Принцип работы катушки зажигания. Катушки зажигания: энергия для рождения искр Принцип работы индивидуальной катушки зажигания автомобиля

Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Катушка (модуль) зажигания — один из ключевых узлов автомобиля, обеспечивающих своевременное воспламенение топливовоздушной смеси и нормальную работу двигателя.

Назначение катушки зажигания — увеличить стандартное напряжение автомобиля (12 Вольт) в более высокий потенциал, что гарантирует появление мощной искры между электродами свечи . Итог — возгорание рабочей смеси, движение поршней, вращение коленчатого вала и движение машины.

Конструктивные особенности и виды катушки зажигания

Устройство катушки зажигания предельно просто. Основа узла — обычный двухобмоточный трансформатор. Между «первичкой» и «вторичкой» находится сердечник из стали. Защищается вся конструкция с помощью изолированного корпуса.

Каждая из обмоток имеет свои особенности:

— для «первички» используется толстый провод из качественной меди. Число оборотов — 100-150. Входное напряжение — 12 Вольт;

— «вторичка» наматывается поверх первичной обмотки. В ее составе — от 15 до 30 тысяч оборотов. В качестве материала (как и в первом случае) используется медная проволока, но уже с другим сечением.

Описанная выше система характерна для различных типов катушек — индивидуального и сдвоенного типа. Рабочее напряжение на «вторичке» устройства — 35 тысяч вольт.

Роль изолирующего состава выполняет трансформаторное масло, которое находится внутри изделия. Кроме изолирующей, масло выполняет еще одну функцию — защищает устройство от перегрева.

Виды катушек могут быть:

1. Общими. Такие устройства используются в авто, где есть или отсутствует распределитель. Конструкция данного изделия описана в разделе выше. В частности, устройство состоит из двух обмоток, сердечника из стали и внешнего корпуса. Сформированный импульс направляется к электродам свечей.

2. Индивидуальными. Устройства задействованы в авто с электронным зажиганием. Особенность — наличие «первички» внутри «вторички». Индивидуальное устройство устанавливается непосредственно на каждую свечу зажигания .

3. Сдвоенными. Они применяются в автомобилях с электронной организацией зажигания. Особенность такого устройства — наличие сдвоенных проводов, что гарантируют подачу искры сразу к двум камерам сгорания. При этом в такте сжатия будет только одна камера, а для второй воспламенение является холостым.

Как работает катушка зажигания?

Зная устройство узла, много проще понять и принцип работы катушки зажигания. К «первичке» подводится потенциал с АКБ (12 Вольт). После этого в трансформаторе создается магнитное поле.

Периодически подаваемое напряжение разрывается с помощью прерывателя, что приводит к сокращению магнитных потоков и формированию в обмотках ЭДС.

Теперь вспоминаем курс физики, где хорошо раскрыт закон ЭМИ (электромагнитной индукции). В нем сказано, что размер ЭДС непосредственным образом зависит от числа витков в контуре. Следовательно, во «вторичке» формируется более высокое напряжение.

Полученный потенциал передается непосредственно на электроды свечей, что способствует появлению искры и возгоранию подготовленной горючей смеси.

В более старых машинах ВАЗ напряжение от узла отходило ко всем свечкам при помощи распределителя. Минус устройства — недостаточная надежность, поэтому современные устройства объединяются в общую систему и расходятся на каждую свечку по отдельности.

Основные поломки и способы диагностики катушки

В процессе эксплуатации возможны следующие неисправности катушки зажигания:

  • Сбои в работе двигателя;
  • неустойчивость холостого хода;
  • сложности в регулировке холостого хода;
  • проблемы с пуском мотора или невозможность завода двигателя (особенно это проявляется в холодную погоду);
  • отсутствие искры в одной или нескольких свечах;
  • дергание во время начала движения и в период поездки.

При наличии подозрений на неисправность, важно знать, как проверить катушку зажигания . Действуйте по следующему алгоритму (на примере ВАЗ-2108—2109):

1. Готовьте инструмент, который понадобится для выполнения работ. Здесь необходим тестер (можно использовать обычный мультиметр, в котором есть режим омметра), а также ключ на «восемь» (он может быть рожковым или накидном).

2. Проведите подготовительные работы. В частности, проверьте узел без его демонтажа с автомобиля. Для этого отбрасывайте «минус» от источника питания, снимайте провод, отходящий от модуля, отсоединяйте провода, которые подключены к выводам катушки.

Для выкручивания винтов используйте ключ на «восемь». При этом запомните позицию проводов, чтобы при их возвращении на место не допустить ошибку.

Сама проверка осуществляется в несколько этапов:

1. Диагностика исправности первичной обмотки. Подсоединяйте один щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выходу «К» (это начало и конец первичной обмотки). Ставьте переключатель в режим измерения сопротивления (оно должно находиться на уровне 0.4-0.5 Ом).

2. Диагностика исправности витков вторичной обмотки. Чтобы проверить данную часть катушки, подключайте щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выводу самого провода. Измерения должны показать сопротивление на уровне 4.5-5.5 кОм.

3. Диагностика целостности изоляционного покрытия. Один из щупов тестера подключайте к выходу «Б» устройства, а вторым прикасайтесь к внешней части. В данном случае сопротивление должно находиться на уровне около 50 мОм и более. Если хотя бы одна из 3-х проверок была «провалена», то катушку нужно менять.

При эксплуатации катушки зажигания нужно учитывать несколько полезных советов, возможно когда нибудь они вам пригодятся.

Нельзя оставлять зажигание включенным на длительное время (при условии, что двигатель не заведен). Такая оплошность приводит к уменьшению ресурса катушки и ее быстрой поломке.

Производите очистку и диагностику состояния изделия. Проверяйте качество фиксации проводников. Особое внимание уделяйте проводам, по которым проходит высокое напряжение. Кроме этого, убедитесь, что на кожух или во внутреннюю часть устройства не поступает влага.

Не отбрасывайте провода от устройства, когда зажигание активно. Если это необходимо сделать, то используйте специальные перчатки.

Как видно из статьи, устройство и работа катушки зажигания, а также ее обслуживание не должны вызвать проблем даже у начинающего автолюбителя. Главное — быть внимательным к своему автомобилю, обращать внимание на описанные выше неисправности и своевременно проверять катушку зажигания на наличие дефектов.

При выявлении поломок старайтесь не затягивать с заменой узла. В противном случае неприятности с заводом мотора могут застать в дороге.

Приветствую всех на нашем сайте!

Мы продолжаем изучать электронику с самого начала, то есть с самых основ и темой сегодняшней статьи будет принцип работы и основные характеристики катушек индуктивности . Забегая вперед скажу, что сначала мы обсудим теоретические аспекты, а несколько будущих статей посвятим целиком и полностью рассмотрению различных электрических схем, в которых используются катушки индуктивности, а также элементы, которые мы изучили ранее в рамках нашего курса – и .

Устройство и принцип работы катушки индуктивности.

