فرآیند احتراق که هنگام حرکت ماشین شما اتفاق می‌افتد برای به حرکت درآوردن آن بسیار مهم است. برای اینکه این فرآیند انجام شود، تعدادی از اجزای مختلف باید با هم کار کنند. یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های فرآیند احتراق، کویل است. هنگامی که کلید ماشین را می‌چرخوانید تا استارت بخورد، کویل جرقه‌ای ایجاد می‌کند که قرار است مخلوط سوخت و هوا را در موتور شما مشتعل کند. این قطعه هر بار که می‌خواهید موتور خود را روشن کنید استفاده می‌شود، به همین دلیل است که بسیار مهم است که سالم باقی بماند. کوئل یا کویل یکی از اجزای این سیستم برقی است که نیروی الکتریسیته لازم جهت جرقه‌زنی شمع‌ها را تولید می‌کند. کاربرد این قطعه برای موتورهای بنزینی است و موتورهای دیزلی نیازی به کویل ندارند. برای موتورهای دیزلی هیچ سیستم جرقه زنی لازم نیست، زیرا موتور دیزل خود به خود مشتعل می‌شود. برای آشنایی کامل با کویل خودرو در ادامه با تن پارت همراه باشید تا با زبانی ساده وظیفه‌ی این قطعه را برای شما شرح دهیم.
فهرست مطالب
کویل خودرو چیست؟
کویل (به انگلیسی Ignition coil) که به معنای سیم پیچ است، وظیفه تامین ولتاژ لازم برای جرقه زنی شمع خودرو را برعهده دارد تا از طریق این جرقه، مخلوط سوخت و هوا در سیلندر منفجر شود. اما چه نیازی به کویل برای این کار است؟ چرا باتری به صورت مستقیم جریان الکتریکی را برای شمع فراهم نمیکند تا شمع با زدن جرقه، همین کار را انجام دهد؟ نیاز به ولتاژ بالا برای جرقه زدن، پاسخ این سوال است.
در موتورهای بنزینی، انفجار مخلوط سوخت و هوا در سیلندر، بر اثر جرقه شمع اتفاق می‌افتد. شمع برای جرقه‌زنی نیازمند ولتاژ چند هزار ولتی (۷ هزار تا ۲۵ هزار ولت) بوده در صورتی که باتری خودروها تنها ۱۲ ولت اختلاف پتانسیل ایجاد می‌کنند که حتی ممکن است در طول زمان و افزایش عمر باتری خودرو، این میزان کاهش نیز پیدا کند. این اختلاف زیاد باعث شده که نیاز جدی به قطعه‌ای باشد که از طریق فرآیندی، بتواند این ولتاژ را برای شمع فراهم نماید. در واقع نقش کویل در فرآیند احتراق موتورهای درون‌سوز، تامین ولتاژ لازم برای ایجاد جرقه در الکترودهای شمع است.
اما کویل چگونه و از چه طریق این کار را انجام می‌دهد؟ کویل این کار را از طریق سیم‌پیچ‌های درون خود انجام می‌دهد. به زبان ساده، وقتی جریان الکتریکی وارد سیم‌پیچ شود، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که این میدان می‌تواند انرژی بالایی را در خود ذخیره کند. هرچه تعداد پیچش‌های سیم‌پیچ بیشتر باشد، انرژی ذخیره شده نیز بیشتر است. با قطع جریان برق، انرژی میدان مغناطیسی تخلیه شده و با ولتاژ بالا در اختیار شمع قرار می‌گیرد و به همین سادگی جریان الکتریکی با ولتاژ بالا برای انفجار ناشی از جرقه فراهم می‌شود. اساساً توضیح عملکرد سیم پیچ احتراق (کویل) نسبتاً ساده است. خود سیم پیچ احتراق شامل یک سیم پیچ اولیه و ثانویه است. سیم پیچ اولیه دارای پیچ‌های بسیار کمی است، در حالی که سیم پیچ ثانویه تعداد بسیار زیادی دارد.
در خودروهای دیزلی قطعه‌ای به نام کوئل وجود ندارد.
به محض اینکه واحد کنترل موتور، سیگنالی را به سیم پیچ احتراق می‌فرستد، ولتاژ داخلی ۱۲ ولت از طریق سیم پیچ اولیه جریان می‌یابد. از طریق این فرآیند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. به محض اینکه سیگنال واحد کنترل موتور دوباره قطع شود، این میدان مغناطیسی به‌طور ناگهانی کاهش می‌یابد. این تخریب ناگهانی باعث ایجاد ولتاژ بالا در سیم پیچ ثانویه می‌شود. این ولتاژ بالا اکنون به شمع منتقل می‌شود که در نتیجه جرقه ایجاد می‌کند.
