário está localizado no topo do secundário.

No centro do elemento de alta tensão está um núcleo que aumenta a força do campo magnético.

Esse transformador automotivo agora praticamente não é usado devido às peculiaridades dos sistemas de ignição modernos. Eles ainda podem ser encontrados em carros antigos produzidos internamente.

O curto-circuito geral possui as seguintes características:

• A tensão máxima que é capaz de gerar está na faixa de 18-20 mil volts;
• Um núcleo lamelar é instalado no centro do elemento de alta tensão. Cada elemento nele tem uma espessura de 0.35-0.55 mm. e isolado com verniz ou escala;
• Todas as placas são montadas em um tubo comum em torno do qual um enrolamento secundário é enrolado;
• Para a fabricação do frasco do aparelho, utiliza-se alumínio ou chapa de aço. Na parede interna existem circuitos magnéticos, que são feitos de material de aço elétrico;
• A tensão no circuito de alta tensão do dispositivo aumenta a uma taxa de 200-250 V / μs;
• A energia de descarga é de cerca de 15-20 mJ.

Diferenças de design de bobinas individuais

Como fica claro pelo nome do elemento, esse curto-circuito é instalado diretamente na vela e gera um impulso apenas para ela. Esta modificação é usada na ignição eletrônica. Ele difere do tipo anterior apenas em sua localização, bem como em seu design. Seu dispositivo também inclui dois enrolamentos, apenas a alta tensão é enrolada aqui sobre a baixa tensão.

Além do núcleo central, também possui um analógico externo. Um diodo é instalado no enrolamento secundário, o que corta a corrente de alta tensão. Durante um ciclo de motor, tal bobina gera uma faísca para sua vela de ignição. Por isso, todos os curtos-circuitos devem ser sincronizados com a posição da árvore de cames.

A vantagem dessa modificação sobre a mencionada acima é que a corrente de alta tensão percorre uma distância mínima do cabo do enrolamento até o bastão da vela. Graças a isso, a energia não é perdida de forma alguma.

Bobinas de ignição de chumbo duplo

Esses curtos-circuitos também são usados ​​principalmente no tipo eletrônico de ignição. Eles são uma forma aprimorada da bobina comum. Ao contrário do elemento clássico, esta modificação possui dois terminais de alta tensão. Uma bobina serve a duas velas - uma faísca é gerada em dois elementos.

A vantagem de tal esquema é que a primeira vela é acionada para inflamar a mistura comprimida de ar e combustível, e a segunda cria uma descarga quando ocorre o curso de exaustão no cilindro. Uma faísca adicional parece ociosa.

Outra vantagem desses modelos de bobina é que esse sistema de ignição não precisa de um distribuidor. Eles podem se conectar a velas de duas maneiras. No primeiro caso, a bobina fica separada e um fio de alta tensão vai para as velas. Na segunda versão, a bobina é instalada em uma vela, e a segunda é conectada por meio de um fio separado que sai do corpo do dispositivo.

Esta modificação é usada apenas em motores com um número par de cilindros. Eles também podem ser montados em um módulo, do qual emergem um número correspondente de fios de alta tensão.

Bobinas secas e cheias de óleo

O curto-circuito clássico é preenchido com óleo de transformador. Este líquido evita o superaquecimento dos enrolamentos do dispositivo. O corpo de tais elementos é de metal. Como o ferro tem boa dissipação de calor, ele também se aquece. Essa proporção nem sempre é racional, uma vez que tais modificações costumam ser muito quentes.

Para eliminar esse efeito, os dispositivos modernos são fabricados sem qualquer caixa. Em vez disso, é usado um composto epóxi. Este material desempenha simultaneamente duas funções: resfria os enrolamentos e os protege da umidade e de outras influências ambientais negativas.

Vida útil e mau funcionamento das bobinas de ignição

Em teoria, o serviço desse elemento do sistema de ignição de um carro moderno está limitado a 80 mil quilômetros do carro. No entanto, isso não é constante. A razão para isso são as diferentes condições de operação do veículo.

Bobina perfurada

Aqui estão apenas alguns fatores que podem reduzir significativamente a vida útil deste dispositivo:

1. Curto-circuito entre enrolamentos;
2. A bobina costuma superaquecer (isso acontece com modificações comuns instaladas em um compartimento mal ventilado do compartimento do motor), especialmente se não estiver mais fresco;
3. Operação de longo prazo ou fortes vibrações (este fator freqüentemente afeta a capacidade de manutenção dos modelos que são instalados no motor);
4. Quando a tensão da bateria está ruim, o tempo de armazenamento de energia é excedido;
5. Danos à caixa;
6. Quando o motorista não desliga a ignição enquanto desativa o motor de combustão interna (o enrolamento primário está sob tensão constante);
7. Danos na camada isolante de fios explosivos;
8. Pinagem errada durante a substituição, manutenção do dispositivo ou conexão de equipamento adicional, por exemplo, um tacômetro elétrico;
9. Alguns motoristas, ao descoquear o motor ou outros procedimentos, desconectam as bobinas das velas, mas não as desconectam do sistema. Após o trabalho de limpeza do motor, eles acionam o virabrequim com uma chave de partida para remover toda a sujeira dos cilindros. Se você não desconectar as bobinas, na maioria dos casos elas falharão.