Как уже понятно из названия элемента – катушка индуктивности, в первую очередь, представляет из себя именно катушку:), то есть большое количество витков изолированного проводника. Причем наличие изоляции является важнейшим условием – витки катушки не должны замыкаться друг с другом. Чаще всего витки наматываются на цилиндрический или тороидальный каркас:

Важнейшей характеристикой катушки индуктивности является, естественно, индуктивность, иначе зачем бы ей дали такое название 🙂 Индуктивность – это способность преобразовывать энергию электрического поля в энергию магнитного поля. Это свойство катушки связано с тем, что при протекании по проводнику тока вокруг него возникает магнитное поле:

А вот как выглядит магнитное поле, возникающее при прохождении тока через катушку:

В общем то, строго говоря, любой элемент в электрической цепи имеет индуктивность, даже обычный кусок провода. Но дело в том, что величина такой индуктивности является очень незначительной, в отличие от индуктивности катушек. Собственно, для того, чтобы охарактеризовать эту величину используется единица измерения Генри (Гн). 1 Генри – это на самом деле очень большая величина, поэтому чаще всего используются мкГн (микрогенри) и мГн (милигенри). Величину индуктивности катушки можно рассчитать по следующей формуле:

Давайте разберемся, что за величину входят в это выражение:

Из формулы следует, что при увеличении числа витков или, к примеру, диаметра (а соответственно и площади поперечного сечения) катушки, индуктивность будет увеличиваться. А при увеличении длины – уменьшаться. Таким образом, витки на катушке стоит располагать как можно ближе друг к другу, поскольку это приведет к уменьшению длины катушки.

С устройством катушки индуктивности мы разобрались, пришло время рассмотреть физические процессы, которые протекают в этом элементе при прохождении электрического тока. Для этого мы рассмотрим две схемы – в одной будем пропускать через катушку постоянный ток, а в другой -переменный 🙂

Итак, в первую очередь, давайте разберемся, что же происходит в самой катушке при протекании тока. Если ток не изменяет своей величины, то катушка не оказывает на него никакого влияния. Значит ли это, что в случае постоянного тока использование катушек индуктивности и рассматривать не стоит? А вот и нет 🙂 Ведь постоянный ток можно включать/выключать, и как раз в моменты переключения и происходит все самое интересное. Давайте рассмотрим цепь:

Резистор выполняет в данном случае роль нагрузки, на его месте могла бы быть, к примеру, лампа. Помимо резистора и индуктивности в цепь включены источник постоянного тока и переключатель, с помощью которого мы будем замыкать и размыкать цепь.

Что же произойдет в тот момент когда мы замкнем выключатель?

Ток через катушку начнет изменяться, поскольку в предыдущий момент времени он был равен 0. Изменение тока приведет к изменению магнитного потока внутри катушки, что, в свою очередь, вызовет возникновение ЭДС (электродвижущей силы) самоиндукции, которую можно выразить следующим образом:

Возникновение ЭДС приведет к появлению индукционного тока в катушке, который будет протекать в направлении, противоположном направлению тока источника питания. Таким образом, ЭДС самоиндукции будет препятствовать протеканию тока через катушку (индукционный ток будет компенсировать ток цепи из-за того, что их направления противоположны). А это значит, что в начальный момент времени (непосредственно после замыкания выключателя) ток через катушку будет равен 0. В этот момент времени ЭДС самоиндукции максимальна. А что же произойдет дальше? Поскольку величина ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения тока, то она будет постепенно ослабевать, а ток, соответственно, наоборот будет возрастать. Давайте посмотрим на графики, иллюстрирующие то, что мы обсудили:

На первом графике мы видим входное напряжение цепи – изначально цепь разомкнута, а при замыкании переключателя появляется постоянное значение. На втором графике мы видим изменение величины тока через катушку индуктивности. Непосредственно после замыкания ключа ток отсутствует из-за возникновения ЭДС самоиндукции, а затем начинает плавно возрастать. Напряжения на катушке наоборот в начальный момент времени максимально, а затем уменьшается. График напряжения на нагрузке будет по форме (но не по величине) совпадать с графиком тока через катушку (поскольку при последовательном соединении ток, протекающий через разные элементы цепи одинаковый). Таким образом, если в качестве нагрузки мы будем использовать лампу, то они загорится не сразу после замыкания переключателя, а с небольшой задержкой (в соответствии с графиком тока).

Аналогичный переходный процесс в цепи будет наблюдаться и при размыкании ключа. В катушке индуктивности возникнет ЭДС самоиндукции, но индукционный ток в случае размыкания будет направлен в том же самом направлении, что и ток в цепи, а не в противоположном, поэтому запасенная энергия катушки индуктивности пойдет на поддержание тока в цепи:

После размыкания ключа возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока через катушку, поэтому ток достигает нулевого значения не сразу, а по истечении некоторого времени. Напряжение же в катушке по форме идентично случаю замыкания переключателя, но противоположно по знаку. Это связано с тем, что изменение тока, а соответственно и ЭДС самоиндукции в первом и втором случаях противоположны по знаку (в первом случае ток возрастает, а во втором убывает).

Кстати, я упомянул, что величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока, так вот, коэффициентом пропорциональности является ни что иное как индуктивность катушки:

На этом мы заканчиваем с катушками индуктивности в цепях постоянного тока и переходим к цепям переменного тока .

Рассмотрим цепь, в которой на катушку индуктивности подается переменный ток:

Давайте посмотрим на зависимости тока и ЭДС самоиндукции от времени, а затем уже разберемся, почему они выглядят именно так:

Как мы уже выяснили ЭДС самоиндукции у нас прямо пропорциональна и противоположна по знаку скорости изменения тока:

Собственно, график нам и демонстрирует эту зависимость 🙂 Смотрите сами – между точками 1 и 2 ток у нас изменяется, причем чем ближе к точке 2, тем изменения меньше, а в точке 2 в течении какого-то небольшого промежутка времени ток и вовсе не изменяет своего значения. Соответственно скорость изменения тока максимальна в точке 1 и плавно уменьшается при приближении к точке 2, а в точке 2 равна 0, что мы и видим на графике ЭДС самоиндукции . Причем на всем промежутке 1-2 ток возрастает, а значит скорость его изменения положительна, в связи с этим на ЭДС на всем этом промежутке напротив принимает отрицательные значения.

Аналогично между точками 2 и 3 – ток уменьшается – скорость изменения тока отрицательная и увеличивается – ЭДС самоиндукции увеличивается и положительна. Не буду расписывать остальные участки графика – там все процессы протекают по такому же принципу 🙂

Кроме того, на графике можно заметить очень важный момент – при увеличении тока (участки 1-2 и 3-4) ЭДС самоиндукции и ток имеют разные знаки (участок 1-2: , title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="12" width="39" style="vertical-align: 0px;">, участок 3-4: title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="12" width="41" style="vertical-align: 0px;">, ). Таким образом, ЭДС самоиндукции препятствует возрастанию тока (индукционные токи направлены “навстречу” току источника). А на участках 2-3 и 4-5 все наоборот – ток убывает, а ЭДС препятствует убыванию тока (поскольку индукционные токи будут направлены в ту же сторону, что и ток источника и будут частично компенсировать уменьшение тока). И в итоге мы приходим к очень интересному факту – катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току, протекающему по цепи. А значит она имеет сопротивление, которое называется индуктивным или реактивным и вычисляется следующим образом:

Где – круговая частота: . – это .

Таким образом, чем больше частота тока, тем большее сопротивление будет ему оказывать катушка индуктивности. А если ток постоянный ( = 0), то реактивное сопротивление катушки равно 0, соответственно, она не оказывает влияния на протекающий ток.

Давайте вернемся к нашим графикам, которые мы построили для случая использования катушки индуктивности в цепи переменного тока. Мы определили ЭДС самоиндукции катушки, но каким же будет напряжение ? Здесь все на самом деле просто 🙂 По 2-му закону Кирхгофа:

А следовательно:

Построим на одном графике зависимости тока и напряжения в цепи от времени:

Как видите ток и напряжение сдвинуты по фазе () друг относительно друга, и это является одним из важнейших свойств цепей переменного тока, в которых используется катушка индуктивности:

При включении катушки индуктивности в цепь переменного тока в цепи появляется сдвиг фаз между напряжением и током, при этом ток отстает по фазе от напряжения на четверть периода.

