Напряжение на катушке зажигания: Как устроена катушка зажигания — блог kitaec.ua

Как устроена катушка зажигания — блог kitaec.ua

Больше интересных новостей на наших страницах в социальных сетях

  

• Как устроена катушка зажигания?
• Принцип действия катушки зажигания
• Виды катушек зажигания
• Как проверить катушку зажигания?

Катушка зажигания – один из основных элементов запуска автомобильного мотора. Низкое напряжение силой в 12В подается из генератора или аккумулятора и трансформируется в переменный импульс высокого вольтажа силой в 15 000-30 000В. Этот импульс, в свою очередь, создает искру между двумя электродами свечи зажигания. И уже она берет участие в поджиге топливно-воздушной смеси и запускает двигатель.

Впервые индукционная катушка была изобретена в 1851 году инженером из Германии Генрихом Румкорфом. Тогда это изобретение сделало значительный прорыв в научной сфере изучения электричества и его возможностей. Позже во времена активного развития машиностроения катушка начала активно использоваться в автомобильном строительстве. Сейчас трудно представить автомобиль без этого небольшого трансформатора.

Как устроена катушка зажигания?

Как уже говорилось, катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.

Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.

Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.

Катушка зажигания автомобиля масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.

Принцип действия катушки зажигания

Принцип работы катушки достаточно прост. Как только прерыватель замыкает электрический контур, ток от аккумулятора с напряжением в 12 В поступает в проволоку первичной обмотки и генерирует вокруг нее силовое поле магнитного происхождения. Размыкание контактов прерывателем, аннулирует магнитное поле на обмотке первичного круга. После исчезновения силового поля, в момент прохождения линий магнитного потока по вторичной обмотке, появляется ток с напряжением до 30 тыс. вольт.

Искра появляется в момент разрыва контакта прерывателем в цепочке первичной обмотки. В тот момент, импульс высокого напряжения из витков обмотки из тонкой проволоки подается на изолированный «бронепровод» высокого вольтажа. Выходит через центральную клемму катушки и далее держит свой путь к распределителю зажигания или прямиком на свечку. Замыкание цепи и вывод импульса на свечу создает искру необходимого размера (не менее 1 мм), которая и зажигает топливно-воздушную смесь и запускает работу двигателя.

Виды катушек зажигания

В процессе усовершенствования автомобильных конструкций выработались несколько схем зажигания. В связи с этим, на данный момент существует несколько разных по конструкции катушек:

• Общая;
• Индивидуальная;
• Сдвоенная.

Общая – самая популярная для систем зажигания с отдельным распределением на свечи, контактных и бесконтактных. Она широко используется в автомобилях, производимых до 2000 года. Схема зажигания с катушкой общей конструкции выглядит следующим образом:

1. Мозги (электронный блок управления, ЭБУ) подают на нее низковольтный ток из аккумулятора.
2. Процесс преобразование в катушке.
3. Подача импульса в распределитель.
4. Подача на свечи зажигания из распределителя.

Индивидуальные работают напрямую с ЭБУ и установлены прямо на свечу. Устанавливаются в новых автомобилях, выпускающихся после 2000 года.

Сдвоенная катушка представляет собой модуль из двух устройств с двумя высоковольтными выводами. Она одновременно подает импульс для синхронного произведения искры в двух элементах зажигания. Соединяется со свечками двумя способами:

• Высоковольтным кабелем
• С одной свечкой через прямой наконечник, со второй через провод высокого вольтажа.

Как проверить катушку зажигания?

Катушки зажигания – достаточно надежные и долговечные узлы, но могут полностью или частично выходить из строя. Главные причины этого:

• Механические повреждения — старение изоляции, протекания масла через уплотнители, которое попадает на изоляцию или корпус катушки и разрушает их. Ремонт в данном случае вряд ли возможен, лучший вариант — полная замена узла.
• Повреждения контактного соединения из-за попадания влаги или химии, которой посыпают дорогу зимой.
• Вибрации, которые идут от головки блока цилиндров (ГБЦ). Для минимизации их количества, следите за работой двигателя (чтобы он работал без детонации и с исправными подушками).

Менять катушку зажигания следует при появлении признаков неисправности, среди которых:

• мотор начинает «троить». Особенно троит на морозе, пока не нагреется;
• случаются перебои в работе двигателя во влажную погоду;
• при резком нажатии на педаль газа наблюдается провал в работе мотора.

*При неисправной катушке на машинах с ЭБУ на приборной панели активизируется значок Check Engine. Хотя все выше перечисленное может означать и поломку свечей зажигания, к примеру. Все же при появлении даже одного признака, следует выполнить диагностику катушки (катушек) зажигания.

Определить неисправную катушку можно несколькими способами.

