イグニッションコイル：それは何ですか、なぜそれが必要なのか、誤動作の兆候
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すべてのドライバーが知っているように、ガソリンとディーゼルのパワートレインは互いに異なる原理で動作します。 ディーゼルエンジンで燃料がシリンダー内で圧縮された空気の温度から点火される場合（圧縮ストローク中は空気のみがチャンバー内にあり、ストロークの終わりにディーゼル燃料が供給されます）、ガソリンアナログではこれプロセスは、スパークプラグによって形成されたスパークによってアクティブ化されます。
内燃機関については、すでに詳細に説明しました。 別のレビュー..。 次に、エンジンの安定性が依存する保守性に基づいて、点火システムの別の要素に焦点を当てます。 これがイグニッションコイルです。
火花はどこから来るのですか？ なぜ点火システムにコイルがあるのですか？ どんな種類のコイルがありますか？ それらはどのように機能し、それらのデバイスは何ですか？
車のイグニッションコイルとは
シリンダー内のガソリンが発火するためには、そのような要因の組み合わせが重要です。
- 十分な量の新鮮な空気（スロットルバルブがこれに関与します）。
- 空気とガソリンの適切な混合（これは 燃料システムの種類);
- 高品質の火花（形成されます 点火プラグ、ただし、インパルスを生成するのはイグニッションコイルです）または20万ボルト以内の放電。
- シリンダー内のBTCがすでに圧縮されており、慣性によってピストンが上死点を離れたときに放電が発生するはずです（モーターの動作モードに応じて、このパルスはこの瞬間より少し早くまたは少し遅れて生成される場合があります） 。
これらの要因のほとんどは、噴射操作、バルブタイミング、およびその他のシステムに依存しますが、高電圧パルスを生成するのはコイルです。 これは、この巨大な電圧が12ボルトのシステムから来るところです。
ガソリン車の点火システムでは、コイルは車の電気システムの一部である小さなデバイスです。 エネルギーを蓄え、必要に応じて供給全体を放出する小さな変圧器が含まれています。 高圧巻線がトリガーされるまでに、それはすでに約20万ボルトになっています。
点火システム自体は、次の原理に従って動作します。 特定のシリンダーの圧縮行程が完了すると、クランクシャフトセンサーはスパークの必要性についてECUに小さな信号を送信します。 コイルが静止しているときは、エネルギー貯蔵モードで動作します。
スパークの形成に関する信号を受信すると、コントロールユニットはコイルリレーを作動させ、コイルリレーがXNUMXつの巻線を開き、高電圧の巻線を閉じます。 この瞬間、必要なエネルギーが放出されます。 インパルスはディストリビューターを通過します。ディストリビューターは、どのスパークプラグに通電する必要があるかを決定します。 電流は、スパークプラグに接続された高電圧ワイヤーを通って流れます。
古い車では、点火システムには、スパークプラグ全体に電圧を分配し、コイル巻線をアクティブ/非アクティブにするディストリビューターが装備されています。 最新の機械では、このようなシステムには電子タイプの制御があります。
ご覧のとおり、短期間の高電圧パルスを生成するには、点火コイルが必要です。 エネルギーは、車両の電気システム（バッテリーまたは発電機）によって蓄えられます。
イグニッションコイルの装置と動作原理
写真はコイルの種類のひとつです。
タイプに応じて、短絡は次のもので構成されます。
- デバイスからの電流漏れを防ぐ絶縁体。
- すべての元素が収集される場合（ほとんどの場合、金属ですが、耐熱材料で作られたプラスチック類似体もあります）。
- 絶縁紙;
- 一次巻線は絶縁ケーブルでできており、100〜150ターンで巻かれています。 12V出力です。