Вот и с включением катушки в цепь переменного тока мы разобрались 🙂

На этом, пожалуй, закончим сегодняшнюю статью, она получилась уже довольно объемной, поэтому дальнейший разговор о катушках индуктивности мы будем вести в следующий раз. Так что до скорых встреч, будем рады видеть вас на нашем сайте!

Это, пожалуй, единственное из электрооборудования автомобиля, которое не изменилось по принципу использования с момента зарождения батарейных систем зажигания. Усовершенствовались только способы управления. А альтернативы катушке выглядят фантастически, несбыточно и даже на слух малонадёжно, например, лазерная система зажигания. Хотя системы зажигания на пьезотрансформаторах имеют место быть, у них есть свои проблемы, и чаще используются в компактных системах зажигания.

Упомянуть надо ещё и «конденсаторные» системы зажигания, но конкуренции с «катушечными» они не выдерживают ни по стоимости, ни по надёжности (в следствии сложности конструкции).

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Катушка зажигания – это электрическое устройство преобразующее низкое напряжение бортовой сети автомобиля в импульсы высокого напряжения. Эти импульсы создают искру между электродами свечи зажигания. Искра же зажигает смесь в цилиндрах двигателя.

Основная задача катушки зажигания – обеспечить ток свечи зажигания, необходимый для гарантированного воспламенения топливно-воздушной смеси.

Существующие типы катушек зажигания для разных типов двигателя (до 16 клапанов)

Современные катушки зажигания можно разделить на несколько типов:

  • работающая на все свечи – общая;
  • на одну свечу – индивидуальная(на четырёхцилиндровый двигатель, например – четыре катушки зажигания).

Индивидуальные катушки зажигания применяют в основном на двигателях где 16 клапанов(точнее на двигателях у которых больше чем 2 клапана на цилиндр), потому как такое применение легко позволяет корректировать угол опережения зажигания не просто за оборот, но и от свечи к свече, что служит способом форсировки или поддержки нештатной работы двигателя. Да и устанавливаются в свечные колодцы между распредвалами, что, справедливости ради, не улучшает их долговечность из-за теплового режима.

  • На две свечи – двухискровая (двигатель четыре цилиндра – система из 2 х катушек зажигания). Имеет внутри встроенный коммутатор (на который возложена корректировка времён необходимых для нормальной работы катушки) или просто усилитель зажигания (который только усиливает команды от блока управления);
  • двухискровые могут быть конструктивно соединены в блоки зажигания. Так цена и габариты(относительно к просто двухискровым катушкам) системы зажигания снижаются. Хотя высоковольтный провод и наконечник на каждый цилиндр и остаются, но подключение к системе управления двигателем упрощается.

Схема устройства катушек

Строго говоря, катушка зажигания – это слэнг автолюбителей. У радиолюбителей катушка – это простая индуктивность, а то что ставят в автомобилях – это трансформатор. Трансформатор, который преобразует импульсы низкого напряжения в высоковольтные импульсы.

Устройство катушки зажигания не слишком сложное. Трансформатор может быть с разомкнутым сердечником, что-то по типу катушки Румкорфа. Такие катушки называли «бобина». Просто при разборке такой катушки зажигания ничего интересного, кроме мотка очень тонкого провода (сотые доли миллиметра диаметром) на пакете металлических пластин, внутри не было. Катушка может быть и с замкнутым сердечником, именно такие распространены в последнее время.

Итак, как устроена «бобина»:

  1. Крышка.
  2. Контактное гнездо.
  3. Винт.
  4. Вывод низкого напряжения.
  5. Уплотнительная прокладка.
  6. Кольцевой магнитопровод.
  7. Первичная обмотка.
  8. Вторичная обмотка.
  9. Фарфоровый изолятор.
  10. Кожух катушки.
  11. Трансформаторное масло.
  12. Сердечник.
  13. Картонная прокладка.
  14. Контактная пружина.

Современная индивидуальная катушка зажигания состоит из следующих компонентов (на схеме):

А так выглядит схема двухискровой катушки:

  1. Выход высокого напряжения на первую свечу.
  2. Выход высокого напряжения на вторую свечу.
  3. Масса для заливки.
  4. Клеммы низкого напряжения.
  5. Железный сердечник.
  6. Первичная обмотка.
  7. Вторичная обмотка.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы устройства.

Один конец первичной обмотки подключен к цепи 15 автомобиля(+ после замка зажигания). Второй же конец идёт на коммутирующий элемент, механический контакт или транзистор. Когда контакт замкнут, нарастающий ток в первичной обмотке вызывает рост магнитного поля в сердечнике катушки.

Это и есть процесс накопления энергии. Когда контакт первичной цепи размыкается, происходит высвобождение накопленной энергии магнитного поля через вторичную обмотку в искровой зазор высоковольтной цепи системы зажигания. То есть энергия катушки зажигания или, иначе, высокое напряжение из катушки зажигания по бронепроводам вызывает искру между электродами свечи.

В принципе, схема включения катушки зажигания в электроцепи автомобиля является обратноходовым преобразователем. Почему преобразователь – понятно. А почему обратноходовый? Потому что катушка зажигания работает в тот момент, когда, собственно, перестают подавать на неё энергию. На «обратном» ходе.

Почему сделано так? Потому что накопление энергии в катушке занимает время. И время выдачи искры при других принципах включения сильно зависит от величины общего искрового промежутка в цепи искры. Т.е. угол опережения зажигания будет сильно плавать.

Обладать большой волатильностью, как сейчас модно говорить. А так как задача устройства дать искру гарантированной энергии в гарантированное время, был выбран такой принцип образования искры. Также в системах с индивидуальными катушками это уменьшает количество меди, используемой в качестве первичной обмотки, потому что можно поднять её индуктивность из-за большего возможного времени на накопление энергии.

2-искровые устройства

2-ухискровая катушка зажигания работает с одним отличием от одноискровой (общей или индивидуальной). У неё оба вывода вторичной обмотки выполнены для подключения свечей. Т.е. за один цикл работы искра проскакивает в двух свечах. А свечи соответственно выбираются в цилиндрах, в одном из которых идёт рабочий ход, а во втором начинается цикл впуска.

Использование такой схемы работы требует дополнительных конструктивных решений, что, как ни странно, повышает ресурс катушки. В данной конструкции легко обеспечить большой зазор высоковольтной обмотки от массы автомобиля, что облегчает работу диэлектрика обмоток. И легко вынести сердечник за корпус обмоток, что унифицирует катушку зажигания с другими намоточными радиоэлектронными приборами, от этого снижается цена устройства.

Цены на катушки

Ценообразование на катушки зажигания в основном зависит от их конструктивных особенностей и схемы устройства. В частности, объединение двухискровых катушек в блоки позволяет не только уменьшить конечные габариты устройства, но и снизить его стоимость.

Возможные неисправности

Неисправностей в катушке зажигания не так уж и много. Выделим два класса: неисправности, из-за которых вообще теряется искра, и неисправности, из-за которых параметры искры не позволяют нормально работать двигателю.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Вообще искры может не быть по следующим причинам (при прочем исправном оборудовании, т.е. первичная цепь катушки зажигания исправна):

  • обрыв первичной обмотки;
  • полное замыкание первичной обмотки;
  • выгорание встроенной электроники (если она есть).

А вот причины потери параметров искры:

  • межвитковое замыкание первичной обмотки;
  • межвитковое замыкание вторичной обмотки;
  • обрыв вторичной обмотки (да-да, обрыв вторичной обмотки – просто даёт дополнительный искровой промежуток в общий искровой промежуток высоковольтной цепи зажигания и какое-то время, часто довольно длительное, автомобиль может работать внешне вполне нормально);
  • пробой в высоковольтной цепи катушки (энергия искры будет достаточной, но пробиваемый зазор будет недостаточен для работы свечей на тяжёлых режимах работы двигателя);
  • потеря рабочих параметров встроенной электроники.

