Как работает катушка зажигания: Принцип работы катушки зажигания: устройство, назначение

Содержание

Принцип работы катушки зажигания: устройство, назначение

Автоликбез28 января 2018

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.

как работает, как проверить, какие бывают

На чтение 5 мин. Просмотров 10k. Опубликовано

Катушка зажигания является частью системы зажигания автомобиля. Она преобразует напряжение аккумулятора 12 вольт в высокое напряжение, чтобы создать искру в свече зажигания. Искра зажигает воздушно-топливную смесь в цилиндрах двигателя.

Большинство современных автомобилей имеют индивидуальную (штекерную) катушку зажигания на цилиндр. Обычно она устанавливается прямо над свечой зажигания, как на этом двигателе ВАЗ на фотографии.

 

В некоторых автомобилях катушки зажигания всех цилиндров объединены в один пакет катушек. В старых автомобилях с распределителем (трамблёром) для всех цилиндров используется одна катушка. Посмотрите этот пример двигателя с одной катушкой зажигания:

Устройство

Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками — первичной и вторичной. Внутри обмоток находится стальной сердечник, а снаружи — изолированный корпус.

На первичную обмотку подаётся 12 вольт. Она намотана толстым медным проводом и насчитывает 100–150 витков. Вторичная обмотка располагается снаружи первичной. Она имеет 15000–30000 витков тонкой медной проволоки.

Во вторичной обмотке наводится импульсное напряжение до 45 000 вольт, которое подаётся на свечи зажигания.

Такое устройство характерно как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки.

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.

Неисправности катушки зажигания

Во многих автомобилях катушки зажигания часто выходят из строя. Симптомами плохой катушки зажигания являются тряска двигателя, отсутствие тяги (пропуски зажигания) или остановка двигателя.

На приборной панели будет мигать или постоянно гореть индикатор Check Engine. В автомобилях с одной катушкой зажигания или пакетом катушек неисправность приведет к тому, что двигатель не запустится.

Часто катушки зажигания выходят из строя после попадания воды в отсек двигателя. Часто катушки выходят из строя, если свечи зажигания не заменялись в течение длительного времени. Это связано с тем, что старая свеча зажигания имеет больший зазор и более высокое сопротивление, что увеличивает нагрузку на катушку зажигания.

В некоторых автомобилях вождение с неисправной катушкой зажигания может повредить каталитический нейтрализатор или даже блок управления двигателя (ЭБУ).

Меры предосторожности

Катушка зажигания создает очень высокое напряжение, которое опасно для вашего здоровья. При работе с компонентами зажигания соблюдайте меры предосторожности, приведенные в руководстве по обслуживанию вашего автомобиля.

Первым шагом при проверке или замене катушки зажигания является отсоединение отрицательного провода аккумуляторной батареи.

Как проверить катушку зажигания

Сначала нужно проверить блок управления двигателя на наличие кодов неисправностей. Это можно сделать с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.

Код неисправности может указывать на то, в каком цилиндре или на какой катушке произошел сбой. Например, код P0301 означает, что пропуски зажигания в первом цилиндре. Код P0351 говорит о неисправности в цепи катушки зажигания «A» (цилиндр 1).

После считывания кодов неисправности необходимо проверить соответствующую катушку зажигания, следуя инструкции по обслуживанию.

Обычно проверка катушки включает в себя измерение сопротивления между конкретными клеммами. Если сопротивление не соответствует техническим характеристикам, катушку зажигания нужно заменить.

Иногда, чтобы определить неисправную катушку зажигания, можно попытаться заменить её на заведомо исправную с другого цилиндра, чтобы проверить, перемещаются ли пропуски зажигания вместе с катушкой или остаются в том же цилиндре.

Например, с кодом P0302 (пропуски в цилиндре 2) можно поменять местами катушки зажигания цилиндра 2 и цилиндра 3 и запустить двигатель на короткое время. Если код неисправности изменяется с P0302 на P0303 (пропуски зажигания в цилиндре 3), катушка зажигания, которая изначально находилась в цилиндре № 2, неисправна.

Катушки зажигания также рекомендуется заменять, если на них есть трещины, следы искрения или другие повреждения, которые могут вызывать замыкание.

Замена катушки зажигания

Неисправная катушка зажигания не подлежит ремонту, её нужно менять. В большинстве автомобилей с 4-цилиндровым или 6-цилиндровым двигателем замена катушки зажигания — простая и недорогая работа.

В некоторых двигателях V6 для получения доступа к задним катушкам зажигания необходимо снять впускной коллектор (например, Ford Edge, Ford Escape V6, Nissan Murano, Toyota Camry V6). Это требует больше труда и затрат. В подобных случаях, чтобы предотвратить будущие проблемы, автомеханик может порекомендовать заменить все три задние катушки зажигания.

Когда одна из катушек зажигания выходит из строя, рекомендуется также заменить все свечи зажигания, если они не менялись в течение долгого времени. Новые свечи помогут катушкам зажигания работать дольше.

Катушка зажигания автомобиля. Конструкция, принцип работы

Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания. Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.

Классическая катушка зажигания

Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.

Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).

Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося на свечи накаливания.

Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией самой катушки. Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.

Конструкция катушки зажигания

Устройство катушки зажигания

Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или генератора. Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.

Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.

Принцип работы катушки зажигания

Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.

Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.

Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.

Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.

Двухвыводная катушка

Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.

Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.

Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа. Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.

Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.

Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.

Индивидуальная катушка зажигания

В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной свечей, но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается непосредственно на свече.

Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.

Устройство индивидуальной катушки зажигания

В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.

Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.

Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.

Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.

Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.

Как устроена и как работает катушка зажигания — Ozon Клуб

История катушки зажигания

Катушки, оснащённые прерывателем, появились в 1851 г. Над изобретением работал немецкий механик Румкорф Генрих. Ему удалось создать устройство, которое образует импульсы высокого напряжения. В 1925 году катушки зажигания начали применять в батарейных зажигательных системах двигателя авто, работающего на бензине. Этим занялась компания, принадлежащая Роберту Бошу.

Спустя много лет принцип работы катушки зажигания сохранился, несмотря на то, что сама она претерпела ряд изменений. Классическая модель считалась самой надёжной, но в некоторых смыслах непрактичной. Благодаря развитию инженерной индустрии специалистам удалось усовершенствовать конструкцию и сделать ее такой, какой она есть сейчас.

Особенности классической конструкции

Термин «бобина» пришёл из Франции. В переводе это слово означает «катушка». Свыше 50 лет устройство сохраняло первоначальный вид и конструкцию. Оно представляло собой герметичный стальной стакан с маслом, внутрь которого помещён высоковольтный трансформатор.

Катушку оснастили трамблером, который является коммутатором низкого напряжения. Его задача – распределить высокий ток. Благодаря трамблеру в подходящий момент зажигалась искра, которая распределялась по свечам и синхронизировалась с работой мотора.

Первоначальное устройство катушек зажигания обладало высокой степенью надёжности. Металлический корпус защищал катушку от механических повреждений, а масло способствовало регулированию температуры. Но, как показывала практика, катушка зажигания иногда подводила.

При рассмотрении схемы работы системы зажигания контактного типа видно, что мотор автомобиля при глушении останавливался в произвольном положении коленвала. Это происходило не только при разомкнутых контактах прерывателя высокого напряжения, но и в случае низкого тока замкнутого контакта.