- 二次巻線は、主巻線と同様の構造ですが、15〜30万ターンあり、一次巻線の内側に巻かれています。 同様の設計の要素には、点火モジュール、20ピン、およびダブルコイルを装備できます。 短絡のこの部分では、システムの変更に応じて、XNUMX万Vを超える電圧が発生します。 デバイスの各要素の接触を可能な限り絶縁し、故障が発生しないようにするために、チップが使用されます。
- 一次端子接点。 多くのリールでは、文字Kで示されます。
- 接触要素が固定される接触ボルト。
- 中央のワイヤーがディストリビューターにつながる中央のコンセント。
- 保護カバー;
- 車載ネットワークのターミナルバッテリー。
- 接触ばね;
- デバイスをエンジンコンパートメント内の固定位置に固定するための固定ブラケット。
- 外部ケーブル;
- 渦電流の発生を防ぐコア。
車の種類とそれに使用される点火システムに応じて、短絡の場所は個別です。 この要素をすばやく見つけるには、車全体の電気回路図を示す車の技術文書に精通する必要があります。
短絡の動作には、変圧器の機能の原理があります。 一次巻線はデフォルトでバッテリーに接続されています（エンジンが稼働しているときは、発電機によって生成されたエネルギーが使用されます）。 静止している間、電流はケーブルを通って流れます。 このとき、巻線は二次巻線の細線に作用する磁界を形成します。 この動作の結果として、高電圧要素に高電圧が蓄積されます。
ブレーカーがトリガーされ、一次巻線がオフになると、両方の要素に起電力が発生します。 自己誘導起電力が高いほど、磁場の消失が速くなります。 このプロセスを加速するために、低電圧電流を短絡コアに供給することもできます。 二次素子の電流が増加するため、このセクションの電圧は急激に低下し、アーク電圧が形成されます。
このパラメータは、エネルギーが完全に除去されるまで保持されます。 最近のほとんどの車では、このプロセス（電圧低下）は1.4ms続きます。 これは、ろうそくの電極間に空気を突き刺すことができる強力な火花を形成するのに十分です。 二次巻線が完全に放電された後、残りのエネルギーは電圧を維持し、電気の振動を減衰させるために使用されます。
イグニッションコイルの機能
イグニッションコイルの効率は、車両システムで使用されるディストリビューターのタイプに大きく依存します。 したがって、要素間に小さな火花が形成される可能性があるため、機械的分配器は、接点を開閉する過程で少量のエネルギーを失います。 ブレーカーの機械的接触要素の欠如は、高速または低速のモーター速度で現れます。
クランクシャフトの回転数が少ない場合、ディストリビューターの接触要素は小さなアーク放電を生成し、その結果、スパークプラグに供給されるエネルギーが少なくなります。 しかし、クランクシャフトの速度が速いと、ブレーカーの接点が振動し、二次電圧が低下します。 この影響を排除するために、機械式チョッパーで動作するコイルに抵抗素子が取り付けられています。
ご覧のとおり、コイルの目的は同じです。つまり、低電圧電流を高電圧電流に変換することです。 SZ操作の残りのパラメーターは、他の要素によって異なります。
点火システムの一般的なスキームでのコイル操作
デバイスと車の点火システムの種類に関する詳細が説明されています 別のレビューで..。 しかし、要するに、SZ回路では、コイルは次の原理に従って動作します。
低電圧接点は、バッテリーからの低電圧配線に接続されています。 短絡動作中にバッテリーが放電するのを防ぐために、回路の低電圧セクションは発電機でXNUMX倍にする必要があります。したがって、配線はプラス用のXNUMXつのハーネスとマイナス用のXNUMXつのハーネスに組み立てられます（途中で、内燃機関の運転中、バッテリーは再充電されます）。
発電機が動かなくなった場合（故障の確認方法、説明） ここで）、車両はバッテリー電源を使用します。 バッテリーについては、メーカーがこのモードで車が動作できる時間を指定できます（車内で新しいバッテリーを選択する方法の詳細については、説明されています 別の記事で).
