Как устроена катушка зажигания: Как устроена катушка зажигания автомобиля

Содержание

Как устроена катушка зажигания — блог kitaec.ua

Как устроена катушка зажигания

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

Устройство


Благодарим за схему сайт automn.ru

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

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

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

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

Как это работает

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

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

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

Виды катушек зажигания

Они бывают индивидуальные и двухвыводные.

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

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

Советы по эксплуатации

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

Как устроена катушка зажигания

Чтобы в двигателе произошло возгорание топливно-воздушной смеси, в зазоре свечи зажигания необходима искра. Поскольку напряжение на аккумуляторе всего 12 В, устанавливают катушку зажигания. Она представляет собой обратный трансформатор, преобразующий низкое напряжение бортовой сети автомобиля в импульс высокого напряжения (от 15 до 30 тыс. вольт), достаточного для воспламенения смеси. Мы расскажем о принципах работы катушки, а также произошедших с ней за последние 170 лет конструктивных изменениях.


Классическая конструкция

Первые катушки зажигания контактного типа появились еще в середине XIX века. Изобрел их Румкорф Генрих, механик из Германии. В зажигательных системах бензиновых автомобилей до начала ХХ века импульс электротока генерировал исключительно магнето. Первой массово использовать катушку, оснащенную прерывателем, стала компания Роберта Боша в 1925 году. 

Хотя классическая модель, получившая название «бобина», претерпела за последние 100 лет ряд изменений, по сей день она считается самой надежной, пусть и не самой практичной. Конструктивно катушка объединяет две бобины с обмоткой из медной проволоки, вложенные друг в друга и нанизанные на железный сердечник. Одна обмотка имеет мало витков, на нее подается ток напряжением 12 В, который создает магнитное поле. Величина магнитного потока резко изменяется при отключении питания, вызывая напряжение положительной полярности во вторичной обмотке (с большим числом витков). Первичный ток в первых катушках включался и выключался механическим прерывателем.

Конструкцию поместили в надежный корпус из стали, для регуляции температуры наполненный маслом. Такой бобинный трансформатор обладал высокой надежностью и создавал достаточное высоковольтное напряжение. В качестве коммутатора низкого напряжения использовался трамблер. Он распределял высокий ток, обеспечивает искрообразование. Однако у системы был существенный недостаток — при глушении двигателя коленвал останавливался в произвольном положении. Контакты прерывателя могли быть как разомкнуты, так и замкнуты. И, если кулачок трамблера, находился в положении замкнутых контактов прерывателя, то при следующем запуске мотора катушка сильно нагревалась и могла даже сгореть обмотка. В ситуации, когда водитель выключал машину, но не вынимал длительное время ключ из замка зажигания, через катушку вместо импульсов проходил постоянный ток силой до 10 ампер. Проблему смогли решить лишь в середине ХХ века, установив устройство бесконтактного зажигания. Электронные коммутаторы, отключающие подачу тока на катушку при выключении двигателя, заменили контакты трамблера.

Сухая катушка зажигания

Развитие технологий позволило отказаться от наполненного маслом корпуса. Защиту катушек от пыли и влаги взял на себя эпоксидный компаунд. Продолжительное время «сухие» и «мокрые» бобины выпускались одновременно и были взаимозаменяемы.

Модуль зажигания

С появлением инжекторных двигателей получил широкое распространение «частичный трамблер». За коммутацию цепи стал отвечать блок электронного управления, а искру по цилиндрам по-прежнему распределял бегунковый распределитель. Комбинированная катушка позволила создать модуль зажигания, в котором число катушек, объединенных в единое устройство, соответствовало числу цилиндров — каждая формировала искру для своей свечи. Так же получил распространение и более технологичный вариант: две катушки на 4 свечи. Со временем блок электронного управления поместили в корпус модуля зажигания.


Индивидуальная катушка зажигания

В большинстве современных автомобилей система зажигания отличается от классической. Сейчас в каждый свечной колодец монтируют свою (индивидуальную) катушку зажигания, укомплектованную коммутационной электроникой. Такие модели эксплуатируются в более суровых условиях, чем классические катушки, они постоянно нагреваются и подвергаются вибрации. Если уплотнители плохие, то остающееся в свечном колодце масло разрушает изоляцию катушки. Но зато при ремонте достаточно заменить одно устройство, а не весь модуль. К тому же отсутствует высоковольтный кабель, напряжение зажигания сразу генерируется в нужной точке воздушного зазора свечи. Сама искра получается более сильной.

Ремонт катушек зажигания

Ремонт классических бобин был хоть и трудоемок, но вполне возможен. Сливали масло, а сгоревшую обмотку перематывали. Ранее существовали даже специальные мастерские, специализировавшиеся на восстановлении катушек зажигания. Современные устройства не восстанавливают, вышедшие из строя индивидуальные катушки и модули зажигания просто заменяют на новые.

В интернет-магазине Автолонг представлен широкий выбор качественной электроники, электрики и электрооборудования для современных автомобилей. У нас доступные цены и гарантированное качество. 


Вопросы и отзывы

Добрый день. Помогите подобрать свечи для RENAULT Magnum E.TECH (2000-). Понял, что с ними какие-то проблемы, на СТО не могут ничего сделать.

Не могу найти прокладки для катушки зажигания в каталоге. Есть в наличии?

Очень советую Очиститель контактов AVS AVK-033. Электрооборудование очищается «на ура», растворяет любую грязь. И не дорого!

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

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

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

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

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

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

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

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

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

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

Устройство катушки зажигания

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

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

Разновидности катушек

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

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

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

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

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

Достоинствами катушки являются:

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

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

Неисправности катушек и их диагностика

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

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

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

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

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

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

Замена катушки зажигания

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

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

Как работает катушка зажигания в автомобиле?

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

Зачем нужна катушка?

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

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

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

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

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

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

Виды высоковольтных элементов

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

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

  • с двумя контактами высокого напряжения;
  • индивидуальные.

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

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

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

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

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

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

О неисправностях и способах устранения

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

В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:

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

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

Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания

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

Маслонаполненная бобина

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

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

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

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

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

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

Сухие катушки

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

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

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

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

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

Модуль зажигания – отказ от трамблера

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

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

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

Каждому цилиндру – по катушке!

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

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

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

К чему мы пришли?

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

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

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

Виды, устройство и принцип работы катушки зажигания

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

Принцип работы катушки зажигания

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

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

Схема работы катушки зажигания в автомобиле

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

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

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

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

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

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

Классическая конструкция катушки зажигания

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

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

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

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

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

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

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

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

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

Двухвыводные катушки зажигания

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

Двухвыводная катушка зажигания

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

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

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

Сухие и маслозаполненные катушки

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

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

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

Срок службы и неисправности катушек зажигания

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

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

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

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

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

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

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

Устройство катушки зажигания

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

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

Разновидности катушек

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

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

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

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

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

Достоинствами катушки являются:

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

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

Неисправности катушек и их диагностика

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

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

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

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

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

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

Замена катушки зажигания

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

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

голоса

Рейтинг статьи

как работает, как проверить, какие бывают

На чтение 5 мин Просмотров 16.5к. Опубликовано Обновлено

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.

Как устроена катушка зажигания


Инжектор. Почему часто сгорают катушки зажигания?

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

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

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

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

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

Почему сгорают катушки.

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

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

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

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

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

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

Источник

Тонкости проверки катушки зажигания автомобиля

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

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

Какие процессы происходят зажигания

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

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

Возможные причины поломки катушки

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

Советские автомобилисты проверяли катушку следующим образом:

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

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

Проверяем катушку правильно

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

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

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

Система зажигания бесконтактная

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

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

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

Как проверить катушку зажигания?

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

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

Простейший тест для определения неисправной катушки зажигания:

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

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

Источник

Электронная система зажигания инжекторного двигателя

Устройство электронной системы зажигания

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

, во втором — такт выпуска.

Такой принцип распределения высокого напряжения называется ‘методом холостой искры’

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

Управление углом опережения зажигания

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

Состав системы зажигания инжекторного двигателя


В электронной системе зажигания можно выделить следующие детали:

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

Модуль зажигания

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

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

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

Высоковольтные провода зажигания

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

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

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

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

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

Датчик положения коленвала (ДПКВ)

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

Угловое расстояние между зубьями составляет 6°.

