Цены снижены! Бесплатная доставка контурной маркировки по всей России

Как устроена катушка зажигания автомобиля: Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания

Содержание

Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания

Маслонаполненная бобина

Более чем полвека эволюции карбюраторных бензиновых моторов с контактной системой зажигания катушка (или как ее часто называли шоферы прошлых лет – «бобина») практически не меняла конструкцию и облик, представляя собой высоковольтный трансформатор в металлическом герметичном стакане, заполненном трансформаторным маслом для улучшения изоляции между витками обмоток и охлаждения.

Неотъемлемым партнером катушки был трамблер – механический коммутатор низкого напряжения и распределитель высокого. Искра должна была появляться в соответствующих цилиндрах в конце такта сжатия топливовоздушной смеси – строго в определенный момент. Трамблер осуществлял и зарождение искры, и синхронизацию ее с тактами работы мотора, и распределение по свечам.

Классическая маслонаполненная катушка зажигания — «бобина» (что по-французски и означало «катушка») — была чрезвычайно надежна. От механических воздействий ее защищал стальной стакан корпуса, от перегрева – эффективный теплоотвод через заполняющее стакан масло. Однако согласно малоцензурному в оригинальном варианте стишку «Дело было не в бобине – идиот сидел в кабине…», получается, что надежная бобина таки порой подводила, даже если даже водитель не такой уж идиот…

Если посмотреть на схему контактной системы зажигания, то можно обнаружить, что заглушенный мотор мог останавливаться в любом положении коленвала, как с замкнутыми контактами прерывателя низкого напряжения в трамблере, так и с разомкнутыми. Если при предыдущем глушении мотор остановился в положении коленвала, в котором кулачок трамблера замыкал контакты прерывателя, подающего низкое напряжение на первичную обмотку катушки зажигания, то когда водитель по какой-то причине включал зажигание, не запуская мотор, и оставлял ключ в таком положении надолго, первичная обмотка катушки могла перегреться и сгореть… Ибо через нее начинал проходить постоянный ток в 8-10 ампер вместо прерывистого импульсного.

Официально катушка классического маслонаполненного типа неремонтопригодна: после сгорания обмотки она отправлялась в утиль. Однако когда-то давно на автобазах электрики умудрялись ремонтировать бобины – развальцовывали корпус, сливали масло, перематывали обмотки и собирали заново… Да, были времена!

И лишь после массового внедрения бесконтактного зажигания, при котором контакты трамблера сменились на электронные коммутаторы, проблема сгорания катушек почти исчезла. В большинстве коммутаторов было предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания на включённом зажигании, но не запущенном двигателе. Иными словами, после включения зажигания начинался отсчет небольшого временного интервала, и если водитель за это время не заводил мотор, коммутатор автоматически выключался, защищая и катушку, и самого себя от перегрева.

Сухие катушки

Следующим этапом развития классической катушки зажигания стал отказ от маслонаполненного корпуса. «Мокрые» катушки сменились на «сухие». Конструктивно это была практически та же самая катушка, но без металлического корпуса и масла, покрытая сверху слоем эпоксидного компаунда для защиты от пыли и влаги. Работала она совместно с тем же самым трамблером, и часто в продаже можно было встретить и старые «мокрые» катушки, и новые «сухие» на одну и ту же модель авто. Они были полностью взаимозаменяемыми, соответствовали даже «уши» креплений.

Для рядового автовладельца в изменении технологии с «мокрой» на «сухую» не было, по сути, никаких преимуществ или недостатков. Если последняя, конечно, была изготовлена качественно. «Профит» получали только производители, поскольку изготовить «сухую» катушку несколько проще и дешевле. Однако если «сухие» катушки иностранных производителей автомобилей изначально продумывались и изготавливались достаточно тщательно и служили почти столько же, сколько и «мокрые», советские и российские «сухие» бобины снискали дурную славу, поскольку имели массу проблем с качеством и выходили из строя достаточно часто без каких-либо причин.

Так или иначе, сегодня «мокрые» катушки зажигания полностью уступили место «сухим», а качество последних даже отечественного производства практически не вызывает нареканий.

Были и катушки-гибриды: обычную «сухую» катушку и обычный коммутатор бесконтактного зажигания иногда объединяли в единый модуль. Такие конструкции встречались, к примеру, на моновпрысковых Фордах, Ауди и ряде других. С одной стороны, это выглядело в некоторой степени технологично, с другой – снижалась надежность и увеличивалась цена. Ведь два изрядно нагревающихся узла объединили в один, тогда как по отдельности они и охлаждались лучше, и при выходе из строя того или иного замена обходилась дешевле…

Ах да, еще в копилку специфических гибридов: на стареньких Тойотах нередко встречался вариант катушки, интегрированной прямо в распределитель трамблера! Интегрировалась она, конечно, не намертво, и при выходе из строя «бобину» можно было без труда снять и приобрести отдельно.

Модуль зажигания – отказ от трамблера

Заметная эволюция в катушечном мире произошла в период развития инжекторных моторов. Первые инжекторы имели в своем составе «частичный трамблер» – низковольтную цепь катушки уже коммутировал электронный блок управления двигателем, а вот искру по цилиндрам по-прежнему раздавал классический бегунковый распределитель, приводимый во вращение от распредвала. От этого механического узла стало возможным полностью отказаться, применив комбинированную катушку, в общем корпусе которой скрывались отдельные катушки в количестве, соответствующем числу цилиндров. Такие узлы стали называть «модулями зажигания».

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) содержал в себе 4 транзисторных ключа, которые поочередно подавали 12 вольт на первичные обмотки всех четырех катушек модуля зажигания, а те в свою очередь отправляли искровой импульс высокого напряжения каждая на свою свечу. Еще чаще встречаются упрощенные варианты комбинированных катушек, более технологичные и дешевые в производстве. В них в одном корпусе модуля зажигания четырёхцилиндрового мотора помещается не четыре катушки, а две, но работающие, тем не менее, на четыре свечи. В такой схеме искра на свечи подается попарно – то есть, на одну свечу из пары она приходит в нужный для воспламенения смеси момент, а на другую – вхолостую, в момент выпуска отработавших газов из этого цилиндра.

Следующим этапом развития комбинированных катушек стал перенос электронных коммутирующих ключей (транзисторов) из блока управления двигателем в корпус модуля зажигания. Вынос мощных и греющихся при работе транзисторов «на волю» улучшил температурный режим ЭБУ, а при выходе из строя какого-либо электронного ключа-коммутатора достаточно было заменить катушку, а не менять или паять сложный и дорогущий блок управления. В котором ещё часто прописаны индивидуальные для каждого авто пароли иммобилайзера и тому подобная информация.

Каждому цилиндру – по катушке!

Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение в сфере зажигания, существующее параллельно с модульными катушками, – это индивидуальные катушки для каждого цилиндра, которые устанавливаются в свечной колодец и контактируют со свечой непосредственно, без высоковольтного провода.

Первые «персональные катушки» были именно катушками, но потом в них переехала и коммутационная электроника – так же, как это произошло и с модулями зажигания. Из плюсов такого форм-фактора – отказ от высоковольтных проводов, а также возможность замены при выходе из строя только одной катушки, а не целого модуля.

Правда, стоит сказать, что в этом формате (катушки без высоковольтных проводов, монтируемые на свечу) существуют и катушки в виде единого блока, объединенные общим основанием. Такие, к примеру, любят использовать GM и PSA. Вот это воистину кошмарное техническое решение: катушки вроде бы отдельные, но при выходе из строя одной «бобины» приходится менять в сборе крупный и очень дорогой блок…

К чему мы пришли?

Классическая маслонаполненная бобина была одним из самых надежных и неубиваемых узлов в карбюраторном и ранних инжекторных автомобилях. Внезапный выход ее из строя считался редкостью. Правда, ее надежность, к сожалению, «компенсировал» неотъемлемый напарник – трамблер, а позже – и электронный коммутатор (последнее, правда, относилось только к отечественным изделиям). Пришедшие на смену «масляным» «сухие» катушки по надежности были сопоставимы, но все же несколько чаще выходили из строя без видимых причин.

Инжекторная эволюция заставила избавиться от трамблера. Так появились разнообразные конструкции, не нуждавшиеся в механическом высоковольтном распределителе – модули и отдельные катушки по числу цилиндров. Надежность таких конструкций еще более снизилась в связи с усложнением и миниатюризацией их «потрохов», а также крайне тяжелыми условиями их работы. Через несколько лет работы с постоянным нагревом от двигателя, на котором катушки были смонтированы, на защитном слое компаунда образовывались трещины, через них влага и масло попадали на высоковольтную обмотку, вызывая пробои внутри обмоток и пропуски зажигания. У отдельных катушек, которые установлены в свечных колодцах, условия работы еще более адские. Также не любят нежные современные катушки мойку моторного отсека и увеличенный зазор в электродах свечей зажигания, образующийся в результате длительной работы последних. Искра всегда ищет наиболее короткий путь, и нередко находит его внутри обмотки бобины.

В итоге на сегодняшний день наиболее надежной и правильной конструкцией из существующих и применяемых можно назвать модуль зажигания со встроенной коммутирующей электроникой, установленный на двигателе с воздушным зазором и соединенный со свечами высоковольтными проводами. Менее надежны раздельные катушки, установленные в свечных колодцах головки блока, и совсем неудачно, с моей точки зрения, решение в виде объединенных катушек на единой рампе.

что это такое, как работает и где находится в автомобиле, характеристика, схема и виды устройства

Катушка считается основной деталью системы зажигания, при ее неработоспособности пуск мотора машины невозможен. Это связано с тем, что принцип работы катушки зажигания позволяет произвести появление искры, необходимой для запуска силового агрегата.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Назначение катушки зажигания в автомобиле

Такое устройство предназначено для накапливания энергии и выработки напряжения. Оно требуется для появления разряда, подающегося на электрод свечки. Наличие искры способствует эффективному запуску силового агрегата. Основная опция устройства основана на работе закона индукции. Ток, поставляемый АКБ, в нужный момент зажигания перестает подаваться на устройство.

Конструктивные особенности КЗ

КЗ для машины устроена следующим образом:

  1. Изоляторный элемент. Применяется в качестве изоляционной детали.
  2. Корпус устройства. В него заключены остальные компоненты КЗ. Обычно выполняется из металла, может производиться из высокопрочного пластика.
  3. Изоляционная бумага.
  4. Первичная обмотка. Независимо от типа системы, эта деталь состоит из основного проводника. Кабель должен быть заизолирован. В зависимости от модели КЗ он может насчитывать от 100 о 150 витков. Первичная обмотка оборудуется выходами, каждый из которых рассчитан на 12 вольт.
  5. Вторичная обмотка. Ее монтаж обычно выполняется снаружи устройства, а количество витков в детали может состоять от 15 до 30 тысяч. Подобные механизмы устанавливаются в модули зажигания, двухвыводные, а также сдвоенные катушки, их наличие могут включать в себя индивидуальные системы. Внутри вторичного элемента формируется напряжение, составляющее около 35 тысяч вольт, оно в дальнейшем подается на свечи. Для качественной изоляции контактных элементов в КЗ используются наконечники.
  6. Клеммный контакт первичной детали. Он может обозначаться на КЗ символом К.
  7. Контактный болт. Применяется для фиксации устройства и передачи контакта.
  8. Центральный выход, по которому передается высоковольтное напряжение. Оно подается на свечи.
  9. Защитная крышка устройства.
  10. Клеммный элемент питания. Предназначается для подключения катушки к бортовой сети.
  11. Контактная пружинка устройства.
  12. Скоба.
  13. Внешний кабель для подключения устройства.
  14. Сердечник. Конструкция элемента препятствует образованию вихревых токов.
Конструктивная схема устройства КЗ в авто

Расположение катушки зажигания в автомобиле

Чтобы узнать, где находится КЗ в конкретном автомобиле, рекомендуем обратиться к сервисному руководству по эксплуатации. Обычно устройство располагается в моторном отсеке. Его можно увидеть на крыле либо на разделительной перегородке, которая отделяет салон машины от моторного отсека. В некоторых случаях устройство может находиться непосредственно на силовом агрегате.

Принцип действия катушки зажигания

В целом принцип работы катушки зажигания можно разделить на четыре этапа:

  1. Ток подается на первичное устройство трансформаторного узла и образует в нем магнитное поле.
  2. В результате прекращения подачи тока поле образует ток высокого напряжения на вторичном устройстве.
  3. От вторичного компонента напряжение подается на основную клемму узла.
  4. С клеммного элемента напряжение поступает на распределительный узел. Оттуда оно подается на свечи, где происходит искровой разряд.

Автомобильная КЗ работает по принципу трансформаторного устройства. Сначала наматывается вторичная обмотка, она оснащена тонким проводником, а затем — первичная. Количество витков последней меньше, но проводник значительно толще. Когда происходит соединение контактных частей, величина первичного тока возрастает до наибольшего значения. Она определяется параметром напряжения АКБ, а также значением омического сопротивления первичного устройства.

Ток, нарастающий в системе, встречает сопротивление самоиндукции, которое направлено встречно на напряжение АКБ. При замыкании контактных элементов по первичному устройству проходит ток и создает магнитное поле, пересекающее в том числе и вторичную обмотку. В результате в последней образуется ток высокого напряжения. В тот момент, когда происходит размыкание контактных элементов прерывательного устройства, в обеих обмотках появляется ЭДС самоиндукции. Чем величина вторичного напряжения выше, тем быстрее пропадает магнитный поток, образованный первичным устройства.

На ферромагнитный сердечник может подаваться первичный ток, что способствует снижению энергии, которая собирается в магнитном поле. Чтобы понизить насыщение, в конструкцию может добавляться разомкнутый магнитопровод. Это дает возможность создавать КЗ, в которых величина индуктивности первичного устройства составит до 10 мГн, а параметр первичного тока — 3-4 ампера. Не допускается использование более высокой величины тока, поскольку это приведет к обгоранию контактных элементов прерывательного устройства.

Принцип работы катушки зажигания в авто подробно представлено в видеоролике канала NGKNTK EMEA.

В результате увеличения силы тока на вторичном участке электроцепи напряжение резко снижается до так называемого напряжения дуги. Последняя величина остается неизменной до момента, пока запас энергии не упадет до минимального параметра. В среднем длительность батарейного зажигания в автомобилях составляет около 1,4 мс. Как правило, этого хватает для возгорания горючей смеси. Когда напряжение дуги из системы пропадает, остаточная энергия используется для поддержки затухающих колебаний тока и напряжения.

Длительность дугового заряда зависит от:

  • значения запасенной энергии;
  • соотношения топлива и воздуха в горючей смеси;
  • частоты, с которой вращается коленчатый вал двигателя;
  • степени сжатия и т. д.

Если частота вращения коленчатого вала ДВС возрастает, то время, при котором контактные элементы прерывательного устройства остаются замкнутыми, снижается. А первичный ток за этот промежуток не успевает увеличиться до максимального значения. Это приводит к уменьшению запаса энергии, которая собирается в магнитной системе КЗ, в результате чего падает вторичная величина напряжения.

Отрицательные характеристики систем, в которых используются механические контактные элементы, проявляются при слишком низких либо высоких обротах двигателя. Если частота вращения небольшая, то между контактными компонентами прерывательного узла появляется дуговой заряд, который забирает часть энергии. При слишком высоких оборотах падает параметр вторичного напряжения, что связано с вибрацией контактов прерывательного узла. В зависимости от типа КЗ может оснащаться добавочным резисторным элементом, такие устройства работают по другому принципу.

Канал Soldering подробно рассказал о проверке такой характеристики КЗ, как сопротивление, с использованием мультиметра.

При пусковом режиме, когда напряжение от АКБ снижается, резисторное устройство замыкается посредством дополнительных контактов, расположенных на тяговом реле. Для этого могут применяться контактные элементы дополнительного реле активации стартерного устройства. Это позволяет первичному механизму выработать напряжение, составляющее 7-8 вольт. При рабочем режиме функционирования силового агрегата параметр напряжения, необходимого для питания электрооборудования, составляет 12-14 вольт.

Для намотки добавочного резисторного устройства обычно применяется никелевая либо константовая проволока. Если используется первый вариант, то сопротивление считается вариаторным, поскольку оно изменяется в соответствии с величиной проходящего тока. При работе ДВС на повышенных оборотах величина первичного тока снижается, а параметр сопротивления падает.

Требования к современным катушкам зажигания

Требования, которые предъявляются ко всем современным КЗ:

  1. Простота конструкции. Чем проще устроена КЗ, тем легче ее установить и обслужить в дальнейшем. При более простом устройстве потребитель сможет самостоятельно провести диагностику в случае появления неполадок.
  2. Небольшие габариты и масса.
  3. Высокий ресурс эксплуатации. Надежность устройства позволит обеспечить долгий срок службы.
  4. Надежная защита от воздействия влажности и повышенных температур. Важно, чтобы конструкция катушки, а также материалы, которые применялись для ее производства, были устойчивы к повышенным температурам и влаге. Это позволит обеспечить эффективную работу КЗ при изменении погодных условий и воздействии агрессивной среды, характерной для моторного отсека. Пары, которые исходят от топлива и моторной жидкости, не должны нанести вред устройству и его корпусу. Если будет поврежден корпус конструкции, это приведет к ухудшению функционирования КЗ в целом.
  5. Точность посадки устройства, а также устойчивость к появлению короткого замыкания. Конструкция КЗ должна быть выполнена так, чтобы ее размеров хватало для отвода тепла и обеспечения температурной стабильности.

Технические характеристики катушек зажигания

Основные характеристики устройств приведены в таблице.