Метод проверки «на искру». Для начала визуально проверьте целостность изоляции высоковольтной проводки. Начиная свечами зажигания и заканчивая катушкой. При этом зажигание должно быть отключено (ключ находиться в положении 0).

Если с изоляцией все в порядке, снимите наконечник со свечи первого цилиндра и подсоедините его к заранее подготовленной рабочей свече. Далее

поверните ключ зажигания, как заводите машину. Если катушка исправна, то между электродами свечи появится искра. При этом нужно обращать внимание на ее цвет. Нормальная рабочая искра имеет ярко-фиолетовый оттенок, если же искра желтоватая и слабая — проблемы с проводкой или катушкой. Если же искры нет вовсе, значит, катушка зажигания неисправна.

*При работе с системой зажигания соблюдайте осторожность. Не прикасайтесь к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Если в двигателе установлены индивидуальные катушки, то проверить их можно, переставляя на другие свечи. При этом проводку лучше не трогать, чтобы не повредить ее целостность.

Проверка мультиметром. Метод проверки заключается в измерении значения сопротивления изоляции проводов в обмотках катушки при помощи такого прибора как мультиметр. Катушку зажигания лучше снять с автомобиля. Процедура несложна, главное знать, где расположены выводы первичной и вторичной катушек, так как измерять сопротивление нужно на них обеих.

*Сначала проверьте исправность мультиметра: включите режим измерения сопротивления и замкните щупы между собой. На экране должен быть 0.

Два щупа мультиметра попарно подсоединяют (касаются) к выводам первичной обмотки. Значение сопротивления должно находиться в пределах 0,5…3,5 Ом (у некоторых катушек может быть больше, точную информацию вы найдете в справочной литературе). Аналогичную процедуру необходимо провести и со вторичной катушкой. Однако тут диапазон значений будет другим — от 6 до 15 кОм.

Если значение маленькое — в обмотке повредилась изоляция, и вы имеете дело с коротким, скорее всего межвитковым, замыканием.

Если сопротивление слишком велико — провод обмотки оборвался и нет нормального контакта. В любом случае надо или выполнять ремонт, или просто заменить катушку.

Если вы имеете дело с индивидуальными или двухвыводными катушками, то здесь дело обстоит несколько иначе. Значение на первичной обмотке должны быть аналогичными. А что касается «вторички», то значение сопротивления будут идентичными на обоих выводах. Если на машине установлена катушка с четырьмя выводами, то проверку нужно делать на всех выводах. Также учтите, что при измерении сопротивления на вторичной обмотке важно учитывать полярность. В частности, черным щупом мультиметра коснитесь центрального вывода («массы»), а красным – стержня наконечника.

Проверка осциллографом. Это самый профессиональный метод проверки катушки, только он способен дать полную информацию о состоянии системы зажигания, и в частности, катушек зажигания.

Поэтому в сложных случаях имеет смысл воспользоваться электронным осциллографом и дополнительным программным обеспечением. Особенно актуально когда есть так называемое межвитковое замыкание на катушках вторичного напряжения (с высоким напряжением).

Замена катушек, как и их проверка, достаточно простое задание. Но для исключения риска поражения высоким напряжением, лучше доверить эту процедуру профессионалам.

Катушки зажигания, назначение и принцип работы

Катушка зажигания в автомобиле — небольшой электротрансформатор, преобразующий 12 В бортовой сети в более высокое напряжение.

Оглавление

1. Назначение и принцип работы катушки зажигания
2. Рабочие характеристики
3. Типы катушек зажигания
   • Катушки классической конструкции
   • Индивидуальные катушки
   • Двухвыводные катушки зажигания
   • Сухие и маслозаполненные катушки
4. Характерные неисправности
5. Видео «Принципы работы катушки зажигания»

Задача состоит в создании искры между электродами свечи и воспламенение горючего для обеспечения работы двигателя. Ниже рассмотрим, для чего нужен этот узел, как он работает. Разберемся с характеристиками, типами и основными неисправностями.

Назначение и принцип работы катушки зажигания

Задача катушки зажигания — создать условия, обеспечивающие появление искры между электродами свечей зажигания. Для этого должна быть выполнено три требования:

1. напряжение на выводах — 20 000 В;
2. передача импульса при достижении ВМТ с 2-градусным опережением коленвала;
3. сохранение зазора между электродами на уровне 0.8-1 мм.

Важно

Напряжение бортовой сети в легковых машинах — 12 В, а в большинстве грузовиков — 24 В. Этого напряжения недостаточно для пробивания между электродами и создания искры. Для создания необходимых условий и пробития 1-миллиметрового воздушного пространства требуется не меньше 20 000 В. 