Если при остановке двигателя кулачок трамблера оказывался в положении замыкания контактов прерывателя, при повторном включении зажигания без запуска мотора катушка могла сильно нагреться и даже сгореть. Это происходило в том случае, если водитель оставлял ключ в замке зажигания на долгое время. В данной ситуации через катушку проходили не прерывистые импульсы, а ток с постоянной силой до 10 ампер.

Классическое устройство катушки зажигания после сгорания обмотки не подлежало ремонту. Тем не менее, мастера по рихтовке автомобилей находили способы восстановления работы катушек. Чтобы сменить обмотку, приходилось развальцовывать стальной корпус и сливать масло. После чего конструкцию снова собирали.

Проблему частого перегрева и сгорания катушек удалось решить внедрением устройства бесконтактного зажигания. Для этого контакты трамблера заменили электронными коммутаторами, которые автоматически отключали подачу тока на катушку в случае включённого зажигания при остановленном моторе.

Появление «сухих» катушек зажигания

Со временем катушку лишили маслонаполненного металлического корпуса. Классические «мокрые» катушки зажигания стали «сухими». Чтобы защитить устройство от влаги и пыли, в качестве защитного покрытия использовали эпоксидный компаунд. Несмотря на появление усовершенствованных моделей, «мокрые» бобины не сняли с производства, их по-прежнему можно было приобрести для автомобилей всех моделей. Оба вида катушек были взаимозаменяемы.

«Сухая» катушка зажигания иностранного производства имела более высокое качество, чем российская или советская. Отечественные изделия часто и беспричинно выходили из строя.

Некоторое время производители выпускали гибридные катушки зажигания. Наибольшую распространённость получили конструкции для автомобильного двигателя, состоящие из «сухой» бобины и коммутатора бесконтактного зажигания. У такого устройства было больше недостатков, чем достоинств. По сути, оба узла сильно нагреваются, а при объединении они быстро сгорают, так как не имеют достаточного охлаждения. К тому же, если одна из частей выйдет из строя, придётся менять всю конструкцию, что делает ремонт автомобилей более дорогим.

Появления модуля зажигания

Очередные и довольно значимые изменения в катушках зажигания произошли в те времена, когда появились инжекторные двигатели. В таких моторных системах применяли так называемый «частичный трамблер». За коммутацию низковольтной цепи отвечал электронный блок управления (ЭБУ), а за раздачу искры по цилиндрам – всё тот же бегунковый распределитель.

Благодаря комбинированной катушке появилась возможность полностью отказаться от привычного механического узла. Это устройство получило название «модуль зажигания». В его корпусе находились отдельные катушки. Их число соответствовало количеству цилиндров.

ЭБУ оснастили четырьмя транзисторными ключами. Они поочерёдно подавали напряжение 12 V на обмотку катушек, после чего на каждую свечу поступала искра высокого напряжения.

Также встречается и другой вариант катушек с комбинированной конструкцией. Его производство отличается простотой и доступностью, но при этом он считается более технологичным. В корпусе устройства находится 2 катушки зажигания (вместо четырёх) которые работают на 4 свечи.

Следующие изменения комбинированных катушек для мотора коснулись переноса транзисторов из ЭБУ. Его поместили в корпус модуля зажигания. Это позволило улучшить охлаждение блока управления. Кроме того, если электронный коммутаторный ключ ломался, можно было легко выполнить замену катушек, вместо заказа сложного и дорогого ремонта всего блока управления.

Внедрение индивидуальных катушек

Современные автомобили с бензиновым двигателем оснащают не только модульными катушками зажигания, но и индивидуальными. Их устанавливают в свечной колодец. Для контактирования не требуется высоковольтный провод.

Изначально в качестве индивидуального элемента использовали только катушку, но со временем их дополнили коммутационной электроникой. Благодаря такому решению значительно упростился ремонт устройств. В случае поломки требуется замена только катушки, а не всего модуля.

Так ли высока важность бобины?

Классическая модель маслонаполненной катушки была самой надёжной, долговечной и имела простой принцип действия. Её внезапные поломки были большой редкостью. На смену масляному устройству пришли «сухие» бобины. Они могли довольно часто выходить из строя, причём совершенно беспричинно.

В результате инженерной революции из катушек убрали трамблер. Это способствовало появлению других конструкций, для работы которых не требовалось механического высоковольтного распределителя. А именно – модулей и отдельных катушек зажигания.

Такие конструкции стали ещё менее надёжными и долговечными. Это связано с преобразованием самих внутренностей катушек и сменой их рабочих условий. Из-за постоянного перегрева на защитной поверхности модульных катушек появлялись трещины. Из-за этого на высоковольтную обмотку могли попасть пыль, влага и масло.

Условия работы индивидуальных катушек зажигания, вмонтированных в свечные колодцы – ещё более сложные, из-за чего сокращается срок их службы. Кроме того, такие устройства плохо переносят процесс промывания моторного отсека и часто возникают поломки, если зазор в электродах свечей зажигания увеличится в ходе эксплуатации. Образовавшаяся искра попросту перестаёт доходить до свечи и сгорает внутри обмотки катушки.

Сегодня наиболее надёжным считается модуль зажигания, оснащённый коммутационной электроникой. Его устанавливают на мотор автомобиля с небольшим воздушным зазором и соединяют со свечами при помощи высоковольтного провода. Также достойными характеристиками наделены раздельные катушки, которые устанавливают в свечные колодцы. Но они менее надёжны.

Что касается объединённых катушек на одной рампе, их используют реже других. Такое устройство непрактично и работает недолго.

Катушки зажигания - виды, устройство, принцип работы


(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)

Задачи катушки зажигания

Катушка зажигания накапливает энергию и вырабатывает высокое напряжение для образования искрового разряда на электроде свечи зажигания.

Функция катушки зажигания основывается на законе индукции: катушка зажигания состоит из магнитомягкого железного сердечника, первичной обмотки из медной проволоки с малым количеством витков (сечением примерно 0,75 мм2) и вторичной обмотки из медной проволоки с большим количеством витков (сечением примерно 0,63 мм2). Соотношение витков составляет примерно 1:200.

Поставляемая от аккумулятора энергия в требуемый момент зажигания отключается от конечной ступени управления. Магнитное поле первичной обмотки переносится на вторичную обмотку. Возникающее во вторичной обмотке напряжение зависят от количества витков. Это высокое напряжение используется для искрообразования на электроде свечи.

Энергия зажигания

При оптимальном составе смеси энергия зажигания должна составлять примерно 0,2 мДж, при более бедной или богатой смеси - примерно 3 мДж. Однако в практике расход энергии гораздо выше.

Вырабатываемая энергия в современных системах зажигания достигает от 60 до 200 мДж. Это означает, что при контакте с проводящими высокое напряжение частями может возникнуть угроза жизни!

Термины в системе зажигания

Распределение

Аккумулирование энергии: во время цикла заряда катушка накапливает энергию в магнитопроводе. Ток подается - катушка заряжается (цепь первичной обмотки закрыта, цепь вторичной обмотки открыта). В заданный момент зажигания первичная цепь размыкается.

Первичный ток

Индуцированное напряжение: любое изменение тока в индуктивности (катушке) изменяет напряжение. Вторично генерируется высокое напряжение.