ХарактеристикаОписание
ИндуктивностьЭтот параметр определяет способность КЗ накапливать электроэнергию и измеряется в Гн. Энергия, собирающаяся внутри первичного элемента устройства, является пропорциональной показателю индуктивности. Чем выше значение индуктивности, тем больше энергии сможет накопить механизм
Параметр трансформацииОпределяет, как сильно КЗ может увеличить величину первичного напряжения. На первичный элемент поступает 12-вольтное напряжение от АКБ, а когда цепь размыкается, ток снизится от 6-20 ампер до 0. В результате изменения тока появляется напряжение на первичной составляющей, а параметр трансформации определяет, как сильно выросла эта величина. Данное значение определяется соотношением количества витков во вторичном и первичном устройствах
Величина сопротивления КЗПервичное устройство катушки обладает сопротивлением, составляющим около 0,25-0,55 Ом, а вторичное — от 2 до 25 кОм. Величина мощности образования искры, а также ее энергии обратно пропорциональны параметру сопротивления в первичной составляющей. Чем больше это значение, тем меньше величина энергии и мощности, которая образуется при подаче искры
Энергия искрыДанный параметр составляет около 0,1 джоуля и расходуется на протяжении 1,2 мс. В самой свече энергия появляется в результате образования дугового заряда при появлении пробоя между электродными элементами. Значение напряжения на деталях определяется диаметром свечи, а также зазора между электродными компонентами и материала, из которого он изготовлен. Также на эту величину влияет температура и давление в камерах сгорания ДВС, состав горючей смеси. Для эффективной работы свечей величина напряжения, образующегося в КЗ, будет в полтора раза больше напряжения, необходимого для обеспечения пробоя
Параметр напряжения пробояСам пробой образуется между электродными компонентами свечи, если величина напряжения на них и пробое соответствует друг другу. Рабочий параметр определяется зазором между электродами, параметром давления в камерах сгорания, а также температурой горючего состава. При пуске ДВС на холодную данная величина должна быть больше, это позволит появиться пробою и появлению искрового разряда. Это важно, поскольку горючее, а также воздух в двигателе еще холодные
Число искр, появляющихся в минутуДля расчета количества искр за одну минуту надо знать показатель оборотов коленчатого вала, а также число цилиндров в ДВС. Значение искр можно вычислить путем разделения количества оборотов, умноженных на число цилиндров. А полученный показатель поделить на число тактов мотора

Виды катушек зажигания автомобиля

Существует несколько разновидностей КЗ, использующихся в автомобилях. Каждый тип имеет свою схему и особенности.

Общая катушка зажигания

Такой тип устройств применяется в системах с распределительным устройством либо без него. Эта разновидность катушек является самой простой по устройству и наиболее распространенной.

Ранее общие катушки зажигания повсеместно устанавливались на все авто.

Схема общей катушки зажигания
Схема подключения общей автомобильной КЗ
Особенности общей катушки

Особенности, характерные для общего типа устройств:

  1. Максимальная величина рабочего вторичного напряжения варьируется в диапазоне от 18 до 20 кВ.
  2. Сердечник устройства выполняется из пластин, изготовленных из электротехнической стали. Толщина каждой из них составляет от 0,35 до 0,5 мм. Все пластины изолированы относительно друг друга, в качестве изоляционного слоя используется лак либо окалина.
  3. На сердечник устройства монтируется изоляционная трубка, сверху которой устанавливается вторичный элемент.
  4. Корпус устройства изготовляется из листовой стали либо алюминия. Внутри него по стенке располагается магнитопровод. Последний сделан в виде свертка широкой ленты из электротехнической стали.
  5. Величина скорости, при которой в общей КЗ нарастает вторичное напряжение, составляет от 200 до 250 В/мкс.
  6. Общая продолжительность фаз, при которых происходит разряд искры — до полутора секунд.
  7. Рабочее значение энергии, при которой происходит разряд искры, составляет от 15 до 20 мДж.

Индивидуальная катушка зажигания

Индивидуальный тип устройств появился позже. Такие катушки применяются в системах электронного зажигания и считаются более надежными.

Схема индивидуальной катушки зажигания
Схема конструкции и подключения индивидуальной КЗ
Особенности индивидуальной катушки

Особенности, характерные для устройств индивидуального типа:

  1. Такие КЗ также оснащаются двумя обмотками — первичной и вторичной. Но в них первичный элемент устанавливается внутри вторичного.
  2. Один сердечник монтируется внутри первичного устройства, а второй — вокруг вторичного.
  3. Сама КЗ монтируется на свечу. Благодаря этому передача высоковольтного сигнала производится без потери энергии.
  4. Устройства индивидуального типа могут включать в себя электронные элементы воспламенительного механизма.
  5. Подача высоковольтного сигнала, который образуется во вторичном устройстве, осуществляется непосредственно на свечку. Передача производится благодаря наличию наконечника, который состоит из пружинного элемента, высоковольтного стержня, а также изоляционного слоя.
  6. Основной особенностью данного типа КЗ является наличие диода. Он используется для оперативного отсекания высоковольтного тока на вторичном устройстве.

Сдвоенная катушка зажигания

Сдвоенный вариант КЗ — усовершенствованная версия общего типа устройства. Используется во многих электронных системах зажигания.

Схема сдвоенной катушки зажигания
Схема устройства КЗ сдвоенного типа
Особенности сдвоенной катушки

Особенности, характерные для сдвоенного типа устройств:

  1. Такой тип оборудования оснащается двумя высоковольтными контактами. Каждый из них предназначен для синхронного образования искры на свечах, установленных на двух цилиндрах. Причем только один из них будет располагаться в конце такта сжатия. На втором цилиндре искра будет проходить вхолостую.
  2. Подключение к свечкам может быть выполнено двумя методами. Либо посредством высоковольтных кабелей, либо одна из них соединяется напрямую с помощью наконечника, а вторая — с помощью кабеля.
  3. По конструкции сдвоенные устройства устанавливаются в одном блоке по две штуки. Тогда КЗ будет считаться четырехвыводной.
  4. В конструкции устройства может не использоваться распределительный узел, но тогда подача искры будет осуществляться на два цилиндра ДВС.

Рекомендации по эксплуатации катушек зажигания

Длительность срока службы катушек зажигания в первую очередь зависит от правильности их использования.

Поэтому автовладельцу надо знать о техническом обслуживании и нюансах эксплуатации устройств. Разумеется, дешевые и низкокачественные КЗ не могут похвастаться высоким ресурсом эксплуатации.

Правила технического обслуживания катушек

Правила обслуживания устройств:

  1. Нельзя оставлять машину на долгое время с активированным зажиганием, если силовой агрегат не заведен. При включенном зажигании не только быстрее разряжается аккумулятор, но и падает ресурс эксплуатации КЗ.
  2. Периодически катушка нуждается в техническом обслуживании. Устройство надо очищать от пыли и загрязнений. Требуется диагностика качества фиксации высоковольтных кабелей. Они должны быть надежно зафиксированы как на свечах, так и на самой катушке. При проверке надо убедиться, что на корпус устройства и внутрь не попадает вода, в противном случае возможен скорый выход из строя КЗ.
  3. Не допускается отключение «высоковольтника» от устройства голыми руками, когда выполняется техобслуживание системы. Нельзя этого делать и при активированном зажигании.
  4. Неполадки в работе КЗ можно выявить посредством визуальной диагностики или проверить устройство на наличие искры. Визуальная проверка позволит определить трещины и прочие дефекты на корпусе устройства. О проблемах в работе КЗ сообщат электрические прожиги, которые имеются на крышке рядом с разъемом для «высоковольтника».

Неисправности КЗ

Неполадки, которые могут произойти при длительной эксплуатации или неправильном использовании:

  1. При долгом использовании есть вероятность появления замыкания в обмотках устройства. Если это произойдет, то трансформаторный узел будет перегреваться и не сможет выполнять свои функции.
  2. Длительное использование КЗ при температуре более 150 градусов станет причиной выхода из строя устройства.
  3. Поломка устройства может произойти при некорректной работе АКБ. Если батарея не в состоянии выдать необходимое напряжение, то катушка будет функционировать неправильно. Важно, чтобы АКБ могла выдавать как минимум 11,5 вольт напряжения.
  4. Нарушения в работе устройства могут быть спровоцированы повреждением высоковольтного кабеля.
  5. Повреждение изоляционного слоя внутри механизма приведет к тому, что устройство не сможет генерировать необходимое напряжение. Подобные проблемы обычно проявляются в результате попадания жидкости или смазочного вещества внутрь через поврежденный уплотнитель. Это приводит к увеличению величины сопротивления.
  6. Индивидуальные катушки особенно чувствительны к повышенным вибрациям, которые издает ГБЦ. Это приводит к быстрой поломке устройств.

Фотогалерея

Фото разных типов устройств представлены в этом разделе.

Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»

Канал MotoDalnoBoy рассказал о причинах неисправностей, а также показал способы проверки катушки с использованием тестера.

 Загрузка …

Как работает катушка зажигания — Авто журнал kupim-avto57.ru

Торенс (Torens) › Блог › Катушка зажигания – устройство и принцип работы

Катушка зажигания (или модуль зажигания) – элемент системы зажигания автомобиля, который преобразует низковольтное напряжение бортовой сети в высоковольтный импульс. Высокое напряжение, возникающее в катушке зажигания, вызывает образование искры между электродами свечи зажигания и обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси.

Устройство катушки зажигания
Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.
Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.
Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.
Катушка зажигания автомобиля масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.

Принцип действия катушки зажигания
В первичную обмотку катушки подается низковольтное напряжение, которое создает магнитное поле. Время от времени это напряжение отсекается прерывателем, вызывая резкое сокращение магнитного поля и образования в витках катушек электродвижущей силы (ЭДС).
Согласно физическому закону электромагнитной индукции, величина образующейся таким образом ЭДС прямо пропорциональна количеству витков обмотки контура. Поэтому во вторичной катушке с большим количеством витков образуется импульс высокого напряжения, который по высоковольтным проводам (не применимо к индивидуальной катушке зажигания, установленной прямо на свечу) подается к свече зажигания. Благодаря импульсу, передаваемому катушкой, между электродами свечи зажигания образуется искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.
В устаревших моделях автомобилей напряжение от катушки зажигания подавалось ко всем свечам с помощью распределителя зажигания. Такая схема оказалась недостаточно надежной, поэтому катушки зажигания (их ещё называют свечными) современного автомобиля объединены в систему и распределены по одной на каждую свечу.

Виды катушек зажигания автомобиля
• Общая катушка зажигания используется в системах зажигания с распределителем или без него. Ее конструкция описана выше: первичная обмотка располагается снаружи вторичной, внутри которой находится сердечник. Катушки с сердечником заключены в стальной корпус. Импульс от вторичной обмотки подается на свечи зажигания.

• Индивидуальная катушка зажигания используется в системах прямого электронного зажигания. В отличие от общей конструкции, в индивидуальных катушках первичная обмотка находится внутри вторичной. Индивидуальная катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания, поэтому высоковольтный импульс передается практически без потери мощности.

Рекомендации по эксплуатации модулей зажигания
1. Не оставляйте включенным зажигание без запуска двигателя на долгое время. Это существенно сокращает срок службы катушек зажигания.
2. Найдите время для очистки и проверки состояния катушки. Убедитесь в том, что крепления проводов в порядке, особенно важно проверить высоковольтный провод. Убедитесь также, что на корпус или внутрь его не попадает вода.
3. Не отсоединяйте высоковольтный провод от катушки голыми руками при включенном зажигании.

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

Катушка зажигания – второй элемент в последовательности системы зажигания двигателя автомобиля. Работа катушки зажигания схожа с функциями трансформатора и основана на преобразовании низковольтного напряжения от аккумуляторной (стартерной) батареи автомобиля, в высоковольтное напряжение, генерируемое для свечей зажигания, вследствие чего происходит воспламенение воздушно-топливной смеси.

Устройство катушки зажигания

Состоит катушка из первичной и вторичной обмоток, железного сердечника и корпуса с изоляцией. На сердечнике, набранном из тонких металлических пластин, намотаны две обмотки из толстой и тонкой медной проволоки.

Принцип работы катушки зажигания аналогичен работе трансформатора. При подаче напряжения на цепь первичной обмотки в катушке создается магнитное поле. Вторичная обмотка катушки зажигания самоиндуцируется и генерирует напряжение. Трансформированное напряжение подается на свечи зажигания через распределительное устройство, а высоковольтный разряд продолжается, пока созданная катушкой энергия не будет истрачена.

Разновидности катушек

На сегодняшний день существует достаточное количество типов катушек зажигания, которые можно устанавливать как на старые отечественные автомобили с карбюраторными двигателями, так и на более современные автомобили с непосредственным впрыском топлива.

Корпусные катушки зажигания устанавливаются на автомобили с механическим распределением зажигания, где распределитель, вращаясь, подает высоковольтное напряжение на каждую свечу зажигания в определенной последовательности. Такой способ коммутации и распределения напряжения не применяется в современном автомобилестроении из-за малых сроков службы и низкой надежности.

Катушка с электронным распределением зажигания, или распределяющая катушка, не требует для своей работы дополнительно контактного каскадного прерывателя, ведь с развитием технологий в микроэлектронике стала возможной интеграция такого прерывателя зажигания в саму катушку. Такая катушка подойдет для автомобилей с механическим распределением зажигания.

Двухискровая катушка зажигания позволяет генерировать напряжение для свечей одновременно в двух цилиндрах двигателя за один оборот коленчатого вала, при этом согласование между системой зажигания и распределительным валом не требуется. Такие катушки целесообразно применять только в двигателях с четным количеством цилиндров, например, для двигателя с четырьмя цилиндрами понадобится две катушки, с шестью — три, соответственно, с восьмью — четыре.

«Интеллектуальная» штекерная катушка зажигания является одноискровой и устанавливается прямо на каждую свечу зажигания. Конструкция и функциональные характеристики такой катушки позволяют отказаться от применения в системе высоковольтных проводов, но при этом необходимы соединительные зажимы (клеммы), рассчитанные на высокое напряжение. За счет своей компактности эти катушки применяют в автомобилях с малым объемом свободного подкапотного пространства, но компактный — не значит малоэффективный. Штекерная катушка может запросто конкурировать со своими собратьями.

Достоинствами катушки являются:

  1. Наиболее широкий диапазон настройки угла опережения зажигания.
  2. Диагностика пропусков зажигания с первичной и вторичной обмоток.
  3. Искрогашение во вторичной цепи с помощью высоковольтного диода.

Применяются такие устройства для двигателей с любым числом цилиндров, однако здесь строго требуется синхронизация с положением распределительного вала с помощью соответствующего датчика.

Неисправности катушек и их диагностика

Катушка зажигания – довольно-таки надежный элемент системы, но и её не обходят стороной всяческие неисправности, зачастую связанные с несоблюдением правил эксплуатации. Рассмотрим часто встречающиеся признаки неисправности катушки зажигания:

  • Неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу.
  • Провалы двигателя при резком открытии дроссельной заслонки.
  • Загорелся «Чек».
  • Отсутствует искра.

В первую очередь, при возникновении поломки системы зажигания, следует визуально осмотреть катушку и найти трещины, обугленности, а так же проверить её температуру и влажность. Если греется катушка зажигания, то это может свидетельствовать о том, что произошло межвитковое замыкание и устройство подлежит замене. Повышенная влажность в месте, где находится катушка зажигания, так же может сказаться на работе двигателя. Если катушка сухая, без трещин, копоти и не горячая, но неисправность в системе все же присутствует, необходимо провести её диагностику.

Если автомобиль не заводится, то есть прокручивается стартер, но двигатель не подхватывает зажигание, это может означать, что нет искры с катушки зажигания.

  1. Как проверить катушку зажигания на работоспособность для бесконтактной системы распределения зажигания? Необходимо отсоединить высоковольтный провод, расположенный по центру распределителя зажигания и расположить этот провод на расстоянии примерно 5 миллиметров от металлического корпуса двигателя. Затем прокручиваем стартером коленчатый вал двигателя и наблюдаем за наличием искры в зазоре между контактной частью высоковольтного провода, который отсоединили от распределителя, и корпусом двигателя (масса).
  2. В контактной системе зажигания из этой процедуры исключается прокручивание коленчатого валастартером, а именно: снимаем крышку распределителя зажигания и устанавливаем контакты прерывателя напряжения в замкнутое состояние. Затем включаем зажигание рычажком прерывателя, размыкаем и замыкаем контакты. Наличие при этом искры в зазоре между проводом и массой говорит нам об исправной работе катушки зажигания.

Если диагностика катушки зажигания выявила отсутствие искры, то нужно проверить сопротивление катушки зажигания. Для этого потребуется обычный мультиметр, или омметр и технический паспорт на катушку, где можно посмотреть её параметры, включая сопротивление обмоток. Перед тем, как проверить катушку зажигания, отсоединяем все провода и поочередно замеряем сопротивление обеих обмоток, при этом сопротивление первичной обмотки должно быть меньше, чем у вторичной. Если в ходе измерений выяснилось, что сопротивление обеих обмоток соответствует заводским параметрам, а при проверке «на искру» этой самой искры не было, то можно сделать вывод, что произошел пробой изоляции между витками и корпусом.

Замена катушки зажигания

В случае неисправности катушки и невозможности её восстановления, она подлежит замене. Можно купить точно такую же оригинальную, а можно подобрать аналогичную, при этом их характеристики не должны отличаться более чем на 20-30 процентов, а так же иметь одинаковое крепление и конструктивное исполнение. Например, для отечественных автомобилей ВАЗ-2108 — 2109 с электронными катушками 27.3705 от отечественного производителя, подойдут не сильно отличающееся по параметрам катушки 0.221.122.022 фирмы «Bosch». В этом случае разброс параметров составит от 10 до 15%.

