Tändspole

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 23 oktober 2016; kontroller kräver 22 redigeringar .

Motorns tändspole  - ett element i tändsystemet , som tjänar till att omvandla lågspänningsspänning från ett batteri eller en generator till högspänning.

Tändspolens huvudsakliga funktion är att generera en elektrisk högspänningsimpuls vid tändstiftet .

Enhet

Tändspolen är en högspänningspulstransformator (förenklad Ruhmkorff-spole ) i förbränningsmotorns tändsystem , vars primärlindning har ett relativt litet antal varv av tjock tråd och är konstruerad för lågspänningspulser, för exempel 12 volt (6 volt på gamla bilar och motorcyklar), sekundärlindningen är gjord av en tunn tråd med ett stort antal varv, på grund av vilken en hög pulsad utspänning på upp till 25 000 - 35 000 volt skapas i sekundärlindningen enligt formeln: spänning \u003d induktion i ett varv × antal varv. Högspänning från tändspolen tillförs fördelaren ( distributören ) med hjälp av en högspänningskabel, från vilken spänningen med hjälp av högspänningskablar fördelas till tändstiften. Högspänningen ger en gnista mellan tändstiftselektroderna och antänder därigenom luft/bränsleblandningen.

Tidigare gjordes tändspolar med öppen magnetkrets, nu har tändtransformatorer med sluten magnetkrets dykt upp.

Hur det fungerar

En likström flyter genom tändspolens primärlindning. När kolven närmar sig det övre dödläget bryts den primära lindningskretsen genom att öppna brytarkontakterna ( detta sker antingen mekaniskt, när kontakterna öppnas av en kam på axeln, eller med hjälp av elektroniska ( transistor eller tyristor ) nycklar, där styrpuls genereras av en elektronisk krets (kontakt eller icke-kontakt, vevaxelns position bestäms med hjälp av en Hall-sensor , induktiv eller annan sensor).

Enligt lagen om elektromagnetisk induktion är EMF som induceras av en förändring i strömstyrkan i en intilliggande krets lika med

,

med hänsyn till den momentana förändringen i strömstyrkan (engångsöppning), därför det stora värdet av derivatan, såväl som den ömsesidiga induktionen av lindningarna , där ett mycket stort antal (tiotusentals varv), en emf puls induceras i sekundärlindningen. amplitud på tiotals kilovolt. Den höga potentialen från spolen överförs till ljusen med hjälp av högspänningsledningar (ursprungligen använd av G. Honold i magnettändningssystemet ), och ger en nedbrytning av gapet mellan tändstiftets elektroder .

På vissa prover av motorcykel- och bilutrustning med tvåcylindriga motorer (till exempel Dnepr -motorcyklar , Ural-motorcyklar , Oka-bilar ) används tvågnista tändspolar (gnistan hoppar samtidigt på två ljus). Luft-bränsleblandningen antänds endast i en cylinder, eftersom avgasslaget passerar i den andra och det finns inget att antända.

På senare tid har individuella tändspolar för varje ljus (enligt antalet cylindrar) blivit utbredda.

Ytterligare motstånd

I vissa fall slås ett extra motstånd (eller extra motstånd ) på i serie med tändspolens primärlindning. Vid låga hastigheter är brytarkontakterna stängda för det mesta och mer än tillräckligt med ström flyter genom lindningen för att mätta magnetkretsen . Överskottsströmmen värmer upp spolen värdelöst .

Det extra motståndets spiral är gjord av en stållegering med en hög temperaturkoefficient för elektriskt motstånd . Med passage av överskottsström ökar spiralens resistans och strömmen minskar, sålunda sker automatisk reglering. Vid höga hastigheter, när kontakterna är öppna för det mesta, är uppvärmningen av motståndet mindre signifikant (spiralens resistans är liten). När motorn startas shuntas det extra motståndet av startreläets kontakter , vilket ökar energin hos den elektriska gnistan på tändstiftet.