Если в первом случае искры вообще нет, то во втором случае может присутствовать «плавающая» неисправность. Т.е. неисправность проявляющаяся не систематически. Такие сложно выловить, хотя есть общий признак – ненормально высокая температура катушки зажигания.

Алгоритм замены катушки зажигания на Лада Приора

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Замена одной или нескольких катушек зажигания подчиняется общим принципам. Рассмотрим на примере автомобиля марки Лада Приора:

  • необходимо убедиться, что зажигание автомобиля выключено (для любого автомобиля);
  • снимаем верхнюю крышку защиты двигателя (если есть, откручиваем или отщёлкиваем клипсы);
  • снимаем разъём идущий от ЭБУ к индивидуальной катушке зажигания;
  • откручиваем болт, удерживающий ее;
  • вытаскиваем неисправный индивидуальный модуль из свечного колодца;
  • вставляем исправную катушку на освободившееся место;
  • закручиваем обратно болт крепления;
  • прикручиваем/защёлкиваем верхнюю крышку защиты двигателя.

Замена катушки на двигателях (на автомобилях Ниссан, Шевроле, Хонда, Форд, Опель, Рено Логан или Пежо)

Процесс замены катушек, в целом, происходит по одинаковому алгоритму на автомобилях всех марок, так как принцип их установки и работы на них одинаков. Поэтому при необходимости замены устройства можно опираться на общие правила, указанные выше.

Проверка работоспособности

Проверить работоспособность катушки в системе зажигания довольно легко. Небольшая сложность возникает при проверке индивидуальных катушек зажигания и модулей. Дальше считаем, что наш электронный блок управления двигателем не диагностирует обрыв в цепи модуля (иначе придётся делать следующую процедуру одновременно со всеми катушками).

Главное — обеспечить в высоковольтной цепи катушки достаточный зазор для проверки искры. Если катушка общая, отсоединяем бронепровод из распределителя зажигания, устанавливаем в него свечу.

Свеча подготовлена следующим образом:

  • берём болт или кусок металлической шпильки и прикручиваем изолентой к одному концу бруска из какого-нибудь диэлектрика, сухого дерева, куску полипропиленовой трубы от отопления или тому подобному;
  • к этому болту прикручиваем провод и присоединяем его к массе автомобиля;
  • к другому концу бруска прикручиваем старую свечу с отломанным боковым электродом так, чтобы зазор между центральным электродом свечи и болтом был 8-11 мм для контактной системы зажигания, 22-25 мм для электронных систем зажигания.

Затем просто крутим двигатель стартером. Искра должна быть хорошо видима, и иметь, желательно, жёлтый цвет.

Если искры не видно, но слышны щелчки – вероятно есть пробой цепи искры на массу. Если щелчков нет – вероятен как обрыв, так и неисправность коммутирующих устройств.

Для диагностики двухискровых катушек зажигания приспособление можно сделать из двух свечей с отломанными боковыми электродами, с выставленным нужным зазором. И нет необходимости соединять их с землёй, даже рекомендуется держать их подальше от массы автомобиля при испытаниях.

Также не рекомендуется проводить проверки катушки зажигания на искру вставив просто отвёртку и положив её на двигатель. Так как двигатель при заводке трясёт, существует вероятность падения приспособления и попадания высокого напряжения на электронику автомобиля, что чревато. Да и зазор искры таким способом выставить и удержать при заводке невозможно.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

И ещё не маловажное условие: необходимо учесть, что при проверке индивидуальных или сдвоенных модулей требуется прервать подачу топлива к двигателю. Проще всего это сделать вытащив предохранитель бензонасоса или разъединить жгут идущий к бензонасосу.

Другие проверки требуют определённых знаний и приборов, потому их рассматривать не будем. Главная задача — увидеть наличие искры. А за остальным лучше обратиться к специалистам.

Для бензинового ДВС система зажигания является одной из определяющих, хотя в машине сложно выделить какой-то главный узел. Без мотора не поедешь, но и без колеса это тоже невозможно.

Катушка зажигания создает высокое напряжение, без которого невозможно образование искры и воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах бензинового двигателя.

Коротко о зажигании

Чтобы понять зачем в автомобиле бобина (это народное название), и какое участие она принимает в обеспечении движения, надо хотя бы обобщенно понять устройство систем зажигания.

Обязательно почитайте

Про все виды систем зажигания

Упрощенная схема работы бобины приведена ниже.

Плюсовой вывод катушки подключен к положительной клемме аккумулятора, а другим выводом она соединяется с распределителем напряжения. Такая схема подключения является классической и широко применяется на машинах семейства ВАЗ. Для полноты картины необходимо сделать ряд уточнений:

  1. Распределитель напряжения является неким диспетчером, подающим напряжение на тот цилиндр, в котором произошла фаза сжатия и должны воспламениться пары бензина.
  2. Работой катушки зажигания управляет коммутатор напряжения, его исполнение может быть механическим или электронным (бесконтактным).

Механические устройства использовались в старых автомобилях: на ВАЗ 2106 и подобных, но сейчас они практически полностью вытеснены электронными.

Устройство и работа бобины

Современная бобина является упрощенной версией индукционной катушки Румкорфа. Она была названа в честь изобретателя немецкого происхождения – Генриха Румкорфа, который первым запатентовал в 1851 году устройство, преобразовывающее постоянное низкое напряжение в переменное высокое.

Чтобы понять принцип работы, нужно знать устройство катушки зажигания и основы радиоэлектроники.

Это традиционная, общая катушка зажигания ВАЗ, применяемая в течение длительного времени и на многих других автомобилях. Фактически это импульсный высоковольтный трансформатор. На сердечнике, предназначенном для усиления магнитного поля, тонким проводом намотана вторичная обмотка, она может содержать до тридцати тысяч витков провода.

Поверх вторичной обмотки находится первичная из более толстой проволоки и с меньшим количеством витков (100-300).

Обмотки с одних концов соединены между собой, второй конец первичной подсоединяется к аккумуляторы, вторичная обмотка свободным концом подключена к распределителю напряжения. Общей точкой обмотки катушки подключены к коммутатору напряжения. Всю эту конструкцию закрывает защитный корпус.

Через «первичку» в исходном состоянии протекает постоянный ток. Когда нужно образовать искру, цепь разрывается коммутатором или трамблером. Это приводит к образованию высокого напряжения во вторичной обмотке. Напряжение поступает на свечу нужного цилиндра, где и образуется искра, вызывающая сгорание топливной смеси. Для соединения свечей с распределителем использовались высоковольтные провода.

Конструкция с одним выводом не является единственно возможной, существуют и другие варианты.

  • Двухискровые. Сдвоенная система применяется для цилиндров, которые работают в одной фазе. Предположим, в первом цилиндре происходит сжатие и искра нужна для воспламенения, а в четвертом фаза продувки и там образуется холостая искра.
  • Трехискровые. Принцип работы как у двухвыводной, только используются подобные на 6 цилиндровых двигателях.
  • Индивидуальные. Каждая свеча оснащена собственной катушкой зажигания. В данном случае обмотки поменяны местами - первичная находится под вторичной.

Как проверить катушку зажигания

Основной параметр, по которому определяется работоспособность бобины, является сопротивление обмоток. Существуют усредненные показатели, говорящие о ее исправности. Хотя не всегда отклонения от нормы являются показателем неисправности.

