Článek podrobně popisuje funkce a druhy zapalování v motorových vozidlech v rozmezí napětí od 30 voltů až po kV. Zaměřuje se na složení, činnost, diagnostiku, opravy, seřízení a údržbu bateriového zapalování, magnetoelektrického - kontaktního zapalování, magnetoelektrického - bezkontaktního zapalování a stručně charakterizuje polovodičová, elektronická a plně elektronická zapalování. Popsány jsou hlavní části, jejich vzájemná interakce a metodika servisu včetně praktických postupů a bezpečnosti.
Okamžik zážehu a hlavní části bateriového zapalování
6.3.1 Složení bateriového zapalování - hlavní části. (Obr. s přerušovačem a kondenzátorem slouží ke zvýšení nízkého elektrického napětí baterie (akumulátoru) - ze 12 V obvykle na 8000 až 24 000 V (obr. 1, 2).
Jádro cívky je tvořeno transformátorovými ocelovými plechy. Na jádře je navinuta sekundární cívka z měděného drátu (Ø 0,05-0,1 mm), asi 40 000 závitů. Na sekundární cívce je navinuta primární cívka z měděného drátu (Ø 0,6-0,9 mm), asi 350 až 600 závitů. Jádro i cívky jsou elektricky izolovány mezivrstvou izolace a vše je umístěno v keramickém izolačním bloku. Vnější hliníkové pouzdro je po obvodu vyplněno magneticky vodivými plechy a zbývající prostor je vyplněn asfaltovou zalévací hmotou, pro dobré chlazení.
Ve víku z izolačního materiálu (reaktoplastu) je na svorku 15 připojen začátek primární cívky a její konec na svorku 1. Začátek sekundární cívky je připojen k jedné ze svorek - 15 nebo 1 - funkci zapalování to neovlivňuje. Toto úsporné zapojení (jako tzv. autotrasformátor) využívá i primárního vinutí k elektromagnetické indukci a dosažení vyššího zapalovacího napětí. Konec sekundární cívky je vyveden na svorku 4.
Obr. 1 Složení bateriového zapalování. Kondenzátor (14) se při rozpojování kontaktů přerušovače nabíjí a pohlcuje elektrický náboj, který by způsobil značné jiskření a opalování kontaktů. Současně tím až 20 x urychlí přerušení elektrického proudu. Na velmi rychlém přerušení elektrického proudu protékajícího primárním vinutím také závisí velmi rychlé zanikání magnetického pole v zapalovací cívce a velmi intenzivní indukce vysokého napětí potřebného pro zapalování. Kondenzátor je vyroben jako svitek 2 hliníkových folií - elektrod, navzájem izolovaných kondenzátorovým papírem napuštěným silikonovým olejem. Jedna z elektrod je spojená s kovovým obalem kondenzátoru a prostřednictvím ukostření spojená s pevným kontaktem přerušovače. Druhá je prostřednictvím elektrických vodičů připojená k pružině kontaktu pohyblivého raménka přerušovače.
Při jeho vzniku (tj. indukce) se indukuje v primárním vinutí napětí opačného směru. Zapalovací napětí a tím i kvalita jiskry. Při otáčení vačky přerušovače (obr. 1; obr. magnetické pole zaniká a svými siločarami protíná vinutí obou cívek. způsobí i stejně rychlý zánik magnetického pole. Velmi rychlá změna magnetického pole protíná svými siločarami vodiče obou cívek a způsobí v nich indukci vysokého zapalovacího napětí, asi 8-25 kV.
Konec sekundárního vinutí zapalovací cívky (svorka č. 10). Součástmi rozdělovače jsou také odstředivý (8) a podtlakový regulátor předstihu (20). Odstředivý regulátor při zvyšování otáček zvětšuje předstih zapalování, zpravidla až o 20° (měřeno na klikovém hřídeli). Při stejné rychlosti hoření je při vyšších otáčkách méně času na dokonalé prohoření směsi, proto se předstih zvyšuje. Podtlakový regulátor (18) zvětšuje předstih obvykle až o 15° (měřeno na klikovém hřídeli). Při částečně otevřené škrticí klapce karburátoru je směs ochuzená, déle hoří a proto také potřebuje větší předstih.
Podtlakový regulátor je spojen hadičkou s prostorem u škrticí klapky karburátoru. Obr. 2 Složení zapalovací cívky. Obr. 3 Složení rozdělovače. Obr. Schéma činnosti přerušovače. Obr. 5 Podtlakový regulátor. Obr. Obr. 6 Měření přerušení vinutí zapalovací cívky. Obr. 7 Zapojení osciloskopu.
Diagnostika a seřízení zapalování
V praxi se běžně nahrazuje bateriové zapalování bezkontaktními a elektronickými systémy. Před demontáží je důležité ověřit propojení mezi zapalovací cívkou a rozdělovačem a zkontrolovat kabely k zapalovacím svíčkám. Odstředivý regulátor a podtlakový regulátor předstihu musejí reagovat podle otáček a podtlaku. Při zjištění závady se postupuje podle návodu uvedeného v textu: očistíme kontakty, zkontrolujeme pevnost spojů a správný tlak kontaktů. Při seřizování předstihu lze použít několik metod - na jiskru, stroboskopickou lampu, nebo měření pomocí multimetru a vymezit správný úhel sepnutí.