Вторичное напряжение

Высокое напряжение: так же как и в трансформаторе вырабатываемое высокое напряжение зависит от числа витков катушки первично/вто-рично. После достижения необходимого напряжения пробоя происходит разряд катушки с образованием искры (пробой).

Вторичный ток

Искра зажигания: после поступления высокого напряжения на свечу зажигания накопленная энергия разряжается в искровой канал (цепь первичного тока открыта, вторичного-закрыта).

Время замыкания (заряда катушки)

В контактно-распределительной системе зажигания определяется продолжительность времени, в период которого контакт прерывателя замкнут.

В электронной системе зажигания предписывается продолжительность времени, в период которого первичный ток протекает. Первичная обмотка катушки подключена.

Система зажигания с контактным прерывателем

Электронная система зажигания

РАЗНОВИДНОСТИ КАТУШЕК

На практике в основном встречаются 3 вида: система зажигания с вращающимся распределителем, двухискровая катушка зажигания и одноискровая катушка зажигания.

Стандартная катушка зажигания для двигателей с вращающимся распределением высокого напряжения (ROV)

Управление током заряда через контакт прерывателя. Тут высокое напряжение генерируется центрально от одной катушки зажигания и распределителем зажигания механически распределяется на отдельные свечи зажигания. В современных системах управления двигателем этот вид распределения напряжения уже не актуален.

Двухискровая катушка зажигания (в двигателях с четным числом цилиндров)

Оба соединения высокого напряжения последовательно подключены к двум свечам зажигания, порядок зажигания которых на 360° оборота коленчатого вала смещены друг от друга. Катушка зажигания генерирует искру зажигания одновременно на две свечи зажигания: одна находится в цилиндре, в котором как раз и сжимается воздушно-топливная смесь, а вторая - в цилиндре, который в это время находится в такте выпуска. В цилиндре с высоким давлением (с тактом сжатия) возникает рабочая основная искра зажигания, в менее сжатом (с тактом продувки) - холостая искра зажигания. После 360° оборота коленчатого вала все становится наоборот. В другой паре цилиндров импульс зажигания происходит точно так же, только смещен на 180° оборота коленвала.

Благодаря последовательному включению одна из обеих свечей работает с положительным высоким напряжением пробоя, а другая - с отрицательным напряжением. Из-за разного направления напряжения электроды свечей зажигания показывают неодинаковые картины обгорания.


На каждый оборот коленвала -2 искры зажигания (основная/ рабочая искра и поддерживаю-щая/холостая искра)

1.    Помехоподавляющий штекер 2.    Кабели зажигания
3.    Соединительный штекер 4.    Двухискровая катушка зажигания 2x2

Статическое распределение высокого напряжения с двух-искровой катушкой зажигания

Одноискровая катушка зажигания в полностью электронной системе зажигания

В этом исполнении каждая свеча зажигания приписана к конкретной катушке зажигания, которая «сидит» прямо на изоляторе свечи зажигания. Конструкция делает возможным более филигранное исполнение и размеры. Одноискровые катушки зажигания устанавливаются как на четное, так и на нечетное количество цилиндров: система зажигания все равно синхронизируется сенсором распредвала.

Схема включения одноискровой катушки зажигания


Устройство одноискровой катушки

Одноискровая катушка зажигания вырабатывает в каждый такт по искре зажигания, потому необходима синхронизация с распределительным валом.

Преимущества одноискровой катушки зажигания в полностью электронной системе зажигания

Благодаря прямой передаче напряжения от катушки зажигания на свечу зажигания одноискровая катушка зажигания имеет меньшие потери напряжения и позволяет использовать самый широкий из возможных диапазонов углов опережения зажигания. Кроме того, в такой системе возможен контроль первичной и вторичной цепей системы зажигания и определение перебоев в искрообразовании.

Одноискровая катушка

1    Замок зажигания 2    Катушки зажигания 3.    Свечи зажигания 4.    Блок управления

Статическое распределение зажигания с одноискровыми катушками зажигания

Диоды в цепи высокого напряжения для подавления искры при включении. Вторичная обмотка не может быть проверена омметром.

Видео

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.

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 ...

Назад к основам: Как работает катушка зажигания

16 февраля 2021 г. | Статья

.

Во всех системах зажигания современных бензиновых двигателей катушки зажигания используются для одной и той же основной функции: для создания высокого напряжения, необходимого для возникновения искры на свече зажигания. Профессионалы послепродажного обслуживания будут знакомы с их назначением и основными характеристиками, но они могут не знать о глубоких научных принципах, на которые они опираются.Здесь мы объясняем, как электромагнетизм лежит в основе важной роли катушки зажигания…

История катушек зажигания

Хотя системы зажигания, безусловно, развивались с течением времени - в частности, включали все больше и больше электроники - они все еще несут отличительные черты оригинальных катушечных систем зажигания, которые были введены более 100 лет назад.

Первая катушечная система зажигания приписана американскому изобретателю Чарльзу Кеттерингу, который разработал катушечную систему зажигания для крупного производителя автомобилей примерно в 1910/1911 годах.Впервые он разработал электрическую систему, которая питала стартер и зажигание одновременно. Аккумулятор, генератор и более полная электрическая система транспортного средства обеспечивали относительно стабильное электрическое питание катушки зажигания.

Система Кеттеринга (Рисунок 1) использовала одну катушку зажигания для создания высокого напряжения, которое передавалось на рычаг ротора, который эффективно направлял напряжение на серию электрических контактов, расположенных в узле распределителя (по одному контакту на каждый цилиндр). ).Эти контакты затем соединялись проводами свечей зажигания со свечами зажигания в такой последовательности, которая позволяла распределять высокое напряжение на свечи зажигания в правильном порядке зажигания цилиндров.

Рисунок 1: Основные компоненты системы зажигания Кеттеринга


Система зажигания Kettering стала практически единственным типом системы зажигания для массовых бензиновых автомобилей и оставалась таковой до тех пор, пока в 1970-х и 1980-х годах системы зажигания с электронным переключением и управлением не начали заменять механические системы зажигания.

Основной принцип катушки зажигания

Для создания необходимого высокого напряжения в катушках зажигания используются отношения, существующие между электричеством и магнетизмом.

Когда электрический ток течет через электрический проводник, такой как катушка с проволокой, он создает магнитное поле вокруг катушки (Рисунок 2). Магнитное поле (или, точнее, магнитный поток) фактически является накопителем энергии, которая затем может быть преобразована обратно в электричество.

Рисунок 2: Создание магнитного поля путем пропускания электрического тока через катушку


При первоначальном включении электрического тока ток быстро увеличивается до максимального значения. Одновременно магнитное поле или магнитный поток будут постепенно расти до максимальной силы и станут стабильными, когда электрический ток станет стабильным. Когда электрический ток затем отключается, магнитное поле возвращается обратно в катушку с проволокой.

На силу магнитного поля влияют два основных фактора:

1) Увеличение тока, подаваемого на катушку с проволокой, усиливает магнитное поле

2) Чем больше витков в катушке, тем сильнее магнитное поле.

Использование изменяющегося магнитного поля для индукции электрического тока

Если катушка с проволокой подвергается воздействию магнитного поля, а затем магнитное поле изменяется (или перемещается), это создает электрический ток в катушке с проволокой.Этот процесс известен как «индуктивность».