С помощью мультиметра

С помощью мультиметра можно проверить катушку зажигания по 3 параметрам:

  1. сопротивление первичной обмотки;
  2. сопротивление вторичной обмотки;
  3. наличие короткого замыкания (пробой изоляции).

Следует учесть, что таким образом можно проверить только индивидуальную катушку зажигания. Сдвоенные устроены иначе, и необходимо знать схему вывода «первички» и «вторички».

Первичную обмотку проверяем присоединив щупы к контактам Б и К.

Измеряя «вторичку» подключаем один щуп к контакту Б, а второй к высоковольтному выводу.

Изоляцию замеряют через клемму Б и корпус катушки. Показания прибора должен быть не ниже 50 Мом.

Далеко не всегда у просто автолюбителя под рукой имеется мультиметр и опыт его использования, в дальней дороге проверка катушки зажигания указанным способом также недоступна.

Другие способы

Еще одним способом, особенно актуальным для старых автомобилей, в том числе и ВАЗах, будет проверка искры. Для этого центральный высоковольтный провод помещается на расстояние 5-7 мм от корпуса двигателя. Если при попытках завести машину проскакивает синяя или ярко-фиолетовая искра - бобина работает нормально. Если цвет искры более светлый, желтый, или она отсутствует вовсе, это может служить подтверждением ее поломки, либо неисправности провода.

Есть простой способ проверить систему с индивидуальными катушками. Если двигатель троит, нужно просто поочередно отсоединять питание катушек на заведенном двигателе. Отключили разъем и звук работы поменялся (машина задвоила) – катушка в порядке. Звук остался прежним – искра на свечу в этом цилиндре не поступает.

Правда проблема может быть и в самой свече, поэтому для чистоты эксперимента следует поменять местами свечу из этого цилиндра с любой другой.

Подключение катушки зажигания

Если при демонтаже вы не запомнили и не отметили какой провод к какой клемме шел, схема подключения катушки зажигания следующая. На клемму со знаком + или буквой Б (батарея) подается питание от аккумулятора, на букву К подключается коммутатор. Цвета проводов в автомобилях могут отличаться, поэтому проще всего отследить какой куда идет.

Правильность подсоединения важна, и в случае нарушения полярности можно испортить саму бобину, трамблер, коммутатор.

Вывод

Одним из важных узлов в автомобиле является бобина, создающая высокое напряжение для образования искры. Если в работе двигателя появляются провалы, он начинает троить и просто нестабильно работать – причиной может быть в ней. Поэтому важно знать, как проверить катушку зажигания правильно, а при необходимости и дедовским методом, в полевых условиях.

ZnanieAvto.ru

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.


Двухискровая катушка зажигания

«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.


Устройство штекерной катушки зажигания

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 вала стартером, 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.

SwapMotor.ru

Принцип работы и устройство катушки зажигания

Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Катушка (модуль) зажигания - один из ключевых узлов автомобиля, обеспечивающих своевременное воспламенение топливовоздушной смеси и нормальную работу двигателя.

Устройство катушки зажигания

Назначение катушки зажигания - увеличить стандартное напряжение автомобиля (12 Вольт) в более высокий потенциал, что гарантирует появление мощной искры между электродами свечи. Итог - возгорание рабочей смеси, движение поршней, вращение коленчатого вала и движение машины.

Конструктивные особенности и виды катушки зажигания

Устройство катушки зажигания предельно просто. Основа узла - обычный двухобмоточный трансформатор. Между «первичкой» и «вторичкой» находится сердечник из стали. Защищается вся конструкция с помощью изолированного корпуса.

Каждая из обмоток имеет свои особенности:

Для «первички» используется толстый провод из качественной меди. Число оборотов - 100-150. Входное напряжение - 12 Вольт;

- «вторичка» наматывается поверх первичной обмотки. В ее составе - от 15 до 30 тысяч оборотов. В качестве материала (как и в первом случае) используется медная проволока, но уже с другим сечением.

Описанная выше система характерна для различных типов катушек - индивидуального и сдвоенного типа. Рабочее напряжение на «вторичке» устройства - 35 тысяч вольт.

Роль изолирующего состава выполняет трансформаторное масло, которое находится внутри изделия. Кроме изолирующей, масло выполняет еще одну функцию - защищает устройство от перегрева.

Виды катушек могут быть:

1. Общими. Такие устройства используются в авто, где есть или отсутствует распределитель. Конструкция данного изделия описана в разделе выше. В частности, устройство состоит из двух обмоток, сердечника из стали и внешнего корпуса. Сформированный импульс направляется к электродам свечей.

2. Индивидуальными. Устройства задействованы в авто с электронным зажиганием. Особенность - наличие «первички» внутри «вторички». Индивидуальное устройство устанавливается непосредственно на каждую свечу зажигания.

3. Сдвоенными. Они применяются в автомобилях с электронной организацией зажигания. Особенность такого устройства - наличие сдвоенных проводов, что гарантируют подачу искры сразу к двум камерам сгорания. При этом в такте сжатия будет только одна камера, а для второй воспламенение является холостым.

Как работает катушка зажигания?

Зная устройство узла, много проще понять и принцип работы катушки зажигания. К «первичке» подводится потенциал с АКБ (12 Вольт). После этого в трансформаторе создается магнитное поле.

Периодически подаваемое напряжение разрывается с помощью прерывателя, что приводит к сокращению магнитных потоков и формированию в обмотках ЭДС.

Теперь вспоминаем курс физики, где хорошо раскрыт закон ЭМИ (электромагнитной индукции). В нем сказано, что размер ЭДС непосредственным образом зависит от числа витков в контуре. Следовательно, во «вторичке» формируется более высокое напряжение.

Полученный потенциал передается непосредственно на электроды свечей, что способствует появлению искры и возгоранию подготовленной горючей смеси.

В более старых машинах ВАЗ напряжение от узла отходило ко всем свечкам при помощи распределителя. Минус устройства - недостаточная надежность, поэтому современные устройства объединяются в общую систему и расходятся на каждую свечку по отдельности.

Основные поломки и способы диагностики катушки

В процессе эксплуатации возможны следующие неисправности катушки зажигания:

  • Сбои в работе двигателя;
  • неустойчивость холостого хода;
  • сложности в регулировке холостого хода;
  • проблемы с пуском мотора или невозможность завода двигателя (особенно это проявляется в холодную погоду);
  • отсутствие искры в одной или нескольких свечах;
  • дергание во время начала движения и в период поездки.

При наличии подозрений на неисправность, важно знать, как проверить катушку зажигания. Действуйте по следующему алгоритму (на примере ВАЗ-2108-2109):

1. Готовьте инструмент, который понадобится для выполнения работ. Здесь необходим тестер (можно использовать обычный мультиметр, в котором есть режим омметра), а также ключ на «восемь» (он может быть рожковым или накидном).

2. Проведите подготовительные работы. В частности, проверьте узел без его демонтажа с автомобиля. Для этого отбрасывайте «минус» от источника питания, снимайте провод, отходящий от модуля, отсоединяйте провода, которые подключены к выводам катушки.

Для выкручивания винтов используйте ключ на «восемь». При этом запомните позицию проводов, чтобы при их возвращении на место не допустить ошибку.

Сама проверка осуществляется в несколько этапов:

1. Диагностика исправности первичной обмотки. Подсоединяйте один щуп мультиметра к выходу «Б», а второй - к выходу «К» (это начало и конец первичной обмотки). Ставьте переключатель в режим измерения сопротивления (оно должно находиться на уровне 0.4-0.5 Ом).

2. Диагностика исправности витков вторичной обмотки. Чтобы проверить данную часть катушки, подключайте щуп мультиметра к выходу «Б», а второй - к выводу самого провода. Измерения должны показать сопротивление на уровне 4.5-5.5 кОм.

