در دنیای مهندسی خودرو، سیستم احتراق، رکن اساسی حرکت اتومبیل به شمار می‌رود. هسته اصلی این سیستم، کوئل‌ها هستند. قهرمان‌های کمتر شناخته شده‌ای که ولتاژ پایین را به جرقه‌های ولتاژ بالایی تبدیل میکنند که باعث آتش گرفتن مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور می‌شوند. کوئل یا کویل (coil) خودرو به عنوان قلب تپنده فرآیند جرقه‌زنی، نقشی حیاتی در سیستم احتراق سوخت ایفا می‌کند.
ولتاژ مورد نیاز برای جرقه‌زنی شمع‌ها معمولاً بین ۷۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ ولت است. این ولتاژ بسیار بالاتر از ولتاژ تولیدی باتری (۱۲ ولت) است . وظیفه‌ی کوئل این است که ولتاژ ورودی از باتری را تا چند هزار برابر افزایش دهد تا جرقه‌زنی در شمع انجام شود. بنابراین، کوئل خودرو یک قطعه‌ی مهم در سیستم احتراق موتور است و خرابی آن می‌تواند باعث اختلال در عملکرد موتور شود. در ادامه درباره اهمیت کوئل، وظیفه کویل، علام خرابی کویل، و نکات مهم در نگهداری و تاریخچه کوئل‌ها بیشتر صحبت خواهیم کرد.
کوئل چیست؟
کوئل خودرو (ignition coil) یک قطعه‌ی الکتریکی در سیستم برق خودرو است که وظیفه‌ی تقویت ولتاژ باتری برای تامین جرقه مورد نیاز برای احتراق مخلوط سوخت و هوا در سیلندر را بر عهده دارد. ولتاژ تقویت شده توسط کویل به شمع‌های موتور ارسال و باعث ایجاد جرقه در اتاق احتراق میشود. جرقه‌زنی باعث احتراق مخلوط سوخت و هوا در سیلندر شده و منجر به حرکت موتور خودرو میشود. در نتیجه کوئل عضوی از سیستم احتراق خودروهای بنزینی است. خودروهای دیزلی (گازوئیلی) کویل ندارند.
تاریخچه کوئل خودرو
اولین کوئل خودرو توسط چارلز کترینگ، مخترع آمریکایی، در سال ۱۹۰۹ طراحی شد. فرم، ساختار و نحوه عملکرد این کوئل شباهت زیادی به آنچه امروز در صنعت خودروسازی می‌بینیم داشت.
تاریخچه کوئل در خودرو به اوایل دهه ۱۹۱۰ میلادی باز می‌گردد. در آن زمان، در سیستم جرقه‌زنی خودروهای احتراق داخلی از دلکو استفاده می‌شد. دلکو وظیفه‌ی توزیع ولتاژ از کوئل به شمع‌ها را بر عهده داشت.
در سال ۱۹۱۱، شرکت جنرال موتورز اولین خودروی تولیدی با سیستم جرقه‌زنی کوئلی را معرفی کرد. این خودرو از یک کوئل تکی برای تمام سیلندرها استفاده می‌کرد.
در دهه ۱۹۲۰، سیستم جرقه‌زنی کوئلی به تدریج جایگزین سیستم جرقه‌زنی با دلکو شد. این امر به دلیل مزایای کوئل نسبت به دلکو بود. کوئل از نظر وزن، اندازه و هزینه نسبت به دلکو برتر بود. همچنین، کوئل از نظر قابلیت اطمینان و دوام نیز نسبت به دلکو برتر بود.
در دهه ۱۹۷۰، سیستم جرقه‌زنی الکترونیکی کوئلی معرفی شد. این سیستم از یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) برای کنترل زمان جرقه استفاده می‌کرد. سیستم جرقه‌زنی الکترونیکی کوئلی نسبت به سیستم جرقه‌زنی مکانیکی کوئلی مزایای بیشتری داشت و همچنین از نظر عملکرد و کارایی، نسبت به سیستم جرقه‌زنی مکانیکی کوئلی بهینه‌تر بود.امروزه، تمام خودروهای احتراق داخلی از سیستم جرقه‌زنی الکترونیکی کوئلی استفاده میکنند.