Это можно продемонстрировать, просто перемещая постоянный магнит по катушке. Движение или изменение магнитного поля или магнитного потока индуцирует электрический ток в проводе катушки (Рисунок 3).

Рисунок 3: Изменяющееся или движущееся магнитное поле индуцирует электрический ток в катушке

Есть два основных фактора, которые влияют на то, сколько напряжения индуцируется в катушке:

  1. Чем быстрее изменяется (или скорость движения) магнитного поля и чем больше изменение силы магнитного поля, тем больше индуцированное напряжение.
  2. Чем больше количество витков в катушке, тем больше индуцированное напряжение.

Использование коллапсирующего магнитного поля для индукции электрического тока

Когда магнитное поле создается путем приложения электрического тока к катушке с проволокой, любое изменение электрического тока (увеличение или уменьшение тока) вызывает такое же изменение магнитного поля. Если электрический ток выключен, магнитное поле схлопнется.Коллапсирующее магнитное поле будет индуцировать электрический ток в катушке (рис. 4). Рисунок 4: Если электрический ток, используемый для создания магнитного поля, отключен, магнитное поле схлопывается, что индуцирует другой электрический ток в катушке

.

Точно так же, как увеличение скорости движения магнитного поля по катушке с проволокой увеличивает напряжение, индуцированное в катушке, если коллапсирующее магнитное поле может сжиматься быстрее, это вызовет более высокое напряжение.Кроме того, в катушке может быть индуцировано более высокое напряжение, если количество обмоток в катушке увеличивается.

Взаимная индуктивность и действие трансформатора

Если две катушки с проволокой размещены рядом или вокруг друг друга и электрический ток используется для создания магнитного поля вокруг одной катушки (которую мы называем первичной обмоткой), магнитное поле также будет окружать вторую катушку (или вторичную обмотку). ). Когда электрический ток отключается, а затем магнитное поле коллапсирует, оно индуцирует напряжение как в первичной, так и во вторичной обмотках.Это известно как «взаимная индуктивность» (рис. 5).


Рис. 5: Магнитное поле в первичной обмотке также окружает вторичную обмотку. Коллапс поля индуцирует электрические токи в обеих обмотках


Для катушек зажигания (и многих типов электрических трансформаторов) вторичная обмотка состоит из большего числа обмоток, чем первичная обмотка. Когда магнитное поле схлопывается, оно вызывает более высокое напряжение во вторичной обмотке, чем в первичной обмотке (рис. 6).

Рис. 6. Здесь вторичная обмотка имеет больше катушек, чем первичная. Когда магнитное поле схлопывается, напряжение во вторичной обмотке будет больше, чем напряжение, индуцированное в первичной обмотке

Первичная обмотка катушки зажигания обычно содержит от 150 до 300 витков провода; вторичная обмотка обычно содержит от 15 000 до 30 000 витков провода, что примерно в 100 раз больше, чем первичная обмотка.

Магнитное поле изначально создается, когда электрическая система автомобиля подает примерно 12 вольт на первичную обмотку катушки зажигания.Когда в свече зажигания требуется искра, система зажигания отключает ток в первичной обмотке, что вызывает коллапс магнитного поля. Коллапсирующее магнитное поле вызовет в первичной обмотке напряжение порядка 200 вольт; но наведенное на вторичную обмотку напряжение будет примерно в 100 раз больше, около 20 000 вольт.

Таким образом, используя эффекты взаимной индуктивности и вторичную обмотку, которая имеет в 100 раз больше обмоток, чем первичная, можно преобразовать исходное 12-вольтовое питание в очень высокое напряжение.Этот процесс преобразования низкого напряжения в высокое называется «действием трансформатора».

В катушке зажигания первичная и вторичная обмотки намотаны вокруг железного сердечника, что помогает сконцентрировать и усилить магнитное поле и магнитный поток, тем самым делая катушку зажигания более эффективной.

DENSO является давним лидером в области технологий прямого зажигания, а катушки зажигания DENSO доступны на вторичном рынке. Узнайте больше о типах катушек зажигания DENSO и их преимуществах.

Вернуться к обзору

Как работают автомобильные системы зажигания

Система зажигания вашего автомобиля должна работать согласованно с остальной частью двигателя. Цель состоит в том, чтобы зажечь топливо точно в нужное время, чтобы расширяющиеся газы могли выполнять максимальный объем работы. Если система зажигания сработает не в то время, мощность упадет, а потребление газа и выбросы могут увеличиться.

Когда горит топливно-воздушная смесь в цилиндре, температура повышается, и топливо преобразуется в выхлопные газы.Это преобразование вызывает резкое повышение давления в цилиндре и заставляет поршень опускаться.

Чтобы получить максимальный крутящий момент и мощность от двигателя, цель состоит в том, чтобы максимизировать давление в цилиндре во время рабочего хода . Максимальное давление также обеспечит максимальную эффективность двигателя, что напрямую приведет к увеличению его пробега. Выбор времени для искры имеет решающее значение для успеха.

Существует небольшая задержка от момента искры до момента, когда вся топливно-воздушная смесь сгорит и давление в цилиндре достигнет максимума.Если искра возникает прямо тогда, когда поршень достигает вершины такта сжатия, поршень уже переместится вниз на часть своего рабочего хода до того, как газы в цилиндре достигнут максимального давления.

Чтобы максимально использовать топливо, искра должна возникнуть до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия , поэтому к тому времени, когда поршень начнет свой рабочий ход, давление будет достаточно высоким, чтобы начать полезную работу .

Работа = Сила * Расстояние

В цилиндре:

  • Сила = Давление * Площадь поршня
  • Расстояние = Длина хода

Итак, когда мы говорим о цилиндре, работа = давление * площадь поршня * длина хода . А поскольку длина хода и площадь поршня фиксированы, единственный способ максимизировать работу - увеличить давление.

Время зажигания очень важно, и время может быть с опережением или с запаздыванием в зависимости от условий.

Время, необходимое для сжигания топлива, примерно постоянно. Но скорость поршней увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это означает, что чем быстрее двигатель работает, тем раньше должна возникнуть искра. Это называется опережением зажигания . : Чем выше частота вращения двигателя, тем больше требуется опережение.

Другие цели, такие как минимизация выбросов , имеют приоритет, когда максимальная мощность не требуется. Например, замедляя синхронизацию зажигания (перемещая искру ближе к вершине такта сжатия), можно снизить максимальное давление и температуру в цилиндре.Снижение температуры помогает уменьшить образование оксидов азота (NO x ), которые являются регулируемым загрязнителем. Задержка синхронизации также может устранить детонацию; некоторые автомобили с датчиками детонации делают это автоматически.

Далее мы рассмотрим компоненты, которые создают искру.

Катушка зажигания

- основные части, принцип работы и применение Катушка зажигания

- это (также называемая искровой катушкой) индукционная катушка, которая используется для увеличения низкого напряжения батареи (12 В) до очень высокого напряжения (около 50000 Вольт). для образования искры в цилиндре двигателя для сгорания топлива.Используется в автомобильной системе зажигания. Также можно сказать, что это короткий повышающий трансформатор.