Принцип действия:

• Водитель включает зажигание.
• К катушке подходит 12 В, что вызывает электромагнитное поле. Последнее усиливается металлическим сердечником.
• Коленвал и определенный поршень доходит до ВМТ. 
• Завершение такта сжатия. 
• Передача информации ЭБУ от ДПКВ на образование искры.
• Отправление сигнала размыкающему реле.
• Размыкание цепи после соответствующего сигнала контроллера.
• Прекращение питания обмотки реле.
• Выработка импульса высокого напряжения и его отправка по проводам к необходимой свече.

Иными словами, катушка зажигания совместно с контролирующем реле и ЭБУ обеспечивают создание высокого напряжения, появление искры на свечах и работу двигателя.

Для создания дугового разряда необходимо создание определенного потенциала. Его размер зависит от материала, диаметра свечи, состав горючего, температуры, созданного давления и иных параметров. Для эффективной работы свечи созданное катушкой напряжение должно быть в 1.5 раза больше, чем напряжение пробоя.

Рабочие характеристики

У магнитной катушки зажигания в автомобильном двигателе предусмотрено несколько параметров, которым стоит уделить внимание:

• Индукционность, Гн. Показывает способность катушки копить энергию. Последняя накапливается во внешней обмотке и пропорциональна индуктивности. Чем выше этот показатель, тем лучше работает устройство.
• Сопротивление. Обязательная работа — проверка параметра сопротивления в первичной / вторичной обмотке. Он составляет 0.25-0.55 Ом или от 2 до 25 кОм соответственно. Мощность выходящей искры напрямую зависит от сопротивления. Чем оно больше, тем меньше энергия и мощность пробоя.
• Коэффициент трансформации. По этому параметру можно видеть кратность увеличения напряжения. В грузовиках, как правило, на катушку зажигания приходит 24 В. После разрыва цепи ток падает с 6-20 А до нуля. Корректировка тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и появлению напряжения в первичной цепи на уровне 400 В. Рассматриваемый параметр показывает кратность увеличения этого, а не бортовых 12 или 24 В. 
• Напряжение пробоя. В момент появления максимального потенциала между электродами свечи появляется искра. Значение напряжения пробоя зависит от расстояния между контактами, между которыми происходит искрение. При первом пуске мотора уровень напряжения должен быть больше для пробоя и появления искры. Причиной является холодное горючее и воздух внутри камеры.
• Количество искр в минуту. Этот параметр показывает, сколько пробоев происходит между электродами в течение 60 секунд. Для расчета необходимо количество оборотов в минуту умножить на число цилиндров и поделить на два. К примеру, для 4-цилиндрового мотора при скорости вращения 6000 об/мин количество искр в минуту составит 12 000. 
• Энергия искры. Для воспламенения искрового промежутка необходима энергия, которая тратится в течение 1.2 мс. Этого периода достаточно для сжигания подготовленной горючей смеси. Оптимальный параметр энергии искры составляет от 0.05 до 0.1 Джоуля. 

Указанные выше параметры необходимо знать и учитывать при намерении купить катушку зажигания для своего автомобиля. Дополнительные требования можно найти в инструкции по эксплуатации производителя катушки.  

Типы катушек зажигания

Конструктивно такие устройства состоят из металлического сердечника, соединенного с электродом свечей зажигания, и вторичной обметки с большим количеством медных проводов. 

Несмотря на ряд общих черт, на автомобилях могут устанавливаться разные виды катушек зажигания. Они могут отличаться конструктивно, по принципу действия, характеристикам и эффективности. Рассмотрим каждый из вариантов подробнее.

Катушки классической конструкции

Простейшая версия устройств, имеющих две обмотки с разным количеством витков. У первичной обмотки их 150, а у вторичной — 30 000. Каждая из них изолирована, что защищает от появления КЗ в системе.

Устройство имеет вид стакана, на крышку которого выведена контактная группа первичной обмотки. Вторичная находится во внутренней части и соединяется одним краем с низковольтной частью. Другой край также выходит на крышку и используется для соединения цепочки, объединяющей свечу и трансформатор.

Сердечник с двумя обмотками находится внутри кожуха и заполняется маслом. Обмотки объединены последовательно, а два края выводятся на внешнюю клемму.Сверху имеется диэлектрический слой с минимальным числом витков из толстой проволоки.

Конструкция простая, но почти не используется при изготовлении автомобилей. Причина в низкой эффективности и частых поломках. Классические катушки зажигания встречаются в старых авто, поэтому нужно знать особенности обслуживания и ремонта.

Индивидуальные катушки

Такие модели устанавливаются в электронных системах, обеспечивающих прямое зажигание. В состав узла также входит две обмотки. Разница в том, что первичная размещена внутри, а не снаружи. Также в индивидуальных катушках имеется два сердечника. Первый (внутренний) стоит в первичной, а наружный — во вторичной обмотке. Дополнительным элементом являются электронные воспламенители.