XNUMXつの高電圧接点がコイルから出ています。 システムの変更に応じて、その接続はブレーカーまたは直接キャンドルのいずれかになります。 イグニッションをオンにすると、バッテリーからコイルに電圧が供給されます。 磁場は巻線間に形成され、コアの存在によって増幅されます。
エンジンが始動した瞬間、スターターはフライホイールを回し、それとともにクランクシャフトが回転します。 DPKVはこの要素の位置を固定し、ピストンが圧縮行程で上死点に達するとコントロールユニットにインパルスを与えます。 短絡では、回路が開かれ、二次回路に短期間のエネルギーバーストが発生します。
生成された電流は、中央のワイヤを通ってディストリビュータに流れます。 どのシリンダーがトリガーされるかに応じて、そのようなスパークプラグは適切な電圧を受け取ります。 電極間で放電が発生し、この火花がキャビティ内で圧縮された空気と燃料の混合物に点火します。 各スパークプラグに個別のコイルが装備されているか、XNUMX倍になっている点火システムがあります。 エレメントの動作シーケンスは、システムの低電圧部分で決定されます。これにより、高電圧損失が最小限に抑えられます。
イグニッションコイルの主な特徴：
これは、短絡の主な特性とその値の表です：
| パラメータ： | 値： |
| 抵抗 | 一次巻線では、この特性は0.25〜0.55オームの範囲内である必要があります。 二次回路の同じパラメータは2-25kOhm以内でなければなりません。 このパラメーターは、エンジンと点火システムのタイプによって異なります（モデルごとに異なります）。 抵抗が高いほど、火花を生成する電力が少なくなります。 |
| スパークエネルギー | この値は約0.1Jで、1.2ms以内に消費されます。 キャンドルでは、この値は電極間のアーク放電のパラメータに対応します。 このエネルギーは、電極の直径、電極とその材料の間のギャップに依存します。 また、BTCの温度とシリンダーチャンバー内の圧力にも依存します。 |
| 降伏電圧 | 故障は、ろうそくの電極間に形成される放電です。 動作電圧は、SZギャップと、スパークエネルギーを決定するときと同じパラメータに依存します。 このパラメーターは、モーターが始動したばかりのときに高くする必要があります。 エンジン自体とその中の混合気はまだ十分に加熱されていないので、火花は強力でなければなりません。 |
| 火花の数/分。 | XNUMX分あたりの火花の数は、クランクシャフトの回転数と内燃機関のシリンダー数によって決まります。 |
| 変換 | これは、一次電圧がどれだけ増加するかを示す値です。 12ボルトが巻線に到達し、その後切断されると、電流強度は急激にゼロに低下します。 この瞬間、巻線の電圧が上昇し始めます。 この値は変換パラメーターです。 これは、両方の巻線の巻数の比率によって決まります。 |
| インダクタンス | このパラメータは、コイルの保管特性を決定します（Gで測定されます）。 インダクタンスの量は、蓄積されたエネルギーの量に比例します。 |
イグニッションコイルの種類
もう少し高く、短絡の最も単純な変更の設計と動作原理を調べました。 そのようなシステム構成では、生成されたパルスの分配は、分配器によって提供される。 現代の車には電子ガバナが装備されており、さまざまな種類のコイルが装備されています。
最新のKZは、次の基準を満たす必要があります。
- 小型軽量であること。
- 長い耐用年数が必要です。
- 設置と保守が容易になるように、その設計は可能な限りシンプルにする必要があります（誤動作が発生した場合、ドライバーはそれを独自に識別して必要なアクションを実行できます）。
- 湿気や熱から保護してください。 このおかげで、車は変化する気象条件の下で効率的に動作し続けます。
- スパークプラグに直接取り付けた場合、モーターからの蒸気やその他の過酷な条件によって部品の本体が損傷することはありません。
- 短絡や漏電から可能な限り保護する必要があります。
- その設計は、効果的な冷却を提供すると同時に、設置の容易さを提供する必要があります。
そのようなタイプのコイルがあります：
- クラシックまたは一般;
- 個人;
- デュアルピンまたはXNUMXピン。
- ドライ;
- 油で満たされています。
短絡の種類に関係なく、同じ効果があります。つまり、低電圧を高電圧電流に変換します。 ただし、各タイプには独自の設計機能があります。 それぞれについて詳しく見ていきましょう。
クラシックなイグニッションコイルのデザイン
このような短絡は、接触してから非接触で点火する古い車で使用されていました。 それらは最も単純な設計を持っています-それらは一次巻線と二次巻線で構成されています。 低電圧エレメントでは最大150ターン、高電圧エレメントでは最大30万ターンが可能です。それらの間に短絡が発生するのを防ぐために、ターンを形成するために使用されるワイヤは絶縁されています。
クラシックバージョンでは、本体はガラスの形の金属でできており、片側がこもり、反対側が蓋で閉じられています。 低圧接点と高圧線へのXNUMXつの接点がカバーにもたらされます。 一次巻線は二次巻線の上にあります。