ساختار و نحوه کار کویل خودرو
ساختمان و ساختار کویل خودرو تشکیل شده از سیم پیچ‌های اولیه، سیم پیچ‌های ثانویه، هسته مرکزی و در نهایت بدنه کویل. بدنه کوئل از جنس آلومینیومی ساخته شده که همین موضوع ضریب انتقال حرارت را بالا می‌برد، جنس سیم‌های به کار رفته در این سیم پیچ‌ها، مسی است تا از این طریق بتوان جریان برق را به خوبی انتقال داد. هسته مرکزی کویل از آلیاژهای بسیار مقاومی مانند آلیاژ پلاتین ساخته شده است که در برابر حرارت، مقاومت کافی از خود نشان می‌دهد. از دیگر اجزای تشکیل دهنده کویل می‌توان به عایق جرقه زنی اشاره کرد که بر اساس سیلندرهای موتور تعیین میشوند، همچنین عایق‌هایی به دور سیم پیچ‌ها تعبیه می‌شود تا مانع آسیب رسیدن به بدنه سیم‌ها در اثر حرارت شود.
همان‌طور که گفته شد، کویل خودرو یک سیم پیچ القایی است که نقش تقویتی را در سیستم برق ماشین ایفا می‌کند. اساس کار و وظیفه کویل در واقع القای الکترومغناطیسی است که ولتاژ تقویتی باتری را تامین کرده و در زمان احتراق، به شمع آماده به کار، می‌رساند. طریقه برق‌رسانی اینگونه است که جریان ورودی از باتری توسط سیم پیچ‌های اولیه گرفته شده و گذر آن سبب ایجاد القای الکتریکی در سیم پیچ‌های ثانویه شده و آن را چندین برابر تقویت می‌کند، بنابراین جریان تقویت شده به شمع و از آنجا روانه سیلندرها می‌شود و سبب حرکت پیستون و استارت خودرو خواهد شد. البته لازم به ذکر است که این روند انتقال و افزایش جریان الکتریسته، در واقع جریانی است که کویل خودرو وظیفه دارد آن را از حالت مستقیم به متناوب تبدیل کند.
به‌طور مختصر اجزای کویل خودرو و وظیفه هر کدام عبارتند از:
- سیم‌پیچ اولیه: تعداد دور سیم‌ها در این سیم‌پیچ حدود ۲۵۰ تا ۳۵۰ حلقه است که ایجاد مقاومت ۳ اهمی می‌کند.
- سیم‌پیچ ثانویه: تعداد دور سیم‌ها در این سیم‌پیچ حدود ۱۵ تا ۳۰ هزار حلقه است.
- هسته مرکزی: از نوعی آلیاژ مخصوص و مقاوم به حرارت مانند آلیاژهای پلاتین ساخته می‌شود.
- پایه جرقه زنی: تعداد این پایه‌ها براساس تعداد سیلندرهای موتور مشخص می‌شود.
- عایق سیم‌پیچ‌ها: بین سیم‌پیچ‌ها استفاده می‌شود تا مانع از آسیب به سیم‌پیچ‌ها در اثر حرارت ایجاد شده در آن‌ها شود.
- بدنه اصلی: معمولاً از جنس آلومینیوم است که ضریب انتقال حرارت بالایی دارد.
انواع کویل خودرو
توسعه مداوم سیستم جرقه زنی در طول سال‌ها پیشرفت کرده و در نتیجه انواع مختلفی از کویل‌ها نیز تولید شده‌اند. کویل خودرو با توجه به فناوری استفاده شده در آن، به دو گروه کلی کوئل با وایر و کوئل بدون وایر تقسیم می‌شود. وایر مجموعه‌ای از سیم‌هاست که جریان خروجی کویل را به شمع‌ها می‌رساند. در نسل اولیه خودروها، یک کوئل برای تمام سیلندرها استفاده می‌شد اما در نسل جدید تعداد کوئل تا حداکثر به تعداد سیلندرها (یعنی برای هر سیلندر یک کوئل جداگانه) استفاده می‌شود.
کویل با وایر
در کویل با وایر، برای رسیدن جریان الکتریکی از کویل به شمع، نیازمند یک وایر نیز هستیم که با نام وایر شمع شناخته می‌شود. این دسته از کویل‌ها خود به دو دسته‌ی کویل استوانه‌ای و کویل دوبل تقسیم میشوند.
کویل بلاک
همان‌طور که از نام آن پیداست، یک کویل بلوک (Block ignition coil) مانند یک بلوک ساخته شده است. در این حالت چندین کویل احتراق در یک بلوک نصب شده و با هم ترکیب میشوند. شمع‌ها با استفاده از وایرها به کویل بلوک متصل میشوند. کویلهای جرقه زنی بلوکی در یک نسخه با تکنولوژی جرقه تک یا دو در دسترس هستند. در برخی موارد، مرحله خروجی احتراق نیز ممکن است در سیم پیچ جرقه زنی بلوک ادغام شود.