Принцип работы

Катушка зажигания в основном состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки и железного сердечника. Когда ток через первичную обмотку многократно включается и прерывается контактным выключателем, он вызывает очень высокое напряжение во вторичной обмотке (около 50000 В). Это высокое напряжение от вторичной обмотки передается на свечу зажигания через распределитель зажигания, чтобы вызвать искру в цилиндре.

Основные части

Различные основные части катушки зажигания
1. Первичная обмотка
2. Вторичная обмотка
3. Железный сердечник

Также читайте:

1. Первичная обмотка

Она состоит из толстых медный провод, имеющий от 200 до 300 витков, изолированных друг от друга

2. Вторичная обмотка

Он состоит из тонкой медной проволоки с большим количеством витков, около 21000 витков. Провода вторичной обмотки изолированы друг от друга эмалированным проводом.

3. Железный сердечник

Состоит из многослойного железного сердечника. Он используется для хранения энергии в виде магнитного поля.

Конструкция

В катушке зажигания железный сердечник находится в центре, а первичная и вторичная обмотки окружают его. Первичная обмотка состоит из толстого медного провода, имеющего от 200 до 300 витков, изолированных друг от друга. С другой стороны, вторичная обмотка состоит из тонкой медной проволоки, имеющей 2100 витков и изолированной друг от друга эмалью на проводах и слоями промасленной бумажной изоляции.

Работа катушки зажигания

  1. Когда ключ зажигания включен, ток через первичную обмотку начинает течь, это создает магнитное поле в железном сердечнике и вокруг него.
  2. При размыкании контакта в автоматическом выключателе первичный ток падает. Это также разрушает магнитное поле в сердечнике. Это внезапное нарушение магнитного поля вызывает очень высокое напряжение на вторичной обмотке. Величина наведенного напряжения составляет около 50000 вольт.
  3. Это высокое напряжение затем передается на свечу зажигания через распределитель зажигания, чтобы произвести искру для зажигания.

Также читайте:

Приложение

Он в основном используется в автомобильных системах зажигания и в тех транспортных средствах, которые работают с бензиновыми двигателями, таких как скутеры, мотоциклы, автомобили и т. Д.

Не используется в транспортных средствах, работающих образуют дизельный двигатель.

Как определить неисправность катушки зажигания?

Различные симптомы его неисправности:

  • Возгорание
  • Проблемы с запуском
  • Меньшая экономия топлива
  • Пропуски зажигания в двигателе
  • Двигатель глохнет
  • Двигатель трясется

Если вы найдете какие-либо вопросы по этой статье, не забудьте прокомментировать нас.И если вы найдете эту статью информативной, то ставьте лайк и делитесь ею.

Функционирование и тестирование катушки зажигания

MGA With An Attitude
Функционирование и проверка КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ - IG-108

Возможно, вам действительно не нужно знать, как работает катушка зажигания, чтобы проверить это, но это помогает. Я постараюсь изложить объяснение простым языком для простоты.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

Схема зажигания на MGA довольно проста. Одна первичная клемма на катушке получает питание от системы, а другая клемма подключается последовательно с конденсатором к заземлению в распределителе.Кроме того, точки контакта в распределителе параллельны конденсатору, чтобы завершить возврат на землю, когда точки замкнуты.

Катушка зажигания представляет собой трансформатор с соотношением вторичной и первичной обмоток примерно 100: 1. Выходное напряжение будет в 100 раз больше входного. Изображение здесь только для справки. Никогда не открывайте герметичную катушку зажигания. Если он не работает, его необходимо заменить.

Вы можете думать о конденсаторе как о небольшой высокоскоростной аккумуляторной батарее.Он может накапливать положительный заряд с одной стороны и отрицательный - с другой. Когда полярность внезапно меняется, ток будет течь с одной стороны на другую. Никакой ток не проходит полностью через конденсатор, но ток, идущий с одной стороны, равен току, выходящему с другой стороны в течение короткого времени, когда он заряжается или разряжается. Между тем он просто временно сохраняет небольшой электрический заряд. Количество хранимой там энергии пропорционально напряжению и частоте.

Когда точки контакта замкнуты, первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с батареей и пропускает электрический ток около 4 ампер. Поскольку точки замыкают конденсатор, конденсатор (в это время) ничего не делает. Сердечник трансформатора представляет собой электромагнит с магнитным полем, создаваемым током, протекающим в первичной обмотке.

Когда точки открываются, чтобы разорвать контакт заземления, первичный ток должен перестать течь, и магнитное поле в трансформаторе разрушится.Коллапсирующее магнитное поле заставляет ток на мгновение продолжать течь в том же направлении, и этот ток заряжает конденсатор. Прямая инерция этого принудительного тока мгновенно увеличивает напряжение на конденсаторе примерно до 300 вольт, после чего это высокое напряжение останавливает ток. Затем ток меняет направление на обратное за счет высокого напряжения на конденсаторе. После того, как заряд конденсатора истощается, инерция тока в трансформаторе продолжает управлять током в этом направлении, заряжая конденсатор с противоположной полярностью.Затем цикл меняется на противоположный. В результате возникает электрический звонок, похожий на колокольный, который со временем быстро затихает.

Первоначальный выброс 300 В в первичной обмотке приведет к выходу вторичной обмотки до 30 000 вольт. Выходной ток, идущий к свече зажигания, также будет гармонировать с входным током, пока выходное напряжение достаточно велико, чтобы ток перескакивал через искровой промежуток при сжатии. Если исходная искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, давление сгорания будет быстро расти, и искра прекратится почти сразу после падения напряжения.К настоящему времени должно быть очевидно, почему конденсатор является важной частью цепи зажигания, и двигатель не будет работать без него.


Изображение с осциллографа, показывающее множественные следы искр

Для тех, кто следит за небольшой математикой, четырехцилиндровый двигатель, работающий на 6000 об / мин, генерирует 200 искр в секунду, поэтому полный цикл искры длится всего 0,005 секунды. Выдержка (время закрытия точек) для стандартного распределителя Lucas составляет 60 градусов на каждые 90 градусов поворота вала распределителя, поэтому точки открыты только в одной трети времени, или 0.00167 секунд. Как быстро вы можете сказать «ЗВОНИТЕ»? Единственный способ увидеть или измерить этот звон, как на картинке выше, - это использовать осциллограф.

КАК ПРОВЕРИТЬ:

Для предварительного тестирования используйте омметр, чтобы проверить сопротивление обмоток катушки. Для системы зажигания без балласта, такой как MGA, первичное сопротивление катушки должно быть около 3,2 Ом. Катушка с высокой энергией может иметь немного меньшее первичное сопротивление. Катушка для использования с системой зажигания с балластом (например, поздняя модель MGB) будет иметь примерно вдвое меньшее сопротивление первичной обмотки, около 1.6 Ом. Сопротивление вторичной обмотки будет очень высоким, примерно от 7 500 до 10 000 Ом. Проверьте сопротивление цепи между выходом HT и одной из первичных входных клемм.

Для проверки работы катушки зажигания вам понадобится аккумулятор, несколько проводов и конденсатор (значение около 0,01 мФ). Подключите аккумулятор к катушке. Подключите конденсатор физически к точке заземления (вернитесь к батарее напротив клеммы питания) и подключите провод конденсатора к другой стороне катушки (клемма напротив клеммы входа питания).Подключите перемычку к катушке вместе с соединением конденсатора.

