Cewka zapłonowa - działanie i przyczyny awarii

Układ zapłonowy pojazdu musi gwarantować zapłon właściwego cylindra w odpowiednim momencie i to tysiące razy na minutę! Za wywołanie iskry odpowiadają cewki zapłonowe. Na czym polega ich działanie i jakie są najczęstsze przyczyny awarii?  Podpowiadamy!

Wiedza, która iskrzy! Serwisowanie cewek zapłonowych

Układ zapłonowy pojazdu musi gwarantować zapłon właściwego cylindra w odpowiednim czasie, tysiące razy na minutę. Zatem jego dokładna naprawa jest absolutnie niezbędna. Korzystając z naszego praktycznego przewodnika na temat serwisowania cewek zapłonowych, poznasz zasadę ich działania, przyczyny awarii oraz sposób wymiany, aby oferowana usługa charakteryzowała się wysoką jakością, trwałością i budziła zaufanie klientów.

Co to cewka zapłonowa?

Aby mógł zajść proces spalania, niezbędna jest iskra zapalająca mieszankę paliwowo powietrzną w silniku. I generowanie iskry jest właśnie zadaniem cewki zapłonowej. Stanowiąc rodzaj elektrycznego transformatora, zamienia ona niskie napięcie akumulatora (zwykle tylko 12 woltów) na tysiące potrzebne do tego, aby iskra przeskoczyła szczelinę w świecy i zapaliła paliwo, wywołując rozruch silnika. Niektóre systemy potrzebują do tego tylko jednej cewki, jednak większość ostatnio produkowanych, nowoczesnych aut posiada indywidualną cewkę na każdy cylinder.

Jak działa cewka zapłonowa?

W prostych słowach, cewka zapłonowa składa się z trzech części: obwodu podstawowego składającego się z kilkuset skrętów pierwotnego uzwojenia, obwodu wtórnego z kolejnymi wieloma tysiącami skrętów oraz żelaznego rdzenia. Kiedy prąd płynie przez uzwojenie pierwotne, wokół rdzenia powstaje silne pole magnetyczne ładujące cewkę. Jednak po ustaniu przepływu mocy, pole magnetyczne zanika. A ponieważ energia ta musi zostać gdzieś odprowadzona, indukuje skok napięcia w obwodzie wtórnym, zwiększając napięcie, aż będzie wystarczająco wysokie do powstania iskry zapłonowej. 
 
Wymagane napięcie może się różnić i wynosić od 5000 woltów do 25 000 woltów, co uzależnione jest od wielu czynników: szerokości szczeliny pomiędzy elektrodami w świecy zapłonowej, oporu elektrycznego w świecy, mieszanki paliwowo-powietrznej, temperatury świecy zapłonowej, obciążenia silnika itp. W rzeczywistości niektóre systemy potrzebują aż 40 000 woltów przy szczytowych obciążeniach. O wartości tej decyduje stosunek uzwojenia wtórnego do podstawowego — zwykle 80 do jednego, ale im jest on wyższy, tym wyższe będzie potencjalne napięcie.  

Gdzie znajduje się cewka zapłonowa?

W starszych autach cewka zapłonowa znajduje się pomiędzy akumulatorem a dystrybutorem. W dzisiejszych kontrolowanych elektronicznie systemach zapłonowych dystrybutor nie jest już potrzebny, a świece zapala jednostka sterująca silnikiem (ECU). A cewkę zapłonową montuje się bezpośrednio na każdej świecy w systemach Coil-on-Plug. Lub w przypadku systemów „Wasted Spark” bez dystrybutora mocuje się ją do pary świec zapłonowych.

Z tego względu liczba cewek będzie także różna. Podczas gdy w starszych systemach zwykle wykorzystana jest jedna cewka, obecne dysponują kilkoma, jedną na cylinder lub jedną na parę cylindrów. W ten sposób producenci samochodów uzyskują precyzyjniejszą kontrolę zapłonu, zapewniającą lepsze osiągi silnika, ekonomikę spalania i redukcję emisji spalin.

Dlaczego cewki zapłonowe ulegają awarii?

