Катушка зажигания принцип действия: Какие катушки зажигания встречаются в автомобилях

Какие катушки зажигания встречаются в автомобилях

С отказом и заменой катушки зажигания сталкивались многие автомобилисты, ведь она есть в любом бензиновом двигателе. Но что это за деталь, зачем она и как работает — знает не каждый. Давайте разберёмся, какие бывают катушки зажигания, как они устроены и почему выходят из строя.

Назначение и принцип работы катушки зажигания

Напряжение в бортовой сети большинства автомобилей — 12 вольт. Которых явно недостаточно, чтобы создать на свечах зажигания мощный электрический разряд (искру). Приходится генерировать под капотом высокое напряжение — для этого и нужна катушка.

Катушка зажигания — это повышающий импульсный трансформатор, который преобразует низковольтное напряжение (те самые 12 вольт) в высоковольтное — до 45 тысяч вольт! Такой импульс уверенно создаёт искру между электродами свечи, поджигая топливно-воздушную смесь в цилиндре.

Внутри катушки зажигания, как и в большинстве трансформаторов, есть две индуктивно связанные проволочные обмотки. Первичная обмотка катушки — это толстый медный провод с небольшим количеством витков (100–150). Вторичная обмотка состоит из тонкой медной проволоки, число витков которой на два порядка больше: 15 000–30 000. Обе обмотки выполнены вокруг многослойного металлического сердечника и изолированы, чтобы катушку не замкнуло.

Схема катушки зажигания

Устройство катушки зажигания основано на принципе электромагнитной индукции. Вот как это работает:

1. На первичную обмотку катушки подаётся постоянный ток бортовой сети, создающий магнитное поле.
2. Периодически подача тока отсекается прерывателем — механически или электронно, с помощью транзистора.
3. В момент разрыва цепи магнитное поле разрушается, и во вторичной обмотке катушки индуцируется ЭДС — электродвижущая сила.
4. Из-за большой разницы в количестве витков обмоток (от 1:150 до 1:200) импульс напряжения, который возникает во вторичной обмотке катушки, в тысячи раз больше, чем изначальные 12 V в первичной обмотке.
5. Сформированный высоковольтный импульс направляется к свече зажигания — через распределитель (трамблёр) и высоковольтные провода в старых системах зажигания, или непосредственно на свечу в современных.

Может показаться, что катушка зажигания — какой-то вечный двигатель, волшебный источник энергии. Но закон сохранения работает и в ней: электрическая мощность на входе в катушку соответствует мощности на выходе, и даже немного снижается из-за потерь. Просто у исходных 12 вольт высокая сила тока (десятки ампер), а у выходящего высоковольтного импульса сила тока ничтожно мала — считанные микроамперы. Но для искрообразования нужно именно высокое напряжение, а не сила тока.

Что такое бобина? Первые катушки зажигания

Слышали фразу «Дело было не в бобине»? И её хлёсткое продолжение про того, кто сидел в кабине… Сегодняшним автовладельцам уже непонятно, что за загадочная бобина имеется в виду: многие даже произносят неправильно, «бабина». Ведь эта поговорка родилась очень давно, в 1930-х годах, причём в авиации — водители подхватили её позже. А речь в ней об обычной катушке зажигания тех лет.

Бобина (от французского la bobine, «катушка») — это катушка зажигания почти любого бензинового ДВС середины прошлого века. Бобина представляет собой индукционную катушку в герметичном стальном цилиндре-стакане, заполненном маслом для лучшего охлаждения. Изобретение чисто немецкое: первую индукционную катушку придумал и собрал в 1851 году Генрих Румкорф (устройство даже получило его имя — катушка Румкорфа), а в автомобили его внедрил небезызвестный Роберт Бош.

В паре с бобиной всегда трудится трамблёр, отвечающий и за распределение высоковольтных импульсов, и за коммутацию — своевременную подачу (и прерывание) тока к катушке за счёт встроенного механического прерывателя. Этот тандем называется контактной системой зажигания. Она давно устарела и современных машинах не встречается, но бобины всё ещё есть в продаже — их выпускают для старых автомобилей.