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

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

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

Источник

Назначение катушки зажигания

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

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

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

Катушка зажигания ЗМЗ-40524 ЕВРО-3 на свечу СОАТЭ

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

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

Катушка зажигания BMW 1 (E88) DELPHI

Катушка зажигания ВАЗ-2115 (модуль) СОАТЭ

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

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

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

Катушка зажигания ВАЗ-2115 (2111-3705010) BOSCH

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

Устройство и принцип действия катушки зажигания

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы катушки зажигания

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

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

Катушки зажигания разделяются на три основных типа:

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

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

Особенности индивидуальной катушки зажигания

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

По конструкционным особенностям сердечника делятся на два подвида:

  • компактная;
  • стержневая.

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

Двухвыводные катушки (сдвоенные)

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

Классификация и схемы подключения катушек зажигания

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

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

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

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

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

Виды катушек зажигания

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

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

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

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

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


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

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

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


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

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

Катушка зажигания | Устройство автомобиля

 

Как устроена катушка зажигания?

Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (15-24 тыс. В). Она состоит (рис.96) из железного корпуса, в котором на фарфоровом изоляторе 9 установлен сердечник 5, набранный из отдельных пластин, изготовленных из электротехнической стали, изолированных друг от друга окалиной. На сердечник одета картонная трубка 7, поверх которой намотана вторичная обмотка 6, состоящая из 18-24 тыс. витков медного эмалированного провода диаметром 0,07-0,1 мм. Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка 8, состоящая из 270-330 витков медного эмалированного провода диаметром 0,72-0,86 мм. Между витками и обмотками имеется изоляционная бумага. Концы первичной обмотки выведены на выводные клеммы 1 и 2. Вторичная обмотка одним концом соединена с первичной непосредственно в катушке, второй конец выведен на центральную клемму 3. Поверх обмоток установлены два полукольца 10, изготовленных из мягкой стали и представляющих собой магнитопроводы, по которым замыкаются магнитные силовые потоки. Внутренняя полость корпуса заполнена трансформаторным маслом, улучшающим изоляцию обмоток. Сверху корпус закрывается изоляционной крышкой с отверстиями для выводных клемм. Последовательно в цепь первичной обмотки включен резистор 4, сопротивление которого колеблется от 0,7 до 40 Ом. Один конец резистора соединен шиной с клеммой «ВК», а другой – с «ВКБ».

Рис.96. Катушка зажигания.

Какое назначение дополнительного резистора?

Дополнительный резистор предназначен для автоматического регулирования силы тока в первичной цепи в зависимости от времени замкнутого состояния контактов прерывателя. При работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала время замкнутого состояния контактов прерывателя велико и сила тока в цепи возрастает, резистор нагревается и препятствует увеличению силы тока в первичной обмотке, предохраняя ее от перегрева. С увеличением частоты вращения коленчатого вала время нахождения контактов прерывателя в замкнутом состоянии уменьшается, через резистор проходит меньшей силы ток, он охлаждается и не оказывает сопротивления прохождению тока, чем повышается надежность работы системы зажигания. Во время пуска двигателя стартером резистор автоматически закорачивается, что ведет к увеличению силы тока в первичной цепи тока низкого напряжения, следовательно, увеличивается напряжение во вторичной обмотке катушки зажигания.

Как устроена катушка зажигания при транзисторной системе зажигания?

Особенностью катушки зажигания, применяемой при контактно-транзисторной или бесконтактной транзисторной системе зажигания, является то, что она выполнена по трансформаторной схеме, т. е. ее первичная и вторичная обмотки не соединены между собой. Концы первичной обмотки выведены к двум клеммам, расположенным на карболитовой крышке. Одна клемма обозначена буквой К, другая не имеет обозначения. Один конец вторичной обмотки присоединен к корпусу катушки, а другой соединен с проводом высокого напряжения, укрепленном в центральной клемме катушки. При таком выводе вторичной обмотки ток высокого напряжения не проходит через транзистор, что предотвращает его пропой. Вторичная обмотка имеет 43475 витков медного провода диаметром 0,06 мм, первичная – 180 витков медного провода диаметром 1,25 мм с сопротивлением 0,4 Ом. Малая величина сопротивления обмотки позволяет увеличить силу тока в первичной цепи до 7-8 А, что при меньшем количестве витков создает сильный магнитный поток, способствующий получению во вторичной обмотке напряжения 30 тыс. В. Катушка на автомобиле должна надежно соединяться с «массой».

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система электрического зажигания»

катушка зажигания, обмотки, ток

Смотрите также:

что это, зачем нужна, признаки неисправности

Как работает и отчего ломается катушка зажигания

Вероятно, все знают, что в тепловых двигателях есть свечи, которые воспламеняют топливно-воздушную смесь. А что делает катушка зажигания? Для чего она нужна?

 

Известно, что для того чтобы выработать искру, через свечу проходит мощный электрический разряд, для которого требуется напряжение более 15 000 вольт. Его как раз и обеспечивает катушка зажигания, или просто катушка.

 

Принцип ее действия изобрел в XIX веке немецкий инженер Генрих Румкорф. Исторически это одна из самых старых деталей в двигателе. В начале ХХ века ею заменили магнето.

 

Как это работает

 

Катушка зажигания работает как обратный трансформатор. Ее функционал – преобразовать низкое напряжение, поступающее от аккумуляторной батареи или генератора, в высокое.

Смотрите такжеЧто делать если автомобиль не заводится?

Конструктивно устройство состоит из двух катушек и железного сердечника. Катушка представляет собой обмотку из медной проволоки. Обе катушки вложены друг в друга, внутри находится железное ядро. Одна катушка называется первичной, она имеет относительно мало витков. При включении зажигания напряжение составляет 12 вольт, что соответствует напряжению бортовой сети автомобиля. Ток проходит через катушку, образуется магнитное поле. Для запуска искры происходит следующее: ток резко отключается, что вызывает разрушение магнитного поля. Это вызывает напряжение во второй, или вторичной бобине. Она имеет значительно большее количество витков, чем первичная, и напряжение колеблется от 15000 до 30000 вольт.

 

За включение и выключение первичного тока первоначально отвечал механический контакт, контакт прерывания. Его настройка была сложной, необходимо было найти оптимальное расстояние до контакта, чтобы время создания магнитного поля – и значит, время зажигания – не было слишком коротким. К тому же срок службы такого контакта был сравнительно небольшим – не более 15 000 километров.

 

Начиная с середины 1970-х годов, производители начали использовать электронику. В середине 1980-х инженеры связали воспламенитель с системой впрыска и контролировали процесс через «цифру». Однако микроэлектроника работает только с небольшими потоками, а катушка зажигания нуждается в 5 амперах. Так появился новый компонент: усилитель мощности. Он функционирует примерно так же, как усилитель в стереосистеме.

 

Через несколько лет стал лишним распределитель зажигания, и каждая свеча получила свою собственную катушку зажигания. В этом был ряд преимуществ. Напряжение зажигания генерируется там, где необходимо, отсутствует высоковольтный кабель. Кроме того, увеличилось время зарядки и, несмотря на меньший размер, искра получалась более сильной. Такие одиночные катушки зажигания обычно также включают усилитель мощности. Для двигателей с тремя или четырьмя цилиндрами они часто объединяются в один корпус, в противном случае они устанавливаются отдельно над свечой зажигания.

 

Отчего они ломаются

Прежде всего из-за жары и/или вибрации. Кроме того, в старых автомобилях с одной катушкой достаточно было забыть выключить зажигание. В то же время, когда контакт прерывания был закрыт, ток постоянно протекал через первичную катушку и вызывал нагревание. Настолько, что могло случиться возгорание. Нынешние одиночные катушки установлены непосредственно на свечах зажигания, то есть на двигателе. Это означает, что они также постоянно нагреваются и подвергаются сильной вибрации.

 

Поначалу разработчики в недостаточной степени оценили негативные возможности этой нагрузки. И в ряде моделей автомобилей дефектной оказалась вся система зажигания. Проблемы вызывали выгоревшие концевые выключатели, а также моторное масло. Плохие уплотнители оставляют масло в колодце свечи зажигания, где оно разрушает изоляцию катушки. Еще одной проблемой может стать вода, во время мойки например. Попав под высоким давлением на катушку, она может вызвать короткое замыкание.

 

 

Как определить, что катушка неисправна?

 

Верный симптом неисправности – неравномерная работа двигателя, или «троение». Во время работы двигателя в темное время проявляются «дорожки пробоя» на кузове. К другим негативным признакам относятся перегрев конструкции, появление трещин или сколов. В старых автомобилях с одной катушкой двигатель может просто встать. На современных моделях с одиночными катушками этого практически не случается, двигатель может работать с перебоями. Но все же работать.

 

Словом, если вы чувствуете, что двигателю совсем худо, он «заикается», работает рывками, не искушайте судьбу. Ездить с такой проблемой нельзя! Необходима квалифицированная диагностика. Тем более необходимо выяснить, «виновата» ли катушка зажигания, а не, допустим, свеча. В этом случае многие симптомы совпадают.