کوئل خودرو چگونه کار می‌کند؟ وظایف کویل خودرو
کوئل خودرو بر اساس خاصیت القای الکتریکی کار می‌کند. خاصیت القای الکتریکی به این معنی است که هنگامی که یک جریان الکتریکی در یک سیم‌پیچ جاری میشود، یک میدان مغناطیسی اطراف آن سیم‌پیچ ایجاد خواهد شد. اگر یک سیم‌پیچ دیگر در نزدیکی سیم‌پیچ اول قرار گیرد، جریان الکتریکی در سیم‌پیچ دوم القا میشود. بنابراین می‌توان نحوه عملکرد کوئل خودرو را در 5 مرحله خلاصه کرد:
- جریان برق ورودی از باتری از سیم‌پیچ اولیه عبور می‌کند.
- این جریان برق باعث ایجاد میدان مغناطیسی در هسته‌ی کوئل میشود.
- این میدان مغناطیسی به ایجاد ولتاژ در سیم‌پیچ ثانویه می‌انجامد.
- هنگامی که جرقه در شمع مورد نیاز است، سیستم جرقه زنی جریان سیم پیچ اولیه را قطع می‌کند که باعث فروپاشی میدان مغناطیسی میشود. میدان مغناطیسی در حال فروپاشی، ولتاژی را به سیم پیچ اولیه در حدود 200 ولت القا می کند. اما ولتاژ القا شده به سیم پیچ ثانویه تقریباً 100 برابر بیشتر از سیم پیچ اولیه خواهد بود، حدود 25000 ولت.
- ولتاژ ایجاد شده در سیم‌پیچ ثانویه چندین هزار برابر ولتاژ ورودی میشود.
- این ولتاژ تقویت شده، برای جرقه‌زنی به شمع‌ها ارسال میشود.
در خودروهای با سیستم جرقه‌زنی با وایر، کوئل به شمع‌ها از طریق سیم‌های وایر متصل میشود. این سیم‌ها معمولاً از جنس مس و دارای عایق هستند. بنابراین در این نوع سیستم، برق از کوئل به شمع‌ها از طریق سیم‌های وایر منتقل میشود.
در خودروهای با سیستم جرقه‌زنی بدون وایر، کوئل به شمع‌ها از طریق سیم‌های رابط متصل میشود. این سیم‌ها معمولاً از جنس فیبر نوری و دارای عایق هستند. در این سیستم نیز، برق از کوئل به شمع‌ها از طریق سیم‌های رابط منتقل میشود. این برق از سیم‌های رابط عبور می‌کند و به شمع‌ها می‌رسد.
ساختار کوئل خودرو
کوئل خودرو از دو سیم‌پیچ تشکیل شده است. سیم‌پیچ اولیه و سیم‌پیچ ثانویه، که در این بین، سیم‌پیچ اولیه دور سیم‌پیچ ثانویه می‌پیچد. جریان برق ورودی از باتری ماشین از سیم‌پیچ اولیه عبور می‌کند و باعث ایجاد میدان مغناطیسی در هسته‌ی کوئل میشود. این میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ ثانویه ولتاژ ایجاد می‌کند. در پایان، ولتاژ ایجاد شده در سیم‌پیچ ثانویه می‌تواند چندین هزار برابر ولتاژ ورودی باشد. برای توضیح دقیق‌تر، اجزای کوئل را توضیح می‌دهیم:
- سیم‌پیچ اولیه کوئل: سیم‌پیچ اولیه کویل معمولاً از جنس مس بوده و تعداد دور سیم‌های آن حدود ۲۵۰ تا ۳۵۰ حلقه است. دلیل انتخاب مس، رسانایی بالای این فلز است. این سیم‌پیچ در همه انواع کوئل دور سیم‌پیچ ثانویه پیچیده شده است و نقش آن، دریافت ولتاژ پایین از باتری است.