Сухие катушки зажигания и «гибриды»

На смену маслонаполненным бобинам пришли так называемые сухие катушки зажигания — та же конструкция, только без металлического корпуса и масла внутри. Сверху такие катушки обычно залиты эпоксидным компаундом для защиты от влаги и грязи.

Одновременно с появлением сухих катушек наметился переход автопроизводителей к бесконтактной системе зажигания. Трамблёр лишили функции коммутатора, оставив за ним лишь распределение высоковольтных импульсов. А заведовать подачей тока на катушку зажигания стало отдельное устройство — коммутатор, причём уже без механического прерывателя, а с помощью датчика Холла.

Сухие катушки не только устанавливали под капотом отдельно (как бобины), но и объединяли с трамблёром в единый корпус. Такие гибриды часто встречались на моновпрыске — простейшем варианте инжекторной подачи топлива с единственной форсункой.

Трамблёры со встроенной катушкой встречаются на старых двигателях Toyota (3S-FE, 5A-FE и других). Надёжностью эта конструкция не блещет, поскольку два теплонагруженных узла объединены в один. Благо, при ремонте их всё-таки можно заменить отдельно друг от друга.

Модуль зажигания: модульная катушка без трамблёра

Полностью отказаться от трамблёра — механического и довольно капризного узла — позволил модуль зажигания. Модуль — это несколько катушек зажигания в едином корпусе, каждая из которых генерирует высоковольтный импульс для собственной свечи. Больше не нужно распределять единый импульс между свечами, поэтому необходимость в трамблёре отпала. А чтобы импульсы совпадали с тактами двигателя, модуль зажигания (модульную катушку) оснастили коммутирующими ключами-транзисторами.

Иногда встречаются упрощённые модули зажигания, катушек в которых в 2 раза меньше, чем цилиндров в двигателе. У той же «Тойоты» такие системы зажигания назывались DIS-2 (на 4-цилиндровых моторах) и DIS-3 (на 6-цилиндровых). В такой схеме каждая из катушек модуля отправляет импульс сразу на 2 свечи — одна из которых формирует искру вхолостую, не поджигая смесь («принцип холостой искры»). А это в 2 раза снижает ресурс свечей зажигания — для таких упрощённых модулей обязательно нужны многоэлектродные свечи.

В современных модулях зажигания число катушек соответствует числу свечей зажигания, и описанных выше особенностей у них нет. Модуль зажигания можно назвать самым надёжным решением из распространённых сегодня на автомобилях, поскольку он вынесен отдельно и не испытывает экстремальных температурных нагрузок, в отличие от индивидуальных катушек. Слабое место модульного зажигания — высоковольтные провода («бронепровода»), которые периодически нужно менять.

Индивидуальные катушки зажигания

Пожалуй, самое распространённое на современных двигателях решение — индивидуальные катушки зажигания для каждого из цилиндров. Они установлены прямо в свечных колодцах и непосредственно соединены со свечами — в такой системе зажигания нет высоковольтных проводов. И это несомненный плюс.

Другое достоинство индивидуальных катушек — возможность их отдельной замены при выходе из строя. Правда, некоторые французские и американские автопроизводители объединяют индивидуальные катушки в единый блок (рампу или кассету зажигания) с непонятной целью — и при поломке любой из катушек приходится менять весь дорогой блок в сборе. К счастью, такой инженерной экзотики на рынке немного.

Но менять индивидуальные катушки приходится заметно чаще, чем отдельно стоящий модуль зажигания. Всё дело в их расположении — в свечных колодцах очень горячо. А если пропускает сальник свечного колодца или прокладка клапанной крышки, то катушка оказывается в масляном тумане, а то и в масляной ванне, что также не продлевает её ресурс.

Почему сгорают катушки зажигания

Удивительно, но старая масляная бобина была одним из самых надёжных узлов в системе зажигания автомобиля. А с усложнением и уменьшением размеров катушек зажигания их ресурс неуклонно снижался.

Современные катушки зажигания очень чувствительны к искровому зазору свечей. Если он увеличен, то требуется больший высоковольтный импульс, чтобы пробить его искрой — нагрузка на катушки возрастает. Работает принцип Пашена: лишняя десятая миллиметра(!) искрового зазора повышает потребное пробойное напряжение на 10%. Кроме того, электричество всегда идёт по пути наименьшего сопротивления — пробить обмотку и корпус катушки может оказаться проще, чем большой искровой зазор.