Коснитесь перемычкой заземления (точки крепления конденсатора), чтобы замкнуть первичную цепь катушки. Когда вы отсоединяете перемычку от земли, вы должны получить красивую искру от катушки. Коснитесь перемычкой заземления, затем отодвиньте, чтобы зажглась искра. Удерживайте провод высокого напряжения на выходе катушки рядом с точкой заземления, чтобы увидеть, как далеко прыгает искра. На открытом воздухе искра должна прыгать более чем на 1/4 дюйма.

Когда все детали установлены в автомобиле, вы можете провести этот тест с помощью одной перемычки.Оставьте все провода в машине подключенными. Снимите крышку распределителя и проворачивайте двигатель, пока не откроются точки контакта. Это оставляет заземленный конденсатор последовательно с катушкой. Включите зажигание. Замкните клемму обмотки выключателя (та, которая не подключена к источнику питания замка зажигания) на массу с помощью перемычки. При отсоединении перемычки должна появиться искра. Это, конечно, предполагает, что первичные провода внутри распределителя правильно подключены и не замкнуты на землю.В качестве пояснения, два провода, подключенные к точкам контакта, должны контактировать с пружинным рычагом точек и не должны касаться крепежного винта.

Если вы не подключите конденсатор, искра может быть настолько маленькой, что ее будет почти не видно, и повезет, если она выскочит зазор на 1/32 дюйма. Конденсатор является важной частью схемы, обеспечивая электрический «звон» в первичной обмотке катушки при напряжении до 300 вольт. Без конденсатора искровое напряжение резко снизилось бы.Если вы не получаете искры от катушки, вам нужна новая катушка (или новый конденсатор). Если вы получаете хорошую искру от катушки, вы знаете, что ваша проблема в другом.

Как работает катушка зажигания? Давайте обсудим

Почему в системе зажигания есть катушка зажигания? какова его функция и как она работает? Все пояснения мы написали ниже.

Катушка зажигания - один из основных компонентов системы зажигания. Катушка предназначена для изменения напряжения батареи с 12 В до 25 кВ.

Некоторые люди предполагают, что катушка зажигания встречается только в традиционных системах зажигания, таких как системы зажигания от батарей или системы зажигания от магнето.

На самом деле, катушки зажигания можно встретить и на выпускаемых сегодня автомобилях. Однако катушка зажигания сильно изменилась.

Раньше для всех свечей зажигания работала только одна трубчатая катушка. Но теперь существует система с одной или двумя катушками, в которой двигатель не только имеет одну катушку для всех, но и по одной катушке для каждой свечи зажигания.

Что такое функция катушки зажигания?

Его функция заключается только в увеличении напряжения зажигания.

Почему нужно увеличить напряжение зажигания?

Причина в том, что для создания скачка зажигания на свече зажигания необходимо увеличить напряжение аккумулятора в тысячи раз. Если напряжение составляет всего 12 В, то на электроде свечи зажигания не будет ступенчатого пламени, потому что для того, чтобы совершать скачки электронов в воздушном зазоре, необходимо большое напряжение.

Как работает катушка зажигания?

Чтобы понять принцип работы катушки зажигания, вам необходимо изучить приведенную ниже схему катушки зажигания.


Компонент основной катушки зажигания
  • Первичная обмотка
  • Вторичная обмотка
  • Железный сердечник

В целом катушка зажигания работает так же, как повышающий трансформатор. Повышающий трансформатор с использованием метода электромагнитной индукции для увеличения входного напряжения.

Как работает, там две катушки.Первичная и вторичная катушки, первичные катушки расположены внутри, а вторичные катушки расположены на внешней стороне, поэтому магнитное поле первичных катушек будет воздействовать на вторичные катушки.

Если количество витков вторичной катушки меньше, выходное напряжение будет уменьшаться, но если количество витков вторичной катушки больше, то выходное напряжение увеличится.

Вот что происходит при индукции.

А вот с катушкой зажигания небольшая разница. В катушке зажигания вторичная катушка расположена внутри первичной катушки, как показано выше.

Тогда как же происходит индукция?

Получается, что индукция катушки зажигания возникает не при прохождении тока через катушку зажигания, а при отключении тока в катушке зажигания.

Первичная катушка будет создавать магнитное поле, когда она электрифицирована, это магнитное поле будет возникать во внешней области из-за положения первичной катушки во внешней области. Когда электрический ток отключен, ранее сформированное магнитное поле будет очень быстро перемещаться внутрь, прежде чем окончательно исчезнет.

Быстрое и одновременное движение магнитного поля вызовет вторичные катушки с более сильными результатами.

В результате вторичное напряжение увеличилось в сотни раз с 12 В до примерно 25 кВ.

Тогда какова функция железного сердечника в катушке зажигания?

Его функция заключается в том, чтобы отводить магнитное поле от первичной катушки, так что движение описанного выше магнитного поля будет очень быстро сфокусировано.

Хороший проводник, такой как железо, будет очень эффективным для увеличения индукции в катушке.Без этого железного сердечника возможно, что результаты индукции не достигнут 25 кВ.

Простое руководство по катушке зажигания вашего автомобиля

Как работает катушка?

Катушка работает по принципу повышающего трансформатора, преобразуя одно напряжение в другое, более высокое. Он делает это с помощью двух отдельных проводов, намотанных друг на друга, причем оба намотаны на центральный железный сердечник, и все они находятся внутри изолированного тела.

Один провод, называемый вторичной обмоткой, состоит из тысяч обмоток больше, чем другой, называемый первичной обмоткой.

Это важно, потому что количество обмоток (представьте, что это волокна) определяет уровень напряжения, с которым может справиться провод. Магнитный сердечник позволяет электрической энергии проходить от первичного провода ко вторичному.

Первичный провод получает низкое напряжение от аккумулятора и создает вокруг него магнитное поле.

Однако в тот момент, когда поток прерывается распределителем или в более современных системах зажигания, электронным блоком управления (ЭБУ), магнитное поле схлопывается, создавая или индуцируя более высокое напряжение во вторичном проводе, который движется к свече зажигания.

Почему выходит из строя катушка?

Горячий моторный отсек - сложное место для любого чувствительного электрического оборудования, такого как катушка. Расположение прямо над двигателем не помогает.

Здесь змеевик становится горячим и холодным и подвергается сильным вибрациям от двигателя. Со временем эти силы могут разрушить обмотки и изоляцию катушки.

Однако основной причиной отказа катушки является перегрузка по напряжению, вызванная изношенными свечами зажигания с зазорами между электродами, выходящими за установленные пределы, или повреждением кабелей и проводов.

Со временем выходное напряжение катушки может возрасти до опасного уровня, вызывая короткое замыкание при прожигании изоляции.

Как диагностировать неисправную катушку?

Пропуски зажигания в двигателе и обратный свет, плохой запуск, низкая производительность и низкий расход топлива - все это возможные признаки неисправности катушки. Если в вашем автомобиле система зажигания с распределительным механизмом, это повлияет на все свечи зажигания, но если это современный автомобиль с электронным зажиганием, может быть только одна свеча или две, если они имеют одну и ту же катушку.