- سیم‌پیچ ثانویه کوئل: سیم‌پیچ ثانویه نیز معمولا از جنس مس بوده و تعداد دور سیم‌های آن حدود ۱۵ تا ۳۰ هزار حلقه است. این سیم‌پیچ به صورت مستقیم به شمع‌ها متصل است و نقش آن تامین ولتاژ چند هزار برابری برای شمع‌ها است که باعث ایجاد جرقه میشود.
- هسته‌ی کوئل: هسته‌ی کویل معمولا از جنس‌های فرومغناطیسی مانند آهن یا آلیاژ‌های مخصوص و مقاوم به حرارت است. این هسته درون سیم‌پیچ ثانویه، یعنی در مرکز کویل قرار می‌گیرد و وظیفه آن، تامین فضای مورد نیاز برای جریان مغناطیسی تولید شده توسط سیم‌پیچ اولیه است.
- روغن عایق کوئل : روغن عایق بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه قرار گرفته است و از تماس سیم‌ها با یکدیگر جلوگیری می‌کند. تماسی که می‌تواند تمام عملکرد کوئل را مختل نماید. روغن عایق همچنین وظیفه‌ی محافظت از هسته و سیم‌پیچی‌های کوئل را در برابر عوامل بیرونی مانند رطوبت و گرما بر عهده دارد. روغن وارنیش و روغن اپوکسی رایج‌ترین انواع روغن برای استفاده در کویلها هستند.
- پایه‌های اتصال کوئل: پایه‌های اتصال را نیز می‌توان یکی دیگر از بخش‌های کويل خودرو دانست. جنس این پایه‌ها معمولا از مس یا برنج است و وظیفه آن‌ها اتصال کوئل به سایر اجزای سیستم احتراق(شمع و وایر) و سیستم برق خودرو است.
انواع کوئل در خودروها
کویلهای سنتی (Conventional Ignition Coils): کویلهای سنتی که با نام کویلهای قوطی و کوئل‌های با وایر نیز شکل شناخته می‌شوند در خودروهای قدیمی استفاده می‌شوند. این کویلها در خارج از موتور قرار دارند و دارای یک استوانه فلزی هستند که سیم پیچ اولیه و ثانویه در این استوانه قرار دارد. این کویلها با توزیع کننده (distributer) متصل شده و این توزیع کننده ولتاژ را به شمع ها توزیع می‌کند. کوئل‌های سنتی طراحی ساده‌ای دارند و پایداری بالایی دارند. این نوع کوئل‌ها هزینه و تعمیر و نگهداری کمی دارند. از معایب این نوع کوئل می‌توان به جرقه‌های با دقت کمتر اشاره کرد که ممکن است مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌ها را افزایش دهد.
کویلهای بدون توزیع کننده (Distributorless Ignition System (DIS) Coils): با پیشرفت تکنولوژی کویلهای بدون توزیع کننده (DIS coil) مرسوم شدند. کویلهای بدون توزیع کننده مستقیما روی شمع یا نزدیک شمع موتور سوار می‌شوند و نیاز به توزیع کننده ندارند. هر کویل وظیف تامین برق شمع مربوطه را دارد. کویلهای بدون توزیع کننده از سنسورهایی برای تعیین زمان دقیق جرقه زنی هر سیلندر استفاده میکنند. از مزایای کوئل بدون توزیع کننده جرقه زنی بهتر در مقایسه با کویلهای سنتی است.
کویل روی شمع (Coil-on-Plug (COP) Ignition Coils): کویلهای روی شمع نسخه پیشرفته تر کویلهای بدون توزیع کننده هستند. در این طراحی هر سیلندر دارای کویل مخصوص به خود است که مستقیما روی شمع قرار دارد. این طراحی نیاز به سیم کشی (وایر شمع) را از بین برده و احتراق بهتری را رقم میزند.