کویل استوانه‌ای یا معمولی
ابتدایی‌ترین نوع کویل که در آن انرژی الکتریکی از کویل به توزیع‌کننده یا دلکو منتقل شده و سپس از طریق وایر به شمع‌ها می‌رسد. این نوع کویل ماشین در خودروهای کاربراتوری و انژکتوری قدیمی به کار می‌رفته است.
کویل دوبل
این نوع کویل نیازی به دلکو نداشته و از طریق وایر مستقیماً به شمع‌ها متصل می‌شود. کویلهای دوبل به‌صورت همزمان در دو سیلندر جرقه می‌زنند که باعث می‌شود همواره یکی از این دو جرقه در زمان تخلیه دود اتفاق افتاده و در واقع هدر برود. این نوع کویل‌ها فقط در خودروهای انژکتوری استفاده میشوند و کاربرد آن‌ها در همزمان کردن جرقه زنی‌هایی است که به صورت دو به دو در سیلندرهای یک و چهار، و دو و سه صورت می‌گیرد.
کویل بدون وایر
امروزه طراحی جریان انتقال برق مستقیم کویل از ایده‌های جذاب خودروسازان است که به میزان زیادی از هدر رفت انرژی جلوگیری می‌کند و موجب می‌شود کویل‌ها بدون هیچ واسطه‌ای بر روی شمع‌ها سوار شده و از افت ولتاژ نیز جلوگیری کنند. کویلهای بدون وایر به دو دسته تقسیم میشوند:
کویل کتابی
این نوع کویل ساختاری مشابه با کویل دوبل دارد با این تفاوت که با حذف وایر و اتصال مستقیم به شمع، اتلاف انرژی ناچیزی خواهد داشت.
کویل مدادی
کویل مدادی (Pencil coils) نیازی به کابل‌های احتراق (وایر) ندارند. آن‌ها مستقیماً به شمع وصل میشوند. در نتیجه، سیم پیچ پالس ولتاژ بالا را مستقیماً در شمع تولید می‌کند. مزیت این نوع از کویل‌ها این است که اساساً هیچ افت ولتاژی که ممکن است از طریق وایر در سایر روش‌ها ایجاد شود، وجود ندارد. علاوه بر این، این طراحی جمع‌وجور منجر به ایجاد فضای اضافی ارزشمندی می‌شود. این موضوع به ویژه در موتورهای مدرن بسیار مهم است.
دلایل خرابی کویل
کویلهای احتراق ممکن است به دلایل مختلفی از جمله گرمای بیش از حد، لرزش و طول عمر زیاد از کار بیفتند. با گذشت زمان، سیم ولتاژ سیم پیچ می‌تواند خراب شود و در نتیجه جرقه ضعیفی ایجاد شود. علاوه بر این، تجمع کثیفی و رطوبت می‌تواند باعث آسیب به سیم پیچ و کاهش عملکرد آن شود.
دلایل اصلی خرابی کویل ماشین به صورت لیست‌وار عبارتند از:
- وصل کردن سر وایر به بدنه ماشین
- گرمای بیش از حد
- گذشت زمان و مستهلک شدن کویل
- برق دزدی در خودرو
- عملکرد ناصحیح باتری ماشین
- استفاده از کویل بی کیفیت در خودرو
- کثیف بودن فیلتر هوا
- تعویض نکردن روغن و لنت
- بی توجهی به ایرادات برقی خودرو
علائم خرابی کویل
افزایش مصرف سوخت و روشن شدن چراغ چک آمپر از شایع‌ترین نشانه‌های خرابی کویل خودرو می‌باشند. اگر به موقع اقدام به تعمیر و تعویض کوئل نکنید، آسیب‌های جبران ناپذیری مانند خرابی موتور، خودروی شما را تهدید خواهد کرد. به‌طور خلاصه اصلی‌ترین علائم خرابی کویل عبارتند از:
- ماشین روشن نمیشود.
- موتور به‌طور منظم در حال سوختن نامناسب است.
- چراغ چک موتور روشن است.
- ریپ زدن خودرو
- افزایش مصرف سوخت
پس اگر کویل ماشین درست کار نکند یا در اصلاح نیم‌سوز شده باشد، عمل سوخت ماشین به درستی انجام نمیشود. معمولاً در این حالت خودرو در دور موتور پایین با لرزش همراه می‌شود. در بعضی موارد مشاهده شده که موتور لرزش و کوبش دارد و با افزایش دور موتور و رسیدن به محدوده ۲ هزار، لرزش قطع می‌شود که این مورد نیز ناشی از نیم‌سوز شدن کویل می باشد. در مواردی دیده شده که کویل و مجموعه سیم پیچ‌ها و برق دهی آن ایرادی ندارد اما به دلیل برق دزدی از بدنه کویل، مشکلاتی در سیستم برق خودرو پیش می‌آید. البته باید به این نکته هم توجه داشت که گاهی ممکن است تمامی نشانه‌های خرابی کویل وجود داشته باشد اما حتی با تعویض کویل هم ایراد رفع نشود که در این موارد ممکن است IC مربوط به کویل بر روی ECU ایراد داشته باشد.