Para não encurtar a vida útil das bobinas, o motorista deve:

• Desligue a ignição quando o motor não estiver funcionando;
• Mantenha o estojo limpo;
• Verifique periodicamente o contato dos fios de alta tensão (não só para monitorar a oxidação nos castiçais, mas também no fio central);
• Certifique-se de que nenhuma umidade entre no corpo, muito menos dentro;
• Ao fazer a manutenção do sistema de ignição, em nenhuma circunstância manuseie componentes de alta tensão com as mãos desprotegidas (isso é perigoso para a saúde), mesmo se o motor estiver desligado. Se houver fissura na caixa, a pessoa pode ter um corrimento grave, portanto, por uma questão de segurança, é melhor trabalhar com luvas de borracha;
• Diagnostique periodicamente o dispositivo em uma estação de serviço.

Como você pode saber se uma bobina está com defeito?

Os carros modernos são equipados com computadores de bordo (sobre como funciona, por que é necessário e quais são as modificações dos modelos fora do padrão, diz-se em outra revisão) Mesmo a modificação mais simples desse equipamento é capaz de detectar falhas no sistema elétrico, que inclui o sistema de ignição.

Se o curto-circuito for interrompido, o ícone do motor brilhará. Claro, este é um sinal muito extenso (este ícone no painel acende, por exemplo, e em caso de falha sonda lambda), portanto, não confie apenas neste alerta. Aqui estão alguns outros sinais que acompanham a quebra da bobina:

• Desligamento periódico ou completo de um dos cilindros (sobre por que mais o motor pode triplicar, é informado aqui) Se alguns motores modernos a gasolina com injeção direta são equipados com tal sistema (corta o fornecimento de combustível para alguns injetores na carga mínima da unidade), então os motores convencionais demonstram operação instável independentemente da carga;
• No tempo frio e com muita umidade, o carro não pega bem ou nem pega (você pode secar os fios e tentar ligar o carro - se ajudar, você precisa substituir o conjunto de cabos explosivos );
• Uma pressão brusca no acelerador leva à falha do motor (antes de trocar as bobinas, você precisa ter certeza de que o sistema de combustível está funcionando corretamente);
• Traços de avaria são visíveis nos fios explosivos;
• No escuro, uma ligeira faísca é perceptível no dispositivo;
• O motor perdeu drasticamente sua dinâmica (isso também pode indicar avarias da própria unidade, por exemplo, queima de válvulas).

Você pode verificar a integridade de elementos individuais medindo a resistência dos enrolamentos. Para isso, um dispositivo convencional é usado - um testador. Cada parte tem sua própria faixa de resistência aceitável. Desvios graves indicam um transformador com defeito e devem ser substituídos.

Ao determinar um mau funcionamento da bobina, deve-se ter em mente que muitos dos sintomas são idênticos a falhas de velas. Por este motivo, você precisa se certificar de que eles estão em boas condições de funcionamento e, em seguida, proceder ao diagnóstico das bobinas. Como determinar a quebra de uma vela é descrito separadamente.

A bobina de ignição pode ser reparada?

Consertar bobinas de ignição convencionais é bem possível, mas leva muito tempo. Portanto, o capataz deve saber exatamente o que consertar no aparelho. Se você precisar rebobinar o enrolamento, este procedimento requer o conhecimento exato de qual deve ser a seção transversal e o material dos fios, como enrolá-los e fixá-los adequadamente.

Há várias décadas, havia até oficinas especializadas que prestavam esses serviços. Porém, hoje é mais um capricho de quem gosta de mexer no carro do que uma necessidade. Uma nova bobina de ignição (em um carro antigo é uma) não é tão cara a ponto de economizar dinheiro em sua compra.

Quanto às modificações modernas, a maioria delas não pode ser desmontada para chegar aos enrolamentos. Por causa disso, eles não podem ser reparados. Mas não importa quão de alta qualidade seja o reparo de tal dispositivo, ele não pode substituir o conjunto de fábrica.

Você mesmo pode instalar uma nova bobina se o dispositivo do sistema de ignição permitir um mínimo de trabalho de desmontagem para isso. Em qualquer caso, se houver incerteza sobre uma substituição de qualidade, é melhor confiar o trabalho ao mestre. Este procedimento não será caro, mas haverá a certeza de que é realizado com alta qualidade.

Aqui está um pequeno vídeo sobre como você pode diagnosticar independentemente o mau funcionamento de bobinas individuais:

Como calcular uma bobina de ignição com defeito

Perguntas e Respostas:

Que tipo de bobinas de ignição existem? Existem bobinas comuns (uma para todas as velas), individuais (uma para cada vela, montadas em castiçais) e duplas (uma para duas velas).

O que há dentro da bobina de ignição? É um transformador miniatura com dois enrolamentos. Dentro, há um núcleo de aço. Tudo isso está contido em um invólucro dielétrico.

O que são bobinas de ignição em um carro? É um elemento do sistema de ignição que converte corrente de baixa tensão em corrente de alta tensão (pulso de alta tensão quando o enrolamento de baixa tensão é desconectado).