نکات مهم در نگهداری از کوئل‌ها
کوئل خودرو یک قطعه‌ی الکتریکی است که در معرض عوامل مختلفی مانند رطوبت، گرد و غبار و گرما قرار دارد. بنابراین، نگهداری مناسب از کوئل می‌تواند به افزایش طول عمر آن کمک کند. نکات مهم در نگهداری کویل عبارتند از:
پرهیز از تماس کوئل با رطوبت و گرمای شدید
رطوبت می‌تواند باعث خوردگی و آسیب به کوئل شود. همچنین گرمای شدید می‌تواند باعث ایجاد اختلال در عملکرد کویل شود. بنابراین، باید از قرار گرفتن کوئل در معرض گرمای شدید یا رطوبت جلوگیری شود.
تمیز نگه داشتن کوئل
گرد و غبار و آلودگی می‌توانند باعث کاهش کیفیت عملکرد کوئل شوند. بنابراین، باید کوئل‌ها را به طور مرتب و دوره‌ای بررسی و تمیز کنید.
تعویض شمع‌ها در زمان مناسب
شمع‌های فرسوده می‌توانند باعث افزایش بار روی کوئل شوند. بنابراین، باید شمع‌ها را در زمان مناسب تعویض کنید.
همچنین برای عیب یابی از خودرو یا کوئل از ضربه زدن به کوئل خودداری کنید. ضمن اینکه در صورت مشاهده‌ی هرگونه مشکل در عملکرد کوئل، آن را به سرعت تعویض یا برای تعمیر آن اقدام کنید.
علائم خرابی کوئل خودرو چیست؟
خرابی کوئل خودرو می‌تواند باعث ایجاد مشکلات مختلفی در خودرو شود، که در ادامه به چند مورد از این علایم می‌پردازیم:
کاهش قدرت موتور و مشکل در استارت موتور
یکی از علايم خرابی کویل ماشین کاهش توان خودرو است. مشکل در فرایند جرقه زنی باعث کاهش قدرت موتور میشود. خرابی کویل باعث مشکل در استارت موتور و روشن شدن موتور ماشین میشود.
روشن شدن چراغ چک ماشین
وجود مشکل در فرایند جرقه زنی و کويل باعث نامنظم شدن فرایند احتراق میشود. این بی نظمی توسط ECU خودرو شناسایی شده و باعث روشن شدن چراغ چک ماشین میشود.
افزایش مصرف سوخت
اگر شرایط رانندگی شما تغییری نکرده است و خودروی شما در مسافت‌های قبلی سوخت بیشتری مصرف می‌کند یکی از دلایل ان می‌تواند مشکل در کویل خودرو باشد.
شنیدن صدای انفجار از عقب خودرو
در درون سیلندر خودرو مخلوط سوخت و هوا به نسبت مشخصی ترکیب شده و با ایجاد جرقه توسط شمع ماشین توان لازم برای حرکت خودرو تولید میشود. خرابی کویل باعث میشود که فرایند احتراق و انفجار در خارج از سیلندر خودرو و در اگزوز اتفاق بیافتد که اصطلاحا به آن Backfire گفته میشود. خرابی کویل می‌تواند باعث ایجاد اتراق در خارج از سیلندر و تولید صدای انفجار و خروج دود سیاه و بوی بنزین از اگزوز شود.
ریپ زدن موتور
اگر در هنگام روشن بودن موتور، افزایش شتاب موتور خودرو ریپ میزند و سرفه می‌کند یکی از دلایل ان می‌تواند وجود مشکل در کویل ماشین باشد.
لرزش موتور
خرابی کویل و اختلال در فرایند جرقه زنی روند طبیعی عملکرد موتور را مختل کرده و باعث کارکرد نامناسب موتور میشود. درست کار نکردن موتور باعث افزایش لرزش موتور شده و این افزایش لرزش در کابین خودرو حس میشود.
