Cewka zapłonowa - jak jest zbudowana

Pierwsza z tych cewek nazywa się uzwojeniem pierwotnym. Składa się z lakierowanego drutu miedzianego i ma formę rurki. Aby mógł przez nią przepływać prąd, ma dwa styki elektryczne - jeden dla plusa, drugi dla minusa. Styk dodatni ma w standardowym (światowym) schemacie elektrycznym samochodowej instalacji elektrycznej oznaczenie "15" i jest zawsze połączony ze stacyjką, a konkretnie jej przełącznikiem zapłonowym. Przekręcenie kluczyka do położenia "zapłon" włącza dopływ prądu do uzwojenia pierwotnego cewki.

Jej styk ujemny ("1" na schemacie) jest połączony z modułem zapłonowym (w starszych autach przerywaczem), który przesyła jej impuls zapłonowy. Czyli po prostu rozkazuje, kiedy ma iskrzyć. We wnętrzu uzwojenia pierwotnego umieszczone jest uzwojenie wtórne. Jest ono mniejszych wymiarów zewnętrznych, ale wykonane jest z cieńszego drutu i składa się z o wiele większej ilości zwojów (ponadstukrotnie). Podobnie jak uzwojenie pierwotne także cewka wtórna podłączona jest jednym końcem do styku "1", jej drugi koniec jednak łączy się z grubym stykiem wysokiego napięcia (numer 4 na schemacie standardowym).

We wnętrzu obu zwojów (cewek) kryje się rdzeń z żelaza. Ale nie masywny, z jednego kawałka metalu, tylko złożony z kilkudziesięciu płytek, wzajemnie izolowanych lakierowaniem. Taka budowa ma za zadanie przeciwdziałać powstawaniu indukowanych prądów wirowych. Rdzeń pełni funkcję wzmacniacza pola magnetycznego w uzwojeniu wtórnym.

Cewka zapłonowa - wysokie napięcie i zapłon

Wygląda to tak, że zapłon zostaje włączony przez przekręcenie kluczyka, napięcie sieciowe o skromnej wartości 12 V zaczyna płynąć przez uzwojenie pierwotne cewki. W efekcie powstaje pole magnetyczne, które żelazny rdzeń wzmacnia. Moduł zapłonowy (lub przerywacz zapłonu) zamyka dopływ prądu, oddzielając uzwojenie od ujemnego bieguna. W wyniku indukcji załamujące się pole magnetyczne wytwarza w uzwojeniu pierwotnym napięcie o wartości 300 V. Ono z kolei - w tej samej tysięcznej części sekundy - wywołuje powstanie napięcia w uzwojeniu wtórnym. To ma sto razy więcej zwojów, wzmacnia więc otrzymane napięcie indukcyjne stukrotnie - do 30 000 woltów.

Część owego ogromnego napięcia 'rozchodzi się po kościach' na różne opory, ale przy dobrej cewce zapłonowej można liczyć zawsze na co najmniej 25 000 V. Ponieważ jednak w tym momencie obwód elektryczny ciągle jest przerwany, to wysokie napięcie zapłonowe może odpłynąć z cewki tylko przez styk '4' - w stronę świec zapłonowych. Oczywiście musi do nich dotrzeć w odpowiedniej chwili - w czasie zapłonu. A ten ma miejsce dokładnie wówczas, gdy tłok niemal maksymalnie spręży w cylindrze mieszankę paliwowo-powietrzną, czyli tuż przed osiągnięciem przez tłok górnego martwego punktu (GMP).

Cewka zapłonowa - ważna jest precyzja

Właśnie w tym momencie między elektrodami świecy musi przeskoczyć iskra - bo zapłon mieszanki trwa dwie tysięczne sekundy, w którym to czasie tłok przekroczy już GMP i może poprawnie wykonać suw pracy. Jak z tego wyraźnie wynika, ogromnie ważne jest dopasowanie momentu przekazania impulsu dla każdego cylindra i dla każdej prędkości obrotowej silnika. Szczególnie ta ostatnia ma wielkie znaczenie jako poważny problem inżynierski.

Kwestia w tym, że stworzenie pola magnetycznego trwa około 10 tysięcznych sekundy, a pracujący z szybkością 6000 obr. /min silnik czterocylindrowy potrzebuje iskry zapłonowej co 5 tysięcznych sekundy. A bez całkowicie utworzonego pola magnetycznego napięcie zapłonowe jest za małe - więc nie można wykluczyć 'wypadania zapłonu', braku iskry na świecy. Dlatego już dawno zaczęto stosować w silnikach wysokoobrotowych oddzielne cewki dla każdego cylindra. Dziś ten trend jest jeszcze silniejszy ze względu na coraz ostrzejsze wymagania dotyczące czystości spalin - a więc prawidłowości przebiegu procesu spalania i precyzji czasów zapłonowych. Tłum. Maciej Pertyński