Подводя итог можно отметить, что при написании статьи использовалась реальная информация о проблемах, с которыми сталкивался каждый водитель. Все катушки практически не отличаются друг от друга по принципу действия, но не все из них взаимозаменяемы, например, катушки с механическим распределением зажигания не сможет работать с бесконтактным распределением и наоборот.

Как работает катушка зажигания в автомобиле?

Подаваемая в цилиндры двигателя горючая смесь воспламеняется искрой, проскакивающей в нужный момент между электродами свечи. Столь мощный искровой разряд создается электрическим импульсом высокого напряжения. Чтобы понять, как это реализовано в автомобиле, стоит изучить конструкцию и принцип работы катушки зажигания, играющей в данном процессе главную роль.

Зачем нужна катушка?

Для своевременного и полного сжигания топливовоздушной смеси в цилиндре необходимо выдержать ряд условий:

  • мощность электрического разряда порядка 20 тыс. вольт;
  • подача импульса на свечу при достижении поршнем верхней точки с опережением 5° оборота коленчатого вала;
  • зазор между электродами – 0,8–1,0 мм.

За выполнение первого условия отвечает именно высоковольтная катушка. Общеизвестно, что напряжение бортовой сети транспортных средств составляет 12 В, на некоторых грузовиках (например, КаМАЗ) – 24 В. Подобные характеристики не подходят для уверенного искрообразования.

Чтобы создать мощную искру, пробивающую воздушную прослойку шириной 1 мм, низкое напряжение необходимо преобразовать и создать более высокий потенциал – около 20 кВ. Для этого служит высоковольтная катушка зажигания, которая работает в составе системы следующим образом:

  1. Когда поршень в одном из цилиндров приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), завершается такт сжатия.
  2. Электронный блок управления, получающий информацию от датчика положения коленчатого вала, дает команду на искрообразование, отправляя сигнал размыкающему реле.
  3. В режиме ожидания катушка постоянно находится под напряжением бортовой сети – 12 В. Реле по команде контроллера размыкает данную цепь и питание обмотки прекращается.
  4. В момент разрыва элемент вырабатывает высоковольтный импульс, отправляемый по изолированным проводам к электродам соответствующей свечи.

Справка. Описанный алгоритм применяется на автомобилях с прошлого века. Тогда разрыв цепи питания обеспечивал кулачковый вал распределителя зажигания, размыкающий контакты механическим способом.

Отсюда становится понятно назначение катушки зажигания – образование кратковременного высоковольтного импульса, пользуясь низким напряжением от аккумуляторной батареи. Как это происходит внутри элемента, читайте в следующем разделе.

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

  • металлический сердечник подключен к основному контакту, соединяемому с центральным электродом свечи зажигания посредством высоковольтного провода;
  • вокруг сердечника выполнена вторичная обмотка, состоящая из большого числа витков тонкого медного проводника с изоляцией;
  • поверх вторичной обмотки предусмотрен слой диэлектрика и небольшое количество витков толстой медной проволоки – первичная обмотка;
  • сердечник с обмотками помещен внутрь герметичного пластикового корпуса, наполненного трансформаторным маслом;
  • обмотки подключены по последовательной схеме, 2 соединенных конца выведены на одну внешнюю клемму, два других – на отдельные контакты.

Примечание. Характеристики обмоток – толщина провода и количество витков отличаются в зависимости от марки и модели авто. Число витков первичной обмотки редко превышает 150, вторичной – 30 тыс.

К центральной клемме катушки присоединен высоковольтный провод, идущий к распределителю зажигания либо прямо на свечу. Оставшиеся контакты подключаются к минусовой клемме аккумулятора (массе) и плюсовому проводу цепи низкого напряжения.

Принцип действия повышающей катушки основан на эффекте электромагнитной индукции – создании постоянного поля вокруг сердечника. Как искрообразование реализовано на практике:

  1. К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Возникает электромагнитное поле, усиливаемое железным сердечником.
  2. Когда стартер проворачивает коленчатый вал и какой-либо поршень доходит до ВМТ, электроника посредством реле разрывает низковольтную цепь питания.
  3. Разрыв цепи провоцирует образование кратковременного импульса внутри второй многовитковой обмотки. В этот момент напряжение на катушке зажигания достигает 20 тыс. вольт и более.
  4. Ток передается на свечу, проскакивает искровой разряд и топливная смесь поджигается. Двигатель заводится.
После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.

Виды высоковольтных элементов

Выше представлено описание простой конструкции повышающего напряжение трансформатора, обеспечивающего разрядами все цилиндры двигателя. Куда направить каждую последующую искру, определяет трамблер, он же – главный распределитель зажигания.

В современных моторах, управляемых электроникой, трамблеры не ставятся и применяются другие разновидности катушек:

  • с двумя контактами высокого напряжения;
  • индивидуальные.

Первый тип внешне напоминает обычный трансформатор со стальным сердечником, собранном из Ш-образных пластин. Функциональное отличие – подача импульса одновременно на 2 клеммы, подключенные к свечам двух цилиндров. Поскольку такты сжатия в них происходят в разные моменты, устройство создает искру на электродах обеих свечей. В одной камере происходит воспламенение, в другой разряд проскакивает вхолостую.

На четырехцилиндровый силовой агрегат ставится 2 двухвыводных трансформатора, образующих так называемый модуль зажигания. На многих марках автомобилей он представляет собой единую деталь, куда подключены все провода низкого и высокого напряжения.

Справка. Существует и другая схема подключения – на каждую свечу отдельный двухвыводной трансформатор, присоединенный одним изолированным проводом.

Устройство катушки зажигания индивидуального типа в корне отличается от предыдущих конструкций:

  • первичная и вторичная обмотка поменялись местами – вторая находится сверху;
  • габариты устройства существенно уменьшились;
  • мини-катушка устанавливается прямо на центральный контакт свечи;
  • высоковольтные провода отсутствуют.
Количество индивидуальных трансформаторов зависит от числа цилиндров силового агрегата – на каждую свечу ставится отдельная катушка. Преимущество данного устройства – отсутствие потерь и пробоев на участке от источника импульсов до свечных электродов, то бишь, – на бронепроводе. Второе достоинство – снижение стоимости ремонта: заменить один малый трансформатор дешевле и проще, чем весь модуль зажигания.

Принцип работы индивидуальных элементов остается неизменным – разрыв низковольтной цепи создает в многовитковой обмотке скачок напряжения, сразу передаваемый на электроды свечи зажигания. Для защиты от перегрузок в цепь включен полупроводниковый диод.

О неисправностях и способах устранения

Модули зажигания можно смело отнести к деталям длительного использования. При правильной эксплуатации минимальный ресурс элемента составляет 100 тыс. км пробега машины. Нередко повышающий трансформатор работает в течение всего срока службы транспортного средства.

В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:

  1. Причиной преждевременной поломки элемента часто становится длительный перегрев.
  2. С годами свойства изоляционных материалов внутри обмоток ухудшаются. Повышается вероятность межвиткового замыкания, ведущего к перегреву и перегоранию проводников.
  3. В силу особенностей конструкции высоковольтная катушка не подлежит ремонту и восстановлению. Некоторые модели можно разобрать и попытаться устранить обрыв или замыкание, но практика показывает, что надежнее и дешевле поставить новую запчасть.
  4. Для нормальной работы элемента и стабильного искрообразования нужно обеспечить минимальное напряжение бортовой сети 11,5 вольт. Если из-за неисправности генератора либо разрядки аккумуляторной батареи вольтаж не достигает нормы, износ трансформатора ускоряется.
  5. По той же причине уменьшается мощность искрового разряда на электродах свечей, рабочая смесь воспламеняется и сгорает хуже.
  6. Пробой изоляции или обрыв высоковольтных проводов, вызывающий искрение на кузов машины, сокращает срок службы катушки. Если игнорировать неполадку в течение длительного времени, она придет в негодность.
  7. Мини-катушки индивидуального типа иногда выходят из строя из-за вибрации силового агрегата. Причина – внутренний обрыв проводников.

За модулем зажигания необходимо следить, чтобы из-за неисправностей двигателя на корпус устройства не попадало горячее масло либо охлаждающая жидкость. Не держите долго включенное зажигание – при этом греется обмотка катушки и разряжается аккумулятор.

Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания

Катушка зажигания – «потомственный немец». В 1851 году механик из Германии Генрих Румкорф (проживавший, правда, в Париже) изобрел катушку с прерывателем, вырабатывающую импульсы высокого напряжения, а в 1925 году компания Роберта Боша начала массово применять её как элемент батарейной системы зажигания бензинового автомобильного мотора. Давайте посмотрим, в каком виде катушка зажигания дошла до наших дней, и каковы особенности ее работы.

Маслонаполненная бобина

Б олее чем полвека эволюции карбюраторных бензиновых моторов с контактной системой зажигания катушка (или как ее часто называли шоферы прошлых лет – «бобина») практически не меняла конструкцию и облик, представляя собой высоковольтный трансформатор в металлическом герметичном стакане, заполненном трансформаторным маслом для улучшения изоляции между витками обмоток и охлаждения.

Неотъемлемым партнером катушки был трамблер – механический коммутатор низкого напряжения и распределитель высокого. Искра должна была появляться в соответствующих цилиндрах в конце такта сжатия топливовоздушной смеси – строго в определенный момент. Трамблер осуществлял и зарождение искры, и синхронизацию ее с тактами работы мотора, и распределение по свечам.

Классическая маслонаполненная катушка зажигания — «бобина» (что по-французски и означало «катушка») — была чрезвычайно надежна. От механических воздействий ее защищал стальной стакан корпуса, от перегрева – эффективный теплоотвод через заполняющее стакан масло. Однако согласно малоцензурному в оригинальном варианте стишку «Дело было не в бобине – идиот сидел в кабине…», получается, что надежная бобина таки порой подводила, даже если даже водитель не такой уж идиот…

Если посмотреть на схему контактной системы зажигания, то можно обнаружить, что заглушенный мотор мог останавливаться в любом положении коленвала, как с замкнутыми контактами прерывателя низкого напряжения в трамблере, так и с разомкнутыми. Если при предыдущем глушении мотор остановился в положении коленвала, в котором кулачок трамблера замыкал контакты прерывателя, подающего низкое напряжение на первичную обмотку катушки зажигания, то когда водитель по какой-то причине включал зажигание, не запуская мотор, и оставлял ключ в таком положении надолго, первичная обмотка катушки могла перегреться и сгореть… Ибо через нее начинал проходить постоянный ток в 8-10 ампер вместо прерывистого импульсного.

Официально катушка классического маслонаполненного типа неремонтопригодна: после сгорания обмотки она отправлялась в утиль. Однако когда-то давно на автобазах электрики умудрялись ремонтировать бобины – развальцовывали корпус, сливали масло, перематывали обмотки и собирали заново… Да, были времена!

И лишь после массового внедрения бесконтактного зажигания, при котором контакты трамблера сменились на электронные коммутаторы, проблема сгорания катушек почти исчезла. В большинстве коммутаторов было предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания на включённом зажигании, но не запущенном двигателе. Иными словами, после включения зажигания начинался отсчет небольшого временного интервала, и если водитель за это время не заводил мотор, коммутатор автоматически выключался, защищая и катушку, и самого себя от перегрева.

Сухие катушки

Следующим этапом развития классической катушки зажигания стал отказ от маслонаполненного корпуса. «Мокрые» катушки сменились на «сухие». Конструктивно это была практически та же самая катушка, но без металлического корпуса и масла, покрытая сверху слоем эпоксидного компаунда для защиты от пыли и влаги. Работала она совместно с тем же самым трамблером, и часто в продаже можно было встретить и старые «мокрые» катушки, и новые «сухие» на одну и ту же модель авто. Они были полностью взаимозаменяемыми, соответствовали даже «уши» креплений.

Для рядового автовладельца в изменении технологии с «мокрой» на «сухую» не было, по сути, никаких преимуществ или недостатков. Если последняя, конечно, была изготовлена качественно. «Профит» получали только производители, поскольку изготовить «сухую» катушку несколько проще и дешевле. Однако если «сухие» катушки иностранных производителей автомобилей изначально продумывались и изготавливались достаточно тщательно и служили почти столько же, сколько и «мокрые», советские и российские «сухие» бобины снискали дурную славу, поскольку имели массу проблем с качеством и выходили из строя достаточно часто без каких-либо причин.

Так или иначе, сегодня «мокрые» катушки зажигания полностью уступили место «сухим», а качество последних даже отечественного производства практически не вызывает нареканий.

Были и катушки-гибриды: обычную «сухую» катушку и обычный коммутатор бесконтактного зажигания иногда объединяли в единый модуль. Такие конструкции встречались, к примеру, на моновпрысковых Фордах, Ауди и ряде других. С одной стороны, это выглядело в некоторой степени технологично, с другой – снижалась надежность и увеличивалась цена. Ведь два изрядно нагревающихся узла объединили в один, тогда как по отдельности они и охлаждались лучше, и при выходе из строя того или иного замена обходилась дешевле…

Ах да, еще в копилку специфических гибридов: на стареньких Тойотах нередко встречался вариант катушки, интегрированной прямо в распределитель трамблера! Интегрировалась она, конечно, не намертво, и при выходе из строя «бобину» можно было без труда снять и приобрести отдельно.

Модуль зажигания – отказ от трамблера

Заметная эволюция в катушечном мире произошла в период развития инжекторных моторов. Первые инжекторы имели в своем составе «частичный трамблер» – низковольтную цепь катушки уже коммутировал электронный блок управления двигателем, а вот искру по цилиндрам по-прежнему раздавал классический бегунковый распределитель, приводимый во вращение от распредвала. От этого механического узла стало возможным полностью отказаться, применив комбинированную катушку, в общем корпусе которой скрывались отдельные катушки в количестве, соответствующем числу цилиндров. Такие узлы стали называть «модулями зажигания».

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) содержал в себе 4 транзисторных ключа, которые поочередно подавали 12 вольт на первичные обмотки всех четырех катушек модуля зажигания, а те в свою очередь отправляли искровой импульс высокого напряжения каждая на свою свечу. Еще чаще встречаются упрощенные варианты комбинированных катушек, более технологичные и дешевые в производстве. В них в одном корпусе модуля зажигания четырёхцилиндрового мотора помещается не четыре катушки, а две, но работающие, тем не менее, на четыре свечи. В такой схеме искра на свечи подается попарно – то есть, на одну свечу из пары она приходит в нужный для воспламенения смеси момент, а на другую – вхолостую, в момент выпуска отработавших газов из этого цилиндра.

Следующим этапом развития комбинированных катушек стал перенос электронных коммутирующих ключей (транзисторов) из блока управления двигателем в корпус модуля зажигания. Вынос мощных и греющихся при работе транзисторов «на волю» улучшил температурный режим ЭБУ, а при выходе из строя какого-либо электронного ключа-коммутатора достаточно было заменить катушку, а не менять или паять сложный и дорогущий блок управления. В котором ещё часто прописаны индивидуальные для каждого авто пароли иммобилайзера и тому подобная информация.

Каждому цилиндру – по катушке!

Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение в сфере зажигания, существующее параллельно с модульными катушками, – это индивидуальные катушки для каждого цилиндра, которые устанавливаются в свечной колодец и контактируют со свечой непосредственно, без высоковольтного провода.

Первые «персональные катушки» были именно катушками, но потом в них переехала и коммутационная электроника – так же, как это произошло и с модулями зажигания. Из плюсов такого форм-фактора – отказ от высоковольтных проводов, а также возможность замены при выходе из строя только одной катушки, а не целого модуля.

Правда, стоит сказать, что в этом формате (катушки без высоковольтных проводов, монтируемые на свечу) существуют и катушки в виде единого блока, объединенные общим основанием. Такие, к примеру, любят использовать GM и PSA. Вот это воистину кошмарное техническое решение: катушки вроде бы отдельные, но при выходе из строя одной «бобины» приходится менять в сборе крупный и очень дорогой блок…

К чему мы пришли?

Классическая маслонаполненная бобина была одним из самых надежных и неубиваемых узлов в карбюраторном и ранних инжекторных автомобилях. Внезапный выход ее из строя считался редкостью. Правда, ее надежность, к сожалению, «компенсировал» неотъемлемый напарник – трамблер, а позже – и электронный коммутатор (последнее, правда, относилось только к отечественным изделиям). Пришедшие на смену «масляным» «сухие» катушки по надежности были сопоставимы, но все же несколько чаще выходили из строя без видимых причин.

Инжекторная эволюция заставила избавиться от трамблера. Так появились разнообразные конструкции, не нуждавшиеся в механическом высоковольтном распределителе – модули и отдельные катушки по числу цилиндров. Надежность таких конструкций еще более снизилась в связи с усложнением и миниатюризацией их «потрохов», а также крайне тяжелыми условиями их работы. Через несколько лет работы с постоянным нагревом от двигателя, на котором катушки были смонтированы, на защитном слое компаунда образовывались трещины, через них влага и масло попадали на высоковольтную обмотку, вызывая пробои внутри обмоток и пропуски зажигания. У отдельных катушек, которые установлены в свечных колодцах, условия работы еще более адские. Также не любят нежные современные катушки мойку моторного отсека и увеличенный зазор в электродах свечей зажигания, образующийся в результате длительной работы последних. Искра всегда ищет наиболее короткий путь, и нередко находит его внутри обмотки бобины.

В итоге на сегодняшний день наиболее надежной и правильной конструкцией из существующих и применяемых можно назвать модуль зажигания со встроенной коммутирующей электроникой, установленный на двигателе с воздушным зазором и соединенный со свечами высоковольтными проводами. Менее надежны раздельные катушки, установленные в свечных колодцах головки блока, и совсем неудачно, с моей точки зрения, решение в виде объединенных катушек на единой рампе.

