Função e princípio da bobina de ignição
A bobina de ignição de um carro é um componente fundamental no sistema de ignição do veículo.
A bobina de ignição de um carro é a principal responsável por converter a baixa tensão (geralmente 12 volts) fornecida pela bateria do veículo em alta tensão (geralmente dezenas de milhares de volts) para gerar uma faísca que inflama a mistura ar-combustível nos cilindros do motor. A bobina de ignição opera com base no princípio da indução eletromagnética, convertendo eletricidade de baixa tensão em eletricidade de alta tensão para garantir o funcionamento normal e a combustão adequada do motor. A bobina de ignição de um carro é composta principalmente pela bobina de ignição e pelo dispositivo de comutação.
A bobina de ignição consegue converter a eletricidade de baixa tensão do veículo em alta tensão porque possui a mesma forma de um transformador comum, com uma grande relação de espiras entre a bobina primária e a secundária. No entanto, o modo de funcionamento da bobina de ignição difere do de um transformador comum. Um transformador comum opera continuamente, enquanto a bobina de ignição opera intermitentemente. Ela armazena e libera energia repetidamente em diferentes frequências, de acordo com as diferentes rotações do motor.
Quando a bobina primária é conectada à fonte de alimentação, um forte campo magnético é gerado ao seu redor à medida que a corrente aumenta, e o núcleo de ferro armazena a energia do campo magnético. Quando o dispositivo de comutação desconecta o circuito da bobina primária, o campo magnético da bobina primária decai rapidamente e uma tensão muito alta é induzida na bobina secundária. Quanto mais rápido o campo magnético da bobina primária desaparecer, maior será a corrente no momento da desconexão e, quanto maior for a relação de espiras entre as duas bobinas, maior será a tensão induzida na bobina secundária.
As bobinas de ignição são classificadas em dois tipos de acordo com seus circuitos magnéticos: tipo magnético aberto e tipo magnético fechado.
Bobina de ignição de circuito magnético aberto
A bobina de ignição de circuito aberto geralmente tem uma estrutura em forma de lata. Ela é composta por várias lâminas de aço silício empilhadas para formar um núcleo em forma de haste, com a bobina secundária e a bobina primária enroladas respectivamente na parte externa do núcleo. A bobina secundária possui um fio esmaltado com diâmetro de 0,05 a 1 mm e 20.000 a 30.000 espiras. O fio da bobina primária tem diâmetro de 0,5 a 1 mm, é mais grosso que o da bobina secundária e possui apenas 150 a 300 espiras. A bobina primária é enrolada externamente à bobina secundária, portanto a variação do fluxo magnético gerado pela bobina secundária é exatamente a mesma que a da bobina primária. Os sentidos de enrolamento da bobina primária e da bobina secundária são os mesmos. A extremidade inicial da bobina secundária é conectada ao conector de saída de alta tensão, e sua extremidade é conectada à extremidade inicial da bobina primária e ao terminal "+" da carcaça. A extremidade da bobina primária está conectada ao terminal "I" da carcaça e ao coletor do transistor de potência dentro do ignitor. O ignitor controla o ligar e desligar da corrente na bobina primária.
Bobina de ignição de circuito magnético fechado
O núcleo de uma bobina de ignição de circuito magnético fechado é encapsulado, e todo o fluxo magnético passa pelo seu interior. A permeabilidade magnética do núcleo é aproximadamente dez mil vezes maior que a do ar. Portanto, para que uma bobina de ignição de circuito magnético aberto atinja o mesmo fluxo magnético que uma bobina de circuito magnético fechado, sua bobina primária deve ter uma força eletromotriz (fem) relativamente alta (ampère-espiras). Consequentemente, bobinas primárias com mais espiras e diâmetros de fio maiores devem ser utilizadas. O número de espiras na bobina primária é elevado. Para se obter a mesma relação de espiras, o número de espiras na bobina secundária também precisa ser aumentado. Portanto, a miniaturização da bobina de ignição de circuito aberto é impossível. Por outro lado, para uma bobina de ignição de circuito magnético fechado, devido à sua baixa resistência magnética, é possível reduzir efetivamente a fem da bobina e miniaturizá-la. Atualmente, a bobina de ignição de circuito magnético fechado já foi bastante miniaturizada e pode ser combinada com o ignitor em uma única peça, ou até mesmo integrada à vela de ignição. A ignição do gás comprimido inflamável no cilindro é feita pela vela de ignição. A bobina de ignição tradicional é do tipo magnético aberto. Seu núcleo é feito de lâminas de aço silício empilhadas com cerca de 0,3 milímetros de espessura, e as bobinas primária e secundária são enroladas ao redor do núcleo. O tipo magnético fechado utiliza um núcleo de ferro com formato semelhante ao tipo III para enrolar a bobina primária, e então a bobina secundária é enrolada externamente. As linhas do campo magnético formam um circuito magnético fechado pelo núcleo de ferro. As vantagens da bobina de ignição magnética fechada são menor fuga magnética, menor perda de energia e tamanho reduzido. Portanto, a bobina de ignição magnética fechada é amplamente utilizada em sistemas de ignição eletrônica.
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