3. Диагностика целостности изоляционного покрытия. Один из щупов тестера подключайте к выходу «Б» устройства, а вторым прикасайтесь к внешней части. В данном случае сопротивление должно находиться на уровне около 50 мОм и более. Если хотя бы одна из 3-х проверок была «провалена», то катушку нужно менять.

При эксплуатации катушки зажигания нужно учитывать несколько полезных советов, возможно когда нибудь они вам пригодятся.

Нельзя оставлять зажигание включенным на длительное время (при условии, что двигатель не заведен). Такая оплошность приводит к уменьшению ресурса катушки и ее быстрой поломке.

Производите очистку и диагностику состояния изделия. Проверяйте качество фиксации проводников. Особое внимание уделяйте проводам, по которым проходит высокое напряжение. Кроме этого, убедитесь, что на кожух или во внутреннюю часть устройства не поступает влага.

Не отбрасывайте провода от устройства, когда зажигание активно. Если это необходимо сделать, то используйте специальные перчатки.

Как видно из статьи, устройство и работа катушки зажигания, а также ее обслуживание не должны вызвать проблем даже у начинающего автолюбителя. Главное - быть внимательным к своему автомобилю, обращать внимание на описанные выше неисправности и своевременно проверять катушку зажигания на наличие дефектов.

При выявлении поломок старайтесь не затягивать с заменой узла. В противном случае неприятности с заводом мотора могут застать в дороге.

RemontAvtoVaz.ru

Устройство катушки зажигания и принцип работы

И снова здравствуйте, друзья! В продолжение темы об столь сложной системе автомобиля, как электронное зажигание, предлагаю разобрать неотъемлемый и без сомнения главный ее элемент под названием катушка зажигания! Ведь именно она гарантирует появления нужного напряжения на электродах свечи, которое обеспечивает воспламенение горючей смеси и соответственно движение самого транспортного средства. Другими словами, механизм увеличивает стандартные 12 вольт в огромное количество раз, до 35 тысяч вольт. За счет чего и собственно, как это происходит я и попытаюсь сегодня вам растолковать.

Конструктивные особенности

Итак, что такое катушка зажигания? По большему счету это обычный автомобильный трансформатор с незатейливым строением! Его устройство заключается в двухслойной изолированной обмотке и стальном сердечники. Первый такой слой, рассчитан на низковольтные импульсы (6-12 В), он выполненный из медной проволоки большего диаметра с количеством витков от 100, до 150.

Второй слой, уже создается из проводов малого сечения и располагается под первичной обмоткой, контактируя одним концом с минусовым ее выводом. За счет огромного количества витков (до 30 тыс.) и положению медной проволоки, образуется импульсное напряжение высокого значения. Подается ток из положительного конца вторичной обмотки через центральный вывод катушки. В свою очередь металлический сердечник, размещенный ровно по середине катушки зажигания, существенно повышая магнитное поле обмоток.

Все описанные выше элементы закупорены в специальном корпусе, который каждый автолюбитель может наблюдать под капотом своего автомобиля, хоть на инжекторе он, хоть на карбюраторе. Особую роль в подобном строении, да и в целом электрике, играет изоляция. Ее обеспечивает специальная крышка корпуса, на которой кстати присутствуют клеммы первичной и вторичной обмотки (подробней на схеме), а также трансформаторное масло. Жидкость к тому же, выполняет еще одну важнейшую функцию – охлаждение.

Какими бывают катушки зажигания?

На данный момент друзья, ваш покорный слуга насчитал целых три типа катушки зажигания. Все они играют одну и ту же роль, но несмотря на это, имеют разную конструкцию, а иногда даже принцип действия. Сейчас, предлагаю уделить достаточно времени каждой из них!

Общий тип – классический

Катушка зажигания общего типа работает в паре со специальным распределителем (трамблером), который проводит импульс к нужному цилиндру. Используется она на автомобилях с любой системой зажигания. Весь процесс создания искры, выглядит следующим образом:

  • Напряжение от аккумулятора поступающее на прибор, следует по виткам первого слоя проволоки.
  • Таким образом, создается магнитное поле, за счет которого, на вторичной обмотке зарождается импульс высокого напряжения.

На заметку: для расчета выходного напряжения, следует количество витков второго слоя проволоки умножить на индукцию поля первичной обмотки. Это означает, что чем больше витков на вторичной обмотке, тем соответственно выше ток на выходе.

  • Железный сердечник одним своим нахождением в корпусе, увеличивает магнитное поле, а с ним и напряжение.
  • Сбросить температуру от возможного токового нагрева помогает трансформаторное масло.

В связи с тем, что крышка такой катушки зажигания герметично прилегает к корпусу, ремонту прибор практически не подлежит. Чтобы наверняка убедиться в ее неисправности, требуется замерить сопротивление ее витков. Этот показатель у каждой катушки свой и вам нужно его знать, возможные отклонения при замере будут означать выход из строя агрегата.

Двухвыводная или сдвоенная катушка

Работа катушки зажигания такого типа не требует наличия в системе распределителя и может быть подключена к свечам двумя способами:

  1. Импульсы подаются посредством нескольких проводов высокого напряжения.
  2. С помощью одного провода высокого напряжения и наконечника.

Несмотря на то, что корпус существенно отличается от общего типа катушек, внутреннее строение практически идентично им. Единственное отличие – пара выводов для подачи импульсов. Да вы не ослышались, два выхода и соответственно искра поступает на две свечи сразу. Вы ведь в курсе, что одновременный конец такта сжатия сразу в двух цилиндрах нереален? Если нет, теперь точно знаете.

Так вот, в момент искрозажигания, конец такта будет только в одном цилиндре, где успешно топливовоздушная смесь будет воспламенена. Во втором же, искра будет абсолютно бестолковая, иными словами – холостая. Однако спустя некоторое время все изменится с точностью до наоборот.

Наверное, вы обратили внимание, что речь шла всего о двух цилиндрах, но как же спаренная катушка справляется с 4? Да никак, такие агрегаты используются в основном в мотоциклах с электронным зажиганием, а вот для машины существует четырехвыводная катушка или говоря простым языком – модуль зажигания. Его мы разбирали в прошлой статье, помните?

Индивидуальная катушка зажигания

Данная разновидность катушки зажигания носит такое имя неспроста. Каждая свеча накала силового агрегата получает собственную, индивидуальную катушку зажигания, отсюда собственно и название. Выглядит все достаточно просто, прибор устанавливается непосредственно на саму свечу. Таким образом, отпадает потребность применения в цепи бронепроводов, но несмотря даже на то, что устройство имеет совершенно другой корпус, принцип его работы остается прежним. Между собой индивидуальная катушка отличается устройством сердечника, отсюда два ее типа:

Как работает такой механизм в общем? Суть в принципе та же, но вот чтобы воссоздать ту оказывается уже устаревшую советскую катушку в более компактных габаритах и при этом сделать ее на порядок эффективнее, пришлось кое-что изменить.

  • Сердечник – теперь их два, внутренний остается в середине, а внешний выносится за обмотку.
  • Обмотка – выполняется, как и ранее в два слоя, но с той лишь разницей, что поверх первичной располагается вторичная.
  • Диод – крепится ко вторичной обмотки и предохраняет оба слоя от высоких нагрузок.

В завершение

Ну что сказать друзья, данный вид катушки зажигания определенно легче своего предшественника как в прямом, так и в переносных смыслах! Он компактен, требует меньше энергозатрат и более надежен. По-моему, лидер в этой гонке очевиден.

Повторюсь: практически все элементы зажигания сложно поддаются ремонту, не исключение и катушка зажигание. Замена, в большинстве случаев, только замена.