 

Можно ли починить катушку зажигания?

 

В принципе, можно. Раньше существовали даже специальные мастерские, где бобины заново перематывались. Однако сегодня это скорее экзотика. Проще и надежнее купить и поставить новую. Это не слишком дорого.

 

Если вы не сильны в электротехнике, вернее всего доверить установку новой катушки специалисту сервисного центра. Особенно если вы владелец нового авто с индивидуальной системой зажигания. Пусть это стоит денег, но зато вы будете уверены в том, что все сделано правильно и с гарантией.

 

Назад к основам: Как работает катушка зажигания

Все системы зажигания современных бензиновых двигателей используют катушки зажигания для одной и той же основной функции: для создания высокого напряжения, необходимого для образования 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 полагаются. Здесь мы объясняем, как электромагнетизм лежит в основе важной роли катушки зажигания…

История катушек зажигания

до сих пор имеют отличительные черты оригинальных систем зажигания с катушкой, которые были введены более 100 лет назад.

Первая система зажигания на основе катушки принадлежит американскому изобретателю Чарльзу Кеттерингу, который разработал систему зажигания на основе катушки для крупного производителя автомобилей примерно в 1910/1911 годах. Впервые он разработал электрическую систему, которая одновременно питала стартер и зажигание. Аккумулятор, генератор и более полная электросистема автомобиля обеспечивали относительно стабильное электропитание катушки зажигания.

В системе Кеттеринга (рис. 1) использовалась одна катушка зажигания для создания высокого напряжения, которое передавалось на плечо ротора, которое эффективно направляло напряжение на серию электрических контактов, расположенных в узле распределителя (по одному контакту на каждый цилиндр).Затем эти контакты были соединены 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 Kettering


Система зажигания Kettering стала практически единственным типом системы зажигания для серийно выпускаемых бензиновых автомобилей и оставалась такой до тех пор, пока зажигание не включалось и не управлялось электронным способом. системы начали заменять механические системы зажигания в 1970-х и 1980-х годах.

Основной принцип работы катушки зажигания

Для получения необходимых высоких напряжений в катушках зажигания используется взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.

Когда электрический ток течет по электрическому проводнику, такому как катушка с проволокой, вокруг катушки создается магнитное поле (рис. 2). Магнитное поле (или, точнее, магнитный поток) фактически является накопителем энергии, которая затем может быть преобразована обратно в электричество.

Рис. 2: Создание магнитного поля при протекании электрического тока через катушку


Когда электрический ток первоначально включен, ток быстро увеличивается до максимального значения. Одновременно магнитное поле или поток будут постепенно увеличиваться до максимальной силы и станут стабильными, когда стабилизируется электрический ток. Когда электрический ток затем отключается, магнитное поле возвращается к катушке провода.

На силу магнитного поля влияют два основных фактора:

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

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

Использование изменяющегося магнитного поля для индуцирования электрического тока

Если катушка с проводом подвергается воздействию магнитного поля и магнитное поле затем изменяется (или перемещается), это создает электрический ток в катушке с проводом.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 (рис. 3).

Рис. 3. Изменяющееся или движущееся магнитное поле индуцирует электрический ток в катушке

На величину индуцированного в катушке напряжения влияют два основных фактора: магнитное поле и чем больше изменение напряженности магнитного поля, тем больше индуцированное напряжение.

  • Чем больше витков в катушке, тем больше индуцируемое напряжение.
  • Использование коллапсирующего магнитного поля для индукции электрического тока такое же изменение магнитного поля. Если отключить электрический ток, магнитное поле разрушится. Затем разрушающееся магнитное поле индуцирует электрический ток в катушке (рис. 4).Рисунок 4: Если электрический ток, используемый для создания магнитного поля, выключается, магнитное поле коллапсирует, что индуцирует другой электрический ток в катушке

    Точно так же, как увеличение скорости движения магнитного поля по проволока увеличит напряжение, наведенное в катушке, если можно заставить разрушающееся магнитное поле разрушаться быстрее, это вызовет более высокое напряжение. Кроме того, в катушке также может быть наведено более высокое напряжение, если количество витков в катушке увеличено.

    Взаимная индуктивность и действие трансформатора

    Если две катушки провода расположены 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 магнитное поле исчезает, оно индуцирует напряжение как в первичной, так и во вторичной обмотках. Это известно как «взаимная индуктивность» (рис. 5).


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


    Для катушек зажигания (и многих типов электрических трансформаторов) вторичная обмотка состоит из большего количества витков, чем первичная обмотка. Когда магнитное поле разрушается, во вторичной обмотке возникает более высокое напряжение, чем в первичной обмотке (рис. 6).

    Рисунок 6: Здесь вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная обмотка.Когда магнитное поле разрушается, 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, или примерно в 100 раз больше, чем первичная обмотка.

    Первоначально магнитное поле создается, когда электрическая система автомобиля подает примерно 12 вольт на первичную обмотку катушки зажигания.Когда на свече зажигания требуется искра, система зажигания отключит подачу тока на первичную обмотку, что приведет к коллапсу магнитного поля. Разрушающееся магнитное поле вызовет в первичной обмотке напряжение порядка 200 вольт; но напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, будет примерно в 100 раз больше, около 20 000 вольт.

    Используя эффекты взаимной индуктивности и используя вторичную обмотку, которая имеет в 100 раз больше витков, чем первичная обмотка, 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 на железный сердечник, который помогает концентрировать и усиливать силу магнитного поля и потока, что делает катушку зажигания более эффективной.

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

    Катушка зажигания / Катушка зажигания, что это такое?

    Двигатель вашего автомобиля внезапно заглох после того, как он некоторое время поработал в Хантингтон-Бич? У вашей машины когда-нибудь были проблемы с запуском? Он глохнет, пропускает зажигание, дает обратный эффект или расход бензина становится хуже, чем раньше? Если вы заметили какие-либо или все эти симптомы, возможно, у вас неисправна катушка зажигания или блок катушек. Дизельные двигатели не нуждаются в системе зажигания, так как они используют сжатие для воспламенения воздушно-топливной смеси.

    Катушка зажигания, также известная как искровая катушка, представляет собой индукционную катушку в системе зажигания вашего автомобиля, которая преобразует низкое напряжение аккумулятора в тысячи вольт, необходимых для создания электрической искры в свечах зажигания для воспламенения топлива.Катушки зажигания могут иметь либо внутренний резистор, либо внешний резистор, либо провод резистора, который служит для ограничения тока, протекающего в катушку от автомобильного аккумулятора. У них также есть еще один высоковольтный провод, который идет от катушки зажигания к распределителю, и провода от распределителя к каждой из свечей зажигания, называемые проводами свечей зажигания или высоковольтными проводами. В большинстве систем катушек зажигания сегодня используется силовой транзистор для подачи импульсов на катушку зажигания.

    Современные автомобили могут использовать одну катушку зажигания для каждого цилиндра или пары цилиндров и не требуют распределителя.Если в вашем автомобиле есть отдельные катушки для каждого цилиндра или пары цилиндров, все они могут содержаться внутри одного литого блока с несколькими клеммами высокого напряжения, который обычно называют пакетом катушек. Дистрибьюторы стали реже встречаться в конце 1980-х годов. В современных системах зажигания зажигание управляется электронным способом.

    В большинстве автомобилей неисправная катушка зажигания или блок катушек также вызывают лампочку проверки двигателя. Это вызвано либо тем, что компьютер вашего автомобиля обнаруживает пропуски зажигания, либо обнаруживает проблему с сигналом или цепью катушки зажигания, например, когда катушка закорочена или перегорает.Однако имейте в виду, что индикатор проверки двигателя может быть вызван целым рядом других проблем, поэтому настоятельно рекомендуется, чтобы коды неисправностей компьютера читал профессионал.

    Современные катушки зажигания намного меньше, потому что каждая из них питает только одну или две свечи зажигания. Они могут быть установлены удаленно или непосредственно над свечой зажигания, что называется катушкой на свече или прямым зажиганием. Симптомы неисправного блока катушек такие же, как и неисправной катушки зажигания: пропуски зажигания, неровный холостой ход, затрудненный запуск, повышенный расход топлива, потеря мощности или даже остановка двигателя.Более высокий расход топлива связан с тем, что вашему автомобилю нужно использовать больше топлива, чтобы компенсировать недостаток мощности. Продолжение вождения автомобиля с плохим пропуском зажигания может привести к более серьезным и дорогостоящим повреждениям, поэтому, если вы заметили проблему, вам следует как можно скорее устранить ее.