عیب یابی کویل خودرو می‌تواند توسط یک مکانیک حرفه‌ای یا خودتان انجام شود. در صورت مشاهده‌ی هرگونه مشکل در عملکرد خودرو، بررسی کوئل ضروری است.
روش‌های عیب یابی کویل
برای تست کوئل خودرو می‌توان از مولتی‌متر کمک گرفت. برای این کار، مولتی‌متر را در حالت تست مقاومت یا تست ولتاژ قرار دهید. برای عیب یابی کویل خودرو، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:
- تست مقاومت: با استفاده از مولتی‌متر می‌توان مقاومت سیم‌پیچ‌های کوئل را اندازه‌گیری کرد. مقاومت سیم‌پیچ‌های سالم در محدوده‌ی مشخصی قرار دارد که توسط شرکت سازنده کویل اعلام میشود. در صورتی عدم تطابق مقاومت با مقدار استاندارد، می‌توان حدس زد که کوئل دچار مشکل شده است.
- تست ولتاژ: با استفاده از مولتی‌متر می‌توان ولتاژ خروجی کوئل را اندازه‌گیری کرد. ولتاژ خروجی کوئل سالم در محدوده‌ی مشخصی قرار دارد(بین 7000 تا 25000 ولت).
- تست جرقه: با استفاده از یک شمع سالم می‌توان جرقه‌ی ایجاد شده توسط کوئل را بررسی کرد. جرقه‌ی سالم باید قوی و پایدار باشد.
توجه کنید که عیب یابی کوئل کاری تخصصی است و باید به کمک تجهیزات مخصوص انجام شود. در صورتی که تجربه کار با این تجهیزات را ندارید، توصیه می‌کنیم این کار را به افراد متخصص واگذار کنید.
تعویض کویل خودرو
در صورت خرابی کوئل، باید آن را تعویض کرد. کوئل‌های خودرو معمولاً در دسترس هستند و تعویض آن‌ها کار چندان دشواری نیست. البته لازم است که در هنگام تعویض کویل، نکات ایمنی زیر را رعایت کنید:
- قبل از شروع کار، خودرو را خاموش و کلید را از سوکت جدا کنید.
- از دستکش و عینک ایمنی استفاده کنید.
- مراقب باشید که سیم‌های کوئل با یکدیگر تماس پیدا نکنند.
البته توصیه میشود تهیه و تعویض کوئل را به کمک متخصص انجام دهید و این کار را به یک تعمیرکار حرفه‌ای بسپارید.
استفاده از کوئل مخصوص هر خودرو
کوئل‌ها با توجه به نوع موتور و سیستم جرقه‌زنی خودرو طراحی و ساخته می‌شوند. بنابراین، کوئل هر خودرو با خودروی دیگر متفاوت است. عوامل تعیین کننده نوع کوئل هر خودرو:
- نوع موتور: کوئل‌ها برای انواع مختلف موتورهای بنزینی و دیزلی طراحی شده‌اند.
- سیستم جرقه‌زنی: کوئل‌ها برای سیستم‌های جرقه‌زنی با وایر و بدون وایر طراحی شده‌اند.
- ولتاژ و جریان الکتریکی : کوئل‌ها با توجه به ولتاژ و جریان الکتریکی مورد نیاز موتور طراحی شده‌اند.
بنابراین، در هنگام خرید کوئل خودرو باید دقت لازم را داشته باشید و کوئل مخصوص خودروی خود را خریداری کنید. البته گاهی ممکن است که بین دو نوع خودرو با موتور و سیستم‌های فنی مشترک، کوئل یکسان قابل استفاده باشد. اگر مالک خودروی چینی هستید استفاده از کويل مناسب برای خودروی چینی شما امری مهم است در صورت نیاز به خرید کويل خودروی چینی می‌توانید کویل را از فروشگاه لوازم یدکی چینی اعتماد یدک خریداری کنید.