Chociaż konstrukcja cewki sprawia, że jest ona trwałym elementem, to coraz większe jej obciążenia doprowadzają niekiedy do awarii. Główne przyczyny to:

• Uszkodzone świece lub przewody świec: wadliwa świeca lub przewody świecy o zbyt dużym oporze powodują wzrost napięcia wyjściowego cewki. Jeśli przekroczy ono 35 000 woltów, może zniszczyć wewnętrzną izolację cewki, powodując zwarcie. Przekłada się to na zmniejszoną wydajność oraz przerwy w zapłonie pod obciążeniem i/lub słaby rozruch.
• Wytarta lub zbyt duża szczelina świecy zapłonowej: ponieważ świece zapłonowe zużywają się, to samo dzieje się ze szczeliną pomiędzy ich dwiema elektrodami, co oznacza, że cewka musi teraz generować wyższe napięcie, aby ją pokonać. Dodatkowe obciążenie cewki może spowodować przeciążenie napięciowe i przegrzanie.
• Uszkodzenie na skutek wibracji: stałe zużycie w wyniku wibracji silnika może uszkodzić zwoje cewki zapłonowej i jej izolację, powodując zwarcia lub przerwy w uzwojeniu wtórnym. Wibracje te są również ewentualną przyczyną poluzowania połączenia elektrycznego świecy, co zmusza cewkę do zbyt długiej pracy w celu jej zapalenia.
• Przegrzanie: ze względu na lokalizację, cewki zapłonowe są często wystawione na wysokie temperatury silnika. Może to zmniejszyć zdolność cewki do przewodzenia elektryczności i wpływać na jej działanie oraz żywotność.
• Zmienny opór: krótki lub niski opór w zwojach cewki zwiększa przepływ elektryczności, powodując uszkodzenia całego systemu zapłonu. Zmiany oporu to również przyczyna słabej iskry, co powoduje brak rozruchu i uszkodzenia cewki oraz okolicznych części.  
• Zbyt duża wilgotność: najbardziej prawdopodobną przyczyną jest wyciek oleju z wadliwej uszczelki komory zaworów. Olej gromadzi się, uszkadzając zarówno cewkę, jak i świecę. Do systemu może przedostawać się też woda pochodząca z kondensacji w klimatyzacji. W obu przypadkach ważne jest znalezienie pierwotnej przyczyny, aby uniknąć kolejnych awarii.

Jakie są objawy wadliwej cewki zapłonowej?

Ponieważ cewka zapłonowa generuje iskrę, która zapewnia rozruch silnika, wszelkie problemy będą związane z działaniem jednostki napędowej, np.:

• Zapalona kontrolka silnika: ponieważ wadliwa cewka zapłonowa ma bezpośredni wpływ na działanie silnika, wszelkie problemy spowodują zapalenie odpowiadającej mu kontrolki.
• Niska ekonomika paliwa: przy iskrze o słabszej energii proces spalania nie będzie wydajny, co będzie widoczne w postaci wzrostu zużycia paliwa.
• Odgłosy strzelania w samochodzie: często wczesny objaw awarii cewki zapłonowej, który pojawi się, kiedy paliwo niezużyte w komorze spalania przechodzi przez układ wydechowy. Zaniedbanie naprawy skutkuje często kosztownymi uszkodzeniami układu wydechowego.
• Gaśnięcie silnika pojazdu: wadliwa cewka zapłonowa będzie wysyłała nieregularny prąd do świec zapłonowych, co przełoży się na gaśnięcie silnika. W końcu spowoduje to pozbawienie auta wspomagania rozruchu.
• Nierównomierna praca silnika: ponieważ jeden lub kilka cylindrów nie zapewnia pojazdowi wystarczającej mocy, silnik będzie nierównomiernie pracował zwłaszcza podczas przyspieszenia.
• Problemy z uruchomieniem pojazdu: podobnie jeśli jedna lub więcej świec nie otrzymuje odpowiedniego ładunku, spowoduje to problemy z rozruchem. W aucie z jedną cewką oznacza to całkowitą niemożność uruchomienia go.

Znajdź najbliższy serwis EuroWarsztat