    Если вы заметили какие-либо из этих симптомов и подозреваете, что ваша катушка зажигания вышла из строя, позвоните нашему сертифицированному ASE механику сегодня. ExperTec Automotive, автомастерские номер один в Хантингтон-Бич и Коста-Меса!

    17 апреля 2020 г.

    Проблемы с катушкой зажигания, симптомы и решения Ли Джонс

    Думаете, у вас неисправна катушка зажигания? В этом блоге мы рассмотрим распространенные проблемы с катушкой зажигания, симптомы и решения, чтобы вы могли быть уверены, что ваш автомобиль работает правильно.

    Существует несколько возможных признаков неисправности катушки зажигания. Если в вашем автомобиле возникают какие-либо из перечисленных ниже проблем, возможно, у вас неисправная катушка зажигания: 

    • Пропуски зажигания двигателя
    • Грубый холостой ход
    • Снижение мощности автомобиля, особенно при разгоне
    • Плохая экономия топлива
    • Затрудненный запуск двигателя
    • Индикатор проверки двигателя горит
    • Реверсивный выхлоп
    • Увеличение выбросов углеводородов
    • Запах газа из выхлопной трубы
    • Утечки топлива

    Что такое катушка зажигания?

    Прежде чем мы более подробно рассмотрим любые возможные проблемы с катушкой зажигания, будет полезно узнать немного больше о том, что такое катушка зажигания и как она работает.

    Катушка зажигания, иногда называемая катушкой зажигания, помогает запустить двигатель автомобиля. Это неотъемлемая часть системы зажигания.

    Аккумулятор автомобиля имеет низкое напряжение (12 вольт), но для запуска зажигания на свече зажигания необходимы тысячи вольт. Катушка зажигания, которая в основном представляет собой небольшой трансформатор, преобразует 12 вольт от автомобильного аккумулятора в необходимые тысячи вольт. Без энергии, обеспечиваемой катушкой зажигания, свеча зажигания не могла бы создать искру, необходимую для сгорания.Без сгорания ваша машина вообще не заведется!

    В этом блоге мы будем говорить об одной катушке зажигания, но большинство двигателей имеют как минимум четыре катушки зажигания, иногда сгруппированные в блок катушек. Если у вас есть проблемы с катушками зажигания вашего автомобиля, это может повлиять на работу вашего автомобиля. Вот почему важно быть внимательным к симптомам неисправной катушки зажигания, которые мы сейчас рассмотрим более подробно:

    .

    1. Затрудненный запуск двигателя

    Проблемы с запуском двигателя вашего автомобиля могут указывать на проблему с катушкой зажигания.Как объяснялось выше, большинство современных двигателей имеют несколько катушек зажигания. Если у вас несколько неисправных катушек зажигания, у вас может быть неисправное зажигание и проблемы с запуском двигателя. Конечно, существует ряд различных проблем, которые могут затруднить запуск двигателя, поэтому одной только проблемы с запуском двигателя недостаточно для подтверждения проблемы с катушкой зажигания.

    2. Пропуски зажигания или остановка двигателя

    Если ваш двигатель дает пропуски зажигания или глохнет, когда вы работаете на холостом ходу или когда вы резко останавливаетесь или ускоряетесь, возможно, проблема с вашей катушкой зажигания.Пропуски зажигания, которые могут звучать как кашель или шипение, ощущаться как рывки или сильная вибрация, означают, что один из цилиндров двигателя работает неправильно.

    Пропуски зажигания более вероятны, когда двигатель находится под нагрузкой, и они могут привести к выбросам. Вот почему повышенные выбросы и запах газа, исходящий из выхлопных газов, являются симптомами неисправности катушки зажигания. Как и в случае затрудненного запуска двигателя автомобиля, существует множество других проблем, которые могут вызвать пропуски зажигания, которые необходимо исключить, прежде чем вы сможете окончательно определить, что проблема связана с катушкой зажигания.

    Неисправная катушка зажигания также может привести к тому, что автомобиль заглохнет из-за нерегулярных искр, испускаемых свечой зажигания из-за неисправной катушки.

    3. Низкий расход топлива

    Если вы заметили, что ваш автомобиль проезжает меньше от полного бака, чем обычно, это может означать, что у вас неисправна катушка зажигания. Это происходит потому, что, когда ваши свечи зажигания не получают достаточной мощности (из-за неисправной катушки зажигания), система попытается компенсировать это, впрыскивая больше топлива.Это также означает, что утечки топлива могут быть признаком неисправности катушки зажигания.

    Плохая экономия топлива также может быть вызвана неисправным датчиком MAF или грязным фильтром двигателя, поэтому эти потенциальные проблемы также необходимо исключить.

    4. Индикатор проверки двигателя

    Лампа проверки двигателя предназначена для того, чтобы сообщить вам, что с двигателем что-то не так. Если вы едете с проблемой с катушкой зажигания, индикатор проверки двигателя уловит это и включится. Вы никогда не должны игнорировать индикатор проверки двигателя, но, как и в случае с другими симптомами, которые мы обсуждали, индикатор проверки двигателя может быть вызван множеством различных проблем с двигателем.

    Самый простой способ понять, почему горит лампочка двигателя, — это проверить OBD-II (бортовая диагностика). Механик сможет выполнить для вас проверку OBD-II, или вы можете выполнить собственную проверку OBD-II с помощью сканера OBD-II. Коды от P0300 до P0312 указывают на пропуски зажигания, а коды от P0350 до P0362 — на проблемы с катушкой зажигания.

    Типы катушек зажигания

    Существует множество различных типов катушек зажигания, о которых вам следует знать, пытаясь решить проблему с катушкой зажигания.Например, вот три разных типа катушек зажигания:

    • Катушка на вилке (COP)
    • Катушка рядом с заглушкой (CNP)
    • Количество катушек на цилиндр (CPC)

    Наиболее распространенной системой с несколькими катушками является система Coil-On-Plug (COP). На цилиндр приходится одна катушка зажигания, причем каждая катушка соединена со свечой зажигания. Если для COP недостаточно места, возможно, из-за того, что свечи зажигания выступают из головки блока цилиндров, тогда у вас может быть установка CNP.В этом случае катушки будут присоединены к вилке короткими проводами.

    В зависимости от того, какая у вас система COP или CNP, вам придется проверять наличие проблем с катушкой зажигания по-разному, как мы подробно расскажем в следующем разделе.

    Как проверить катушку зажигания

    Проверка катушки зажигания может быть опасной, если она выполнена неправильно. Этот блог предназначен только для информационных целей. Если вы не знаете, как безопасно проверить катушку зажигания, обратитесь за помощью к квалифицированному специалисту.

    Как указано в разделе «Проверьте индикатор двигателя», вы можете проверить наличие проблем с катушкой зажигания, запустив проверку OBD-II, для которой потребуется сканер OBD-II. Коды от P0300 до P0312 указывают на пропуски зажигания в двигателе, а коды от P0350 до P0362 — на проблемы с катушкой зажигания.

    Для большинства других видов проверки катушек зажигания вам придется взглянуть. Расположение катушки зажигания варьируется от автомобиля к автомобилю, поэтому обратитесь к руководству пользователя вашего автомобиля или воспользуйтесь поисковой системой, чтобы найти, где находится катушка зажигания вашего автомобиля.Опять же, примите соответствующие меры предосторожности, чтобы не ударить себя током.

    После того, как вы нашли свою катушку зажигания, вы можете проверить ее на наличие явных признаков повреждения. Самое простое — проверить проводку катушки зажигания. Если какой-либо из проводов поврежден или изношен, это может быть источником проблем с катушкой зажигания. Вам также следует проверить жгут проводов катушки и разъем на наличие неисправностей, особенно на погнутые контакты клемм и ослабленные соединения. Если вы все еще не можете найти проблему, вы можете снять каждую катушку зажигания с двигателя и внимательно посмотреть на признаки повреждения.Жидкости могут повредить катушки зажигания, поэтому внимательно следите за наличием признаков влаги.

    Если у вас есть катушка зажигания CNP, вы можете выполнить еще один тест. Вы всегда должны использовать изолированные инструменты и надевать толстые резиновые перчатки для такого рода испытаний.

    1. Выключите двигатель автомобиля.
    2. Снимите провод свечи зажигания.
    3. Подсоедините новую свечу зажигания к проводу свечи зажигания.
    4. Используя изолированные инструменты, приложите резьбовую часть свечи зажигания к какой-либо металлической части двигателя.
    5. Используя соответствующие инструменты, снимите предохранитель с топливного насоса.
    6. Завести двигатель.