نتیجه‌گیری
کوئل خودرو یک قطعه‌ی مهم در سیستم برق خودرو است که وظیفه‌ی تامین ولتاژ مورد نیاز برای جرقه‌زنی شمع‌ها را بر عهده دارد. خرابی کوئل می‌تواند باعث ایجاد مشکلات مختلفی در خودرو شود. بنابراین، در صورت مشاهده‌ی هرگونه مشکل در عملکرد خودرو، بررسی کوئل ضروری است. رانندگی در شرایط سخت مانند رانندگی در جاده‌های ناهموار یا رانندگی در هوای گرم و مرطوب، استفاده از سوخت نامرغوب و عدم سرویس‌های دوره‌ای مانند تعویض شمع‌ها می‌تواند باعث افزایش فشار بر روی کوئل در نتیجه خرابی زودرس آن‌ها شود.
سوالات متداول
عمر مفید کوئل چقدر است؟
عمر مفید کوئل بسته به شرایط استفاده از خودرو و نحوه‌ی نگهداری از آن متفاوت است. به طور کلی، عمر مفید کوئل بین ۸۰ تا ۱۲۰ هزار کیلومتر است. با این حال، در برخی موارد ممکن است کوئل زودتر از این مدت خراب شود.
آیا کوئل قابل تعمیر است؟
در برخی موارد، کویل قابل تعمیر است. به عنوان مثال، اگر سیم‌پیچ اولیه یا ثانویه، همچنین سیم‌های وایر کوئل دچار آسیب شده باشند، می‌توان آن‌ها را تعویض کرد. اما اگر هسته‌ی آهنی یا پایه‌های اتصال آن دچار آسیب شده باشند، قابل تعمیر نیست.
چرا کوئل داغ می‌کند؟
کوئل در حین کار، گرم میشود. این گرما ناشی از جریان برق بالا و مقاومت سیم‌پیچ‌های کوئل است. در حالت عادی، کوئل نباید بیش از حد داغ شود. در واقع کمی حرارت در این قطعه عادی است، کوئل اگر خراب نبوده و مشکلی نداشته باشد، نباید بیش از اندازه داغ شود.
محل قرار گیری کوئل در خودرو کجاست؟
محل قرارگیری کویل در خودرو به نوع موتور و سیستم جرقه‌زنی آن بستگی دارد. در خودروهای با سیستم جرقه‌زنی با وایر، کویل معمولاً در بالای موتور و نزدیک به شمع‌ها قرار دارد. در خودروهای با سیستم جرقه‌زنی بدون وایر، کویل معمولاً در زیر موتور و نزدیک به ECU جای می‌گیرد.
آیا همه کوئل ها را باهم باید تعویض کرد؟ آیا می‌توان تنها یکی از کوئل‌ها را تعویض کرد؟
در حالی که امکان تعویض فقط یکی از کویلهای معیوب وجود دارد، توصیه می شود در صورت نزدیک شدن به پایان عمر کویل ها، همه کویل ها را با تعویض کنید. این به جلوگیری از خرابیهای دوباره کمک می کند و عملکرد یکنواخت موتور را تضمین می کند.
خرابی کوئل چه خطراتی دارد و چه آسیبی به قطعات دیگر میزند؟
آسیب به شمع‌ها: خرابی کوئل می‌تواند باعث آسیب به شمع‌ها شود. این امر به دلیل افزایش بار روی شمع‌ها است.
آسیب به موتور: در صورت خرابی کوئل و عدم تعویض به موقع آن، ممکن است آسیب جدی به موتور وارد شود.
واردات مستقیم قطعات یدکی انواع ماشین‌های چینی با کیفیت اصلی و بهترین قیمت. برای مشاهده و خرید لوازم مورد نیاز خود کلیک کنید و یا برای دریافت مشاوره رایگان، با ما تماس بگیرید.
درخواست استعلام قیمت
کاربر گرامی در صورتی که تمایل دارید قیمت این محصول از طریق تماس تلفنی به شما اطلاع داده شود، اطلاعات خود را وارد کنید.