Саму по себе катушку зажигания мы разобрали вдоль и поперек. Строение, принцип работы, разновидности – мы говорили казалось обо всем. Но почему-то мне хочется говорить о ней и говорить! Поэтому уже в будущей статье, я расскажу вам как идентифицировать вышедший из строя агрегат, как сделать все аккуратно и правильно! Признаки неисправности катушки зажигания, собственноручная ее диагностика и многое другое уже в следующей публикации! На этом ставлю жирное троеточие и жду новых встреч на страницах нашего блога! До скорого…

С уважением, Максим Марков!

carsmotion.ru

Катушка зажигания в системах автомобиля

Катушка зажигания (для краткости будем называть её КЗ) представляет собой один из важнейших компонентов любой системы зажигания, главная задача которого заключается в преобразовании токов с низким напряжением в токи с высоким напряжением для получения высоковольтного импульса на свече зажигания.

Иногда, как в обиходе, так и в специализированной литературе встречается и другое наименование катушки – «бобина».

По сути, катушка зажигания является трансформатором, который обладает высоким коэффициентом трансформации. Значение этого коэффициента тем выше, чем выше напряжение во вторичной обмотке. Однако рост коэффициента обычно влечет за собой и увеличение габаритов устройства, что ограничивает данный процесс, так как в подкапотном пространстве современного автомобиля места не так уж и много. Бобина также должна обладать способностью к быстрому заряду после отдачи высоковольтного импульса на свечу зажигания, особенно при повышенных оборотах работы двигателя авто.

Устройство и принцип работы катушки зажигания

Фактически, устройство катушек зажигания (КЗ) не менялось с того самого момента, как появился первый автомобиль. Как уже упоминалось выше, бобина зажигания представляет собой трансформатор (упрощенная катушка Румкорфа), состоящий из двух обмоток, как правило, из медного сплава. Первичная обмотка при этом выполнена из более толстой проволоки и имеет около 100-150 витков, а вторичная обмотка состоит из тонкой проволоки и насчитывает уже до 30 000 витков. Так как первичная обмотка выделяет больше тепла, чем вторичная, располагается она ближе к сердечнику трансформатора.

В наши дни бобины часто дополняются добавочным сопротивлением с целью увеличения напряжения во вторичной обмотке при сохранении относительно небольших размеров устройства.

Бобины могут иметь как битумную, так и масляную изоляцию, причем последняя позволяет изготавливать катушки зажигания различной конфигурации. Различные синтетические материалы, которые сегодня широко используются при изготовлении данного элемента системы зажигания, обеспечивают хорошее сцепление между всеми частями катушки. Ранее в конструкции катушек зажигания применялся незамкнутый магнитопровод, в наше же время используется и его замкнутый вариант.

Принцип действия этого устройства довольно прост. В первичной обмотке трансформатора протекает постоянный ток низкого напряжения (12В, а на старых автомобилях и мотоциклах – 6В), и в тот момент, когда необходима искра на свече зажигания, происходит размыкание контактов первичной цепи.

В зависимости от типа системы зажигания прерывание контактов происходит с помощью механического устройства или же при помощи транзисторных или тиристорных ключей (электронным способом). Согласно закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке происходит создание токовых импульсов с высоким выходным напряжением, которое можно рассчитать по формуле: величина напряжения = количество витков * индукция в витке.

Подключение катушки зажигания – на что важно обратить внимание

Заменить неисправную катушку зажигания своими силами, в принципе, не так уж и сложно, особенно при соблюдении ряда рекомендаций. Первая из них заключается в том, что, как и при любых других вмешательствах в работу электрических приборов и систем автомобиля, необходимо отключить питание в бортовой сети. Для этого достаточно снять клемму, имеющую знак «-», с автомобильного аккумулятора.

Если нет полной уверенности в правильности подключения бобины, то лучше найти схему для конкретной марки автомобиля в веб-Сети, благо сделать это в наше время совсем несложно, или же обратиться к специалисту, так как неверно подключенное устройство может и само выйти из строя, и привести к поломке других компонентов зажигания.

Вторая, но не менее важная рекомендация – перед тем, как отсоединить старую катушку зажигания, следует запомнить, а лучше зарисовать, куда и как подключаются высоковольтные провода, особенно при замене модуля зажигания, имеющего несколько катушек и множество проводов. Подсоединяя бобину или модуль зажигания, следует хорошо затянуть все крепления и контакты, так как зазоры в них приведут к значительным утечкам тока.

Диагностика и возможные неисправности КЗ

Несмотря на то, что современные катушки зажигания являются довольно надежными устройствами, иногда они все же выходят из строя. Причем очень часто причинами поломки является неправильная эксплуатация или же неверные действия при поисках неисправностей в работе всей системы зажигания.

Так, к примеру, проверка искры на свечах при отсоединенном главном высоковольтном проводе, который идет от бобины к прерывателю, может привести к сгоранию не только самой катушки, но и повреждению других дорогостоящих компонентов, особенно если речь идет об электронной системе зажигания. Использование некачественных или неисправных свечей зажигания также может привести к поломке катушки зажигания. Происходит это из-за обратных газов, которые разъедают силиконовый (или каучуковый) наконечник бобины/модуля зажигания.

Проверить всё можно вот таким прибором, который представлен на этой фотографии.

Наиболее же распространенным признаком неисправности катушки является ее высокая температура даже при выключенном двигателе.

Причиной тому может быть довольно длительное активное положение ключа в замке зажигания, приводящее к повышенной нагрузке на катушку. Она, в свою очередь, становится причиной перегрева обмоток бобины, что при частом повторении может вызвать их пересыхание и обсыпание. Перегрев также может происходить и из-за износа силиконовых наконечников, вызывающего утечку тока.

Отдельно стоит отметить, что хотя езда с неисправной катушкой или катушками зажигания иногда возможна, это может привести к не очень хорошим последствиям. Например, может оплавиться каталитический нейтрализатор в системе выпуска выхлопных газов, а также возможно увеличение расхода топлива до 25% из-за падения КПД и снижения мощности двигателя.

Нет искры с катушки зажигания – что делать?

Одним из самых неприятных моментов для любого автомобилиста является отсутствие искры на катушке зажигания. Однако причина этого не всегда кроется в самой бобине. Перед тем, как проверять катушку, необходимо провести визуальный осмотр подкапотного пространства, особое внимание уделяя состоянию высоковольтных проводов, блока управления зажиганием (в электронной системе) и трамблера (в контактной и бесконтактной системах). При наличии следов загрязнения (пятен от машинного масла, песка или водных разводов) их нужно аккуратно устранить чистой сухой тряпкой. После этого надо осмотреть и проверить все контакты и изоляцию проводки, при обнаружении поврежденных участков – заменить детали и компоненты на новые.

Если после вышеперечисленных действий искра на катушке так и не появилась, то нужно удостовериться в исправной работе свечей, ЭБУ и прерывателя-распределителя. Начать проверку лучше со свечей зажигания. Сняв поочередно с каждой из них свечной провод, следует поднести его на расстояние 5-8 мм к любой неокрашенной металлической части кузова и включить зажигание. При вращении стартера должна появиться искра, причем свечение ее должно быть бледно-голубоватого оттенка. Если искра имеет яркий красный, оранжевый, белый цвет или же вовсе отсутствует, то дело действительно в неисправности катушки зажигания.

При нормальной искре на свечах зажигания следует перейти к проверке трамблера, осмотрев первым делом его крышку, которая должна быть без каких-либо механических повреждений. При сильном загрязнении ее следует очистить смоченной в бензине чистой тряпкой. Центральный угольный контакт трамблера не должен «зависать», проконтролировать это можно просто переместив его пальцем.