    После того, как двигатель заведется, обратите внимание на синие искры вдоль свечного промежутка. Если вы видите синие искры, это доказывает, что ваша катушка зажигания работает правильно. Если вы не видите синих искр или видите оранжевые искры, это признак того, что у вас проблема с катушкой зажигания. Когда вы закончите, установите детали на прежние позиции.

    Есть и другие тесты, которые вы можете выполнить на катушке зажигания, в зависимости от ее типа и вашего уровня знаний.

    Стоимость замены катушки зажигания

    Если вы обнаружили проблему с катушкой зажигания, вы можете купить новую катушку зажигания онлайн. Стоимость будет варьироваться в зависимости от марки и модели вашего автомобиля, но для более старых моделей катушки зажигания будут стоить где-то около 50 фунтов стерлингов. В YMF Car Parts вы можете купить катушку зажигания Beckermann 3Y36K, подходящую для Ford Fiesta 2013 года, за 53 фунта стерлингов.

    Хорошей новостью является то, что проблема с катушкой зажигания не является непосредственной проблемой безопасности, и ее ремонт не слишком дорог.Вы даже можете ездить с неисправной катушкой зажигания, если вам нужно, хотя вы заметите, что машина работает плохо. Оставленная без внимания проблема с катушкой зажигания может повредить другие части автомобиля, особенно каталитический нейтрализатор, что может привести к более серьезным проблемам, если с ними не справиться.

    Чтобы найти запасные части для вашего автомобиля по номеру , просто введите свой регистрационный номер , а наша автоматизированная онлайн-система сделает все остальное.

    Комплекты катушек зажигания | Провода зажигания


    Нас часто спрашивают: «В чем разница между традиционными катушками зажигания и блоками катушек?»

    На протяжении десятилетий двигатели внутреннего сгорания полагались на электрический ток от автомобильного аккумулятора, который преобразовывался при прохождении через катушку системы зажигания.Затем искра передавалась распределителем через свечные провода к свече зажигания, расположенной в каждой головке цилиндра. Катушки зажигания преобразовывали низкое напряжение батареи (обычно 12 вольт постоянного тока) в высокое напряжение, необходимое для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя. Катушка была соединена с ротором распределителя, который вращался, создавая импульсную дугу. Через крышку и ротор распределитель управлял высоким напряжением. Опираясь на вакуумное или центробежное продвижение, точки прерывателя распределителя контролировали синхронизацию искры с правильной свечой.

    Поскольку время зажигания очень важно для работы двигателя, в новых автомобилях и грузовиках используется датчик, который сообщает блоку управления двигателем (ECU) точное положение каждого поршня. Это позволяет компьютеру автомобиля управлять транзистором, который заменяет точки прерывателя и открывает или закрывает ток по мере необходимости. Блок катушек представляет собой набор катушек зажигания, которые преобразуют энергию автомобильного аккумулятора в искру для индивидуального запуска каждого цилиндра. Пакеты катушек начали заменять менее эффективный распределитель в автомобилях в конце 1990-х годов.Это также позволило удаленно устанавливать катушки зажигания, управляемые компьютером автомобиля. Поскольку движущихся частей нет, блоки катушек обеспечивают более надежную подачу искры в каждый цилиндр для более чистого сгорания.

    Поскольку механический распределитель был заменен сигналами с электронным управлением, искра проходила через одну катушку. В большинстве современных 4-цилиндровых двигателей система зажигания с перерасходом искры посылает искру в противоположные цилиндры одновременно на такте впуска и выпуска. Один цилиндр находится в верхней мертвой точке и срабатывает в такте рабочего хода, в то время как цилиндр в такте выпуска позволяет сгоревшим газам выходить через выхлоп.Двигатели V6 и V8, работающие на противоположных берегах, обычно используют блок катушек с обычными проводами зажигания. Вообще говоря, блоки катушек обеспечивают лучшую мощность для современных высокопроизводительных двигателей. Чтобы узнать больше о замене деталей зажигания для вашего автомобиля или грузовика, посетите страницу «Провода и катушки зажигания» на веб-сайте свечей зажигания E3.

    Комплекты катушек зажигания

    : простое руководство

    Как работает катушка?

    Катушка работает по простому электрическому принципу повышающего трансформатора.Он делает это с помощью двух отдельных катушек провода, намотанных вокруг центрального сердечника, и все они находятся внутри изолированного корпуса. Один провод, называемый вторичным, состоит из на тысячи витков больше, чем другой, называемый первичным. Разница в количестве витков (представьте себе катушку с нитками) определяет уровень напряжения, которое выходит на данный вход. Если хотите, статья в Википедии о трансформаторах подробно описана.

    Первичный провод получает низкое напряжение от батареи, которая создает вокруг себя магнитное поле.Однако в тот момент, когда поток прерывается системой зажигания или электронным блоком управления (ЭБУ), магнитное поле разрушается, создавая или индуцируя более высокое напряжение во вторичном проводе, который идет к свече зажигания.

    Почему выходит из строя катушка?

    Катушки зажигания

    ненавидят жару и вибрацию, поэтому горячий моторный отсек — не самое лучшее место для них. Со временем температура и тряска могут разрушить обмотки и изоляцию катушки. Если внутренняя изоляция пробивается, это может вызвать короткое замыкание в обмотке, что ограничивает величину повышения напряжения.

    Катушки могут выйти из строя из-за образования трещин в их изолированном корпусе. Эти трещины могут позволить влаге периодически закорачивать обмотки, вызывая неравномерную работу.

    Последней причиной отказа катушки является перегрузка, вызванная изношенными свечами зажигания с межэлектродным зазором, выходящим за указанные пределы, или поврежденными проводами. Со временем необходимое напряжение может возрасти до уровня, вызывающего перегрев катушки и короткое замыкание.

    Как диагностировать неисправную катушку?

    Неисправная катушка зажигания проявляется по-разному, включая пропуски зажигания в двигателе, обратные вспышки, нежелание запуска, снижение мощности, большую тягу к бензину или запах несгоревшего топлива.Если в вашем автомобиле система зажигания на основе распределителя, это повлияет на все свечи зажигания, но если это современный автомобиль с зажиганием, запускаемым компьютером, может быть затронута только одна свеча или две, если они имеют одну и ту же катушку.

    Если ваш автомобиль пропускает зажигание в сырую погоду, первым делом утром или в очень жаркую или холодную погоду, причиной вполне может быть маргинальная катушка.

    Если ваш автомобиль был построен после 1996 года, он должен иметь порт OBD II (бортовая диагностика) с функцией обнаружения пропусков зажигания, и в случае повторяющихся пропусков зажигания загорится индикатор проверки двигателя.Вы можете опросить его с помощью диагностического инструмента, проверив код P030X, где X — это номер неисправного цилиндра.

    Конечно, неисправность цилиндра может быть вызвана всевозможными проблемами зажигания и подачи топлива, а не только неисправной катушкой. По этой причине вам следует снять и проверить свечу зажигания и провод свечи зажигания, если таковой имеется. Проверьте надежность и целостность самой катушки, ищите внешние трещины.

    На большинстве автомобилей с несколькими блоками катушек вы можете заменить катушку на цилиндре с пропусками зажигания на другую, исправную.Если катушка неисправна, код пропуска зажигания теперь должен перейти на другой цилиндр.

    Что делать, если неисправна катушка?

    Комплекты катушек легко заменить для механика-любителя. Как только вы обнаружите катушку или пакеты катушек, что будет довольно легко, как только вы снимите крышку двигателя, обычно есть только один винт или небольшой болт, удерживающий ее. Снимите болт, потяните за катушку, и она выскочит.

    Неисправный блок невозможно починить.

    Катушки зажигания — Что должен знать каждый технический специалист | 2011-06-16

    Процесс сжигания топлива и воздуха приводит в действие большинство транспортных средств в США.С. и во всем мире. На самом базовом уровне это горение представляет собой химический процесс. Сжигание топлива и воздуха требует сначала смешивания двух газов, их сжатия, а затем воспламенения за счет добавления тепла.

    Требуемое тепло может поступать из нескольких источников. В дизельном двигателе реакция горения начинается за счет тепла, возникающего при нагревании смеси при очень высокой степени сжатия. В бензиновом двигателе зажигание обычно осуществляется электрической искрой, которая создает дугу или перескакивает через клеммы свечи зажигания.Это ток искры, протекающий через сопротивление зазора, который вызывает тепло, необходимое для начала горения.

    Требуемое тепло может быть доставлено другими способами; Форд, например, экспериментировал с двигателем, который использует энергию лазерного луча для запуска процесса сгорания. В очень ранних двигателях, построенных до изобретения катушки зажигания, для начала сгорания использовались горячие трубки или даже пламя. Дело в том, что это тепло должно добавляться точно в нужное время и в нужном месте для максимальной эффективности двигателя.Каждый специалист должен знать, как это работает.