Почему искровой зазор свечей увеличивается? Так может случиться при неправильном подборе свечей — всегда обращайте внимание на искровой зазор и его соответствие рекомендованному для вашего двигателя. Но главная причина — износ электродов свечи по мере эксплуатации. У простых никелевых свечей искровой зазор заметно возрастает уже через 25 000 км пробега. Иридиевые и платиновые свечи держатся в 3–4 раза дольше, но и их заявленный ресурс нельзя превышать. Самое неприятное, что свечи зажигания с изношенными электродами могут вполне нормально работать — а катушки зажигания начнут сгорать одна за другой.

Никель, иридий, платина? Выбираем свечи зажигания

Другая причина отказа катушек зажигания — тяжёлые условия их работы, о которых уже говорилось выше. Особенно страдают индивидуальные катушки, расположенные прямо в горячих свечных колодцах, — а если ещё и двигатель перегреть… Также нужно тщательно следить за чистотой свечных колодцев: если туда начнёт проникать масло, то контакт со свечой ухудшится, наконечник катушки растрескается и случится пробой на корпус.

Как проверить катушку зажигания

Характерные признаки проблем с катушкой зажигания: нестабильная работа двигателя, троение, пропуски зажигания, потеря мощности и индикатор Check Engine на приборной панели. Бывает, что на холостых оборотах катушка работает нормально, но при повышении нагрузки начинает сбоить.

Проверку катушек зажигания лучше выполнять электронными средствами: с помощью диагностического сканера или системы самодиагностики автомобиля. Обычно при сбоях в работе катушки в ЭБУ двигателя сохраняется ошибка о пропуске зажигания в конкретном цилиндре.

Также можно замерить сопротивление обеих обмоток катушки зажигания мультиметром, но нужно знать показатели исправной катушки той же модели для сравнения. У разных производителей сопротивление обмоток отличается, поэтому приводить усреднённые значения не имеет смысла. При измерении учитывайте температуру катушки: сопротивление вторичной обмотки снижается по мере прогрева катушки.

Наконец, «народный метод» диагностики катушек зажигания — последовательное отключение разъёмов каждой из катушек и определение неисправной по изменению (точнее, не изменению) работы двигателя, по его троению. Рекомендовать этот способ мы не можем по нескольким причинам. Во-первых, он поможет выявить только полностью неисправную катушку. Во-вторых, троение вредно для любого современного двигателя, особенно его лямбда-зондов и каталитического нейтрализатора выхлопа. Подобных методов «диагностики» лучше избегать.

А вот визуальным осмотром катушек зажигания пренебрегать не стоит — тщательно осматривайте их при каждой замене свечей. Трещины в корпусе — верный признак скорой поломки катушки, лучше заранее купить катушку зажигания и заменить её превентивно, чтобы отказ не случился в дороге.

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

Содержание

• 1 Устройство катушки зажигания
• 2 Разновидности катушек
• 3 Неисправности катушек и их диагностика
• 4 Замена катушки зажигания

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.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Поделиться с друзьями:

Катушка зажигания – устройство и принцип работы

Катушка зажигания – это основной элемент системы зажигания любого транспортного средства, оснащенного двигателем внутреннего сгорания. Второе название – трансформатор, однако как бы эту деталь ни называли, она необходима для своевременного запуска двигателя.

Оглавление

1. Что такое катушка зажигания, зачем она нужна
2. Устройство катушки зажигания
3. Принцип работы
4. Виды катушек зажигания
5. Как проверить катушку зажигания
6. Часто встречающиеся неисправности, их признаки и способы устранения
7. Заключение

Ведь именно катушка отвечает за воспламенение топливно-воздушной смеси, она передает напряжение на свечи зажигания. О том, что представляет собой данная деталь, каковы особенности ее строения и виды, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Что такое катушка зажигания, зачем она нужна

Как уже говорилось выше, главная задача катушки – подача высокого напряжения на свечу, после чего появляется искра, которая, в свою очередь, поджигает топливно-воздушную смесь. Если возникают перебои в работе катушки, система зажигания начинает функционировать неправильно, как следствие – снижается мощность мотора, часты случаи, когда машина вообще перестает заводиться. 

