تمام موتورهای بنزینی مدرن برای تولید ولتاژ بالا مورد نیاز برای احتراق مخلوط هوا و سوخت داخل سیلندرها به کویلهای احتراق متکی هستند. اگرچه بسیاری از متخصصان میدانند کویلهای احتراق چه کاری انجام میدهند، اما تعداد کمی واقعاً علم پشت عملکرد آنها را درک میکنند. بیایید بررسی کنیم که چگونه اصول الکترومغناطیسی این بخش ضروری از سیستم احتراق را نیرو میدهد.
مفهوم پشت کویلهای احتراق تا حد زیادی از زمان معرفی آن بیش از 100 سال پیش بدون تغییر باقی مانده است، حتی با پیشرفت قابل توجه الکترونیک خودرو.
اولین سیستم احتراق مبتنی بر کویل توسط چارلز کترینگ در حدود سالهای 1910-1911 توسعه یافت. طراحی او هم موتور استارت و هم سیستم احتراق را با استفاده از یک تنظیمات الکتریکی، از جمله باتری، ژنراتور و سایر اجزای الکتریکی، تغذیه میکرد. این تنظیمات یک منبع تغذیه پایدار را به کویل احتراق تحویل میداد.
این سیستم از یک کویل احتراق واحد استفاده میکرد که ولتاژ بالا را از طریق یک توزیعکننده به هر شمع در ترتیب احتراق صحیح ارسال میکرد. این سیستم که به عنوان سیستم کترینگ شناخته میشود، تا زمانی که احتراق الکترونیکی در دهههای 1970 و 1980 شروع به جایگزینی سیستمهای مکانیکی کرد، استاندارد صنعت بود.
اصل پشت کویلهای احتراق، القای الکترومغناطیسی است. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچدار عبور میکند، یک میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد میکند. این میدان انرژی را ذخیره میکند و آن را به عنوان برق آزاد میکند وقتی که جریان قطع میشود.
هنگامی که یک میدان مغناطیسی در نزدیکی یک کویل حرکت میکند یا تغییر میکند، یک جریان الکتریکی القا میکند - فرآیندی به نام القا. این را میتوان با حرکت دادن یک آهنربا در سراسر یک سیمپیچ نشان داد.
هنگامی که جریانی که یک میدان مغناطیسی ایجاد کرده است خاموش میشود، میدان به سرعت فرو میپاشد و یک ولتاژ در سیم القا میکند. هرچه فروپاشی سریعتر باشد، ولتاژ تولید شده بیشتر است.
اگر دو کویل نزدیک به یکدیگر قرار گیرند، یک میدان مغناطیسی از کویل اولیه، کویل ثانویه را احاطه میکند. هنگامی که میدان فرو میپاشد، ولتاژ را در هر دو کویل القا میکند - این به عنوان القای متقابل شناخته میشود.
در کویلهای احتراق، سیمپیچ ثانویه دارای دورهای بسیار بیشتری نسبت به سیمپیچ اولیه است - معمولاً 15000 تا 30000 دور در مقایسه با 150 تا 300 دور. این نسبت بزرگ به ورودی باتری 12 ولتی اجازه میدهد تا به 20000 ولت یا بیشتر تبدیل شود.
هر دو سیمپیچ اولیه و ثانویه در اطراف یک هسته آهنی پیچیده شدهاند که میدان مغناطیسی را متمرکز میکند. این امر باعث افزایش راندمان میشود و اطمینان حاصل میکند که یک جرقه قوی و ثابت در صورت نیاز ارائه میشود.
کویلهای احتراق برای عملکرد موتور ضروری هستند و از قوانین الکترومغناطیسی اساسی برای تولید ولتاژ بالا مورد نیاز برای احتراق استفاده میکنند. درک نحوه عملکرد آنها نه تنها به تعمیر و نگهداری و عیبیابی کمک میکند، بلکه درخشش طراحی آنها را نیز آشکار میکند.