高電圧素子の中心には、磁場の強さを増すコアがあります。
このような自動車用変圧器は、現代の点火システムの特性により、現在では実際には使用されていません。 彼らはまだ古い国産車で見つけることができます。
一般的な短絡には、次の機能があります。
- それが生成できる最大電圧は18〜20万ボルトの範囲です。
- 高電圧素子の中央にはラメラコアが取り付けられています。 その中の各要素の厚さは0.35〜0.55mmです。 ワニスまたはスケールで絶縁されています。
- すべてのプレートは、XNUMX次巻線が巻かれる共通のチューブに組み立てられます。
- デバイスのフラスコの製造には、アルミニウムまたは鋼板が使用されます。 内壁には電磁回路があり、電磁鋼材料でできています。
- デバイスの高電圧回路の電圧は、200〜250V /μsの速度で増加します。
- 放電エネルギーは約15〜20mJです。
個々のコイルの設計の違い
要素の名前から明らかなように、このような短絡はローソク足に直接取り付けられ、それに対してのみインパルスを生成します。 この変更は、電子点火で使用されます。 以前のタイプとは、場所とデザインが異なります。 そのデバイスにはXNUMXつの巻線も含まれており、ここでは高電圧のみが低電圧に巻かれています。
中央のコアに加えて、外部のアナログもあります。 二次巻線にはダイオードが取り付けられており、高電圧電流を遮断します。 XNUMXモーターサイクルの間に、そのようなコイルはそのスパークプラグに対してXNUMXつのスパークを生成します。 このため、すべての短絡はカムシャフトの位置と同期する必要があります。
上記の変更に対するこの変更の利点は、高電圧電流が巻線リードからキャンドルロッドまで最小距離を移動することです。 このおかげで、エネルギーはまったく失われません。
デュアルリードイグニッションコイル
このような短絡は、主に電子式の点火にも使用されます。 それらは一般的なコイルの改良された形です。 従来の要素とは異なり、この変更にはXNUMXつの高電圧端子があります。 XNUMXつのコイルがXNUMXつのキャンドルに対応します。XNUMXつの要素で火花が発生します。
このような方式の利点は、最初のキャンドルがトリガーされて空気と燃料の圧縮混合気に点火し、XNUMX番目のキャンドルがシリンダー内で排気行程が発生したときに放電を生成することです。 追加のスパークがアイドル状態で表示されます。
これらのコイルモデルのもうXNUMXつの利点は、このような点火システムにディストリビューターが不要なことです。 彼らはXNUMXつの方法でキャンドルに接続することができます。 最初のケースでは、コイルは別々に立っており、XNUMX本の高圧線がローソク足につながっています。 XNUMX番目のバージョンでは、コイルはXNUMXつのキャンドルに取り付けられ、XNUMX番目のバージョンはデバイス本体から出ている別のワイヤーを介して接続されます。
この変更は、シリンダー数がペアになっているエンジンでのみ使用されます。 それらはXNUMXつのモジュールに組み立てることもでき、そこから対応する数の高電圧ワイヤーが出てきます。
ドライコイルとオイル充填コイル
古典的な短絡は内部に変圧器油で満たされています。 この液体は、デバイスの巻線の過熱を防ぎます。 そのような要素の本体は金属です。 鉄は熱放散が良いので、同時にそれ自体が熱くなります。 このような変更は非常に高温になることが多いため、この比率は必ずしも合理的ではありません。
この影響を排除するために、最新のデバイスはケースなしで製造されています。 代わりにエポキシ化合物が使用されます。 この材料は、XNUMXつの機能を同時に実行します。巻線を冷却し、湿気やその他の環境への悪影響から巻線を保護します。
イグニッションコイルの耐用年数と誤動作
理論的には、現代の自動車の点火システムのこの要素のサービスは、自動車の80万キロメートルに制限されています。 ただし、これは一定ではありません。 これは、車両の動作条件が異なるためです。
このデバイスの寿命を大幅に短縮する可能性のあるいくつかの要因を次に示します。
- 巻線間の短絡;
- コイルはしばしば過熱します（これは、エンジンコンパートメントの換気の悪いコンパートメントに取り付けられた一般的な変更で発生します）、特にそれがもはや新鮮でない場合。
- 長期間の操作または強い振動（この要因は、エンジンに取り付けられているモデルの保守性に影響を与えることがよくあります）。
- バッテリー電圧が悪い場合、エネルギー貯蔵時間を超えます。
- ケースの損傷;
- 内燃機関を停止しているときにドライバーがイグニッションをオフにしない場合（一次巻線は定電圧下にあります）。
- 爆発性ワイヤーの絶縁層の損傷;
- デバイスの交換、サービス、または追加の機器（電気タコメーターなど）の接続時のピン配列が間違っている。
- 一部の運転手は、エンジンまたは他の手順をデコーキングするときに、キャンドルからコイルを外しますが、システムからは外しません。 エンジンの清掃作業が終わったら、スターターでクランクシャフトをクランクしてシリンダーの汚れをすべて取り除きます。 コイルを外さないと、ほとんどの場合、コイルは故障します。
