Bobina di accensione.
Con lo sviluppo dei motori a benzina per automobili, orientati verso alte velocità, elevato rapporto di compressione, elevata potenza, bassi consumi e basse emissioni, il dispositivo di accensione tradizionale non è più in grado di soddisfare i requisiti di utilizzo. I componenti principali del dispositivo di accensione sono la bobina di accensione e il dispositivo di commutazione, che migliorano l'energia della bobina di accensione e la candela di accensione, in grado di produrre una scintilla di energia sufficiente, condizione fondamentale per il dispositivo di accensione per adattarsi al funzionamento dei motori moderni.
Di solito, all'interno della bobina di accensione sono presenti due serie di bobine: la bobina primaria e la bobina secondaria. La bobina primaria utilizza un filo smaltato più spesso, solitamente di circa 0,5-1 mm, con una rotazione di circa 200-500 spire; la bobina secondaria utilizza un filo smaltato più sottile, solitamente di circa 0,1 mm, con una rotazione di circa 15.000-25.000 spire. Un'estremità della bobina primaria è collegata all'alimentatore a bassa tensione (+) del veicolo, mentre l'altra estremità è collegata al dispositivo di commutazione (interruttore). Un'estremità della bobina secondaria è collegata alla bobina primaria, mentre l'altra estremità è collegata all'estremità di uscita della linea ad alta tensione per generare l'alta tensione.
Il motivo per cui la bobina di accensione può trasformare la bassa tensione in alta tensione in un'auto è che ha la stessa forma di un trasformatore ordinario e la bobina primaria ha un rapporto di avvolgimento maggiore rispetto a quella secondaria. Tuttavia, la modalità di funzionamento della bobina di accensione è diversa da quella di un trasformatore ordinario: la frequenza di funzionamento di un trasformatore ordinario è fissa a 50 Hz, noto anche come trasformatore a frequenza di rete, e la bobina di accensione ha una forma di lavoro a impulsi, che può essere considerata un trasformatore a impulsi, in base alle diverse velocità del motore e alle diverse frequenze di accumulo e scarica ripetuta di energia.
Quando la bobina primaria viene alimentata, un forte campo magnetico viene generato attorno ad essa all'aumentare della corrente, e l'energia del campo magnetico viene immagazzinata nel nucleo di ferro. Quando il dispositivo di commutazione disconnette il circuito della bobina primaria, il campo magnetico della bobina primaria decade rapidamente e la bobina secondaria rileva un'alta tensione. Più rapidamente il campo magnetico della bobina primaria scompare, maggiore è la corrente al momento della disconnessione, e maggiore è il rapporto di spire delle due bobine, maggiore è la tensione indotta dalla bobina secondaria.
Tipo di bobina
Le bobine di accensione, in base al circuito magnetico, si dividono in due tipi: a magnete aperto e a magnete chiuso. La bobina di accensione tradizionale è di tipo a magnete aperto, con un nucleo di ferro rivestito da lamine di acciaio al silicio da 0,3 mm e una bobina primaria e una secondaria attorno al nucleo di ferro. Il tipo a magnete chiuso utilizza un nucleo di ferro simile a III attorno alla bobina primaria, avvolgendo poi la bobina secondaria all'esterno e formando la linea di campo magnetico. I vantaggi della bobina di accensione a magnete chiuso sono minori perdite magnetiche, ridotte perdite di energia e dimensioni ridotte, motivo per cui il sistema di accensione elettronico generalmente utilizza la bobina di accensione a magnete chiuso.
Accensione a controllo numerico
Nei motori a benzina ad alta velocità delle automobili moderne, è stato adottato un sistema di accensione controllato da un microprocessore, noto anche come sistema di accensione elettronica digitale. Il sistema di accensione è composto da tre parti: un microcomputer (computer), diversi sensori e attuatori di accensione.
Infatti, nei motori moderni, sia il sottosistema di iniezione benzina che quello di accensione sono controllati dalla stessa centralina, che condivide un set di sensori. Il sensore è fondamentalmente lo stesso dei sensori del sistema di iniezione benzina a controllo elettronico, come il sensore di posizione dell'albero motore, il sensore di posizione dell'albero a camme, il sensore di posizione della valvola a farfalla, il sensore di pressione del collettore di aspirazione, il sensore di dedetonazione, ecc. Tra questi, il sensore di dedetonazione è un sensore molto importante dedicato all'accensione a controllo elettronico (in particolare nei motori con turbocompressore a gas di scarico), che può monitorare se la dedetonazione del motore e il suo grado, come segnale di feedback per inviare alla centralina il comando di accensione anticipata, in modo che il motore non dedetoni e possa ottenere una maggiore efficienza di combustione.
Il sistema di accensione elettronica digitale (ESA) si divide in due tipologie in base alla sua struttura: a distributore e senza distributore (DLI). Il sistema di accensione elettronica a distributore utilizza una sola bobina di accensione per generare alta tensione, quindi il distributore accende la candela di ciascun cilindro a turno secondo la sequenza di accensione. Poiché l'accensione e lo spegnimento della bobina primaria della bobina di accensione sono eseguiti dal circuito di accensione elettronica, il distributore ha annullato il dispositivo di interruzione e svolge solo la funzione di distribuzione dell'alta tensione.
Accensione a due cilindri
L'accensione a due cilindri significa che due cilindri condividono una singola bobina di accensione, quindi questo tipo di accensione può essere utilizzato solo su motori con un numero pari di cilindri. Se su un motore a 4 cilindri, quando due pistoni dei cilindri sono vicini al PMS contemporaneamente (uno in compressione e l'altro allo scarico), due candele condividono la stessa bobina di accensione e si accendono contemporaneamente, allora una è un'accensione efficace e l'altra un'accensione inefficace: la prima si trova nella miscela di alta pressione e bassa temperatura, la seconda nei gas di scarico a bassa pressione e alta temperatura. Pertanto, la resistenza tra gli elettrodi delle candele dei due è completamente diversa e l'energia generata non è la stessa, con conseguente energia molto maggiore per l'accensione efficace, che rappresenta circa l'80% dell'energia totale.
Accensione separata
Il metodo di accensione separato assegna una bobina di accensione a ciascun cilindro, installata direttamente sulla candela, eliminando così anche il cavo ad alta tensione. Questo metodo di accensione, ottenuto tramite il sensore dell'albero a camme o monitorando la compressione del cilindro per ottenere un'accensione precisa, è adatto a qualsiasi motore con più cilindri, in particolare per i motori a 4 valvole per cilindro. Poiché la combinazione bobina-candela può essere montata al centro del doppio albero a camme in testa (DOHC), lo spazio tra i due cilindri viene sfruttato appieno. Grazie all'eliminazione del distributore e del cavo ad alta tensione, le perdite di conduzione e le perdite di dispersione sono minime, non vi è usura meccanica e la bobina di accensione e la candela di ciascun cilindro sono assemblate insieme. Il pacchetto metallico esterno riduce notevolmente le interferenze elettromagnetiche, garantendo il normale funzionamento del sistema di controllo elettronico del motore.
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