Большое напряжение, которое появляется во вторичной обмотке, передается напрямую к свечам зажигания с применением наконечника. Последний включает в себя высоковольтный стержень, пружинку и изолятор. Для быстрого «отрезания» тока на вторичной обмотке установлен диод.

Двухвыводные катушки зажигания

Особенность таких катушек зажигания двигателя— сдвоенная конструкция, предусматривающая наличие двух выводов. Такие устройства используются во многих современных авто электронным зажиганием. Особенность 2-выводных модификаций состоит в образовании искры в 2-х цилиндрах сразу. Один находится в нужной точке ВМТ, а во втором пробой происходит без воспламенения на выпускном такте.

Объединение со свечами может быть 2-х видов:

1. с применением высоковольтных проводов;
2. параллельно — через наконечник или с помощью высоковольтного провода.

2-выводные катушки могут объединяться в общий блок, получающий название 4-выводоного.

Сухие и маслозаполненные катушки

Конструктивно катушки зажигания бывают трех видов:

1. Маслонаполненные. Внутри таких устройств используется трансформаторного масло. Его задачей является отвод тепла и защита от перегрева. Кожух такого материала имеет металлическую конструкцию, что не всегда логично.
2. Сухие. Во многих современных машинах устанавливаются катушки, в которых нет масла. Такие устройства не имеют кожуха, а верхняя часть покрывается слоем компаунда. Последний имеет эпоксидную структуру, обеспечивающую защиту от влаги и оптимальное охлаждение.
3. Комбинированные. В некоторых авто встречаются универсальные катушки зажигания, где комбинируется масляный и сухой принцип.

Характерные неисправности

Во время эксплуатации автомобиля на катушку действует много негативных факторов. К таковым можно отнести КЗ между обмотками, перегрев, работу в условиях вибраций или недостаточное напряжение от аккумулятора. Эти и другие факторы могут привести к следующим неисправностям:

• Повреждение корпуса. Может быть обусловлено механическими воздействиями.
• Ошибки распиновки при замене и обслуживании катушки зажигания.
• Перегрев устройства. Часто возникает из-за короткого замыкания в системе. Проблема проявляет себя появлением подергивания на 60-70 км/час и неустойчивой работой силового агрегата.
• Повреждение первичной / вторичной обмотки. Результатом может быть короткое замыкание, о котором упоминалось выше.
• Отсутствие импульса, из-за которого на свечах не появляется искра. В результате мотор не запускается.

Сбои в работе катушки зажигания могут проявить себя следующим образом:

• зажигание индикатора, свидетельствующего по появлении ошибки двигателя;
• остановка мотора из-за отсутствия тока к свечам, невозможность запуска;
• увеличение потребления топлива и снижение эффективности мотора;
• «простреливание» в выхлопной системе;
• остановка ДВС и прекращение подачи тока на свечи зажигания;
• пропуски в работе свечей, что чаще всего проявляется при наборе скорости;
• невозможность завести двигатель и т. д.

В рассмотренных выше случаях нужно знать, как проверить катушку зажигания. Общий алгоритм действий имеет следующий вид:

• Подключение сканера к ЭБУ для считывания ошибок.
• Сравнение полученной информации с официальными данными по катушке зажигания.
• Осмотр изделия на факт механических повреждений.
• Контроль целостности проводки и разъемов.
• Изъятие свечи зажигания, проверка зазора и питающего высоковольтного провода.
• Включение зажигания и проверка напряжения, которое поступает на катушку. Оно не должно быть больше 10.5 В.
• Проверка сопротивления обмотки с помощью мультиметра. У первичной должно быть от 0.4 до 2 Ом, а у вторичной — от 5 до 20 кОм.
• Контроль свечей на факт появления искры.

В случае повреждений или отклонения заявленных параметров катушку важно заменить. Наличие нуля при проверке сопротивления обмотки свидетельствует о коротком замыкании, а параметр бесконечности — об обрыве. Если к устройству подходит много проводов, важно быть внимательным и работать по схеме, чтобы не ошибиться с подключением.

Итог

Катушка зажигания —важный элемент двигателя, преобразующий напряжение бортовой сети в потенциал, который необходим для появления искры. От правильности ее работы зависит мощность и динамика силового узла, а также возможность его пуска в целом. Автовладелец должен следить за его состоянием, а при необходимости делать проверку.

Принципы работы катушки зажигания

Поиск запроса «катушки зажигания в автомобильном двигателе» по информационным материалам и форуму

Катушка зажигания — проверка выхода

• Главная
• Библиотека
• Автомобильные пошаговые испытания
• Катушка зажигания — проверка выхода — вторичное напряжение

Изделия, подходящие для этого пошагового испытания*

Целью данного испытания является оценка пикового напряжения зажигания катушки зажигания с помощью испытательного адаптера на 30 кВ при работающем двигателе.