Vissa oerfarna förare försöker (onyttigt eller med stor svårighet) starta motorn med starthandtaget när batteriet är urladdat, utan att veta att det är nödvändigt att tillfälligt shunta det extra motståndet (med någon form av tråd) med våld.

Prestanda

Tändspolens prestandaegenskaper inkluderar:

Induktans

Induktans mäter en spoles förmåga att lagra energi. Det mäts i Gn- henry , måttenheter uppkallade efter den amerikanske vetenskapsmannen J. Henry. Energin som ackumuleras i primärlindningen är proportionell mot induktansen. Ju högre induktans, desto mer energi kan spolen lagra.

Transformationsförhållande

Transformationsförhållandet visar hur många gånger tändspolen ökar primärspänningen. En spänning på 12 V appliceras på primärspolen. När primärkretsen bryts ändras strömmen i kretsen - från 6-20 ampere till 0. En förändring av strömmen i spolen leder till uppkomsten av en EMF på induktion och bildandet av en spänning i primärspolen på 300-400 V. Omvandlingsförhållandet för spolen visar hur många gånger just denna spänning ökar. Det bestäms av förhållandet mellan antalet varv på sekundärspolen och antalet varv hos primärspolen, eller förhållandet mellan tändstiftets genombrottsspänning och skillnaden mellan den maximalt tillåtna spänningen mellan kollektorn och emittern. transistorn och spänningen hos strömförsörjningen ombord, som är kända från tillverkningsegenskaperna för tändspolen och bilen.

Motstånd

I primärlindningen - 0,25-0,55 ohm. I sekundärlindningen - 2-25 kOhm. Gnistens kraft och energi är omvänt proportionell mot motståndet hos spolens primärlindning: ju högre den är, desto lägre kraft och energi hos gnistan.

Spark Energy

Användbar gnistenergi förbrukas inom 1,2 ms [1] - den tid under vilken luft-bränsleblandningen brinner. Gnisturladdningens energi är 0,05-0,1 J. I ett tändstift bildas en gnista på grund av fenomenet en ljusbågsurladdning, när ett elektriskt genombrott sker mellan två elektroder i en gas. Spänningen på elektroderna beror på storleken på ljusets diameter och dess material, gapet mellan elektroderna och på sammansättningen av luft-bränsleblandningen, tryck i förbränningskammaren och temperatur. Under starten av motorn och accelerationen av bilen är spänningen på elektroderna maximal, eftersom ljuset inte är uppvärmt. Vid konstant hastighet - spänningen är minimal. För att kontakten ska fungera effektivt och inte ge luckor måste spänningen som genereras av spolen vara 1,5 gånger större än den spänning som krävs för att bryta igenom gapet.

Nedbrytningsspänning

I gapet mellan tändstiftets elektroder uppstår ett genomslag när spänningen över elektroderna blir lika med genomslagsspänningen. Värdet på genomslagsspänningen beror på storleken på gapet mellan elektroderna, tryck och temperatur hos luft-bränsleblandningen. När motorn startas för första gången måste spänningen vara högre för att ett haveri ska uppstå och en gnista bildas, eftersom bränslet och luften i förbränningskammaren är kall.

Beräkning av antalet gnistor i tändsystemet

För att beräkna hur många gånger en gnista produceras per minut i tändsystemet måste du känna till motorns varvtal och antalet cylindrar. N - hur många gånger en gnista bildas per minut. För en tvåtaktsmotor N= (RPM)*antal cylindrar, för en fyrtaktsmotor - N=(RPM)*antal cylindrar / 2. För en 6-cylindrig motor med ett varvtal på 4000 rpm, antal gnistor är: N=4000 *6/2=12 000 gånger per minut.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ A.G. Khodasevich och T.I. Khodasevich Handbok om enheten och reparation av elektroniska enheter i bilar.. . - M.: Antelkom, 2004.

Litteratur

Länkar