Виды, устройство и принцип работы катушки зажигания

Главным элементом системы зажигания, то есть воспламенения топливовоздушной смеси, в двигателях внутреннего сгорания является катушка зажигания или трансформатор. С ее помощью подается высокое напряжение на свечи, что приводит к возникновению искры. Если катушка неисправна, нарушается работа всей системы зажигания, двигатель может существенно снизить свою мощность или совсем перестать работать.

Принцип работы катушки зажигания

Основной задачей катушки является преобразование низкого напряжения, подаваемого от аккумулятора автомобиля (порядка 12 вольт), в высокое (до 25-30 тысяч вольт).

Иными словами, устройство типовой катушки зажигания фактически представляет собой аналог импульсного повышающего трансформатора, работа которого осуществляется следующим образом.

Схема работы катушки зажигания в автомобиле

При повороте ключа зажигания сеть замыкается, и низкое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Она обладает меньшим количеством витков и выполнена из толстого провода. Прохождение тока по первичной обмотке вызывает возникновение магнитного поля, в котором накапливается энергия. При прерывании цепи первичной обмотки (например, механическим прерывателем), магнитное поле создает высокое напряжение во вторичной обмотке. Она, в свою очередь, имеет большее количество витков и выполнена из тонкого провода.

Затем высокое напряжение в виде импульса поступает к распределителю, который разделяет его и подает к электродам свечей зажигания. Между электродами образуется искра, воспламеняющая топливовоздушной смесь.

Расположение катушки зажигания зависит от ее типа и компоновки моторного отсека. В современных автомобилях для каждой свечи зажигания предусмотрена своя катушка, так называемая индивидуальная. Она надевается непосредственно на свечу и устанавливается на клапанной крышке двигателя. Общие или двухвыводные катушки обычно располагаются сбоку от верхней части мотора. Основная идея заключается в том, чтобы сократить длину высоковольтных проводов. Подробнее о типах катушек ниже.

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

  • Индуктивность первичной обмотки — способность накапливать энергию.
  • Коэффициент трансформации — во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
  • Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
  • Энергия образующейся искры.
  • Напряжение пробоя — величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Наибольшее распространение получили три вида конструкций катушек зажигания: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки имеют две медные обмотки до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Обе обмотки изолированы, что предотвращает возникновение короткого замыкания.

Корпус представляет собой стакан с крышкой, на которую выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка расположена внутри первичной и соединена одним концом с обмоткой низкого напряжения.

Второй конец также выведен на крышку бобины и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор со свечой. Внутри обмоток находится железный сердечник, увеличивающий силу формирующегося внутри магнитного поля.

Такие конструкции на сегодняшний день практически не применяются в автомобилестроении. Однако их еще можно встретить при ремонте старых авто и других транспортных средств.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип используется преимущественно в электронных системах. Принцип работы индивидуальной катушки зажигания аналогичен классической. Конструктивно она также имеет обмотки высокого и низкого напряжения, но в отличие от классической схемы, первичная находится внутри вторичной. Также, вместо одного сердечника, их два — внешний и внутренний.

Индивидуальные катушки зажигания. Компактная (слева) и стержневая (справа)

Первый находится внутри первичной обмотки, а второй — вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащается специальным диодом. Он отсекает токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки разделяют на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: компактные и стержневые. Последние могут объединяться в модули по четыре штуки. За один цикл индивидуальная катушка формирует одну искру, что обуславливает необходимость синхронизации всех катушек относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Конструкция сдвоенной (двухвыводной) катушки зажигания аналогична классической схеме, но единственным отличием является наличие двух выводов от обмотки высокого напряжения. Такая конструкция позволяет формировать искру одновременно на двух свечах (на два цилиндра двигателя). В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси, а во втором — на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Двухвыводная катушка зажигания

Такие конструкции используются в двигателях с четным числом цилиндров. Они позволяют упростить систему зажигания, а также исключить из схемы распределитель. Подключаются сдвоенные трансформаторы двумя способами:

  • оба контакта соединяются со свечами высоковольтной проводкой;
  • один контакт соединен наконечником (напрямую со свечой), а второй — высоковольтной проводкой.

Для четырехцилиндровых двигателей могут применяться четырехвыводные катушки, которые фактически являются системой из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

В классической конструкции катушки системы зажигания внутреннее пространство заполнено трансформаторным маслом. Это необходимо для того, чтобы под действием тока ее обмотки не перегревались. Сам корпус такой бобины изготавливается из металла, что не всегда рационально.

Поэтому в большинстве современных автомобилей используется альтернативная конструкция — «сухой» трансформатор. Она не имеет корпуса, а покрыта слоем эпоксидного компаунда, который служит одновременно и корпусом, защищающим от загрязнений и влаги, и системой охлаждения.

Помимо этого, в ряде импортных автомобилей используются комбинированные модели, объединяющие контактный коммутатор и сухую катушку или же предполагающие интеграцию катушки в распределитель.

Срок службы и неисправности катушек зажигания

Теоретически современные катушки зажигания имеют срок эксплуатации 60-80 тысяч километров пробега автомобиля. Однако реальные показатели во многом зависят от условий эксплуатации. Причин возникновения неисправностей может быть множество:

  • Короткое замыкание на обмотках.
  • Перегрев катушки.
  • Износ в результате длительной эксплуатации или повышенной вибрации.
  • Превышение времени зарядки. Чаще всего это происходит когда аккумулятор автомобиля не обеспечивает нужного уровня напряжения.
  • Разгерметизация основных узлов двигателя и топливной системы.
  • Повреждение корпуса.

В современных автомобилях бортовой компьютер сигнализирует о неисправности катушки включением на приборной панели индикатора Check Engine. Помимо этого, признаками нарушения работы являются:

  • Отклонение сопротивления обмоток трансформатора от нормативной величины. Диагностируется при помощи тестера.
  • Периодический или полный отказ одного или нескольких цилиндров двигателя, что снижает его мощность.
  • Ухудшение работы ДВС при холодной (морозной) погоде или при высокой влажности воздуха.
  • Отказ в работе двигателя при резком нажатии на педаль газа.
  • Слабый разгон автомобиля.

Из-за особенностей конструкции ремонт катушек зажигания невозможен, и при обнаружении неполадок они просто меняются на новые. Проводить диагностику состояния и их замену лучше в сервисных центрах, поскольку от точности работы этого элемента системы зажигания зависит работа двигателя и автомобиля в целом.

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

Катушка зажигания – второй элемент в последовательности системы зажигания двигателя автомобиля. Работа катушки зажигания схожа с функциями трансформатора и основана на преобразовании низковольтного напряжения от аккумуляторной (стартерной) батареи автомобиля, в высоковольтное напряжение, генерируемое для свечей зажигания, вследствие чего происходит воспламенение воздушно-топливной смеси.

Устройство катушки зажигания

Состоит катушка из первичной и вторичной обмоток, железного сердечника и корпуса с изоляцией. На сердечнике, набранном из тонких металлических пластин, намотаны две обмотки из толстой и тонкой медной проволоки.

Принцип работы катушки зажигания аналогичен работе трансформатора. При подаче напряжения на цепь первичной обмотки в катушке создается магнитное поле. Вторичная обмотка катушки зажигания самоиндуцируется и генерирует напряжение. Трансформированное напряжение подается на свечи зажигания через распределительное устройство, а высоковольтный разряд продолжается, пока созданная катушкой энергия не будет истрачена.

Разновидности катушек

На сегодняшний день существует достаточное количество типов катушек зажигания, которые можно устанавливать как на старые отечественные автомобили с карбюраторными двигателями, так и на более современные автомобили с непосредственным впрыском топлива.

Корпусные катушки зажигания устанавливаются на автомобили с механическим распределением зажигания, где распределитель, вращаясь, подает высоковольтное напряжение на каждую свечу зажигания в определенной последовательности. Такой способ коммутации и распределения напряжения не применяется в современном автомобилестроении из-за малых сроков службы и низкой надежности.

Катушка с электронным распределением зажигания, или распределяющая катушка, не требует для своей работы дополнительно контактного каскадного прерывателя, ведь с развитием технологий в микроэлектронике стала возможной интеграция такого прерывателя зажигания в саму катушку. Такая катушка подойдет для автомобилей с механическим распределением зажигания.

Двухискровая катушка зажигания позволяет генерировать напряжение для свечей одновременно в двух цилиндрах двигателя за один оборот коленчатого вала, при этом согласование между системой зажигания и распределительным валом не требуется. Такие катушки целесообразно применять только в двигателях с четным количеством цилиндров, например, для двигателя с четырьмя цилиндрами понадобится две катушки, с шестью — три, соответственно, с восьмью — четыре.

«Интеллектуальная» штекерная катушка зажигания является одноискровой и устанавливается прямо на каждую свечу зажигания. Конструкция и функциональные характеристики такой катушки позволяют отказаться от применения в системе высоковольтных проводов, но при этом необходимы соединительные зажимы (клеммы), рассчитанные на высокое напряжение. За счет своей компактности эти катушки применяют в автомобилях с малым объемом свободного подкапотного пространства, но компактный — не значит малоэффективный. Штекерная катушка может запросто конкурировать со своими собратьями.

Достоинствами катушки являются:

  1. Наиболее широкий диапазон настройки угла опережения зажигания.
  2. Диагностика пропусков зажигания с первичной и вторичной обмоток.
  3. Искрогашение во вторичной цепи с помощью высоковольтного диода.

Применяются такие устройства для двигателей с любым числом цилиндров, однако здесь строго требуется синхронизация с положением распределительного вала с помощью соответствующего датчика.

Неисправности катушек и их диагностика

Катушка зажигания – довольно-таки надежный элемент системы, но и её не обходят стороной всяческие неисправности, зачастую связанные с несоблюдением правил эксплуатации. Рассмотрим часто встречающиеся признаки неисправности катушки зажигания:

  • Неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу.
  • Провалы двигателя при резком открытии дроссельной заслонки.
  • Загорелся «Чек».
  • Отсутствует искра.

В первую очередь, при возникновении поломки системы зажигания, следует визуально осмотреть катушку и найти трещины, обугленности, а так же проверить её температуру и влажность. Если греется катушка зажигания, то это может свидетельствовать о том, что произошло межвитковое замыкание и устройство подлежит замене. Повышенная влажность в месте, где находится катушка зажигания, так же может сказаться на работе двигателя. Если катушка сухая, без трещин, копоти и не горячая, но неисправность в системе все же присутствует, необходимо провести её диагностику.

Если автомобиль не заводится, то есть прокручивается стартер, но двигатель не подхватывает зажигание, это может означать, что нет искры с катушки зажигания.

  1. Как проверить катушку зажигания на работоспособность для бесконтактной системы распределения зажигания? Необходимо отсоединить высоковольтный провод, расположенный по центру распределителя зажигания и расположить этот провод на расстоянии примерно 5 миллиметров от металлического корпуса двигателя. Затем прокручиваем стартером коленчатый вал двигателя и наблюдаем за наличием искры в зазоре между контактной частью высоковольтного провода, который отсоединили от распределителя, и корпусом двигателя (масса).
  2. В контактной системе зажигания из этой процедуры исключается прокручивание коленчатого валастартером, а именно: снимаем крышку распределителя зажигания и устанавливаем контакты прерывателя напряжения в замкнутое состояние. Затем включаем зажигание рычажком прерывателя, размыкаем и замыкаем контакты. Наличие при этом искры в зазоре между проводом и массой говорит нам об исправной работе катушки зажигания.

Если диагностика катушки зажигания выявила отсутствие искры, то нужно проверить сопротивление катушки зажигания. Для этого потребуется обычный мультиметр, или омметр и технический паспорт на катушку, где можно посмотреть её параметры, включая сопротивление обмоток. Перед тем, как проверить катушку зажигания, отсоединяем все провода и поочередно замеряем сопротивление обеих обмоток, при этом сопротивление первичной обмотки должно быть меньше, чем у вторичной. Если в ходе измерений выяснилось, что сопротивление обеих обмоток соответствует заводским параметрам, а при проверке «на искру» этой самой искры не было, то можно сделать вывод, что произошел пробой изоляции между витками и корпусом.

Замена катушки зажигания

В случае неисправности катушки и невозможности её восстановления, она подлежит замене. Можно купить точно такую же оригинальную, а можно подобрать аналогичную, при этом их характеристики не должны отличаться более чем на 20-30 процентов, а так же иметь одинаковое крепление и конструктивное исполнение. Например, для отечественных автомобилей ВАЗ-2108 — 2109 с электронными катушками 27.3705 от отечественного производителя, подойдут не сильно отличающееся по параметрам катушки 0.221.122.022 фирмы «Bosch». В этом случае разброс параметров составит от 10 до 15%.

Подводя итог можно отметить, что при написании статьи использовалась реальная информация о проблемах, с которыми сталкивался каждый водитель. Все катушки практически не отличаются друг от друга по принципу действия, но не все из них взаимозаменяемы, например, катушки с механическим распределением зажигания не сможет работать с бесконтактным распределением и наоборот.

голоса

Рейтинг статьи

Как устроена катушка зажигания


Инжектор. Почему часто сгорают катушки зажигания?

Катушки зажигания на инжекторные автомобили ваз устанавливаются трех типов. Разберем их по порядку.
Устанавливался на ранние модели ваз. Состоит он из коммутатора и двух катушек. Катушки двух искровые, то есть вторичная обмотка обоими своими выводами подсоединена к свечам через высоковольтные провода. А значит, искра подается сразу в два цилиндра. В одном цилиндре она рабочая, то есть происходит в конце такта сжатия, а в другом холостая и наоборот.

Модуль зажигания устанавливается на двигателе. Поэтому силовые транзисторы в коммутаторе нагреваются не только от своей работы, но еще и от двигателя. В результате они перегорают. Также при частых нагревах и охлаждениях пропадают контакты в пайках. По этим причинам модуль зажигания уже не используется на автомобилях ваз.

Конструкция та же самая что и модуля зажигания за исключением коммутатора, здесь он отсутствует. Силовой транзистор, который замыкает первичную обмотку на массу, установлен в контролере. За счет этого надежность увеличилась.

В 16 клапанных двигателях устанавливается четыре катушки зажигания каждая из них, подает искру на свою свечу. Энергия искры на таких катушках выше.

Эти катушки устанавливаются в свечные колодцы и поэтому сильно нагреваются от двигателя. По этой причине бывают их частые отказы.

Почему сгорают катушки.

Если не брать в расчет заводские дефекты, то катушка может выйти из строя от перегрузки. То есть напряжение во вторичной цепи сильно увеличится и произойдет межвитковый пробой либо сгорит управляющий транзистор.

Напряжение во вторичной обмотке зависит от сопротивления в цепи. В эту цепь входят высоковольтный провод и свеча. А значит, если сопротивление провода вырастит, что часто бывает во время эксплуатации, то нагрузка на катушку тоже увеличится и она может сгореть.

По этой причине нужно периодически проверять высоковольтные провода мультиметром. И устанавливать нужно только те провода которые рекомендует завод.

На свечах зажигания во время эксплуатации выгорает центральный электрод, в результате чего искровой зазор увеличивается. А чем больше зазор, тем нужно приложить большее напряжение для его пробоя. Нагрузка на катушку вырастает и она сгорает.

По этому, нужно вовремя менять свечи либо проверять зазор между электродами.

Сгорает обычно катушка тогда, когда от нее требуется максимальная отдача энергии. Чем больше давление в цилиндре, тем больше напряжение пробоя, а значит, максимальная энергия нужна при резком открытии дросселя и на режиме пуска двигателя.

Источник

Тонкости проверки катушки зажигания автомобиля

В виду некорректной работы или полного выхода из строя выше указанного устройства возможны внезапные остановки в пути.

Трамблер и катушка зажигания — важные элементы транспортного средства. Чтобы проверить устройство, необходимо в арсенале иметь мультиметр. Понадобятся два режима измерений: вольтметр и омметр.

Какие процессы происходят зажигания

Низкое напряжение от аккумулятора (генератора) поступает в катушку. Тут оно преобразуется в высоковольтное. Далее преобразованное напряжение подается на трамблер, где распределяется по свечам зажигания.

Свеча выдает искру, которая воспламеняет топливную смесь. Качество искры на прямую зависит от уровня высоковольтного напряжения. И если катушка работает неправильно (не работает), то мы не получим должной работы двигателя, а лишь проблемы.

Возможные причины поломки катушки

Если у вас барахлит система зажигания, то причина этому может быть много всяких неприятных явлений. Это и свечи зажигания, и высоковольтные провода, и собственно катушка зажигания.

Советские автомобилисты проверяли катушку следующим образом:

— выкрутить свечу зажигания из штатного места; — вставить свечу в колпак, к которому подсоединен провод высокого напряжения системы зажигания; — повернуть ключ в замке зажигания, пытаясь завести двигатель; — прикоснуться нашей свечей к корпусу двигателя. Если искра есть — катушка работает. Если искры нет — необходимо смотреть далее по цепочке.

Сегодня такие эксперименты сразу приведут к почти мгновенной поломке катушки зажигания. Как уже говорилось выше, причиной того, что двигатель отказывается работать, может быть не только катушка, но и свечи и силовые провода. Поэтому необходимо сразу проверить их, а уж потом грешить на катушку.

Проверяем катушку правильно

Проверив предварительно провода и свечи, приступаем к проверке самой катушки. Для начала отогнем фиксатор и отсоединим от трамблера высоковольтные провода.

Переключив мультиметр в режим вольтметра, измеряем напряжение на катушке, прикоснувшись одним щупом к выводу катушки, другим к корпусу авто. Мультиметр должен показать 12 Вольт.

Далее проверим первичную обмотку катушки, переключив мультиметр в режим омметра. Проверяем сопротивление на клеммах А-В, а затем В-С. Должно быть не менее 2 Ом. Проверяем вторичную обмотку. Сопротивление должно составить 5 Ом.