 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Неизолированные высоковольтные датчики предназначены для зажима только высоковольтных проводов с двойной изоляцией – они не предназначены для прямого подключения к опасному напряжению.

Во избежание травм или смерти при подключении или отключении датчика HT:

1. выключите зажигание
2. очистить высоковольтные провода
3. осмотрите их на наличие повреждений
4. закрепите датчик HT на желаемом неповрежденном проводе HT
5. убедитесь, что все измерительные провода не касаются горячих или вращающихся частей перед запуском двигателя

 

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Как выполнить тест

Примечание: вам понадобится адаптер для испытания воспламенения на 30 кВ, который можно приобрести у вашего поставщика испытательного оборудования.

Процедура подключения — распределительные системы

Вставьте отвод высокого напряжения (HT) в канал A на PicoScope, закрепите провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите высоковольтный зажим на одном из провода разъема двигателя. Отсоедините этот штепсельный провод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рис. 9.0051 Рисунок 1 .

Процедура подключения — безраспределительная система зажигания (DIS)

Используя пример кривой вторичного отрицательного зажигания, сначала определите две отрицательные свечи зажигания. В этой системе необходимо будет проверить только свечи с отрицательным срабатыванием, так как неисправность на одной стороне пакета катушек будет проявляться независимо от полярности.

Подсоедините провод датчика высокого напряжения (HT) к каналу A на PicoScope , закрепите провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на одном из отрицательных проводов зажигания двигателя. . Отсоедините этот штепсельный провод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рис. 9.0051 Рисунок 1 .

Процедура подключения — катушка на цилиндр

Снимите блок катушек и установите удлинительный переходник на свечу зажигания. Прикрепите тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рис. 1 , между удлинителем и катушкой.

Вставьте отвод высокого напряжения (HT) в канал A на PicoScope , закрепите провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите высоковольтный зажим на тестовом адаптере 30 кВ.

Процедура испытаний

Процедура проверки одинакова для всех вышеперечисленных систем зажигания. При работающем двигателе и осциллографе, отображающем показания в реальном времени, очень осторожно отсоедините соединение со свечой зажигания (или переходником-удлинителем). Это делается с помощью плоскогубцев с соответствующей изоляцией, таких как показанные на рис. 2 . Когда соединение со свечой зажигания снято, внутри тестера на 30 кВ должна быть видна искра. Этот зазор задан заранее, и на осциллографе должно отображаться не менее 30 кВ, если катушка находится в достаточно хорошем состоянии. Предустановленная форма сигнала имеет максимальное измерение напряжения, отображаемое в нижней части экрана.

На рис. 3 показаны соединения, выполненные на свече зажигания отрицательного зажигания в системе DIS. На рис. 4 показано снятие соединения со свечой зажигания.

Во время этого испытания следует соблюдать крайнюю осторожность, поскольку современные высоковольтные цепи могут создавать напряжение свыше 60 кВ. Это напряжение может повредить систему зажигания и даже электронный модуль управления (ECM), если проверка не будет проведена должным образом.

Предупреждение

При подсоединении или снятии вторичных датчиков зажигания с поврежденных высоковольтных проводов существует опасность поражения электрическим током. Во избежание этого риска присоединяйте и снимайте вторичный датчик зажигания при выключенном зажигании.

Пример сигнала

Примечания к форме сигнала

При тестировании максимальной выходной мощности катушки со снятым высоковольтным проводом выброс кВ на осциллографе будет выше, чем обычно. Напряжение, до которого оно поднимается в этих конкретных условиях, когда искра перескакивает через заданный промежуток внутри искрового тестера, не является максимально возможным напряжением от катушки. Зарегистрированное напряжение — это просто напряжение, необходимое для проскока воздушного зазора тестера. Имея это в виду, максимальное напряжение следует брать из показаний «Ch A: Максимум (кВ)» в нижней части экрана. Максимальное напряжение, зафиксированное в этом случае, составляет 29 В..55 кВ. Если бы оператор полностью размыкал высоковольтную цепь без помощи искрового разрядника, зарегистрированное напряжение было бы значительно выше, но это могло бы привести к повреждению первичных цепей переключения в усилителе или ECM. Поэтому эта практика не рекомендуется.

Типичная катушка, такая как система DIS, установленная на этом двигателе Ford Zetec, выдает напряжение свыше 60 кВ. Сниженную мощность, которая все еще будет преодолевать воздушный зазор, можно распознать по уменьшению продолжительности искры.