Если ваш автомобиль был построен после 1996 года, он может иметь систему управления двигателем, которая генерирует код неисправности для любых обнаруженных пропусков зажигания. Этот код может помочь идентифицировать компонент, вызвавший пропуск зажигания. Подключите диагностический прибор к порту OBD (бортовой диагностики) и получите все сохраненные коды неисправностей.

Конечно, пропуски зажигания могут быть вызваны всевозможными проблемами зажигания и подачи топлива, а не только неисправной катушкой. По этой причине вы должны снять и проверить свечу зажигания и, если есть распределитель, провод HT.

Проверьте сохранность и целостность самой катушки. Кроме того, с помощью мультиметра проверьте соответствие первичного и вторичного сопротивления катушки техническим характеристикам.

Как отремонтировать катушку?

Катушку отремонтировать невозможно. Замена - единственный реальный вариант. Их легко заменить, но они могут быть дорогими.

Как диагностировать и тестировать катушку зажигания

Катушки зажигания обеспечивают высокое напряжение, необходимое системе зажигания для зажигания свечей зажигания.Большинство двигателей с распределительной системой зажигания имеют одну катушку, но несколько импортных приложений имеют две катушки. В безраспределительных системах зажигания (DIS) используются несколько катушек зажигания. В системах с «отработанной искрой» каждая пара цилиндров имеет общую катушку. В других системах зажигания типа DIS и типа "катушка на свече" (COP) каждый цилиндр или свеча зажигания имеет свою индивидуальную катушку.

Катушка зажигания служит трансформатором высокого напряжения. Он увеличивает первичное напряжение системы зажигания с 12 до тысяч вольт.

Фактическое напряжение зажигания, необходимое для создания искры в межэлектродном зазоре свечи зажигания, зависит от ширины зазора, электрического сопротивления свечи зажигания и проводов свечи, смеси воздуха и топлива, нагрузки на двигатель и температуры. свечи зажигания. Требуемое напряжение постоянно меняется и может варьироваться от 5000 вольт до 25000 вольт и более. Некоторые системы могут выдавать до 40 000 вольт при пиковом потреблении.

КАК РАБОТАЕТ КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

Внутри каждой катушки зажигания есть два набора обмоток вокруг многослойного или сегментированного железного сердечника.«Первичные» обмотки, которых насчитывается несколько сотен, подключены к двум внешним клеммам низкого напряжения на катушке. Положительная (+) первичная клемма подключается к выключателю зажигания и аккумуляторной батарее, а отрицательная (-) первичная клемма подключается к модулю зажигания, который обеспечивает заземление. «Вторичные» обмотки, которые имеют тысячи витков, подключены одним концом к первичной положительной клемме и вторичной выходной клемме высокого напряжения в центре катушки на другом конце.

Отношение вторичной обмотки к первичной обычно составляет около 80: 1.Чем выше коэффициент, тем выше потенциальное выходное напряжение катушки. Катушки зажигания с характеристиками обычно имеют более высокое передаточное число, чем стандартные катушки.

Когда модуль зажигания замыкает первичную цепь катушки и обеспечивает заземление, ток течет через первичные обмотки. Это создает сильное магнитное поле вокруг железного сердечника и заряжает катушку. Чтобы магнитное поле достигло максимальной силы, требуется от 10 до 15 миллисекунд.

Затем модуль зажигания размыкает заземление катушки и отключает первичные обмотки катушки.Это вызывает внезапное схлопывание магнитного поля. Энергия, хранящаяся в магнитном поле, должна куда-то уходить, чтобы вызвать ток во вторичных обмотках катушки. В зависимости от соотношения витков провода это увеличивает напряжение в 100 раз или более, пока не будет достаточно напряжения для зажигания свечи зажигания.


ОТКАЗЫ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Катушки зажигания очень прочные и надежные, но могут выйти из строя по разным причинам. Тепло и вибрация могут повредить обмотки и изоляцию катушки, вызывая короткое замыкание или обрыв в первичной или вторичной обмотке.Но убийца номер один катушек зажигания - это перегрузка по напряжению, вызванная неисправными свечами зажигания или свечными проводами.

Если свеча зажигания или ее провод разомкнут или имеют чрезмерное сопротивление, выходное напряжение катушки зажигания может возрасти до точки, при которой оно прожигает внутреннюю изоляцию катушки, вызывая короткое замыкание. Изоляция многих катушек может быть повреждена, если выходное напряжение превышает 35 000 вольт. Как только это произойдет, выходное напряжение катушки может упасть, что приведет к пропуску зажигания, когда двигатель находится под нагрузкой, или катушка может перестать выдавать любое напряжение, препятствующее запуску или работе двигателя.

Если катушка имеет напряжение аккумулятора на ее положительном выводе и заземляется, включая и выключая модуль или цепь зажигания, но не производит искры, катушка неисправна и ее необходимо заменить.

СОВЕТ: Если модуль зажигания выходил из строя более одного раза, это может быть связано с неисправной катушкой зажигания. Внутренняя дуга или короткое замыкание в катушке может привести к перегрузке и повреждению схемы внутри модуля зажигания.

ДИАГНОСТИКА КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Отказ катушки в системе зажигания распределителя влияет на все цилиндры.Под нагрузкой двигатель может не запуститься или сильно пропустить зажигание. Пропуски зажигания также могут переходить от цилиндра к цилиндру. Но на двигателе с системой зажигания без распределителя (DIS) или системой зажигания с катушкой на свече (COP) отказ одной катушки повлияет только на один цилиндр (или два цилиндра, если это система отработанной искры DIS, где два цилиндра являются напротив друг друга в порядке срабатывания разделяют одну и ту же катушку).

Если ваш двигатель работает с перебоями (пропуски зажигания) и горит индикатор проверки двигателя, используйте считыватель кодов или диагностический прибор для проверки кодов пропусков зажигания.

На двигателях 1996 года и более новых с OBD II и обнаружением пропусков зажигания при отказе катушки обычно устанавливается код пропуска зажигания P030X, где «X» - это номер цилиндра, в котором возникают пропуски зажигания. Код пропуска зажигания P0301, например, говорит о пропуске зажигания в цилиндре № 1. Но код пропуска зажигания может быть вызван проблемой зажигания, проблемой с топливом или проблемой сжатия, поэтому не спешите с выводами, поскольку предполагайте, что пропуск зажигания означает неисправную катушку, свечу зажигания или провод свечи. Также это может быть неисправный инжектор или утечка компрессии (погнутый или сгоревший клапан).

Если катушка закорочена или разомкнута, код также может быть установлен для катушки на этом цилиндре. Если кода нет, вам следует измерить первичное и вторичное сопротивление катушки с помощью цифрового омметра. Также следует снять и осмотреть свечу зажигания. Проверьте искровой промежуток и посмотрите на отложения на свече, чтобы убедиться, что пропуски зажигания вызваны отложением нагара или масла. Также проверьте провод вилки (если он есть), чтобы убедиться, что сопротивление провода находится в пределах технических характеристик.

Если катушка, свеча зажигания и провод свечи в порядке, пропуски зажигания могут быть из-за грязной или мертвой топливной форсунки (проверьте сопротивление форсунки и подачу напряжения и используйте индикатор NOID, чтобы проверить наличие импульса от Схема драйвера PCM.Если с инжектором все в порядке, выполните проверку компрессии, чтобы увидеть, есть ли в цилиндре неисправный клапан или негерметичная прокладка головки.