Система зажигания бесконтактная

Нужно знать, что существует кроме контактной еще и бесконтактная система зажигания. Тут вращается постоянный магнит, с количеством полюсов равным количеству цилиндров. Своим вращением магнит возбуждает ЭДС в специальном датчике.

Данная система зажигания легко справляется со своей работой даже в мороз. Такая система существенно превосходит контактную по сроку эксплуатации.

Диагностировать поломку в бесконтактной системе зажигания можно проверяя соединительные провода между датчиком и коммутатором. А также проверив катушку зажигания.

Как проверить катушку зажигания?

  1. Для проверки сначала заглушите двигатель, а затем откройте капот.
  2. Найдите свечи зажигания и снимите высоковольтный провод с одной из них. Обычно эти провода соединяют распределитель зажигания и свечи. При работе с элементами электрической системы используйте прорезиненные перчатки и инструменты с изоляцией.
  3. Отсоедините разъем свечи зажигания и снимите свечу. Теперь снова подсоедините разъем.
  4. Удерживая свечу при помощи изолированных плоскогубцев, поднесите ее электродом к металлической детали.
  5. Снимите разъем топливного насоса и прокрутите двигатель стартером. Для осуществления этой процедуры вам может потребоваться помощник. При вращении двигателя вы должны видеть голубые искры в зазоре между электродами свечи. Это указывает на правильную работу катушки зажигания. Отсутствие искры или ее окрашивание в оранжевый цвет являются признаками неисправности катушки.

После завершения проверки отсоедините провод от свечи, установите ее на место и наденьте разъем высоковольтного провода.

Простейший тест для определения неисправной катушки зажигания:

  • Запустите двигатель.
  • Двигатель должен работать на холостом ходу.
  • Открутите винт крепления катушки зажигания первого цилиндра и достаньте катушку.

Изменения в работе двигателя (неравномерная работа) являются признаком исправности катушки. Далее переходите к следующему цилиндру. Если какая-то катушка неисправна, то при ее извлечении никаких перемен в работе двигателя не произойдет.

Источник

Электронная система зажигания инжекторного двигателя

Устройство электронной системы зажигания

В электронной системе зажигания инжектора используется принцип статического распределения высокого напряжения, то есть в системе отсутствуют подвижные детали. На инжекторных авто высокое напряжение с катушки зажигания подается в два цилиндра, поршни которых в данный момент движутся к верхней мертвой точке. В одном из цилиндров происходит такт сжатия смеси

, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется ‘методом холостой искры’

. На современных инжекторных двигателях устанавливают индивидуальные катушки зажигания на каждый из цилиндров.

Управление углом опережения зажигания

В электронных системах зажигания моментом искрообразования управляет контроллер. Определив значение оборотов коленвала в данный момент и нагрузку на двигатель, контроллер рассчитывает базовый угол опережения зажигания. Далее этот угол может быть скорректирован (например, уменьшен, если обнаружена детонация). Рассчитав окончательное значение угла опережения зажигания, контроллер выдает управляющий сигнал на модуль зажигания в момент, когда поршень, движущийся к ВМТ, займет требуемое положение.

Состав системы зажигания инжекторного двигателя


В электронной системе зажигания можно выделить следующие детали:

  1. Контроллер,
  2. Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ),
  3. Шкив с зубчатым венцом,
  4. Модуль зажигания,
  5. Высоковольтные провода,
  6. Свечи зажигания.

Модуль зажигания

Модуль зажигания включает в себя две катушки зажигания и два высоковольтных ключа-коммутатора.

Катушка зажигания служит для накопления энергии, достаточной для воспламенения топливовоздушной смеси, в ее вторичной цепи формируется высокое напряжение, которое далее подается на свечи зажигания. Катушка зажигания состоит из двух индуктивно связанных обмоток (первичной и вторичной).

Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленвала и напряжения бортсети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Высоковольтные провода зажигания

С помощью высоковольтных проводов высокое напряжение с катушки зажигания подается на свечи зажигания. Высоковольтный провод представляет собой токопроводящую жилу в силиконовой изоляции, на концах которой и находятся высоковольтные контактные наконечники. Высоковольтный провод обладает сопротивлением 6—15 кОм. Это делается специально для снижения уровня электромагнитных помех, которые возникают в момент искрообразования.

Подробнее про ВВ-провода в статье Высоковольтные провода зажигания для авто.
Свеча зажигания: 1 — контакт, 2 — изолятор, 3 — корпус, 4 — электропроводное стекло, 5 — уплотнение, 6 — центральный электрод, 7 — боковой электрод
Свечи зажигания служат для воспламенения топливовоздушной смеси. При увеличении напряжения вторичной цепи до величины пробоя искровой промежуток между центральным и боковым электродами свечи зажигания становится токопроводящим, запасенная энергия катушки зажигания преобразуется в искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь.

Величина напряжения пробоя искрового промежутка зависит от зазора между электродами, от геометрии электродов, от давления в камере сгорания и от коэффициента избытка воздуха смеси в момент воспламенения. С ростом давления в камере сгорания напряжение пробоя увеличивается.

Важными параметрами свечей зажигания являются калильное число и длина искрового промежутка. Подробнее про калильное число в статье Что такое калильное число. Холодные и горячие свечи зажигания.

Длина искрового промежутка влияет на качество сгорания топливовоздушной смеси. Чем больше искровой промежуток, тем увереннее происходит ее воспламенение. Но максимальное значение межэлектродного расстояния ограничивается максимально допустимым значением вторичного напряжения катушки зажигания, скоростью нарастания вторичного напряжения, которое, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания.

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

Чтобы обеспечить оптимальное управление двигателем, контроллер системы управления должен всегда знать точное положение поршней в цилиндрах двигателя относительно ВМТ. Для этой цели шкив привода генератора дополнили зубчатым венцом. Расчетное количество зубьев на венце 60, при этом два из них отсутствуют.

Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

В паре с зубчатым шкивом работает ДПКВ. Воздушный зазор между ДПКВ и зубчатым венцом составляет 0,7—1,1 мм.

С началом прокрутки двигателя контроллер анализирует сигнал ДПКВ, пытаясь выделить два пропущенных зуба на венце шкива (после пропущенных идет первый зуб). Как только это происходит, становится возможным расчет угла опережения зажигания, расчет фаз впрыска топлива и управление модулем зажигания и форсунками. Сигнал ДПКВ используется также для расчетов скорости вращения коленвала и его ускорения.

Подробнее о системы зажигания инжектора в статье как работает система зажигания.

Источник

Назначение катушки зажигания

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?

Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.

На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.

Катушка зажигания ЗМЗ-40524 ЕВРО-3 на свечу СОАТЭ

Катушка зажигания ГАЗ-24,УАЗ,ГАЗ-3307 СОАТЭ

Катушка зажигания ГАЗ-3302 «БИЗНЕС» (модуль) дв.УМЗ-4216 ЕВРО-4 СОАТЭ

Катушка зажигания BMW 1 (E88) DELPHI

Катушка зажигания ВАЗ-2115 (модуль) СОАТЭ

Катушка зажигания HYUNDAI Solaris (10-),i20,i30 KIA Ceed,Cerato,Rio (11-) (1.4/1.6) MANDO

Катушка зажигания MITSUBISHI Lancer (03-) (1.6) ERA

Катушка зажигания ГАЗ,УАЗ ЗМЗ-405,409 ЕВРО-5 на свечу СОАТЭ

Катушка зажигания ВАЗ-2115 (2111-3705010) BOSCH

Катушка зажигания OPEL Astra (12-),Insignia (08-) DELPHI

Устройство и принцип действия катушки зажигания

Катушка имеет довольно простое устройство. В ней имеется две цилиндрических обмотки: первичная, содержащая 100-150 витков провода большого сечения, и вторичная, содержащая несколько тысяч витков (до 30 000) провода малого сечения. Причем витки первичной обмотки расположены поверх витков вторичной обмотки. Внутри обмоток находится металлический сердечник.

Вся эта конструкция помещена в цилиндрический корпус из диэлектрика, крышка корпуса выполнена несъемной, а внутренний объем обычно заполнен трансформаторным маслом (оно обеспечивает охлаждение катушек во время работы). На крышке находится несколько контактов (обычно три): центральная клемма, с которой снимается высокое напряжение, и две боковых клеммы, на которые подается ток низкого напряжения.

В основе работы катушки зажигания лежит явление электромагнитной индукции. В сущности, катушка — это повышающий трансформатор, на первичную обмотку которого подается ток низкого напряжения, а со вторичной снимается ток высокого напряжения. Но в катушке, в отличие от обычных трансформаторов, производится преобразование коротких импульсов электрического тока, и на выходе, соответственно, также получаются электрические импульсы.

Однако, как известно, трансформатор может работать только с переменным током, а в автомобилях используется ток постоянный. Мало того, через первичную обмотку катушки также протекает постоянный ток, а значит, во вторичной обмотке ток возникнуть не может. Нет ли здесь противоречия? На самом деле все просто: катушка зажигания работает совместно с прерывателем — устройством, которое обеспечивает пульсацию постоянного тока, и подает на первичную обмотку достаточно короткие электрические импульсы. Импульс, проходя по первичной обмотке, за счет электромагнитной индукции также возбуждает во вторичной обмотке импульс. Причем пиковое напряжение электрического импульса во вторичной обмотке будет во столько же раз больше напряжения в первичной обмотке, во сколько больше витков во вторичной обмотке по отношению к первичной.

Важно отметить, что преобразование тока происходит именно в момент размыкания прерывателя, то есть — в момент отсоединения первичной обмотки катушки от аккумулятора или генератора. Напряжение в этот момент падает не моментально, а в течение некоторого (очень короткого) промежутка времени, и за это время во вторичной обмотке, за счет изменения тока в первичной обмотке, индуцируется ток высокого напряжения — этот импульс и подается на свечу зажигания.

Так как в катушке действует закон сохранения, то мощность тока во вторичной обмотке почти равна (на деле — чуть меньше) мощности тока в первичной обмотке. Это значит, что электрический импульс на выходе имеет высокое напряжение, но малый ток, а в первичной обмотке все ровно наоборот. Именно поэтому первичная обмотка выполняется из провода большого сечения (так как по ней протекают токи в десятки ампер), а вторичная обмотка — из очень тонкого провода (токи во вторичной обмотке не превышают единицы микроампер).

Часто в катушках зажигания предусмотрено добавочное сопротивление (резистор), включенное последовательно с первичной обмоткой. Этот резистор изготавливается из сплава, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры: при нагревании сопротивление увеличивается, при охлаждении — уменьшается. Добавочное сопротивление необходимо для защиты катушки на малых оборотах двигателя.

Дело в том, что при малых оборотах через первичную обмотку катушки постоянный ток проходит на протяжении довольно длительного времени, а это приводит к усиленному нагреву провода и негативно сказывается на сердечнике. Поэтому на малых оборотах резистор нагревается, его сопротивление повышается, а это приводит к снижению тока в первичной обмотке — так исключается перегрев. При повышении оборотов температура падает, сопротивление резистора снижается, и через первичную обмотку проходит более высокий ток. Во время запуска двигателя сопротивление шунтируется (то есть, замыкается проводом), и не оказывает влияния на систему зажигания.

Принцип работы катушки зажигания

Самая обыкновенная катушка на своей первичной обмотке имеет 100 – 150 витков изолированной медной проволоки. Оба конца проводника выводятся на ее корпус. Вторичная обмотка изготовлена из 30 000 – 50 000 витков и зависит от модификации. Диаметр проволоки высоковольтной обмотки значительно меньше чем у низковольтной. Плюс от аккумулятора подается на первичную обмотку, а вторичная подключается к выводу на свечи зажигания.

Для увеличения силы магнитного поля проволоку обеих обмоток накручивают на ферромагнитный сердечник. На некоторых моделях во избежание перегрева провода и металлического сердечника, полость внутри катушки заполняется трансформаторным маслом. Оно обеспечивает не только надежное охлаждение, но также является отличным изолятором.

Катушки зажигания разделяются на три основных типа:

  • индивидуальные;
  • двухвыводные;
  • классические (сухие или масляные).

Применение той или иной катушки зависит от используемой системы зажигания ДВС.

Особенности индивидуальной катушки зажигания

Чаще устанавливаются на двигателях с электронной системой зажигания. Основной принцип работы такой же как и у стандартных. По конструкции тоже имеет низковольтную и высоковольтную обмотки. Отличием является расположение первичной обмотки внутри вторичной. Соответственно в катушке два сердечника – наружный и внутренний. На высоковольтной обмотке такой катушки имеется установлен специальный диод, отсекающий ток высокого напряжения.

По конструкционным особенностям сердечника делятся на два подвида:

  • компактная;
  • стержневая.

Второй подтип часто соединяют модульным способом по 4 шт. Для индивидуальных катушек зажигания важна синхронизация всех устройств с распределительным валом мотора. Эта необходимость вызвана тем, что за прохождение одного периода каждая катушка дает одну искру.

Двухвыводные катушки (сдвоенные)

Конструкционной особенностью является наличие дополнительной пары выводов от вторичной обмотки. Благодаря такому подходу появляется возможность формирования искры одновременно на двух свечах зажигания. Свеча первого цилиндра дает искру в момент сжатия топливной смеси, а второго – на выпуске отработанного газа. Применяются при парном количестве цилиндров в ДВС. Значительно упрощаются систему зажигания и позволяют исключить из нее распределители.

Классификация и схемы подключения катушек зажигания

Все катушки зажигания устроены одинаково, однако существует несколько схем включения катушек в систему зажигания, и катушки, используемые в каждой схеме, имеют свои особенности. Всего можно выделить три типа катушек зажигания:

— Общая; — Индивидуальная; — Сдвоенная (двухвыводная или двухискровая), и ее вариант — четырехвыводная катушка.

Общая катушка зажигания. Это наиболее простой и исторически первый вариант. При такой схеме в автомобиле есть только одна катушка зажигания, вырабатываемые ею высоковольтные импульсы распределяются по свечам зажигания с помощью трамблёра или иного распределительного устройства. Данная схема широко применяется в контактной, бесконтактной и электронной системах зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания. Это современный вариант, который находит все большее применение. В данной схеме в паре с каждой свечой зажигания работает своя катушка, чем достигается наилучшее согласование фаз газораспределения и воспламенения горючей смеси. Индивидуальные катушки конструктивно отличаются от общих, но принцип действия их одинаков. Данные катушки применяются в электронной системе зажигания. Часто такие катушки называют катушками карандашного типа (COP).

Сдвоенные (двухискровые) катушки зажигания. Как понятно из названия, эти катушки сдвоены, они позволяют получить сразу две искры в двух цилиндрах. Данные катушки иногда используются в двухтактных мотоциклетных и двухцилиндровых двигателях, такое решение позволяет избавиться от трамблёра и значительно упросить систему зажигания. Существует вариант сдвоенной катушки — счетверенная, она позволяет получить сразу четыре искры. В системах зажигания со сдвоенными (и с четверенными) катушками искры синхронно образуются в обоих цилиндрах, однако воспламенение горючей смеси происходит только в одном из них, так как второй в этот момент находится в НМТ, и воспламеняться там просто нечему.

Виды катушек зажигания

Строение катушек разных моделей автомобилей может отличаться. Рассмотрим несколько различных видов.

По принципу работы катушки зажигания можно разделить на два основных вида: одноискровые и двухискровые.

  • Одноискровая технология — для каждой свечи зажигания устанавливается своя катушка.
  • Двухискровая технология — одна катушка зажигания управляет воспламенением смеси в двух цилиндрах.

В зависимости от строения и особенностей работы выделяют четыре типа катушек зажигания.

  1. Катушка зажигания с распределителем. В современных автомобилях такие катушки зажигания уже не используются. Однако их всё ещё можно встретить в старых автомобилях, где они использовались до 1990-х годов.


    Такие катушки создают импульс высокого напряжения, который проходит через провод зажигания к механическому распределителю зажигания (трамблёру). Он в свою очередь передает импульс высокого напряжения на соответствующий провод зажигания, через который напряжение подается на нужный цилиндр.

  2. Модуль зажигания. Модуль зажигания состоит из нескольких катушек зажигания, которые создают импульсы высокого напряжения для свечей. Эти импульсы подаются к свечам через соответствующие высоковольтные выводы и провода зажигания. Бывают одноискровые и двухискровые модули зажигания.

  3. Индивидуальная катушка зажигания. Индивидуальные (штекерные) катушки зажигания не требуют использования высоковольтных проводов. Они устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, при этом импульс высокого напряжения создается прямо на свече.


    Преимущество такого решения — отсутствуют потери напряжения в проводах. Кроме того, эта компактная конструкция позволяет экономить место, что особенно важно для современных автомобилей.

  4. Система («рейка») катушек зажигания. Этот вид состоит из нескольких катушек, объединённых в едином компактном корпусе.

Работа и устройство катушки зажигания с фото и видео

Не нужно иметь какое-то специальное автомобильное образование, чтобы понимать, что каждый элемент, входящий в структуру наиболее распространенного средства передвижения – автомобиля – даже самый маленький, является очень важным, и при его отсутствии дело может дойти вплоть до катастрофы. Не попадает в категорию исключений и система зажигания, а особенно ее поистине сердце – катушка. Поэтому так важно иметь представление об устройстве катушки зажигания и о ее принципе работы. Об этом и пойдет речь далее.

Содержание статьи

Устройство

Катушка зажигания (иначе она еще может называться модулем) представляет собой один из элементов системы автомобильного зажигания, призванный преобразовывать напряжение низковольтного типа бортовой сети в импульс высоковольтного характера. После этого возникающее высокое напряжение становится причиной образования искры между электродами, принадлежащие к свече, и воспламенения топливно-воздушной системы.