Дополнительную информацию о вторичных сигналах можно найти на страницах «Вторичное — распределительная система или вилка», выбранных в главном меню.

Дополнительные указания

Внутри первичной обмотки катушки находится вторичная обмотка. Эта обмотка намотана вокруг многослойного железного сердечника и имеет от 20 000 до 30 000 витков. Один конец подключен к первичной клемме, а другой к башне катушки.

Напряжение высокого напряжения (HT) создается за счет взаимной индукции между первичной и вторичной обмотками. Центральный сердечник из мягкого железа усиливает магнитное поле между ними.

В распределительной системе вторичное высоковольтное напряжение, создаваемое катушкой, подается на соответствующую свечу зажигания через контакты внутри крышки распределителя.

Напряжение, измеренное на свече зажигания, представляет собой напряжение, необходимое для скачка искрового промежутка в различных условиях, и зависит от следующего: Вилка кВ будет уменьшена на: Большие зазоры Маленькие заглушки Большой воздушный зазор ротора Низкое сжатие Обрыв провода вилки Богатая смесь Разрыв дамского хода Неправильный угол опережения зажигания Изношенные свечи зажигания Отслеживается на землю Бедная смесь Загрязненные заглушки Несоосность ротора и упора  

Потребность в киловольтах (кВ) свечи зажигания для старых двигателей, как правило, ниже, чем для современных двигателей, поскольку более поздние модели имеют более высокую степень сжатия, более обедненное соотношение воздух/топливо и большие зазоры свечей зажигания.

Современный двигатель с системой зажигания без распределителя (DIS) обладает всеми преимуществами электронной системы зажигания с постоянной энергией, но с дополнительным бонусом, состоящим в том, что из системы исключены крышка распределителя, главный вывод и ротор ротора. Проблемы с надежностью из-за сырости и трекинга теперь почти устранены.

DIS имеет свои недостатки: половина штекеров срабатывает при отрицательном напряжении, а другая половина срабатывает при далеко не идеальной положительной полярности. Это приводит к заметному износу свечей принудительного зажигания.

Эта система зажигает свечи каждый оборот, а не каждый второй, и известна как система с перерасходом искры. Это не означает, что свечи изнашиваются в два раза быстрее, чем обычно, так как лишняя искра возникает на такте выпуска и, следовательно, не подвергается сжатию. Если свечи зажигания снять через несколько тысяч миль и проверить, две свечи будут иметь относительно квадратные электроды, в то время как свечи, которые были зажжены положительно, будут иметь выраженный износ свечей.

На рис. 5 показан пример израсходованного блока катушек зажигания.

GT050-3

Отказ от ответственности
Этот раздел справки может быть изменен без уведомления. Информация внутри тщательно проверяется и считается достоверной. Эта информация является примером наших исследований и выводов и не является окончательной процедурой. Pico Technology не несет ответственности за неточности. Каждое транспортное средство может быть разным и требует уникального теста настройки.

Помогите нам улучшить наши тесты

Мы знаем, что наши пользователи PicoScope умны и креативны, и мы будем рады получить ваши идеи по улучшению этого теста. Нажмите кнопку Добавить комментарий , чтобы оставить отзыв.

Добавить комментарий

Диагностические решения: Диагностика катушки зажигания

Гэри Гомс. За прошедшее столетие конфигурации катушек зажигания эволюционировали от заполненных маслом канистр к заполненным эпоксидной смолой, к электронным сердечникам, отработанной искре и к самым современным катушкам на свече или «карандашным» катушкам. Какой бы ни была конфигурация, катушка зажигания создает искру, преобразуя силу тока в вольты.

Фото 1: Большинство техников знакомы с маслонаполненными (в центре), эпоксидными (слева), с электронным сердечником, с отработанной искрой и карандашными (справа) катушками зажигания.

Например, заполненной маслом катушке зажигания может потребоваться около 4 ампер тока при напряжении 12 вольт для выработки 20–30 киловольт (кВ), в то время как для современной конфигурации с электронным сердечником или катушкой на вилке может потребоваться около 7 ампер тока. тока на 12 вольт для получения 30-60 кВ искры высокой интенсивности. Имейте в виду, что, поскольку на процесс умножения напряжения влияет множество различных факторов, максимальное выходное напряжение будет варьироваться в зависимости от конструкции и условий эксплуатации. См. Фото 1.

Катушка зажигания любой конфигурации состоит из трех частей: первичной цепи, вторичной цепи и сердечника из мягкого железа. Магнитное поле создается вокруг сердечника из мягкого железа, когда электрический ток протекает через первичную цепь или обмотку. Когда ток, протекающий через несколько сотен витков первичной обмотки, прерывается, возникающее магнитное поле распадается на многие тысячи витков вторичной обмотки. «Разрезая» магнитное поле во много тысяч раз, вторичная обмотка умножает или преобразует низкое напряжение батареи в напряжения, необходимые для создания искры зажигания.