    Рабочий конец свечи зажигания

    Понимание систем зажигания и того, как они на самом деле работают, начинается с рассмотрения рабочей части свечи зажигания. Типичные свечи зажигания имеют один центральный электрод и боковой электрод в форме буквы «J». В зависимости от полярности приложенного напряжения дуга может перемещаться от центрального электрода к земле или наоборот. Обычно отрицательным делают центральный электрод.Таким образом, искра проходит к центральному электроду от заземляющего электрода.

    Обычно проводящий путь между центральным и заземляющим электродами отсутствует. Цель системы зажигания состоит в том, чтобы создать токопроводящий путь через воздух или что-либо еще между электродами. Молекулы воздуха обычно не могут поддерживать проводимость, потому что внешние слои их атомов/молекул не имеют свободных электронов. Чтобы сделать воздух проводящим, требуется достаточно высокое напряжение, чтобы буквально вырвать электроны из атомных сил, удерживающих их.Этот процесс называется ионизацией.

    Для ионизации требуется не только высокое напряжение, но и концентрированное высокое напряжение. Здесь важна конструкция свечи зажигания и ее электродов. Для концентрации высокого напряжения должны присутствовать острые края. Когда свеча новая, центральный электрод представляет собой идеальный цилиндр с плоской вершиной. Верхний край этого центрального электрода острый и помогает концентрировать напряжение.

    Современные технологии позволяют улучшить работу свечей зажигания двумя способами.Первый заключается в переходе к меньшим, более заостренным электродам за счет использования очень высокотемпературных металлов, таких как иридий. Эти свечи зажигания, иногда называемые свечами с тонкой проволокой, имеют центральные электроды, размер и диаметр которых в два раза меньше, чем у обычных свечей

    .

    [РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

    Второе — добавить платиновые наконечники или подушечки на концы электродов. Платина инертна при давлении и температуре в камере сгорания. Этот металл практически исключает износ электрода.Единственная причина для замены свечи — это если эта свеча была загрязнена или загрязнена (обычно из-за очень богатого топлива) и больше не может нормально работать.

    Существует ряд факторов, которые необходимо знать в отношении того, какое напряжение потребуется для скачка свечи зажигания. Во-первых, это форма электродов, как отмечалось выше. Изношенные, закругленные электроды свечей зажигания не способны эффективно фокусировать высокое напряжение. В результате для зажигания изношенных свечей требуется большее напряжение.

    Другие факторы включают природу материалов между штекерными электродами.Это может быть сложнее, чем вы думаете. Для типичной свечи зажигания используется керамический конус, который поддерживает центральный электрод и служит для разделения центрального и бокового электродов. Эта керамика может быть загрязнена топливом, остатками топлива или маслом, проникшими через кольца или маслосъемные колпачки, а также побочными продуктами сгорания. Хотя это и не проблема в исправном двигателе, шунтирующие отложения представляют собой альтернативный путь для высокого напряжения, которое может вызвать пропуски зажигания.

    Одной из конструктивных особенностей свечи зажигания является то, что эта керамика предназначена для достижения заданной рабочей температуры или «нагрева» при нормальной работе двигателя.Причина этого заключается в том, чтобы сжечь эти загрязняющие остатки на керамике.

    Одним из преимуществ современных систем зажигания является скорость, с которой катушка переходит от 0 до требуемого напряжения зажигания. Чем быстрее это произойдет, тем больше вероятность того, что дуга возникнет через электроды, а не через какие-либо отложения на свечах зажигания. Переход на бессвинцовое топливо также способствовал значительному сокращению отложений на свечах зажигания. Двигатель, который находится в настолько плохом состоянии, что загрязнение свечей зажигания вызывает беспокойство, следует рассматривать для восстановления или замены.

    Можно было бы ожидать, что основными газами в свече зажигания и вокруг нее будут топливо и воздух. Хотя в большинстве случаев это верно, в некоторых случаях это неверно. Когда газы в этой области загрязнены, это может повлиять на напряжение, необходимое для скачка искрового промежутка. Основными источниками загрязнения являются расход клапана EGR и низкий объемный КПД.

    Термин «объемная эффективность» относится к тому, насколько хорошо цилиндр заполняется при каждом цикле впуска.Цилиндр имеет известный рабочий объем, зависящий от размера оригинальной конструкции двигателя. Газы, поступающие в двигатель и выходящие из него, обладают инерцией. Они не начинают двигаться, как только открывается впускной клапан, и не хотят прекращать движение в момент закрытия клапана. В некоторых конструкциях двигателей существует период перекрытия между открытием впускного клапана и закрытием выпускного клапана. Эффект наиболее заметен на холостом ходу. В результате для системы зажигания иногда то, что действительно течет внутри и вокруг электродов свечи зажигания, представляет собой смесь свежего воздуха, свежеиспарившегося бензина, капель неиспарившегося топлива и, возможно, выхлопных газов.Также возможно наличие загрязняющих веществ, таких как вода, водяной пар, антифриз и даже несвежий нелетучий бензин.

    Решение для этого состоит в том, чтобы иметь продолжительность или жизнь искры. В большинстве систем зажигания после проскока искры электроды продолжают гореть в течение не менее 1000 микросекунд, а то и дольше. Идея состоит в том, чтобы поддерживать горение промежутка достаточно долго, чтобы обеспечить воспламенение некоторого количества летучего топлива и воздуха.

    Требуемое напряжение зажигания свечи зажигания также зависит от давления внутри цилиндра.Давление возникает из-за сжатия, а также из-за большой нагрузки двигателя. Наибольшее напряжение зажигания обычно возникает в условиях резкого ускорения дроссельной заслонки. Изменение частоты вращения двигателя, изменение соотношения топлива и нагрузка на двигатель способствуют повышению требуемого напряжения.

    [РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

     

    Типы катушек зажигания

    Катушки современной техники бывают нескольких основных типов. Карандашные катушки обычно имеют диаметр в дюйм и длину до четырех дюймов.Эти катушки предназначены для установки между кулачками двигателей DOHC и SOHC. Обычная практика для карандашных катушек заключается в том, чтобы включать переключающую электронику, необходимую для управления катушкой, в небольшой карман рядом с внешним концом корпуса катушки.

    Преимущество катушек Pencil

    заключается в том, что они сделаны так, чтобы поместиться в пределах небольшой площади, доступной между кулачками. Несмотря на то, что они очень хорошо прилегают к двигателю, у стержневых катушек есть недостаток, связанный с их расположением. Эта часть двигателя обычно работает при очень высокой температуре.Металл, окружающий катушку, может мешать магнитному действию катушки, снижая ее мощность. Это основное соображение в двигателях с непосредственным впрыском. Карандашные катушки также более дороги в производстве и, возможно, менее надежны в реальном использовании, чем обычные катушки.

    В приложениях

    Coil Near Plug (CNP) используется короткий стержень с пластиковой изоляцией или резиновый чехол свечи зажигания, чтобы добраться до двигателя и свечи зажигания. Это удерживает трансформаторную часть катушки вверху и на расстоянии от металла головки блока цилиндров.Хотя CNP упаковываются не так аккуратно, как катушки для карандашей, их рабочая температура ниже, и, следовательно, их надежность выше. CNP, возможно, на треть дешевле в производстве, чем аналогичные катушки. Некоторые CNP включают в себя интегрированные электронные пакеты, а другие нет.

    В некоторых двигателях до сих пор используются катушки зажигания с блоком катушек. Внутри пакетов катушек находятся катушки с двумя концами, которые могут быть соединены для одновременного зажигания свечи для одного цилиндра при сжатии, а также для второго цилиндра в такте выпуска.Искра, возникающая на цилиндре под «выхлопом», — это бесполезная искра. Тем не менее, такое расположение позволяет одному блоку катушек обслуживать пару цилиндров. При следующем вращении двигателя то, что было потрачено впустую, станет полезной искрой, когда этот цилиндр находится под сжатием.

    Недостатком систем типа блока катушек является то, что они все еще используют провода свечей зажигания и чехлы для передачи искры от катушки к свечам зажигания. Провода и чехлы свечей зажигания уже давно имеют проблемы, связанные с гарантией, и их конструкция исключается из большинства современных конструкций двигателей.Пакеты катушек также сравнительно большие и тяжелые по сравнению с CNP.