В целом данный механизм представляет собой трансформатор, который располагает двумя обмотками и может применяться во всех системах: электронной, бесконтактной и контактной. Но в зависимости от типа катушки, ее устройству характерны определенные трансформации. Рассмотрим эти виды и их структуру.




  1. Во множестве конструкций электронной системы зажигания может применяться сдвоенная катушка. Еще одно ее наименование – двухвыводная. Данный тип располагает двумя высоковольтными выводами, которые становятся причиной одновременного получения искры цилиндрами в количестве двух штук. Причем один из цилиндров размещается в конце такта сжатия, а в другом искра происходит вхолостую.

Этот тип может иметь не один вид соединения со свечами зажигания. Так, это может происходить при помощи приводов, характеризующихся высоким уровнем напряжения. А еще один способ объясняется таким образом: когда одна свеча напрямую связана через наконечник, а другая – при помощи ранее упомянутого провода с высоким напряжением.

Примечательно, что пара сдвоенных катушек может образовать уникальный единый механизм. При этом он будет носить новое название – четырехвыводный, что вряд ли стоит объяснять.

  1. Электронную систему зажигания прямого типа вполне устроит индивидуальная катушка. Установка этого вида производится совместно с зажиганием, чья работа заведена исключительно на управление электронного характера, при этом обязательно условие – отсутствие любых механических частей. Зажигание в такой катушке осуществляется с помощью разряда, поступающий от конденсатора, потому эту систему и называют прямой. Базовая функциональная часть индивидуальной катушки состоит из витков, сделанные из медных проводов, для того, чтобы принимать первичное напряжение и преобразовывать вторичный контур. Из этого следует, что механизм данного типа включает в себя две обмотки – первичную и вторичную, причем первая находится внутри второй. Конструкция первичной обмотки отличается наличием внутреннего сердечника, а вокруг вторичной находится внешний сердечник.

В катушке индивидуального типа могут размещаться такие компоненты воспламенителя, как электронные. Когда во вторичной обмотке вырабатывается высокое напряжение, то оно напрямую подается на свечу(делается это при помощи наконечника, состоящего из стержня высокого напряжения, изолирующей оболочки и пружины). А для того, чтобы во вторичной обмотке ток высокого уровня напряжение был отсечен как можно быстрее, там устанавливается диод, который тоже характеризуется высоким уровнем напряжения.

  1. Во всех трех ранее названных системах зажигания может использоваться общая катушка. При этом обязательно условие для системы электронного типа – наличие блока распределителя.

Как и ранее описанный индивидуальный тип, этот объединяет первичную и вторичную обмотки.

Первая состоит не менее чем из ста витков толстой проволоки, выполненной из меди, которая, дабы иметь возможность предупреждать резкие скачки напряжения вместе с коротким замыканием, была изолирована. Также первичная обмотка располагает двумя выводами низковольтных характеристик, которые находятся на крышке катушки.

Что касается вторичной обмотки, то она в своем составе имеет гораздо большее количество витков (предел обозначен цифрой 30000) тоже медной, но уже тонкой проволоки. Примечательно то, что в общей вторичная обмотка располагается внутри первичной, в отличие от индивидуальной.

Основная характеристика всех проанализированных видов заключается в сопротивлении обмоток, которое варьируется в зависимости от модели механизма. В случае, если значение отклоняется от оптимального, то это говорит о неисправности в работе катушки.

Нужно упомянуть и о том, что обмотки, чтобы иметь возможность повышать силу магнитного поля, размещаются вокруг сердечника, сделанного из железа. А все вместе это образует конструкцию, которую помещают в корпус с изолирующей крышкой. При этом катушка обязательно должна быть заполненной трансформаторным маслом – это должно предотвращать токовой нагрев.

Как работает

Принцип работы катушки зажигания основывается на базовых физических законах, которым учили еще в школе. Его можно охарактеризовать следующим образом: напряжение низковольтного типа отправляется в первичную обмотку. Все это создает магнитное поле. Иногда это напряжение может быть отсечено прерывателем, что становится причиной резкого сокращения магнитного поля вместе с образованием электродвижущей силы в витках катушки.

Если верить физическому закону касательно электромагнитной индукции, то величина электродвижущей силы, которая возникает таким образом, является пропорциональной количеству витков в обмотке контура. Этим можно объяснить то, что во вторичной катушке образуется высокого напряжения импульс, ведь там находится большое количество витков. Этот импульс подается к свече зажигания. Причем данный процесс не характерен для индивидуального типа, так как такой устанавливается непосредственно на свечу.

Именно благодаря этому импульсу, передаваемый при помощи катушки, между электродами свечи возникает искра, что становится причиной воспламенения топливно-воздушной смеси. А в тот момент, когда возникновение этой искры уже просто необходимо, контакты в распределителе-прерывателе размыкаются. В этот же момент происходит разрыв цепи первичной обмотки. Ток высоковольтного характера появляется на центральном контакте катушки, после чего вновь отправляется – на тот контакт, напротив которого в этот конкретный момент находится электрод бегунка. После всего этого происходит замыкание цепи, а импульс проходит на свечу зажигания, принадлежащей одному из цилиндров.

Небольшая рекомендация: катушка не особо приветствует длительные нагрузки, поэтому лучше включать на длительное время зажигание при факте отсутствия запуска двигателя. Это — проверенный факт, исполнение которого поможет максимально продлиться время действия описываемого механизма.

Устаревшие модели автомобилей располагали такими катушками, напряжение от которых приходило сразу ко всем свечам при помощи распределителя зажигания. Последний механизм оказался недостаточно надежным, в связи с чем в современных авто начали активно применять системы с катушками индивидуального типа, принадлежащий каждой отдельной свече. В связи с этим энергия искрообразования увеличилась, а уровень радиопомех, что создавала система зажигания, наоборот уменьшился. Также применение данной системы позволило распрощаться с необходимостью использовать высоковольтные провода, которые часто оказываются ненадежными. 

Катушка, как важнейший элемент общей системы зажигания, нуждается в особенном внимании и уходе. Поэтому таким не стоит пренебрегать и ожидать до последнего, пока из строя выйдет на только данный механизм, но и вся система зажигания, а позже и автомобиль. Так что я рекомендую всегда находить время для осуществления хотя бы элементарной диагностики авто и системы зажигания в частности, тем более если о принципе ее работы теперь известно. И пусть автомобиль никогда не подводит.

Видео «Снятие катушки зажигания»

Посмотрев запись вы узнаете как можно самостоятельно снять катушку зажигания.

Как устроена катушка зажигания — блог kitaec.ua

Как устроена катушка зажигания

В системе зажигания вашего автомобиля есть специальный элемент, который обеспечивает искру для возгорания топливной смеси в цилиндрах силовой установки. Происходит это в катушке зажигания, которая преобразует низковольтное бортовое напряжение в высоковольтный импульс, достигающий десятки тысяч вольт.

Устройство


Благодарим за схему сайт automn.ru

Генерация высоковольтного импульса и есть главная задача этой детали, поскольку бортовая электроника совершенно не способна выдавать подобные напряжения. Готовый импульс подается на свечи зажигания.

Генерация импульса такой высокой мощности достигается за счет конструкции самой катушки. По своему устройству она представляет собой трансформатор в изолированном корпусе, внутри которого находятся две обмотки, первичная и вторичная со стальным сердечником.

Одна из обмоток – низковольтная – служит для приема напряжения от генератора либо аккумуляторной батареи. Эта обмотка состоит из витков медной проволоки с крупным сечением. Широкое сечение не позволяет нанести достаточно высокое число количество витков, и в первичной обмотке их не более 150. Для упреждения потенциальных скачков напряжения и возникновения короткого замыкания, на проволоку нанесен защитный изолирующий слой. На крышку катушки выводятся концы первичной обмотки, где к ним подсоединяется проводка с напряжением 12 вольт.

Вторичная обмотка чаще всего расположена внутри первичной. Она представляет собой проволоку с мелким сечением, за счет чего обеспечивается большое количество витков – от 15 до 30 тысяч. Один конец вторичной обмотки подключается к «минусу» первичной обмотки, а второй вывод «плюсом» соединяется с центральным выводом катушки. Именно здесь создается высокое напряжение, которое подается прямиком на свечи зажигания.

Как это работает

Источник питания подает низковольтное напряжение на витки в первичной обмотке, благодаря чему образуется магнитное поле. Это поле воздействует на вторичную обмотку. Поскольку прерыватель периодически «отсекает» это напряжение, магнитное поле сокращается и преобразуется в электродвижущую силу (ЭДС) в витках катушки зажигания. Если вспомнить школьный курс физики, величина ЭДС, которая образуется в катушке будет тем выше чем больше витков обмотки. Поскольку вторичная обмотка содержит большое количество витков (напомним, их до 30 тысяч), образующийся в ней импульс будет достигать напряжения в десятки тысяч вольт. Импульс подается по специальным высоковольтным проводам прямиком к свече зажигания. Этот импульс способен вызвать искру между электродами свечи зажигания. Таким образом, горючая смесь воспламеняется.

Расположенный внутри сердечник еще больше усиливает магнитное поле, благодаря чему выходное напряжение достигает максимального значения. А корпус катушки заполнен трансформаторным маслом, чтобы охлаждать обмотки от высокого токового нагрева. Сама же катушка герметична, и в случае поломки ремонту не подлежит.

В старых моделях авто высоковольтный импульс подавался сразу на все свечи по распределителю зажигания. Но такой принцип работы не оправдал себя и сейчас катушки зажигания (иногда их называют свечными) устанавливаются на каждую свечу отдельно.

Виды катушек зажигания

Они бывают индивидуальные и двухвыводные.

Двухвыводные используются в системах с прямой подачей на свечу. По своей конструкции отличаются от описанных выше (общих) только наличием двух высоковольтных выводов, которые могут подавать искру сразу на две свечи. Хотя на практике этого не происходит. Такт сжатия может происходить одновременно только в одном из цилиндров, а потому вторая искра проходит «вхолостую». Такой принцип работы позволяет обойтись без специального распределителя искры, однако подача искры будет производиться лишь на два из четырех цилиндров. Потому в таких авто применяют четырехвыводные катушки: это всего лишь две двухвыводных катушки, закрытых в едином блоке.

Индивидуальные применяют в системах с электронным зажиганием. По сравнению с двухвыводной катушкой, здесь первичная обмотка расположена внутри вторичной. Такие катушки подключаются к свечам напрямую, а импульс проходит практически без потерь мощности.

Советы по эксплуатации

  1. Не стоит надолго оставлять включенным зажигание без запуска мотора. Это снижает длительность работы катушек.
  2. Рекомендуем периодически очищать катушки и не допускать попадания воды на ее поверхность. Проверяйте крепления проводов, особенно – высоковольтный.
  3. Никогда не отсоединяйте провода катушки при включенном зажигании. 

Как устроена система зажигания в автомобиле?


Базовые принципы

Корректные условия для системы зажигания, вернее, базовые условия – это:

  • Искра должна появляться в нужном цилиндре, в соответствии с порядком работы цилиндров.
  • Искра должна возникать своевременно, в нужный момент и с необходимым углом опережения зажигания.
  • Она должна гарантировано воспламенять смесь.
  • Надёжность

Как вы понимаете, у такой системы могут возникать и неполадки, к примеру, пропуски искрообразования, детонация и трудности с запуском двигателя.

В сегодняшнем мире есть несколько видов систем зажигания для автомобилей, контактная, бесконтактная и электронная. Эти системы имеют общие особенности, к примеру, отсутствие распределителя зажигания, который давно уступил место катушке.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством – прерывателем-распределителем. Витком дальнейшего развития контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

В отличии от контактной, в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания).

Устройство

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания. В работе системы зажигания можно выделить следующие этапы: накопление электрической энергии, преобразование энергии, распределение энергии по свечам зажигания, образование искры, воспламенение топливно-воздушной смеси.

Механический прерыватель осуществляет непосредственное управление процессом накопления (первичной цепью) и отвечает за замыкание/размыкание питания первичной обмотки. Контакты прерывателя можно увидеть, заглянув под крышку распределителя. Пластичная пружина подвижного контакта прижимает его к недвижимому контакту. Их размыкание выполняется только на короткий срок, а конкретно, в момент, когда набегающий кулачок валика привода оказывает давление на молоточек подвижного контакта.

К контактам подключен конденсатор, который не даёт им обгорать. Электроразряд поглощается и искрение уменьшается. Параллельно в цепи создаётся низкое напряжение обратного тока, которое положительно сказывается на исчезновении магнитного поля.

Прерыватель находится в корпусе распределителя зажигания, и это части классической системы зажигания.

Ещё один важный узел – центробежный регулятор опережения зажигания, механизм, предназначенный для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Центробежный регулятор размещён внутри корпуса прерывателя-распределителя. Как правило, он работает совместно с вакуумным регулятором, оба являются составной частью прерывателя-распределителя. Называется он центробежным от вида силы, использующейся для реализации изменения опережения.

На приводном валу прерывателя расположена пластина, на которой размещены два грузика. Грузики свободно сидят на осях и стянуты пружинами. Причём пружины обладают разной жёсткостью, что необходимо для предотвращения резонанса. При этом, кулачок прерывателя и планка с двумя продольными прорезями надеты на верхнюю часть приводного валика. В продольные прорези планки входят штифты грузиков.

Вращение передаётся от приводного валика к кулачку через грузики, штифты и планку с прорезями. Чем быстрее вращается приводной вал, тем больше расходятся грузики, тем на бо́льший угол проворачивается кулачок по ходу вращения относительно контактной группы прерывателя. С увеличением оборотов угол опережения зажигания увеличивается. С уменьшением числа оборотов центробежная сила уменьшается, пружины стягивают грузики, кулачок поворачивается против хода его вращения, контакты прерывателя замыкаются позже и угол опережения зажигания уменьшается.

Если на двигателе применено бесконтактное электронное зажигание — тогда вместо кулачка проворачивается экран бесконтактного датчика момента искрообразования.

Если механический прерыватель оборудован транзисторным коммутатором, то, в этом случае, он управляет только им, а тот, в свою очередь, отвечает за управление процессом накопления энергии. Такая конструкция существенно превосходит аналогичные устройства без транзисторного коммутатора, так как здесь контактный прерыватель более надежный, чему способствует протекание сквозь него тока меньшей силы, а значит, пригорание контактов во время размыкания практически полностью исключается. Соответственно, конденсатор, параллельно подключенный к контактам прерывателя, тут просто не нужен, а в остальном – система полностью идентична классическому варианту. Обе системы, имеющие механический прерыватель, обладают общим названием — «контактные системы зажигания».

Системы с транзисторным коммутатором, оборудованные бесконтактным датчиком (импульсным генератором), могут быть индуктивного типа, основанными на эффекте Холла или относиться к оптическому типу. В данном случае, место механического прерывателя занимает импульсный датчик-генератор с преобразователем сигналов, который, посредством транзисторного коммутатора, осуществляет управление накопителем энергии. Как правило, датчик-генератор расположен внутри распределителя, конструкция которого ничем не отличается от конструкции аналогичной детали в контактной системе, поэтому указанный узел получил название «датчика-распределителя».

Как оно работает?

Несмотря на то, к какому типу относится та или иная система зажигания, все они имеют несколько общих рабочих этапов, предусматривающих накопление нужного заряда, его высоковольтное преобразование, распределение, образование на свечах искр и возгорание топливной смеси. Любой из них требует слаженной и точной работы, а значит, стоит выбирать только проверенные устройства, доказавшие свою надежность. В этом плане, наилучшим вариантом принято считать электронную систему зажигания, где всем рабочим процессом (подачей искры и ее распределением по свечам) управляет электроника.

Электронная система зажигания – это не отдельный, самостоятельный компонент, а составляющая часть системы управления мотором, которая основывается на работе датчика положения коленвала, датчика, фиксирующего частоту его вращения и датчика массового расхода воздуха. Получив от них нужную информацию, ЭБУ принимает решение касательно момента подачи искры и распределения зажигания. Естественно, в блоке управления уже прописаны определенные команды, выполняющиеся после получения и анализа данных с упомянутых датчиков.

В такой системе воспламенения топливной смеси полностью исключены механические движущиеся части, а благодаря специальным датчикам и особому блоку управления, образование и подача искры проходят намного быстрее и надежнее, нежели у аналогичных систем контактного и бесконтактного типа. Этот факт позволяет улучшить работу мотора, увеличив его мощность и снизив потребление топлива. Более того, нельзя не отметить высокую рабочую надежность устройств данного типа.

Бесконтактное зажигание отличается тем, что не зависит напрямую от размыкания контактов, а главную роль в процессе образования искры здесь выполняет транзисторный коммутатор и специальный датчик. Отсутствие прямой зависимости от качества и чистоты поверхности контактной группы гарантирует более эффективное искрообразование. Однако как и в контактном варианте системы зажигания, здесь также используется прерыватель-распределитель, отвечающий за своевременную передачу тока на свечу зажигания. Рабочий принцип бесконтактной системы предусматривает выполнение некоторых действий.

Когда коленвал двигателя приходит в движение, датчик-распределитель формирует соответствующие импульсы напряжения и направляет их на транзисторный коммутатор, задача которого – создавать импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания во вторичной обмотке катушки проходит индуцирование тока высокого напряжения. Он подается на центральный контакт распределителя, а оттуда, посредством проводов высокого напряжения, поступает на свечи зажигания. Последние и осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси.

В случае увеличения оборотов коленвала, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор, а при изменении нагрузки на силовой агрегат эта задача возлагается на вакуумный регулятор опережения зажигания.