Имейте в виду, что фактическое выходное напряжение катушки зависит от соотношения воздух/топливо (A/F) и рабочего сжатия двигателя в зазоре свечи зажигания. Как правило, обедненное соотношение A/F и высокое давление в цилиндрах имеют тенденцию увеличивать требования к напряжению на свече зажигания.

ПЕРВИЧНАЯ ЦЕПЬ

Первичная цепь катушки зажигания включает напряжение батареи или клемму B+, подключенную к источнику тока 12 В, и клемму заземления или клемму B-, подключенную к силовому транзистору, который управляет первичным током. Чтобы создать искру, силовой транзистор получает команду от модуля управления трансмиссией (PCM) для формирования магнитного поля в катушке путем заземления первичной цепи. «Насыщение» катушки происходит по мере формирования магнитного поля. Затем PCM дает команду силовому транзистору разорвать первичную цепь и разрушить магнитное поле, что создает искру зажигания.

Фото 2: Драйвер катушки насыщает первичную цепь, замыкая цепь на землю.

Время включения первичной цепи обычно определяется как «угол выдержки» при зажигании с распределителем и «рабочий цикл» при зажигании без распределителя. Угол задержки и рабочий цикл начинаются, когда первичная цепь заземлена, и заканчиваются, когда первичная цепь прерывается. См. Фото 2.

В то время как в некоторых импортных электронных замках зажигания силовой транзистор устанавливается непосредственно на катушку, силовой транзистор в большинстве зажиганий встроен в отдельный модуль управления зажиганием (ICM). Чтобы еще больше упростить аппаратное обеспечение зажигания, в большинстве современных конфигураций силовой транзистор или «драйвер» первичного зажигания встроены в PCM.

Поскольку большинство современных систем зажигания способны создавать вторичное напряжение до 60 000 вольт или 60 кВ, системы зажигания запрограммированы на снижение рабочих температур катушек за счет сокращения рабочего цикла или «времени включения» на холостых оборотах, а также за счет увеличения рабочий цикл на высоких оборотах двигателя. Эта функция увеличивает срок службы катушки за счет снижения внутренней рабочей температуры катушки.

ВТОРИЧНАЯ ЦЕПЬ

Фото 3: Когда драйвер катушки прерывает первичную цепь, магнитное поле катушки разрушается, создавая высоковольтную искру.

Вторичная цепь системы зажигания с распределителем состоит из вторичной обмотки катушки зажигания, крышки распределителя, ротора распределителя, кабеля свечи зажигания и свечи зажигания. В системах без распределителя устранены крышка распределителя и ротор, но сохранен кабель свечи зажигания.

Toyota, среди прочего, часто использует «гибридное» зажигание с отработанной искрой на двигателях с V-образным блоком цилиндров. В этой конфигурации катушки зажигания на одном ряду цилиндров устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, а свечи зажигания на противоположном ряду подключаются к катушкам с помощью кабелей зажигания. Напротив, специальная система зажигания COP устанавливает катушку непосредственно на свечу зажигания. Очевидно, что система COP имеет наименьшее количество отказоустойчивых компонентов. См. Фото 3.

ДИАГНОСТИКА КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Прежде всего, я хочу подчеркнуть, что прерывистые неисправности катушки зажигания трудно диагностировать, поскольку обмотки катушки зажигания, как правило, очень чувствительны к теплу двигателя. Помните, что тепло увеличивает сопротивление первичной и вторичной цепи и что обе обмотки расширяются при нагревании. Вот почему катушка зажигания может пройти все заводские испытания, но все равно выйдет из строя при высоких рабочих температурах и максимальных нагрузках.

Я также первый, кто сказал, что существуют разные мнения о том, как проверять катушки зажигания и системы зажигания. Самый простой метод — измерение первичного и вторичного сопротивления катушки. Если катушка не соответствует спецификациям производителя, ее следует считать бракованной. Но соблюдение требований к первичному и вторичному сопротивлению на стенде не является гарантией того, что катушка будет правильно работать при экстремальных температурах и нагрузках.

Следующий метод — это процесс исключения, который проверяет драйвер катушки. Поскольку время проворачивания в современных системах может составлять семь градусов или меньше, никогда не используйте для тестирования обычную тестовую лампу. Вместо этого используйте DVOM для измерения рабочего цикла или для измерения наличия падения напряжения на катушке B-, когда драйвер включает и выключает катушку. Если драйвер катушки работает, катушка предположительно неисправна.