コイルの寿命を縮めないために、ドライバーは次のことを行う必要があります。
- エンジンが作動していないときは、イグニッションをオフにしてください。
- ケースを清潔に保ちます。
- 高圧線の接触を定期的に再確認してください（ローソク足だけでなく、中央の線の酸化を監視するため）。
- 水分が体内に入らないように注意してください。
- イグニッションシステムを整備するときは、エンジンがオフになっている場合でも、高電圧コンポーネントを素手で取り扱わないでください（これは健康に危険です）。 ケースにひびが入っていると、深刻な放電が発生する可能性がありますので、安全のため、ゴム手袋を着用することをお勧めします。
- 定期的にサービスステーションでデバイスを診断します。
コイルに欠陥があるかどうかはどうすればわかりますか？
現代の車にはオンボードコンピューターが搭載されています（その仕組み、必要な理由、非標準モデルの変更とは何か） 別のレビューで）。 この装置の最も簡単な変更でさえ、点火システムを含む電気システムの障害を検出することができます。
短絡が故障すると、モーターアイコンが点灯します。 もちろん、これは非常に広範な信号です（たとえば、ダッシュボードのこのアイコンが点灯し、障害が発生した場合など） ラムダプローブ）、したがって、このアラートだけに依存しないでください。 コイルの破損に伴うその他の兆候は次のとおりです。
- シリンダーのXNUMXつを定期的または完全にシャットダウンします（モーターがXNUMX倍になる理由については、 ここで）。 直接噴射を備えた最新のガソリンエンジンにこのようなシステムが装備されている場合（ユニットの最小負荷で一部のインジェクターへの燃料供給が遮断されます）、従来のエンジンは負荷に関係なく不安定な動作を示します。
- 寒くて湿度が高い場合、車はうまく始動しないか、まったく始動しません（ワイヤーを拭いて乾かして車を始動してみてください-それが助けになる場合は、爆発性ケーブルのセットを交換する必要があります） ;
- アクセルを強く押すとエンジンが故障します（コイルを交換する前に、燃料システムが正しく機能していることを確認する必要があります）。
- 爆発性ワイヤーには破壊の痕跡が見られます。
- 暗闇では、デバイスにわずかな火花が目立ちます。
- エンジンは急激にダイナミクスを失っています（これは、バルブの焼損など、ユニット自体の故障を示している場合もあります）。
巻線の抵抗を測定することで、個々の要素の状態を確認できます。 このために、従来のデバイス、つまりテスターが使用されます。 各部品には、独自の許容範囲の抵抗があります。 重大な偏差は変圧器の欠陥を示しており、交換する必要があります。
コイルの誤動作を判断するときは、症状の多くがスパークプラグの故障と同じであることに留意する必要があります。 このため、それらが正常に機能していることを確認してから、コイルの診断に進む必要があります。 ろうそくの故障を判断する方法が説明されています 別々に.
イグニッションコイルは修理できますか？
従来のイグニッションコイルの修理は可能ですが、時間がかかります。 したがって、職長はデバイスで何を修復するかを正確に知っている必要があります。 巻線を巻き戻す必要がある場合、この手順では、ワイヤの断面と材質、適切に巻いて固定する方法についての正確な知識が必要です。
数十年前には、そのようなサービスを提供する専門のワークショップさえありました。 しかし、今日では、必要以上に車をいじくり回すのが好きな人の気まぐれです。 新しいイグニッションコイル（古い車ではXNUMXつです）は、購入時にお金を節約するほど高価ではありません。
現代の改造に関しては、それらのほとんどは巻線に到達するために分解することができません。 このため、修理は一切できません。 しかし、そのようなデバイスの修理がどれほど高品質であっても、工場のアセンブリを置き換えることはできません。
点火システム装置がこれのための最小限の解体作業を可能にするならば、あなたはあなた自身で新しいコイルを取り付けることができます。 いずれにせよ、品質交換に不確実性がある場合は、作業をマスターに委託することをお勧めします。 この手順は費用がかかりませんが、高品質で実行されるという自信があります。
これは、個々のコイルの誤動作を個別に診断する方法に関する短いビデオです。
質問と回答：
どんなイグニッションコイルがありますか？ 共通のコイル（すべてのキャンドルにXNUMXつ）、個別（各キャンドルにXNUMXつ、ローソク足に取り付けられている）、およびダブル（XNUMXつのキャンドルにXNUMXつ）があります。
イグニッションコイルの中身は？ XNUMX巻線のミニチュアトランスです。 内部にはスチールコアがあります。 これはすべて誘電体ハウジングに封入されています。
車のイグニッションコイルとは何ですか？ これは、低電圧電流を高電圧電流（低電圧巻線が切断されたときの高電圧パルス）に変換する点火システムの要素です。