    В миллионах дорожных и сельскохозяйственных транспортных средств до сих пор используются распределитель, крышка распределителя, ротор и провода свечей зажигания. В этом типе системы могут использоваться цилиндрические маслонаполненные змеевики. В системе этого типа катушка предназначена для подачи искры на целых восемь цилиндров. Крышка и ротор действуют как переключатель высокого напряжения, который распределяет выходной сигнал катушки на требуемую свечу зажигания.Крышка, ротор и провода свечи зажигания подвержены износу и загрязнению. Кроме того, катушка в этом типе системы с оригинальным оборудованием не успевает накапливать полное количество энергии искры для каждого события сгорания. Конечным результатом является то, что эти системы имеют более низкие выходные напряжения и более низкую надежность, чем более новые системы, которые их заменили.

    Конструкция катушки зажигания

    Базовая конструкция катушки зажигания начинается с двух витков провода.Первичка состоит примерно из 100 витков так называемого магнитного провода. Действительно, в «магнитной» проволоке нет ничего особенного, кроме того, что она предназначена для изготовления электромагнитных сборок, таких как трансформаторы или катушки. Для типичной катушки зажигания первичная обмотка представляет собой одну жилу медного провода калибра приблизительно 22. Провод изолирован тонким слоем полиэфирной изоляции.

    Эта изоляция позволяет наматывать первичную обмотку в виде катушки (чтобы максимизировать индуктивность) без замыкания отдельных витков на соседние.Намотка катушки в круглую трубчатую форму помогает сконцентрировать индуктивность.
    Вторичная обмотка катушки обычно наматывается на пластиковую катушку, разделенную на секции или отсеки. Проволока, используемая во вторичной обмотке, намного тоньше, чем первичная. Это тоже магнитная проволока. Как правило, этот тип провода представляет собой одножильный провод калибра от 42 до 44, покрытый дюжиной или более очень тонкими слоями изоляции. Для сравнения, этот провод меньше в диаметре, чем средний человеческий волос.Это зависит от типа изготавливаемой катушки, но на вторичную катушку наматывается до 10 000 витков тонкой проволоки. Вторичная катушка будет иметь сопротивление от 6000 до 10000 Ом. Первичная катушка устанавливается внутри вторичной катушки. В растянутом виде на вторичную катушку может быть намотано до полумили проволоки.

    Внутри как первичной, так и вторичной катушек находится пакет ламинирования. Ламстэк может состоять из 20–30 слоев тонкой электротехнической стали, уложенных по прямоугольной траектории.Часто изготавливают две детали в форме буквы «С» или «U», чтобы их можно было собрать лицом к лицу, при этом одна сторона проходит через первичную и вторичную обмотки. Две буквы C не совсем составляют полный путь. Зазор примерно 1 мм (0,039 дюйма) остается на траектории прямоугольной формы. Этот зазор важен для накопления магнитной энергии в первичной обмотке катушки.

    [PAGEBREAK]Изготовление пакета из такого количества слоев стали имеет целью устранить потери на вихревые токи, которые в противном случае ограничивали бы выходную мощность катушки.В некоторых катушках используется специальный порошкообразный металл, частицы которого изолированы пластиком для формирования магнитного сердечника катушки.

    После изготовления пакета катушек необходимо полностью пропитать катушку эпоксидной смолой. Смола нагнетается под давлением во все закоулки змеевика. Смола служит для изоляции и улавливания высокого напряжения внутри рабочей катушки. Эпоксидная смола также служит для предотвращения попадания влаги в змеевик и для распределения тепла, выделяемого при нормальной работе змеевика.Недостатком эпоксидной смолы является то, что она относительно хрупкая и может треснуть при сильном термическом циклировании катушки.

    Принцип работы катушки

    В реальных условиях эксплуатации одна сторона первичной обмотки соединена с положительным полюсом автомобильного аккумулятора. Противоположный конец катушки соединен через транзистор драйвера катушки зажигания с землей. Когда драйвер включен, ток начинает течь в первичной обмотке.

    С питанием от батареи 14.0 вольт, а первичное сопротивление 0,5 Ом, то по закону Ома казалось бы будет течь ток 28 ампер. Это не так по нескольким причинам. Первая причина заключается в том, что протекание первичного тока ограничено и ему противостоит индуктивность первичной катушки. При просмотре на осциллографе ток возрастает примерно под углом 45 градусов примерно до 7 ампер. Ток, работающий с индуктивностью первичной катушки, накапливает энергию в магнитном поле, окружающем первичную катушку. Оно варьируется, но время выдержки, необходимое для накопления энергии в первичной обмотке катушки, обычно составляет от двух до четырех миллисекунд.

    Компьютер двигателя заранее узнает, когда ему нужна искра от катушки. Цель состоит в том, чтобы начать период выдержки заблаговременно до возникновения искры, чтобы ток первичной обмотки достиг полного накопления энергии. Это время в некоторой степени зависит от напряжения батареи и в большей степени от точной внутренней температуры катушки зажигания. Это может быть труднее предсказать. По этой причине большинство электронных устройств катушек имеют функцию ограничения тока катушки. Когда целевой уровень тока достигнут, транзистор драйвера катушки частично отключается, ограничивая дальнейшее увеличение тока.Цель состоит в том, чтобы максимально сократить время ограничения тока катушки, чтобы избежать избыточного нагрева драйвера катушки. Предельное время катушки можно рассматривать как плоскую часть, которая наступает после 45-градусного наклона кривой заряда и непосредственно перед искровым событием.

    Включение и выдержка катушки управляются прямоугольным импульсом от компьютера управления двигателем. Нарастающий фронт прямоугольной волны включает драйвер катушки, начиная период задержки. Время, в течение которого импульс остается включенным, представляет собой команду компьютера на время включения катушки или период задержки.Когда импульс компьютера падает до нуля, драйвер отключается и ток в первичной обмотке перестает течь.

    Когда первичный ток катушки отключается, энергия, накопленная в магнитном поле вокруг первичной катушки, возвращается обратно в катушку, которая ее создала. Именно это разрушающееся магнитное поле индуцирует в обмотках первичной катушки обратное напряжение приблизительно 400 вольт. Разница в скорости обрушения. Чем быстрее движутся магнитные силовые линии, тем большее напряжение будет создаваться в первичной обмотке.Именно разрушающееся магнитное поле создает импульс в 400 вольт в первичной катушке.

    Этот первичный импульс преобразуется между первичным и вторичным. Соотношение примерно 100 к одному витку (вторичное к первичному) означает, что напряжение будет увеличено до 100x 400 или примерно 40 000 вольт на выходе вторичной катушки.

    Конечно, здесь есть компромисс. В то время как напряжение повышалось от первичной обмотки к вторичной, ток уменьшался.Типичные вторичные токи находятся в диапазоне миллиампер. Однако этого достаточно, чтобы создать тепло, запускающее реакцию горения.

    В некоторых катушках используется редкоземельный магнит, встроенный в пластины, для улучшения характеристик катушки и уменьшения размера катушки. Магнит смещает слои стали в одном направлении.

    Магнитное поле первичной катушки притягивает магнитное поле в направлении, противоположном полю магнита. Когда первичный ток отключается, поле разрушается.Поскольку сталь была смещена магнитом, результирующее изменение магнитного потока намного больше. Увеличенное изменение потока приводит к более высокому выходу катушки для данного размера.

    [РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

     

    Работа катушки на автомобиле

    Несмотря на то, что катушка может иметь выходное напряжение 40 000 вольт, в реальной жизни это почти никогда не происходит. Что произойдет, так это то, что напряжение будет расти настолько высоко, насколько это необходимо для ионизации разрядника свечи зажигания.На основе переменных, обсуждавшихся ранее, требуемое напряжение может составлять от 3000 вольт до 30 000 вольт.

    Более низкого напряжения может быть достаточно для ионизации промежутка в условиях высокой скорости и малой нагрузки. Максимальное требуемое напряжение возникает при резком ускорении, когда нагрузка высока, а топливная смесь богата.

    Типичное напряжение воспламенения составляет от 8 кВ до 22 кВ. Наличие более высокого напряжения, доступного от катушки, может не быть преимуществом. Провода свечей зажигания, чехлы, колпачки и роторы могут быть повреждены чрезмерным напряжением.Если вилка не сработала на 30 кВ, возможно, соединение было потеряно либо внутри, либо снаружи.

    При дальнейшем росте напряжения, которому некуда деваться, оно может выскочить из-под крышки багажника, провода свечи зажигания или даже самого блока катушек.

    Слишком высокое повышение напряжения катушки часто приводит к повреждению системы.