خراب شدن کویل باعث روشن شدن چراغ چک می‌شود و به دلیل احتراق ناقص باعث افزایش مصرف سوخت و افزایش آلایندگی نیز می‌شود. در این حالت بهترین و مطمئن‌ترین روش برای اطمینان از عملکرد و سلامت کویل، دیاگ زدن و استفاده از دستگاه اهم متر است. به این صورت که پارامتر زمان شارژ تمامی کویل‌ها یکسان باشد و آوانس جرقه باید بین mv15 تا mv35 باشد و در روش تست اهمی برای اندازه‌گیری مقاومت کویل باید مقاومت بین پایه‌های ورودی ۲ و ۴ و پایه‌های ۱و ۳ با هم برابر و مساوی ۶/۰ اهم باشد همچنین مقاومت بین خروجی ۱ و ۴ و خروجی ۲ و ۳ باید با هم برابر و مساوی ۳۵/۷ اهم باشد.
یکی دیگر از علائم خرابی کویل، خروج دود سیاه از اگزوز و به مشام رسیدن بوی بد بنزین است. البته درست است که این علائم می‌تواند ناشی از مشکلات متنوعی باشد اما یکی از این مشکلات که باید در نظر بگیرید، نیم‌سوز شدن کویل خودرو است. این مورد در صورت عدم کنترل می‌تواند صدمات جدی به سیستم اگزوز شما و از جمله مبدل کاتالیزور وارد کند.
طول عمر کویل ماشین چقدر است؟
طول عمر کویل خودرو به عوامل مختلفی از جمله سبک رانندگی، وضعیت تعمیر و نگهداری خودرو و نوع کویل احتراق بستگی دارد. به‌طور متوسط، طول عمر یک کویل احتراق بین ۶۰ هزار تا ۱۰۰ هزار کیلومتر است. با این حال، بررسی منظم و تعمیر و نگهداری می‌تواند به افزایش عمر مفید آن کمک کند.
قیمت کویل خودرو
در ایران قیمت این قطعه به مانند سایر چیزها، به راحتی قابل تعیین شدن نیست و ممکن است روز به روز بالاتر برود. ملاک ما قیمت جهانی این قطعه است. به‌طور معمول، یک کویل احتراق حدود ۳۰ تا ۵۰ یورو قیمت دارد. البته موارد استثنایی نیز وجود دارد که یک کویل احتراق می‌تواند ۲۰۰ تا ۳۰۰ یورو نیز قیمت داشته باشد. در نهایت قیمت کویل به مدل خودرو و کیفیت جنس آن بستگی دارد.
جمع‌بندی
وظیفه اصلی کویل یا سیم پیچ این است که ولتاژ ۱۲ ولت موجود در خودرو را به ولتاژ احتراق مورد نیاز تبدیل کرده و سپس به شمع منتقل کند. کویل جزئی از سیستم برقی خودرو محسوب می‌شود که وجود آن برای استارت و راه اندازی موتور بسیار مهم است. در صورتی که این قطعه در خودرو وجود نداشته باشد یا از کار افتاده باشد، موتور خودرو روشن نخواهد شد. همچنین خرابی کویل ممکن است به سایر قطعات خودرو آسیب بزند. به همین دلیل باید به حفظ و نگهداری این قطعه اهمیت ویژه‌ای بدهید.
پرسش و پاسخ
آیا می توانم کویل احتراق را خودم تعویض کنم؟
به عنوان یک قاعده، کویلهای احتراق به راحتی قابل تعویض هستند و به ابزار خاصی نیاز ندارند و اگر اندکی تخصص فنی داشته باشید میتوانید این کار را خودتان در پارکینگ خانه خود انجام دهید.
آیا ماشین بدون کویل می تواند کار کند؟
یک خودرو بدون کویل نمیتواند کار کند زیرا این قطعه جزء ضروری سیستم جرقه زنی است. کویل وظیفه تبدیل ولتاژ پایین از باتری به ولتاژ بالا برای ایجاد جرقه و مشتعل کردن مخلوط سوخت و هوا در موتور را بر عهده دارد. بدون کویل، شمع، ولتاژ لازم برای احتراق مخلوط را دریافت نمیکند و در نتیجه موتور روشن نمیشود.
1 دیدگاه