Принцип работы контактного зажигания несколько отличается от вариантов, приведенных выше. Когда контакт прерывателя пребывает в замкнутом состоянии, ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки. В процессе их размыкания, во второй катушке происходит индуцирование тока высокого напряжения, и, посредством высоковольтных проводов, он передается на крышку распределителя, после чего расходится по свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

Как только обороты коленвала увеличиваются, возрастают и обороты вала прерывателя-распределителя, вследствие чего грузики центробежного регулятора начинают расходиться, перемещая подвижную пластину вместе с кулачками прерывателя. Это приводит к тому, что размыкание контактов происходит несколько раньше, из-за чего увеличивается угол опережения зажигания. С уменьшением оборотов коленвала угол опережения зажигания тоже уменьшается.

Более модернизированным типом контактной системы является ее контактно-транзисторный вариант. Он отличается наличием транзисторного коммутатора в цепи первичной обмотки катушки, управление которым выполняется посредством контактов прерывателя. За счет его использования удалось добиться снижения силы тока в цепи первичной обмотки, что положительно сказалось на длительности эксплуатации контактов прерывателя.


Принцип работы системы зажигания

Назначение зажигание система должна генерировать очень высокий вольт возраст от 12 вольт автомобиля батарея , и посылать его на каждую свечу зажигания по очереди, воспламеняя топливно-воздушную смесь в двигатель х камеры сгорания .

катушка является компонентом, который производит это высокое напряжение. Это электромагнитное устройство, которое преобразует низкое напряжение (LT) ток от батареи к току высокого напряжения (HT) каждый раз, когда распределитель контакты-прерыватели разомкнуты.

Распределительный блок состоит из металлической чаши с центральным валом, который обычно приводится в движение непосредственно распределительный вал или, иногда, по коленчатый вал .

В чаше размещены точки размыкания контактов, плечо ротора и устройство для изменения угол опережения зажигания . Он также несет в себе крышка распределителя .

Крышка распределителя изготовлена ​​из непроводящего пластика, и ток подается к ее центральному электрод высоковольтным проводом от центра катушки.

Внутри колпачка есть несколько электродов, часто называемых сегментами, к которым присоединяются выводы свечи зажигания, по одному на цилиндр .

Плечо ротора устанавливается сверху на центральный вал и соединяется с центральным электродом с помощью металлической пружины или подпружиненный щетка в верхней части крышки распределителя.

Ток входит в колпачок через центральный электрод, проходит к центру плеча ротора через щетку и распределяется на каждую пробку по мере вращения плеча ротора.

Когда плечо ротора приближается к сегменту, контакты прерывателя размыкаются, и высоковольтный ток проходит через плечо ротора к соответствующему проводу свечи зажигания.

Точки размыкания контактов установлены внутри распределителя. Они действуют как выключатель , синхронно с двигателем, который отключает и снова подключает 12 вольт низкого напряжения (LT) схема к катушке.

Точки открываются кулачками на центральном валу и снова закрываются подпружиненным рычагом на подвижном контакте.

При замкнутых точках ток LT течет от батареи к первичные обмотки в катушке, а затем на землю через точки.

Когда точки открываются, магнитное поле в первичной обмотке разрушается и в ней индуцируется ток высокого напряжения (ВТ). вторичные обмотки .

Этот ток передается на свечи зажигания через крышку распределителя.

На четырехцилиндровом двигателе четыре кулачка. При каждом полном обороте вала точки открываются четыре раза. Шестицилиндровые двигатели имеют шесть кулачков и шесть электродов в крышке.

Положение наконечников и корпуса распределителя относительно центрального вала можно отрегулировать вручную.

Это изменяет время Искра для получения точной настройки (см. Как работает синхронизация двигателя ).

Дальнейшие изменения происходят автоматически, поскольку частота вращения двигателя изменяется в зависимости от открытия дроссельной заслонки.

В некоторых современных системах зажигания микроэлектроника обеспечивает оптимальный угол опережения зажигания для всех частот вращения двигателя и условий нагрузки двигателя (см. Как работает синхронизация двигателя ).

Свечи зажигания ввернуты в горение камеры в крышка цилиндра .

HT ток проходит от каждого сегмента на крышке распределителя вниз по штепсельным проводам к колпачкам свечей.

Затем он проходит по центральному электроду, изолированному по всей длине, к носику вилки.

Боковой электрод, соединенный с корпусом вилки, выступает чуть ниже центрального, а зазор между ними обычно составляет от 0,025 дюйма (0,6 мм) до 0,035 дюйма (0,9 мм).

Как работает система зажигания автомобиля

Ваш двигатель похож на большой насос. Он закачивает воздух и газ, а затем откачивает выхлопные газы. Побочным продуктом является большое количество энергии, которая направляется на ваши колеса (и выбрасывается в выхлопную трубу. Это основа всех основных описаний. Небольшая деталь помогает завершить картину.Ваш двигатель смешивает воздух и топливо, а затем добавляет искру, чтобы произвести взрыв. Эта искра воспламеняет топливно-воздушную смесь и называется зажиганием.

Система зажигания: основы

На этой схеме показаны части вашей системы зажигания. Библиотека авторемонта

Это зажигание происходит благодаря группе компонентов, работающих вместе, иначе называемых системой зажигания. Система зажигания состоит из катушки зажигания, распределителя, крышки распределителя, ротора, свечных проводов и свечей зажигания.В старых системах использовалась система точек и конденсатора в распределителе, в новых (как и в большинстве из тех, что мы когда-либо увидим) используется ЭБУ, маленький мозг в коробке, для управления искрой и внесения небольших изменений в угол опережения зажигания.

Катушка зажигания

Катушка зажигания — это устройство, которое использует относительно слабый заряд батареи и превращает его в искру, достаточно мощную для воспламенения паров топлива. Внутри традиционной катушки зажигания находятся два витка провода друг над другом. Эти катушки называются обмотками.Одна обмотка называется первичной обмоткой, другая вторичной. Первичная обмотка собирает сок, образуя искру, а вторичная направляет ее к распределителю.

Вы увидите три контакта на катушке зажигания, если у нее нет внешней вилки, и в этом случае контакты спрятаны внутри корпуса. Большой контакт посередине — это то место, куда идет провод катушки (провод, соединяющий катушку с крышкой распределителя. Также есть провод 12 В +, который подключается к положительному источнику питания.Третий контакт передает информацию остальным элементам автомобиля, например, тахометру.

Во многих случаях вы можете проверить катушку зажигания прямо на автомобиле.

Распределитель, крышка распределителя и ротор

Как только катушка генерирует эту очень мощную искру, ей нужно отправить ее куда-то. Это где-то берет искру и посылает ее к свечам зажигания, и это где-то распределитель.

Распределитель в основном очень точный спиннер.Когда он вращается, он распределяет искры по отдельным свечам зажигания в нужное время. Он распределяет искры, принимая мощную искру, прошедшую через провод катушки, и посылая ее через вращающийся электрический контакт, известный как ротор. Ротор вращается, потому что он соединен непосредственно с валом распределителя. Когда ротор вращается, он соприкасается с рядом точек (4, 6, 8 или 12, в зависимости от того, сколько цилиндров у вашего двигателя) и посылает искру через эту точку на провод свечи зажигания на другом конце.У современных дистрибьюторов есть электронная помощь, которая может делать такие вещи, как изменение угла опережения зажигания.

Свечи зажигания и провода

Хорхе Вильяльба / Getty Images

После того, как катушка получает более слабый ток и производит мощную искру, а распределитель принимает мощную искру и направляет ее к нужному выходу, нам нужен способ передать искру на свечу зажигания. Это делается через свечные провода. Каждая контактная точка на крышке распределителя соединена с проводом свечи зажигания, который передает искру на свечу зажигания.

Свечи зажигания ввинчиваются в головку цилиндров, а это означает, что конец свечи находится в верхней части цилиндра, где и происходит действие. В нужный момент (благодаря распределителю), когда впускные клапаны пропускают в цилиндр нужное количество паров топлива и воздуха, свеча зажигания дает красивую голубую горячую искру, которая воспламеняет смесь и вызывает возгорание.

В этот момент система зажигания выполнила свою работу, работу, которую она может выполнять тысячи раз в минуту.

Модуль зажигания

В старые времена дистрибьютор полагался на свою собственную «механическую интуицию», чтобы точно синхронизировать искру. Это было сделано с помощью установки, называемой системой точек и конденсаторов. Точки зажигания были установлены на определенный зазор, который создавал оптимальную искру при регулировке конденсатора.

В наши дни всем этим занимаются компьютеры. Компьютер, который непосредственно регулирует вашу систему зажигания, называется модулем зажигания или модулем управления зажиганием.Помимо замены, для модуля не существует процедур обслуживания или ремонта.

Как работают катушки зажигания и почему они выходят из строя

Катушка зажигания, связанная с ЭБУ автомобиля, управляет последовательностью и током свечей зажигания и имеет жизненно важное значение для работы двигателя.

В бензиновых двигателях катушка зажигания расположена в системе зажигания транспортного средства, чтобы преобразовывать низкое напряжение автомобильного аккумулятора, около 12 вольт, в тысячи вольт, необходимые для создания электрической искры в свечах зажигания и воспламенения топлива.

Febi заявляет, что высококачественные катушки зажигания обеспечивают более эффективную работу и надежность двигателя, а также более низкий расход топлива.

Как это работает

Катушка зажигания состоит из двух катушек; первичная обмотка с относительно небольшим количеством витков толстого провода и вторичная обмотка с тысячами витков тонкого провода — обе обмотки намотаны друг вокруг друга.

Первичная обмотка подключена к напряжению аккумуляторной батареи, и ее масса может включаться и выключаться блоком управления двигателем (ЭБУ).

Вторичная обмотка подключена к свече зажигания.

При включении первичной обмотки протекающий ток создает сильное магнитное поле вокруг обеих обмоток.

Когда он выключен, магнитное поле разрушается, перемещаясь как по первичной, так и по вторичной обмотке.

Это индуцирует высокое напряжение во вторичной обмотке, что вызывает искру на свече зажигания.

Напряжение, необходимое для перехода от одного электрода к другому, зависит от ширины межэлектродного промежутка, электрического сопротивления в свече зажигания или проводах зажигания, воздушно-топливной смеси, давления сжатия/нагрузки двигателя и температуры свечи зажигания. .

Требуемый уровень напряжения может варьироваться от 5 000 вольт до 25 000 и более.

Все современные варианты катушек зажигания, в том числе одиночные катушки и катушки-рейки, работают аналогичным образом, за исключением катушек с емкостным разрядом.

Неисправности катушки зажигания

Тепло и вибрация могут повредить изоляцию катушки, но самой серьезной причиной повреждения катушки зажигания является перегрузка по напряжению, вызванная некачественными или неисправными свечами зажигания и/или высоковольтными проводами.

Febi рекомендует одновременно с заменой неисправной катушки зажигания устанавливать новые свечи зажигания и высоковольтные провода, если это применимо.

Найдите ассортимент катушек зажигания Febi на Febi Live, войдите или зарегистрируйтесь, нажав «Подробнее» ниже.

Автомобильные системы зажигания и принцип их работы

Пятница, утро; ты прыгаешь в свою машину. Ослабевший после целой недели работы, вы не думаете о своем двигателе, когда вставляете ключ и заводите его. На самом деле, вы обычно никогда не задумываетесь об этом (если только он не включается — тогда он привлекает все ваше внимание).Но он заслуживает большего. В конце концов, системы зажигания отвечают за искру, которая приводит в движение ваш автомобиль. Давайте разберем различные типы автомобильных зажиганий и то, как они работают.

Детали и процессы автомобильных систем зажигания

Система зажигания автомобиля отвечает за возгорание — искру, — которая запускает двигатель вашего автомобиля. Без этой искры ваша машина никогда бы не загорелась, оставив ее бессильной.

Зажигание автомобиля служит двум основным целям:

  • создают достаточно большое напряжение, чтобы оно проходило через зазор свечи зажигания, и достаточно сильное, чтобы воспламенять горючие смеси топливо/воздух
  • контролировать синхронизацию, чтобы искра появлялась именно тогда, когда она может зажечь

Различные типы автомобильных систем зажигания

Если быть точным, их три.Достигая одного и того же результата (работающего автомобиля), все они работают по-разному, используя разные детали и методы.

Традиционная распределительная система зажигания

Не позволяйте имени обмануть вас; эти автомобильные зажигания являются олдскульными и редко встречаются в современных автомобилях.

В этих системах шестерни соединяются с главным валом распределителя, вращая его. Внутри «точки зажигания» трутся кулачком о вал. Одновременно кулачок открывается и закрывается, как механический переключатель, управляющий подачей энергии на катушку зажигания.Как только катушка генерирует достаточное напряжение, оно перемещается вверх к крышке распределителя. Вращающийся диск распределяет мощность по проводам свечи зажигания.

Неисправность системы распределителя? Постоянное трение. Точки зажигания часто требовали замены после изменения угла опережения зажигания и нарушения эффективности системы и способности генерировать мощность.

Электронные, распределительные системы зажигания

Модификация обычной системы, в электронных системах по-прежнему используется распределитель, но не точки зажигания.Вместо этого катушка датчика, используемая с электронным модулем управления, генерирует и передает энергию для создания необходимой искры. Этот тип системы распространен за пределами автомобильной промышленности, его можно найти в газонокосилках, бензопилах, воздуходувках и других небольших двигателях.

Электронные системы

— это надежный и долговечный ответ на недостатки обычных систем, часто работающий более 25 000 миль, прежде чем им потребуется обслуживание.

Системы без дистрибьютора

Новейшая система, появившаяся на рынке, и самая долговечная с пробегом в 100 000 миль до первой настройки.

В отличие от двух других систем, катушки расположены над свечами зажигания, которые не имеют проводов. Система управляется электронным способом от начала до конца компьютером автомобиля. Две катушки «разговаривают» через компьютерную систему, каждая из которых генерирует искру, когда это необходимо.

Система без распределителя решила проблему более бедных топливных комбинаций новых автомобилей. Благодаря способности каждой катушки действовать более сильное напряжение создает более горячую искру, необходимую для воспламенения более современных топливных смесей.

Автомобильная промышленность постоянно меняется, разрабатывая более быстрые и изящные автомобили. Понятно, что детали и системы также улучшаются, включая системы зажигания автомобилей. Считаете, что ваш нуждается в настройке? У вас нет той искры, которая у вас была раньше? Позвоните в Северо-западный автоцентр Хьюстона сегодня по телефону 281.894.8880 .

КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ ОСНОВЫ — Old Cars Weekly

Как электромагнит


Знаете ли вы, что катушка зажигания вашего коллекционного автомобиля похожа на электромагнит? Он имеет железный сердечник с довольно толстым проводом (первичная обмотка), намотанным на него несколько сотен раз.Существует также вторичная обмотка — около 200 футов более тонкого провода, намотанного между железным сердечником и первичной обмоткой. Эта обмотка находится внутри магнитного поля, создаваемого при прохождении электричества через первичную обмотку.


Когда вы включаете зажигание и контакты прерывателя замкнуты, ток протекает через первичную обмотку, создавая магнитное поле. Когда точки открываются, поток первичного тока прекращается, и магнитное поле разрушается. Это посылает ток через вторичную обмотку.Катушка становится трансформатором, повышая напряжение. Если в вашем автомобиле используется аккумулятор на 12 вольт, 12 вольт, которые вы подаете на первичную сторону катушки, будут выходить со вторичной стороны как 30 000 вольт!


Высокое напряжение отводится от катушки по высоковольтному кабелю, который выглядит как короткий отрезок кабеля свечи зажигания и идет к башне распределителя. В одноцилиндровом двигателе вы можете подключить катушку прямо к свече зажигания, но в многоцилиндровом двигателе вам нужен распределитель для направления высоковольтного вторичного тока для зажигания каждой свечи зажигания в определенное время.Это называется «момент зажигания».
Если в вашем автомобиле используется отрицательное заземление и у вас есть катушка с первичной и вторичной клеммами, первичная обмотка подключается к клемме на катушке с маркировкой «+» или «Bat». Это клемма, которая получает напряжение от аккумулятора. Затем первичный провод наматывается на железный сердечник, а другой его конец присоединяется к клемме с пометкой «-» или «Dis». Напряжение проходит от этой клеммы к точкам прерывателя внутри распределителя. (Положительное основание — это наоборот.)

Неисправности и исправления


Большинство катушек зажигания долговечны и надежны, но слабая катушка может привести к поломке. Вы не можете управлять автомобилем плавно, не подавая высокое напряжение на свечи зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Большинство отказов катушек происходит из-за дефектов вторичной обмотки. Иногда портится тонкая лаковая изоляция между двумя обмотками. В других случаях обмотки больше не изолированы от земли.
Проблемы с катушкой вызваны нагревом и вибрацией.Возможен внезапный отказ из-за обрыва обмотки или плохого контакта внутри катушки. Тем не менее, проблемы с катушкой чаще всего проявляются в виде затрудненного запуска, повторяющихся промахов на высокой скорости или постепенного снижения производительности системы зажигания.


Катушки можно проверить с помощью омметра (большинство катушек дают показания около 8000 Ом) или с помощью небольшого осциллографа на машине Sun. Обычная катушка даст вам «сердцебиение» на прицеле, короткозамкнутые обмотки будут давать неровную L-образную картину, а разомкнутые обмотки дадут ровную горизонтальную линию.


Механик по установке теней без испытательного оборудования может провести простую проверку катушки, отсоединив конец высоковольтного кабеля от центра крышки распределителя и удерживая его с помощью куска дерева или пластика рядом с заземленной частью двигатель. Должна быть видна яркая синяя искра, перескакивающая через воздушный зазор. Слабая желтая или красная искра указывает на слабое напряжение и проблему с катушкой.