ПРИМЕЧАНИЕ : Если двигатель с системой зажигания COP запускается нормально, но не запускается из-за отсутствия искры, проблема не в одной или нескольких неисправных катушках. Скорее всего, неисправность заключается в неисправном датчике положения коленчатого вала или распределительного вала, проблеме подачи напряжения на катушки в цепи зажигания, неисправном модуле зажигания (если используется) или неисправной цепи драйвера катушки зажигания в PCM.


Катушка зажигания в разрезе двигателя Cadillac Northstar.

КАК ПРОВЕРИТЬ КАТУШКУ ЗАЖИГАНИЯ

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Никогда не отсоединяйте провод свечи или выходной провод высокого напряжения катушки, чтобы проверить наличие искры. Помимо риска серьезного удара током, открытый провод вилки или провод катушки увеличит требуемое напряжение на катушке до такой степени, что это может привести к ее повреждению. Единственный безопасный способ проверить наличие искры - использовать тестер свечей зажигания.

Если есть подозрение на неисправность катушки, измерьте сопротивление первичной и вторичной обмоток катушки с помощью омметра.Если какой-либо из них не соответствует техническим требованиям, необходимо заменить катушку.

Катушка

А может быть легко протестирована с помощью цифрового омметра импеданса 10 мегаом. Обратитесь к сервисной информации производителя транспортного средства для получения технических характеристик теста катушки, поскольку значения могут варьироваться в зависимости от области применения.


Для проверки катушки зажигания подключите два измерительных провода омметра к первичным клеммам катушки (+ и -). Большинство катушек должны показывать от 0,4 до 2 Ом. Нулевое сопротивление указывает на короткое замыкание катушки, в то время как высокое значение сопротивления указывает на разомкнутую катушку.

Сопротивление вторичной обмотки измеряется между положительной (+) клеммой и клеммой высокого напряжения. Новые катушки с сегментированной конструкцией сердечника обычно показывают сопротивление от 6000 до 8000 Ом, в то время как другие могут показывать до 15000 Ом.

На катушках, отличных от консервных, первичные выводы могут быть расположены в соединителе или даже под катушкой. Обратитесь к изготовителю транспортного средства. служебная информация о расположении клемм и процедурах проверки катушек зажигания.


Катушка зажигания Ford DIS V6.Обратите внимание, что клеммы находятся в разъеме проводки катушки.

Другой метод проверки катушки зажигания

Другой способ проверить катушку зажигания - это использовать «искровой тестер». Вы можете найти недорогие тестеры искры на ebay или в большинстве магазинов автозапчастей. Встроенный тестер искры устанавливается между катушкой зажигания и свечой зажигания. При выключенном двигателе отсоедините катушку от свечи зажигания, подсоедините один конец прибора для проверки искры к верхней части свечи зажигания, а другой конец подсоедините к выходу катушки.Тестер искры с длинным зондом необходим для катушек типа «карандаш», которые надеваются на свечу зажигания, и для свечей зажигания, которые утоплены глубоко в головке блока цилиндров.

После установки искрового прибора запустите двигатель. Если индикатор на тестере искры мигает, катушка вырабатывает напряжение зажигания, и цепь, которая управляет катушкой, также работает. Если двигатель пропускает зажигание, свеча зажигания может быть загрязнена, треснула или закорочена. Отсутствие вспышки означает либо неисправную катушку, либо неисправную цепь управления катушкой.Проверьте соединитель проводки катушки, чтобы убедиться, что он не ослаблен или не корродирован. Плохой соединитель проводки может помешать срабатыванию хорошей катушки.


Стендовое испытание катушки зажигания

В некоторых магазинах автозапчастей есть стендовый тестер катушки зажигания, который может имитировать работающий двигатель для проверки работы и выходной мощности катушки. Тест позволит проверить, нормально ли работает катушка. Если ваша катушка проходит все тесты, но у вашего двигателя пропуски зажигания, проблема, скорее всего, связана с плохой свечой зажигания, плохим разъемом проводки на катушке или неисправным модулем управления зажиганием или PCM.Если катушка не проходит какую-либо часть теста, вам нужна новая катушка.


ПЛОХАЯ КАТУШКА МОЖЕТ ПОВРЕДИТЬ PCM

Короткое замыкание, которое снижает нормальное сопротивление в первичной обмотке, позволит чрезмерному току течь через катушку, что может повредить схему драйвера PCM. Это также может снизить выходное напряжение катушки, что приведет к слабой искре, затрудненному запуску, колебаниям или пропускам зажигания под нагрузкой или при ускорении.

Аномально высокое сопротивление или обрыв в первичной обмотке катушки обычно не приводит к повреждению схемы драйвера PCM, но снижает выходное вторичное напряжение катушки или полностью его уничтожает.

Короткое замыкание, уменьшающее сопротивление вторичных обмоток катушки, также приведет к слабой искре, но не повредит схему драйвера PCM.

Обрыв или сопротивление во вторичных обмотках катушки, превышающее нормальное, также вызовет слабую искру или отсутствие искры, а также может повредить схему драйвера PCM из-за индукции обратной связи через первичную цепь.



Катушка зажигания DIS и стержневая катушка для системы зажигания «катушка на свече».

ЗАМЕНИТЕ КАТУШКУ ЗАЖИГАНИЯ

Заменяемая катушка должна быть такой же, как и оригинальная (если вы не модернизируете систему зажигания с помощью катушки с более высокой выходной мощностью).

При замене катушки разъемы следует очистить и проверить на предмет коррозии или ослабления, чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение. Коррозия может вызвать сопротивление, прерывистую работу или нарушение целостности цепи, что может способствовать отказу компонентов. Также рекомендуется нанести диэлектрическую смазку на разъемы катушек, которые надеваются на свечи зажигания, чтобы свести к минимуму риск искрового пробоя из-за влаги. В двигателях грузовиков Ford с катушками зажигания COP загрязнение влаги, вызывающее коррозию, является основной причиной выхода катушек из строя.

Если двигатель испытывает повторяющиеся отказы катушек, возможно, катушки работают слишком тяжело. Основной причиной может быть высокое вторичное сопротивление (изношенные свечи зажигания или чрезмерный зазор свечи зажигания) или, в редких случаях, обедненное топливо (грязные форсунки, утечка вакуума или негерметичный клапан рециркуляции отработавших газов).

На двигателях с большим пробегом и зажиганием COP новые свечи также должны быть установлены, если катушка вышла из строя, если оригинальные свечи представляют собой обычные свечи с пробегом более 45000 миль, или долговечные платиновые или иридиевые свечи с пробегом более 100000 миль. их.


Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.



Другие статьи о зажигании:

Катушки зажигания (системы с несколькими катушками)

Проверьте свои знания: Викторина по системе зажигания

Технология свечей зажигания

Почему свечи зажигания все еще необходимо заменять

Провода свечей зажигания

Анализ пропусков зажигания

Характеристики свечей зажигания и зажигания

Распределительные системы зажигания

Системы зажигания без распределителя

Системы зажигания с катушкой от свечи

Двигатель не запускается, нет искры

Диагностика двигателя, который не запускается или проворачивается

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive



Mitchell 1 DIY eautorepair manuals

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *