Wat is een bobine?
De bobine is een transformator die er voor zorgt, dat de bougie van een hoge spanning wordt voorzien. De spanning van de accu is namelijk onvoldoende om een vonk te laten ontstaan die het mengsel tot ontbranding brengt. Via de bougiekabels, die speciaal zijn toegerust voor deze taak, wordt de spanning overgebracht. De kabels moeten wel beduidend beter zijn geïsoleerd dan normale kabels; ze moeten de spanning van ca 36.000 Volt zonder noemenswaardig verlies kunnen overbrengen! Vroeger kon er door het pulseren van de stroomverdeling nog wel eens een radiostoring optreden. In moderne auto’s is dit probleem verleden tijd.
In bobines wordt, wanneer stroom door de primaire wikkeling vloeit, in de tweede wikkeling, de secundaire wikkeling, een inductiespanning opgewekt. Door middel van een magnetisch veld wordt deze spanning in de bobine opgeslagen.
Hoe werkt een bobine?
Bobines hebben twee wikkelingen, de zogenaamde primaire en secundaire wikkelingen. Wanneer de stroom door de primaire wikkeling wordt geleid, ontstaat een magnetisch veld. Het aldus opgewekte magnetische veld valt weg wanneer de primaire wikkeling spanningsloos wordt. De hoge spanning die in de secundaire wikkeling aanwezig is, komt nu vrij: er ontstaat een vonk in de bougie. De primaire wikkeling heeft meestal een weerstand die kleiner is dan 0,8 Ohm. Ter vergelijking: de secundaire wikkeling heeft een weerstand die 10.000 keer hoger is, dat is ongeveer 8.000 Ohm. Het uitschakelen van de stroom in de primaire spoel gebeurde vroeger door mechanische onderbrekers. Tegenwoordig zorgen elektronische ontstekingsmodules voor deze taak.
In de ontstekingsmodule stuurt een transistor de onderbreking volledig contactloos, waardoor er geen slijtage meer optreedt. Bovendien verstoort vocht niet langer het proces, zoals het geval was met de mechanische onderbrekercontacten. Ontstekingsmodules van recentere generaties zijn betrouwbaarder en bieden meestal ook bescherming tegen overbelasting ten opzichte van de bobine.
Ontstekingstijdstip regelen
Om ervoor te zorgen dat de ontstekingsmodule de ontstekingstijdstip precies kan regelen, heeft deze sensorinformatie nodig. Er zijn twee alternatieven
- Een inductieve sensor detecteert de positie van de nokkenas met behulp van een magneet en een spoel. Wanneer de nokkenas roteert, wordt een spanning gegenereerd op het moment dat de magneet de spoel passeert, wat een impuls veroorzaakt.
- Een zogenaamde Hall-sensor is het andere alternatief voor het detecteren van het besturingssignaal: door middel van een schijf met sleuven, die zich tussen de magneet en de sensor bevindt, wordt een signaal gegenereerd. Dit maakt het mogelijk om de ontstekingsmodule veel preciezer aan te sturen dan met het inductieve alternatief.
Wat zijn de verschillen in ontstekingsdistributiesystemen?
Roterende verdelingsvinger
De verdeling van de energie afkomstig van de bobine werd vroeger geregeld door een roterende verdelingsvinger. De spanning wordt via een ontstekingskabel van de verdeel bobine naar de verdeler geleid. De geadresseerde verdelingsvinger distribueert vervolgens de spanning naar de individuele bougiekabels van de verschillende cilinders. Bij deze wijze van stroomverdeling leidde vocht vaak tot problemen bij het starten en ontsteken van het ontstekingsmechanisme. Het trage en kwetsbare functioneren en de hoge slijtage-gevoeligheid waren de belangrijkste nadelen van deze mechanische ontstekingssystemen.
Transistorontstekingen
Toen er transistorontstekingen beschikbaar kwamen kon de slijtage van het onderbreker-contact worden uitgesloten. De onderbrekingen in de stroom in de bobine worden door een transistor in ontstekingsmodules teweeggebracht. Tegenwoordig maken volledig elektronische ontstekingsregelaars de mechanische ontstekingsverdeling overbodig. Zo worden er ontstekingssystemen gebruikt, waarbij elke bougie zijn eigen bobine heeft. Deze zogenaamde schachtbobine wordt in voertuigen met een volledig elektronische ontsteking gebruikt. De bobine wordt hierbij direct op de bougie gestoken. De hoogspanningsimpuls wordt bij dit type dus direct op de bougie geproduceerd.
Blokbobine
Een nog nieuwere ontwikkeling is de blokbobine. Deze bevat meerdere bobines die elk via individuele hoogspanningsuitgangen de bougies van de hoogspanningsimpuls voorzien. De blokbobines kennen een enkelvonk- of dubbelvonk-techniek. Bij de enkelvonk-techniek wordt één cilinder van hoogspanning voorzien. Bij de dubbelvonk-techniek worden steeds twee cilinders tegelijk bediend. In de cilinder waar de arbeidsslag plaatsvindt, ontbrandt daardoor het brandstof-lucht mengsel. In de tweede cilinder ontstaat eveneens een ontstekingsvonk. Deze heeft echter geen effect omdat er geen sprake is van een brandbaar mengsel.