Все катушки с металлическим корпусом можно проверить на заземленную обмотку, прикоснувшись одним щупом недорогой контрольной лампы к металлическому контейнеру, а другим — к первичным и высоковольтным клеммам.Если тестер загорается или вы видите искры, обмотки заземлены и катушка неисправна.


Многие руководства по обслуживанию рекомендуют временно заменить заведомо исправную катушку на неисправную. Если зажигание работает правильно с исправной катушкой, вы узнаете, что исходная катушка была плохой. Иногда утечку искры в башне катушки или сломанную башню можно отремонтировать, но часто лучше найти катушку на замену.


При работе со старыми автомобилями вы можете столкнуться с удлинителями выключателя блокировки.Это было раннее противоугонное устройство. Низковольтный провод от замка зажигания/аккумулятора к катушке был обшит бронированным кабелем, чтобы никто не мог «зажечь» автомобиль. Для заводского ремонта удлинительной катушки выключателя блокировки найдите поставщика услуг по обмену с пакетом услуг по обслуживанию катушки для вашего автомобиля. Они поставляются с полной инструкцией. Многие реставраторы модифицируют систему выключателя замка, используя обычную катушку и проводя горячий провод через армированный кабель.


Вообще говоря, катушки служат долго.Если в вашем автомобиле установлена ​​катушка Delco-Remy, компания Yesteryear (www.car-nection.com/Yesteryear) в Порт-Шарлотте, штат Флорида, специализируется на запчастях и может помочь. По словам Рэнди Рандла, автора книги «Wired For Success», есть и другие компании, рекламирующие в хобби-изданиях восстановление катушек замков-выключателей.

Симптомы неисправности катушки зажигания и способы ее устранения

Катушки зажигания являются жизненно важной частью системы зажигания вашего автомобиля, и если они перестанут работать, вы обязательно это заметите. Поскольку катушки зажигания вашего автомобиля помогают двигателю правильно сжигать воздушно-топливную смесь в цилиндрах, неисправные катушки зажигания приведут к ненормальной работе двигателя.

К счастью, диагностировать неисправную катушку зажигания довольно просто, и эту проблему также довольно легко устранить. В этой статье мы рассмотрим все, что вам следует знать о ваших катушках зажигания, в том числе о том, как они работают, как определить, что они неисправны, и как их починить, если они перестанут работать.

Что такое катушка зажигания?

Катушка зажигания является компонентом системы зажигания бензиновых двигателей.Дизельные двигатели не используют катушки зажигания, поскольку они используют только сжатие для сжигания воздушно-топливной смеси.

Катушки зажигания в вашем автомобиле, по сути, являются силовыми трансформаторами, которые берут низкое напряжение от автомобильного аккумулятора и превращают его в ток высокого напряжения для свечей зажигания. Это необходимо для того, чтобы свечи зажигания действительно генерировали искру, достаточно горячую для воспламенения топлива в цилиндрах.

Немного сложно объяснить, как работает катушка зажигания, но в основном она работает следующим образом: в катушке зажигания у вас есть два набора проволочных катушек, которые являются первичными и вторичными катушками.Оба набора катушек петляют вокруг сердечника, но вторичная катушка содержит гораздо больше петель, чем первичная.

Когда ток от батареи проходит через первичную катушку, она создает магнитное поле. Прерывание тока вызывает коллапс магнитного поля, что приводит к протеканию тока во вторичную катушку. Поскольку вторичная катушка содержит больше петель, чем первичная катушка, это умножает исходное напряжение тока.

Некоторые двигатели того времени использовали только одну катушку зажигания, подключенную к распределителю для всех своих свечей зажигания, но в наши дни гораздо более распространено иметь отдельные катушки зажигания для каждой свечи зажигания.

Для работы двигателя необходимы исправные катушки зажигания и свечи зажигания, а неисправные катушки зажигания и свечи зажигания могут вызывать много одинаковых симптомов.

Почему катушка зажигания выходит из строя?

Наиболее частая причина выхода из строя катушек зажигания — плохой провод или перегоревшие свечи зажигания . Ваши катушки также могут преждевременно выйти из строя, если соотношение воздух/топливо не соответствует , или если они испытали чрезмерные вибрации или нагрев .

Однако в целом катушки зажигания довольно долговечны, и только необходимо заменять каждые 80 000–100 000 миль.

Симптомы неисправности катушки зажигания

Ниже приведены все возможные признаки неисправности катушки зажигания. Стоит отметить, что многие из этих симптомов также являются симптомами неисправных свечей зажигания , поэтому, вероятно, стоит проверить как катушки зажигания, так и свечи зажигания, если вы заметили эти симптомы.

Связанный: Можно ли водить машину с неисправной топливной форсункой?

Поскольку катушка зажигания получает питание от аккумулятора, неисправность аккумулятора также может вызывать некоторые из этих симптомов.В любом случае, если эти симптомы начинают проявляться, вы можете быть уверены, что проблема кроется где-то в системе зажигания вашего автомобиля.

1. Обратный выхлоп

Большинство симптомов, вызванных неисправной катушкой зажигания, связаны с тем, что топливо не сгорает должным образом в цилиндрах, и обратные вспышки выхлопа не являются исключением. Обратный огонь происходит, когда несгоревшее топливо успевает пройти через цилиндр и сгорает в выхлопной трубе.

Вы узнаете, что ваш автомобиль дает обратный эффект, если услышите громкие удары или хлопки из выхлопной трубы, или если вы заметите, что ваш выхлоп черный и дымный или имеет сильный запах топлива .Длительная обратная реакция может серьезно повредить выхлопную систему вашего автомобиля, поэтому вам следует решить эту проблему как можно скорее, если вы не готовы платить огромный счет за ремонт.

Двигатель с обратным зажиганием также производит больше выбросов, чем обычно, поэтому неисправная катушка зажигания также может привести к тому, что вы не сможете проверить дым.

2. Проблемы с запуском двигателя

Если одна или несколько ваших катушек зажигания перестали работать, вам будет намного сложнее запустить двигатель, особенно если у вас старый автомобиль с одной катушкой зажигания и распределителем.

Связанный: 5 причин, почему двигатель автомобиля стучит при запуске, а затем глохнет

Без работающих катушек зажигания в цилиндре не будет искры для воспламенения топлива, поэтому при попытке завести машину двигатель будет крутиться, но ничего не произойдет.

3. Низкая топливная экономичность

Если вы заметили, что расход топлива намного хуже, чем должен быть, это также может быть результатом неисправности катушки зажигания. Неисправная катушка зажигания может негативно повлиять на экономию топлива несколькими способами.

Как мы упоминали ранее, ваша топливная экономичность может снизиться, потому что топливо проходит через двигатель, но не используется. Компьютер вашего двигателя также может быть частично виноват здесь; если он обнаружит, что ваши свечи зажигания не работают на полную мощность, он может попытаться компенсировать это, отправив больше топлива в цилиндры.

4. Пропуски зажигания или холостой ход примерно

Двигатель, который дает пропуски зажигания, неровно работает на холостом ходу или иным образом работает ненормально, может быть жертвой неисправных катушек зажигания.Двигатели нуждаются в постоянной подаче топлива и постоянном сгорании, чтобы работать правильно, и если в нем отсутствует одна или обе эти вещи, вы обязательно это заметите.

Пропуски зажигания в двигателе ощущаются как двигатель икота г немного ; двигатель дернется без предупреждения, и вы почувствуете, что на короткое время потеряли мощность. Вы также можете услышать необычные хлопающие звуки, исходящие от двигателя.

5. Двигатель не развивает мощность

Если вы нажимаете на педаль газа и кажется, что ничего не происходит, причиной может быть неисправная катушка зажигания.Как вы уже наверняка знаете, катушки зажигания являются важным компонентом процесса сгорания вашего двигателя, и если сгорание происходит неправильно, двигатель не сможет выдавать свою обычную мощность.

6. Горит индикатор Check Engine

Если одна или несколько ваших катушек зажигания вышли из строя, есть вероятность, что индикатор проверки двигателя загорится, чтобы сообщить вам об этом. Тем не менее, индикатор проверки двигателя может загореться при самых разных проблемах, и не обязательно при проблемах, связанных с самим двигателем.

Если вы действительно хотите разобраться, почему горит индикатор проверки двигателя, вам понадобится сканер OBD-II. Сканер OBD-II подключается к компьютеру вашего автомобиля и может отображать для вас коды ошибок вашего компьютера.

Чтобы точно узнать, вызваны ли ваши проблемы неисправной катушкой зажигания, вам нужно следить за определенным диапазоном кодов ошибок. Если проблемы действительно вызваны вашими катушками зажигания, вам следует внимательно следить за кодами от P0350 до P0362.

Как исправить неисправную катушку зажигания

Если вы недостаточно уверены в себе, чтобы самостоятельно ремонтировать свой автомобиль, нет ничего постыдного в том, чтобы отвезти свой автомобиль в ремонтную мастерскую, чтобы починить катушки зажигания. Однако, если вы планируете починить катушки зажигания самостоятельно, это, как правило, простой и несложный процесс.

Следует отметить, что неисправную катушку зажигания починить практически невозможно; если ваши катушки действительно вышли из строя, их необходимо заменить.

К счастью, вам не нужно много оборудования для замены катушек зажигания.Все, что вам нужно, это базовый набор инструментов, мультиметр и, конечно же, новые катушки зажигания.

Вот пошаговый процесс замены катушек зажигания:

  1. Когда двигатель остынет, откройте капот и отсоедините отрицательный кабель аккумулятора от аккумулятора.
  2. Найдите старые катушки зажигания. Во многих случаях катушки будут доступны без дальнейшей разборки двигателя, но в некоторых случаях вам может потребоваться снять впускной коллектор, чтобы добраться до катушек.
  3. Найдя катушки зажигания, начните с отсоединения пластикового электрического разъема от катушек, затем отвинтите болты, удерживающие катушки на месте.
  4. Сняв болты, вы можете вытащить катушки из блока цилиндров. Будьте осторожны при снятии катушек зажигания с двигателя, так как вы можете повредить свечи зажигания, если будете слишком грубыми.
  5. Чтобы проверить катушки, используйте мультиметр для измерения сопротивления каждой катушки. Если вы обнаружите, что сопротивление катушки больше или меньше, чем обычно, это признак того, что катушка вышла из строя.В руководстве пользователя должно быть указано, каким должно быть правильное сопротивление для ваших катушек.
  6. Убедитесь, что у вас есть подходящие сменные катушки для вашего автомобиля. Если вы это сделаете, вы можете установить их сейчас. Начните с нанесения диэлектрической смазки на внутреннюю часть изолятора катушки зажигания, а затем осторожно вставьте новую катушку обратно в свечу зажигания.
  7. Установите на место болты катушки зажигания и подсоедините электрические разъемы. Соберите коллектор двигателя (если вы его разбирали) и подсоедините отрицательный кабель аккумулятора к аккумулятору.
  8. Возьмите свой автомобиль на тест-драйв. Если все идет хорошо, вы можете идти. Если нет, возможно, ваша проблема заключается не в катушках зажигания, а в чем-то другом.

Сколько стоит ремонт катушки зажигания?

Это зависит от автомобиля, для которого вы покупаете новую катушку зажигания. Недорогие катушки могут стоить всего 75 долларов, а катушки высокого класса могут стоить до 300 долларов.

Вы также должны учитывать затраты на рабочую силу, поэтому в целом вы должны заплатить не менее 150 долларов или около того, чтобы заменить катушки в ремонтной мастерской.

Типы систем катушек зажигания

На протяжении десятилетий существовало несколько различных типов систем катушек зажигания. Кратко коснемся каждого из них и посмотрим, чем они отличаются.

Обычные системы

Обычные системы зажигания являются самым старым и основным типом систем катушек зажигания. В обычной системе зажигания мощность поступает от одной катушки зажигания к механическому распределителю, который направляет мощность на свечи зажигания.

Хотя обычные системы зажигания просты в изготовлении и дешевы в ремонте, они также очень быстро изнашиваются и, таким образом, потеряли популярность среди производителей автомобилей.

Электронные системы

Электронные системы зажигания по существу аналогичны обычным системам зажигания с одним существенным отличием. Вместо использования механического распределителя для подачи питания на свечи зажигания в этих системах используется электрический распределитель, в котором для регулирования подачи тока используется приемная катушка вместо кулачка и точек распределителя.

Электронные системы зажигания более надежны, чем обычные системы, но не настолько, как системы без распределителя.

Системы без распределителя

Как следует из названия, в системах без распределителя вообще не используется распределитель; вместо этого катушки зажигания располагаются непосредственно над свечами зажигания и приводятся в действие компьютером автомобиля. В системах без распределителя может использоваться либо одна катушка на свечу зажигания, либо одна катушка на две свечи зажигания.

Бесраспределительные системы зажигания являются новейшим типом системы зажигания, а также наиболее надежными.Это связано с тем, что безраспределительные системы зажигания не содержат движущихся частей, а значит изнашиваются гораздо медленнее.

Как работает система зажигания автомобиля

Сложный процесс системы зажигания автомобиля требует точной синхронизации со стороны различных задействованных систем. Чтобы запустить автомобиль, нужно гораздо больше, чем просто повернуть ключ в замке зажигания; для запуска транспортного средства требуется, чтобы каждая система работала в унисон. После поворота ключа начинается процесс воспламенения топлива и питания двигателя.Если проблема возникает где-то на пути, двигатель не заведется, и владелец транспортного средства должен отремонтировать его.

Вопрос времени

Каждая система двигателя настроена на работу в определенное время в процессе сгорания. Когда этот процесс не работает должным образом, в двигателе возникают пропуски зажигания, снижается мощность и расход топлива. После поворота ключа соленоид стартера срабатывает, позволяя скачку напряжения от аккумулятора достигать свечей зажигания по проводам свечей зажигания.Это позволяет зажечь свечу зажигания, воспламенив топливно-воздушную смесь в камере, которая перемещает поршень вниз. Участие системы зажигания в этом процессе происходит задолго до образования искры и включает в себя набор систем, предназначенных для облегчения процесса образования искры.

Свечи зажигания и провода

Электрический заряд аккумуляторной батареи через соленоид стартера воспламеняет топливно-воздушную смесь в камере сгорания. Каждая камера содержит одну свечу зажигания, которая получает электричество для искры через провода свечи зажигания.Вы должны поддерживать как свечи зажигания, так и провода в хорошем состоянии, иначе автомобиль может страдать от пропусков зажигания, плохой мощности и производительности, а также ухудшения расхода бензина. Вы также должны убедиться, что механик правильно вставляет зазоры в свечи зажигания, прежде чем устанавливать их в автомобиль. Искра возникает, когда электрический ток проходит через промежуток. Свечи зажигания с неправильным зазором приводят к плохой работе двигателя.

Другие проблемные места, когда речь идет о свечах зажигания, включают накопление отложений в области электродов.Марка и модель автомобиля помогают определить, используются ли в нем холодные или горячие свечи зажигания. Горячие свечи горят сильнее и, таким образом, сжигают больше этих отложений. Холодные свечи вступают в игру в высокопроизводительных двигателях.

Хороший способ определить, что провод свечи зажигания нуждается в замене, — это завести автомобиль в темном месте. Пока двигатель работает, осмотрите провода, идущие от свечи зажигания к крышке распределителя. Тусклое освещение позволит вам увидеть любые неуместные искры в системе; крошечные электрические дуги обычно выскакивают из трещин и разрывов в изношенных проводах свечей зажигания.

Повышение напряжения на катушке зажигания

Электрическое напряжение от аккумулятора сначала проходит через катушку зажигания на пути к свечам зажигания. Усиление этого низковольтного заряда является основной задачей катушки зажигания. Ток течет по первичной катушке, одному из двух наборов намотанных проводов внутри катушки зажигания. Кроме того, вокруг первичной обмотки находится вторичная обмотка, которая содержит на сотни витков больше, чем первичная обмотка. Точки прерывания нарушают протекание тока через первичную катушку, вызывая коллапс магнитного поля в катушке и создавая магнитное поле во вторичной катушке.Этот процесс создает электрический ток высокого напряжения, который поступает в распределитель и на свечи зажигания.

Функция ротора и крышки распределителя

Распределитель использует систему крышки и ротора для распределения высоковольтного заряда на нужный цилиндр. Ротор вращается, распределяя заряд по каждому цилиндру, когда он проходит контакт для каждого. Ток проходит через небольшой зазор между ротором и контактом, когда они проходят друг мимо друга.

К сожалению, сильное тепловыделение при прохождении заряда может привести к износу распределителя, особенно ротора.При выполнении настройки на более старом автомобиле механик обычно заменяет ротор и крышку распределителя как часть процесса.

Двигатели без распределителя

Новые автомобили отказываются от использования центрального распределителя и вместо этого используют катушку на каждой свече зажигания. Подключенный непосредственно к компьютеру двигателя или блоку управления двигателем (ECU), он дает системе управления транспортным средством более точный контроль над синхронизацией свечи зажигания. Эта система устраняет необходимость в распределителе и проводах свечи зажигания, поскольку система зажигания подает заряд на свечу.Эта установка дает транспортному средству лучшую топливную экономичность, снижение выбросов и большую общую мощность.

Дизельные двигатели и свечи накаливания

В отличие от бензинового двигателя, в дизельных двигателях вместо свечи зажигания используется свеча накаливания для предварительного нагрева камеры сгорания перед воспламенением. Склонность блока и головки цилиндров поглощать тепло, образующееся при сжатии топливно-воздушной смеси, иногда препятствует воспламенению, особенно в холодную погоду. Наконечник свечи накаливания обеспечивает тепло, когда топливо поступает в камеру сгорания, распыляясь непосредственно на элемент, позволяя ему воспламеняться, даже когда на улице холодно.

.

alexxlab / 26.01.1990 / Авто

Добавить комментарий

Почта не будет опубликована / Обязательны для заполнения *