Среди неисправностей трамблера часто встречаются проблемы с ротором, у которого может быть повреждена изоляция. Чтобы проверить ее состояние, нужно отсоединить центральный высоковольтный провод от ротора и вручную размыкать и замыкать контакты прерывателя. При исправной работе ротора в зазорах не будет искр.

Как проверить катушку зажигания?

Что касается проверки модулей зажигания, которые имеют несколько катушек, то это несколько сложнее, чем оценка состояния всего одной катушки.

Наиболее простым методом является поочередное отключение коннекторов от каждой из катушек при работающем двигателе. При отсоединении провода от исправной катушки будут слышны провалы в работе мотора («троение»), а отключение неисправной катушки не никак скажется. Именно эту катушку и стоит заменить. Помочь найти неисправную катушку могут и свечи зажигания. Как правило, электроды свечи на дефективной бобине имеют черный нагар. Многие современные автомобили имеют систему самодиагностики, и неисправность в той или иной катушке зажигания будет высвечиваться на панели приборов в виде специального кода, значение которого поможет установить сервисная книга.

Чтобы удостовериться в поломке катушки, можно снять ее с автомобиля и замерить сопротивление первичной и вторичной обмоток. Однако производить данные действия на большинстве современных моделях авто лучше в специализированном автосервисе, так как неумелое отключение катушки или модуля зажигания может привести к выходу из строя ЭБУ.

На автомобилях с одной катушкой зажигания проверка займет чуть меньше времени, тем более что на системах зажигания без электронных блоков управления данную деталь можно снимать самостоятельно без боязни повредить что-либо. После снятия катушки, первым делом, необходим визуальный осмотр. Поверхность корпуса не должна быть покрыта толстым слоем грязи и копоти, а также иметь какие-либо механические повреждения. Грязь, как ни странно, является одной из основных причин утечек тока. Далее следует проверить катушку на наличие внутренних обрывов в обмотках, для чего потребуется прозвонить ее с помощью специального прибора – омметра. Начинать данную операцию надо с первичной обмотки, сопротивление которой при исправной работе должны быть намного меньше, чем вторичной.

Если вышеперечисленные действия не помогли выявить неисправность, то в таком случае остается еще один способ. Потребуется подключить первичную обмотку катушки к источнику постоянного тока (аккумулятору) и параллельно подсоединить конденсатор, имеющий точно такую же емкость, что и установленный в системе зажигания. Ко вторичной обмотке следует подключить свечу и несколько раз включить источник питания. Появление характерного треска будет свидетельствовать о наличии пробоев в обмотке устройства.

Ремонт и замена – цены в России и странах СНГ

Средняя стоимость работ по ремонту и замене катушек /модулей зажигания в автомастерских России и стран СНГ в пересчете на российскую валюту:

  • замена силиконового наконечника катушки – от 100 рублей;
  • замена катушки зажигания – от 200 рублей;
  • замена модуля зажигания – от 250 рублей;
  • диагностика работы катушки/модуля зажигания – от 200 рублей

Цены приведены без учета стоимости заменяемых компонентов.

Какие катушки зажигания самые лучшие?

В наше время, когда экономика на постсоветском пространстве является открытой системой, можно найти довольно много аналогов какого-либо вида продукции. Без преувеличения то же самое можно сказать и о катушках зажигания.

Помимо оригинальных бобин для той или иной модели авто рынок автомобильных запчастей предлагает и универсальные аналоги различных производителей, в том числе китайских и российских заводов.

Однозначного ответа на вопрос о том, какие катушки зажигания являются самыми лучшими, не существует, так как те или иные модели обладают как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками. Так, к примеру, одна катушка будет служить долго и исправно, но стоимость ее при этом тоже будет высокой, а другая будет несколько дешевле, но прослужит более короткий срок.

Однако в наш век, когда автомобили меняются довольно часто, устанавливать «вечные» детали тоже не всегда целесообразно.

  • ATS 04473 высоковольтная бобина LADA Priora 1,6i/Kalina– от 700 рублей;
  • BOSCH 0221504473 катушка зажигания LADA Samara/110-12/Priora/Kalina – от 1 400 рублей;
  • BOSCH 0221504473 катушка зажигания отдельно на свечу ВАЗ 2112 1.6L – от 1 750 рублей;
  • HUCO 133826 катушка зажигания LADA Priora/Kalina– от 1 350 рублей;
  • BOSCH 0221503485 катушка зажигания FORD Fiesta/Fusion/Focus II – от 1 580 рублей;
  • HUCO 138809 катушка зажигания FORD Mondeo III – от 1 700 рублей;
  • CONCORD CI-8048 катушка зажигания FORD Fiesta/Fusion/Mondeo II,III/ Focus II – от 2 250 рублей;
  • CHAMPION BAE409A/245 катушка зажигания RENAULT Megan II, NISSAN Almera Classic – от 3 000 рублей;
  • SWAG 60 92 1524 катушка зажигания для RENAULT 1,4 - от 4 500 рублей;
  • BOSCH 0986221001 катушка зажигания для RENAULT 1,6 - от 3 500 рублей;
  • BOSCH F 000 ZS0 221 катушка зажигания для RENAULT 1,4 – от 2 500 рублей;
  • ASAM 30179 катушка зажигания RENAULT Logan/Clio/Megane 8V/Kangoo – от 1 800 рублей;
  • HUCO 133846 катушка зажигания TOYOTA Avensis/Corolla – от 2 000 рублей;
  • BOSCH 221504020 катушка зажигания TOYOTA Aygo/Rav 4/ Corolla/ Yaris – от 2 500 рублей;
  • BREMI 20166 катушка зажигания CHEVROLET Aveo, DAEWOO Matiz – от 1 500 рублей;
  • AMD AMDEL414 катушка зажигания CHEVROLET Captiva/Aveo 1,4/ Lacetti 1,8 и 2,0/ Lanos/ Evanda – от 1 400 рублей.
28 января 2018

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

Зачем нужна катушка?

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

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

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

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

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

  1. К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Возникает электромагнитное поле, усиливаемое железным сердечником.
  2. Когда стартер проворачивает коленчатый вал и какой-либо поршень доходит до ВМТ, электроника посредством реле разрывает низковольтную цепь питания.
  3. Разрыв цепи провоцирует образование кратковременного импульса внутри второй многовитковой обмотки. В этот момент напряжение на катушке зажигания достигает 20 тыс. вольт и более.
  4. Ток передается на свечу, проскакивает искровой разряд и топливная смесь поджигается. Двигатель заводится.

После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.

Виды высоковольтных элементов

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

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

  • с двумя контактами высокого напряжения;
  • индивидуальные.

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

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

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

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

  • первичная и вторичная обмотка поменялись местами – вторая находится сверху;
  • габариты устройства существенно уменьшились;
  • мини-катушка устанавливается прямо на центральный контакт свечи;
  • высоковольтные провода отсутствуют.

Количество индивидуальных трансформаторов зависит от числа цилиндров силового агрегата – на каждую свечу ставится отдельная катушка. Преимущество данного устройства – отсутствие потерь и пробоев на участке от источника импульсов до свечных электродов, то бишь, – на бронепроводе. Второе достоинство – снижение стоимости ремонта: заменить один малый трансформатор дешевле и проще, чем весь модуль зажигания.

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

О неисправностях и способах устранения

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

В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:

  1. Причиной преждевременной поломки элемента часто становится длительный перегрев.
  2. С годами свойства изоляционных материалов внутри обмоток ухудшаются. Повышается вероятность межвиткового замыкания, ведущего к перегреву и перегоранию проводников.
  3. В силу особенностей конструкции высоковольтная катушкане 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.

Читайте также