Okamžik přeskoku jiskry tj. předstih zapalování, se dá kontrolovat pomocí žárovkové zkušičky nebo voltmetru. Zapojení lze provést tak, že se krokosvorkami připojí měřicí sondy k pevnému a pohyblivému kontaktu přerušovače. Při kontrole je také důležité očistit a odmastit kontakty, případně vyměnit opotřebované díly (přerušovač, kondenzátor).
Pro seřízení mezipolohy kontaktů se používá spároměr a měří se správná mezera mezi elektrodami, obvykle 0,7 mm. Při výměně svíček je nutné dodržovat specifikace výrobce ohledně průměru závitu, délky závitu, tepelného rozsahu a vzdálenosti elektrod.
U níže uvedených postupů je důležité pracovat v souladu s bezpečnostními předpisy a postupy uvedenými v technické dokumentaci výrobce, zejména při práci s vysokým napětím a při zapojování kondenzátorů a zapalovacích cívek.
Seřízení a údržba magnetoelektrického - kontaktního zapalování
Magnetoelektrické zapalování - kontaktní zapalování vyžaduje pravidelné seřizování a kontrolu stavu kontaktů, vyjmutí a výměnu kondenzátoru, případně kontrolu zapalovací cívky. V případě problémů s činností rozdělovače, palce rozdělovače a hlavy rozdělovače je vhodné provést výměnu nebo opravu. Pro čištění kontaktů se doporučuje použití vhodných prostředků a opálení kontaktů plamenem pro zajištění čistoty a správného kontaktu. Zkontrolujeme stav vůlí a vůlí pružin a případně je vyměníme. Předstih lze nastavit tak, aby jiskra prošla přes zapalovací svíčky v potřebném okamžiku. Mechanickou kontrolu lze provést otáčením klikového hřídela a pozorováním průběhu jiskry z prvního válce.
Magnetoelektrické - polovodičové zapalování - bezkontaktní a elektronické systémy
Bezkontaktní zapalování dnes nahrazuje tradiční magnetoelektrické zapalování a vyžaduje odlišné diagnostické postupy - často pomocí osciloskopu a diagnostických nástrojů. Polovodičové a elektronické zapalování umožňují přesnější řízení předstihu, rychlejší spouštění jiskry a lepší odolnost vůči opotřebení. Hlavní výhody zahrnují nižší ztráty a menší potřebu údržby oproti kontaktním systémům.
Stručná charakteristika polovodičových, elektronických a plně elektronických zapalování
Polovodičové zapalování využívá polovodičových prvků k řízení zapalovacích impulsů, elektronické zapalování zahrnuje integrované obvody a senzoriku pro přesné řízení časování a výkonu. Plně elektronická zapalovací soustava nahrazuje mechanické části (např. rozdělovač, palec) elektronickými senzory a řídící elektronikou. Všechny tyto systémy jsou schopny pracovat i při vyšších otáčkách motoru a zlepšují spolehlivost a výkon motoru.
Poznámky k diagnostice, opravám a údržbě
- Diagnostika kabelů a spojů: Při vadách zapalovací soustavy zkontrolujte kabely vodičů, koncovky a izolaci; nevytahujte kabely za konektory.
- Kontrola kondenzátorů: Nadměrné opotřebení kondenzátoru může způsobit slabou jiskru; vyměňte kondenzátor za nový, pokud je závada potvrzena.
- Seřízení předstihu: Přesné seřízení vyžaduje měření a případně použití stroboskopické lampy, multimetru či odzkoušení „na jiskru“.
- Čištění kontaktů: Kontakty přerušovače vyčistěte a odmaštěte; zkontrolujte jejich tlak a odtrh; správná síla pružiny by měla být 5-6 N.
- Montáž a demontáž: Při demontáži se vyhněte poškození kabelů; před demontáží ekipujte ochrannou fólií a zajistěte čistotu částí zapalování.
- Údržba a úniky: Dlouhodobé provozování v mokrém prostředí zvyšuje riziko poruch; po mytí motorového prostoru je důležité sušení a ochrana komponent.
Dodatečné poznámky a souvislosti s napětím
V textu jsou i historické poznámky o napěťových systémech v různých částech světa a o tom, jak přechod na vyšší napětí ovlivňuje kvalitu a efektivitu zapalovacích systémů, stejně jako zkušenosti s adaptéry a údržbou v různých zemích. Doporučené postupy zahrnují i poznámky k bezpečnosti a provozu, včetně informací o zvláštních podmínkách pro napětí vyšší než 28 V a o důsledcích obloukového jevu při vyšším napětí.
Rychlá orientační tabulka pro diagnostiku
| Problém | Možná příčina | Řešení |
|---|---|---|
| Slabá nebo žádná jiskra | Vadný kondenzátor, zkorodované kontakty, špatný palec/hlava rozdělovače | Vyměnit kondenzátor, vyčistit/namazat kontakty, zkontrolovat palec a hlavu rozdělovače |
| Nedostatečná předstihová jiskra | Nesprávný odstředivý/podtlakový regulátor | Ověřit funkci regulátorů, seřídit podle výrobce |
| Vysoká spotřeba a přehřívání | Špatné propojení kabelů, špatná izolace | Zkontrolovat izolace, opravit spoje |
Obrázky a video