    Типовые формы сигналов катушек зажигания

    На сегодняшний день лучшим инструментом для диагностики проблем с катушкой зажигания является осциллограф.В некоторых конструкциях катушек можно измерять сопротивление первичной и вторичной обмотки снаружи катушки. Первичное сопротивление имеет низкое значение (обычно 0,5 Ом), и его трудно точно измерить даже с помощью цифрового омметра. Хотя можно измерить вторичное сопротивление, ответ, который вы получите, может на самом деле ничего вам не сказать. Сопротивление катушки очень чувствительно к фактической температуре внутри катушки. Изменение, связанное с температурой, может эффективно «скрыть» изменение сопротивления, вызванное закороченными витками вторичной обмотки катушки.Даже небольшой процент закороченных витков может значительно снизить доступное выходное напряжение катушки.

    Существуют три отличительные формы сигнала катушки, которые определяют ее характеристики. Первый — это форма волны первичного тока катушки (см. рис. 1). Правильно работающая катушка будет иметь плавное линейное изменение от 0 ампер в начале периода выдержки до любого значения, которое, по определению автопроизводителя, требуется для искры с полной энергией. Пожалуйста, помните, что некоторые катушки имеют плоскую область в верхней части рампы, которая представляет собой ограничение тока катушки.

    [РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

    Первичное напряжение катушки (рис. 4) представляет собой скачок обратного напряжения 400 вольт, возникающий при отключении тока катушки. Амплитуда и форма волны указывают не только на величину всплеска, но и на способность катушки колебаться после начальной искры. В нормально работающей катушке энергия колеблется взад и вперед, создавая затухающие синусоидальные волны.

    Эти синусоидальные волны являются хорошим показателем добротности или качества катушки и ее способности свободно обмениваться энергией.Закороченные витки и другие проблемы с качеством катушки лучше видны на осциллографе.

    Здесь важно отметить, что первичная катушка и вторичная катушка окружают один и тот же пакет ламинирования. Это означает, что то, что видно на первичных сигналах, указывает на то, что может происходить на вторичных или наоборот. Закороченные витки во вторичной обмотке часто видны на форме кривой первичного тока. Когда у вас есть такое обстоятельство, форма сигнала будет подниматься по вертикали, возможно, на один или два ампера, прежде чем она взлетит под обычным углом 45 градусов.

    У большинства техников нет необходимого высоковольтного пробника, чтобы непосредственно смотреть на вторичные сигналы. Хорошая новость заключается в том, что обычно в таком измерении нет необходимости. Неисправности, которые могут возникнуть во вторичном контуре, часто видны на первичном сигнале.

    [РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]


    Виды отказа катушки зажигания

    Как уже отмечалось, существует несколько различных типов и стилей катушек зажигания. У каждого свои трудности в строительстве и возможные режимы отказа.Наиболее распространенный сбой при настройке MIL или кода неисправности указывает на то, что в конкретном цилиндре происходят пропуски зажигания (что указывает на то, что событие сгорания не произошло). Это может происходить при очень низких уровнях в нормально работающем двигателе. Код неисправности устанавливается, когда процент пропусков зажигания превышает нормы, установленные производителем. Это может составлять около 0,1% случаев возгорания.

    Отсутствие воспламенения может быть связано с дефектом свечи зажигания, дефектом катушки или дефектом чехлов или проводов, связанных с этим цилиндром.Очень распространенная проблема связана со свечами зажигания. Когда соединение со свечой зажигания размыкается или свеча становится невоспламеняемой, напряжение на катушке возрастает. Часто это приводит к пробою изоляции чехла свечи зажигания или проводов. Это приводит к дуге, которая проходит через боковую сторону ботинка и прибивает ближайшую точку с потенциалом земли. После того, как дуга возникла, точечное отверстие, созданное дугой, представляет собой необратимое повреждение этого ботинка.

    Следующий высоковольтный импульс будет легче проходить через отверстие для булавки, что приведет к дальнейшему повреждению ботинка.Когда все становится достаточно плохо, сначала возникает дуга, даже если свеча зажигания была восстановлена ​​до нормального состояния зажигания. Решение состоит в замене поврежденного чехла и поврежденной свечи зажигания. Катушка действительно не вышла из строя.

    Как отмечалось выше, катушки изготавливаются из различных материалов, включая медь, сталь, пластик и, возможно, латунь или алюминий. Каждый из этих материалов имеет свой коэффициент теплового расширения. Поскольку при нормальной работе катушка нагревается и охлаждается, эти коэффициенты работают друг против друга.Эти силы фактически пытаются разорвать катушку на части. Визуальные повреждения часто проявляются в виде трещин в эпоксидной смоле или корпусе.

    Неисправности катушки также могут быть результатом короткого замыкания обмотки как в первичной, так и во вторичной катушке. Если драйвер катушки выйдет из строя, он не сможет ограничить первичный ток катушки до безопасного уровня.

    Первичная обмотка не рассчитана на ток вроде 28 ампер. Тепло, которое вызовет такое количество тока, наверняка расплавит и разрушит первичную катушку, если это произойдет.

    Другие возможные виды неисправности включают механическое повреждение самой катушки или электрических соединений жгута проводов автомобиля. Катушки с явными механическими повреждениями, такими как сломанные или треснутые разъемы или опоры высокого напряжения, должны быть заменены.

    В самом змеевике нет никакого фактора износа, кроме термоциклирования и повреждения, которое оно может вызвать. Сапоги и провода стареют, что со временем приводит к снижению значения изоляции. Ключом к правильной диагностике системы зажигания является понимание деталей того, как на самом деле работает система, с которой вы работаете.

    Как заменить катушку зажигания и свечи зажигания в старом автомобиле?

    Катушка зажигания является частью системы зажигания вашего автомобиля. Как это работает? Ну, он преобразует питание 12В батареи в высокое напряжение, создавая искру на свече зажигания. Искра воспламеняет топливно-воздушную смесь в цилиндрах двигателя.

    В настоящее время в современных автомобилях обычно используется одна катушка зажигания на цилиндр. В других автомобилях катушки зажигания для всех цилиндров будут объединены в один блок катушек.В старых автомобилях с распределителем для всех цилиндров будет использоваться одна катушка.

    Проблемы с катушкой зажигания

    Вы будете рады узнать, что отказы катушек зажигания являются обычным явлением. Симптомы неисправной катушки зажигания включают в себя:

    • Тряска двигателя
    • Отсутствие питания
    • Разбрызгивание
    • Индикатор Check Engine на приборной панели.

    Автомобили с одной катушкой зажигания или блоком катушек обнаружат, что их автомобиль не заведется с неисправной катушкой зажигания.Катушки зажигания могут выйти из строя, если в отсек зажигания попала вода или если свечи зажигания не менялись в течение длительного времени.

    Что вам нужно для замены:

    • Новые катушки зажигания
    • Диэлектрическая смазка
    • Перчатки
    • Руководство по ремонту
    • Набор трещоток и головок
    • Новые свечи зажигания (при необходимости)

    ШАГ 1:

    Во-первых, вам нужно удалить отрицательный кабель аккумулятора

    ШАГ 2:

    Теперь вам нужно найти блоки катушек или катушку зажигания в моторном отсеке вашего автомобиля.В автомобилях с пакетами катушек они обычно устанавливаются рядом с клапанной крышкой. Катушки на свечах зажигания можно найти рядом или непосредственно над каждой свечой зажигания. Обязательно снимите все пластиковые крышки двигателя, чтобы получить доступ к катушкам.

    ШАГ 3:

    Затем отсоедините жгут проводов. Для этого нажмите на язычок и отсоедините электрический разъем.

    ШАГ 4:

    Снимите крепежные болты, удерживая катушку вашего автомобиля в одном месте. Как только это отвинчено, ваш пакет катушек может быть удален.Некоторые модели могут иметь фиксирующие выступы, которые необходимо открыть.

    ШАГ 5:

    Если пришло время заменить свечи зажигания, это ваш шанс сделать это. Если у вас более старая модель автомобиля, мы рекомендуем заменить катушку зажигания и свечи зажигания одновременно.

    ШАГ 6:

    Используя диэлектрическую смазку, нанесите на конец катушки на штекере. Это предотвратит прилипание чехла к свече зажигания и предотвратит попадание воды.

    ШАГ 7:

    Теперь вы можете вставить новую катушку на место, сильно нажав, чтобы услышать щелчок.Снова подсоедините электрическое соединение и стопорный болт блока катушек.

    ШАГ 8:

    При необходимости повторяйте этот процесс до тех пор, пока не будут заменены все блоки. Затем снова подсоедините отрицательный кабель аккумулятора.

    Не в силах сделать это самостоятельно? Получите предложение от наших местных механиков!

    ПОЛУЧИТЬ ЦЕНЫ .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.