Наиболее распространенный метод проверки катушек состоит в наблюдении за тем, насколько хорошо искра проходит через воздушный зазор при прокручивании двигателя. У этого метода есть несколько проблем, потому что запуск двигателя с неисправной или плохо заряженной батареей просто не обеспечит первичное напряжение, необходимое для надлежащего насыщения первичных обмоток катушки. Батарея также должна поддерживать не менее 10 вольт на PCM, чтобы PCM оставался полностью работоспособным.

Поскольку проверка воздушного зазора должна быть постоянной и поддающейся измерению, многие специалисты используют искровые тестеры, которые создают зазор примерно 0,250 дюйма для более старых систем зажигания и искровой промежуток 0,500 дюйма для более поздних высоковольтных систем зажигания. Цвет искры часто больше связан с атмосферным загрязнением, чем с качеством искры. В некоторых случаях действительно «горячая» искра практически не видна глазу. Наконец, любая искра обычно кажется слабой, если ее увидеть под прямыми солнечными лучами, что может запутать диагноз.

Анализ осциллографа зажигания может быть столь же запутанным, потому что во время воспламенения в точке контакта технические специалисты сравнивали захваты осциллографа с «идеальной» волновой формой, которая содержала определенное количество первичных и вторичных колебаний в волновой форме катушки. Но когда транзисторы используются для прерывания первичной цепи, первичная и вторичная формы сигналов могут сильно отличаться от «идеальных» форм сигналов, изображенных во многих автомобильных текстах.

Поскольку конфигурации с эпоксидным наполнением и внешним железным сердечником (e-core) были широко представлены в начале 1980-х мы увидели, что первичные и вторичные колебания формы волны почти исчезли. С вторичной катушкой зажигания на отработанной искре, работающей как на положительном, так и на отрицательном заземлении, мы также видим значительную разницу между формами сигналов сжатия и выпуска. Поскольку большинству конструкций COP не хватает доступности, анализ вторичной формы сигнала стал трудным для выполнения в большинстве приложений.

Тип используемого осциллографа также имеет решающее значение для точного анализа формы волны. Большинство автомобильных лабораторных прицелов не выдерживают «броска» высокого напряжения, возникающего при тестировании первичной и вторичной цепи. Другим не хватает разрешения или четкости, необходимых для точного анализа формы сигнала катушки. С другой стороны, большинство из них будут отображать вторичную форму сигнала с помощью индуктивного адаптера, прикрепленного к кабелю свечи зажигания или к верхней части катушки в приложениях COP.

Фото 4: Форма сигнала с плоской вершиной указывает на то, что эта катушка имеет ограничение по току около шести ампер.

Большинство опытных техников в настоящее время используют прицелы зажигания на базе ПК, поддерживающие широкий спектр диагностических дисплеев и режимов. В обычных условиях будет достаточно высококачественного цифрового запоминающего осциллографа (DSO). Каким бы ни был ваш выбор, имейте в виду, что обучение открывает двери, и эта практика делает совершенным использование прицела для анализа работы системы зажигания.

НАГРУЗКА ТОКА

Поскольку доступ к тестированию формы вторичной волны для современных систем зажигания COP практически невозможен, наиболее продвинутые специалисты по диагностике используют лабораторный осциллограф и индуктивный датчик тока с малой силой тока для измерения и отображения тока, протекающего через первичную цепь катушки. См. Фото 4.

Фото 5: Это линейное изменение тока представляет ток, протекающий через конфигурацию «катушка на штекере». Обратите внимание, что сила тока составляет около 4,4 ампера и не ограничена.

В обзоре: маслонаполненной катушке зажигания требуется около 3-5 ампер тока при 12 вольтах для выработки 20-30 кВ, в то время как для современной конфигурации с электронным сердечником или катушкой на вилке может потребоваться до 10 ампер тока. тока на 12 вольт для получения 30-60 кВ искры высокой интенсивности. Первичные цепи ICM или PCM могут иметь неограниченную по току конструкцию, которая создает точечную форму кривой линейного изменения тока. Первичные цепи ICM или PCM также могут иметь токоограничивающую конструкцию, создающую форму сигнала с «плоской вершиной», указывающую на то, что первичный ток ограничен заранее определенными значениями. См. фото 5.

Доступ к первичной цепи чаще всего можно получить через предохранитель «зажигания» в блоке предохранителей автомобиля или непосредственно на жгуте проводов первичного зажигания, ведущем к катушкам зажигания. Во многих случаях все катушки зажигания системы питаются от одного провода, что упрощает подключение индуктивного токоизмерительного датчика.

Фото 6: Доступ для индуктивного датчика может быть обеспечен на некоторых системах зажигания COP путем установки перемычек между разъемом катушки и катушкой.

В системах зажигания COP без другого доступа можно использовать набор перемычек для подключения индуктивного токоизмерительного датчика.