Важно

Деталь, ставшая предметом нашего интереса, используется во всех без исключения системах зажигания – бесконтактной, контактной, электронной.

С конструктивной точки зрения она представляет собой трансформатор, имеющий две обмотки. По состоянию на сегодняшний день можно купить катушку зажигания одного из трех типов – общую, сдвоенную или индивидуальную, детальнее о них поговорим далее.

Устройство катушки зажигания

Как уже говорилось выше, катушка зажигания – это небольшой трансформатор с первичной и вторичной обмотками. Внутри этих обмоток расположен сердечник, снаружи находится изолированный корпус. В состав первичной обмотки входит медный провод с изоляцией, закрученный витками, количество которых может варьироваться от 100 до 150. Выводы у обмотки на 12 вольт. 

Что касается вторичной обмотки, то она находится над первичной и состоит из еще большего количества витков тонкой проволоки из меди. Количество таких витков колеблется в пределах 15-30 тысяч.

Именно здесь создается высокое напряжение, способное достигать 35 тыс. вольт и передающееся на свечи зажигания. Когда речь идет о катушках масляного типа, то у них внутри находится трансформаторное масло, препятствующее нагреву детали. 

Принцип работы

Работоспособность данного элемента системы зажигания обеспечивается следующим образом. Низковольтное напряжение поступает на первичную обмотку, оно способствует появлению магнитного поля. Периодически это напряжение отсекается, что приводит к резкому сокращению магнитного поля и возникновению на витках так называемой э.д.с. (электродвижущая сила). 

В соответствии с законами физики, электродвижущая сила прямо пропорциональна количеству витков контура. Во вторичной обмотке, количество витков на которой существенно больше, возникают импульсы высокого напряжения, передающиеся на свечу. Чаще всего передача происходит посредством высоковольтных проводов.

Импульс приводит к образованию искры между электродами свечи, она поджигает топливно-воздушную смесь. В более старых машинах был еще один узел, именуемый распределителем зажигания.

Он служил для равномерной подачи напряжения на все свечи. Однако со временем автопроизводители отказались от такого решения, посчитав его ненадежным. Именно поэтому в современных транспортных средствах на каждой из свечей есть по катушке зажигания.

Виды катушек зажигания

Катушки зажигания, представленные на рынке и используемые в конструкции современных автомобилей, бывают общими и индивидуальными.  

Общие катушки применяются в системах, как оснащенных распределителем, так и без оного. В плане конструкции такие модели отличаются следующими особенностями: снаружи находится первичная обмотка, внутри – вторичная, по центру которой располагается сердечник. Все это помещено в корпус из стали. На свечи подается импульс, возникающий на вторичной обмотке. 

Что же касается индивидуальных катушек, то они устанавливаются в системах, электронное зажигание в которых прямое. Конструкция таких комплектующих существенно отличается от описанной выше, ведь вторичная обмотка здесь расположена поверх первичной. Монтируются индивидуальные катушки непосредственно на свечу, отсюда и название. Импульс же передается в полной мере, мощность не теряется.

Также существуют сдвоенные катушки, которые называют двухвыводными. В отличие от классических моделей, от обмотки высокого напряжения здесь идут два вывода, что обеспечивает возможность искрообразования сразу на двух свечах. В одном из цилиндров в таком случае топливная смесь возгорается под конец такта, а во втором – в момент выхлопа. Используются подобные решения в моторах, количество цилиндров в которых четное. Система зажигания в таком случае более проста, распределитель отсутствует. 

В классических моделях катушек внутри находится трансформаторное масло, которое, как уже писалось выше, предотвращает перегрев обмотки. Для производства корпуса используется металл, и такое решение сложно назвать рациональным, поэтому более широкое распространение получил альтернативный вариант – т.н. «сухие» трансформаторы.

У них нет корпуса, зато есть эпоксидное покрытие, выполняющее двойственную функцию – охлаждающее деталь и защищающее ее от грязи и повреждений. В некоторых случаях используются комбинированные решения, когда сухая катушка сочетается с контактным коммутатором или же она встраивается в распределитель. 

Как проверить катушку зажигания

Проверка катушки зажигания может быть выполнена несколькими способами, но чаще всего автомобилисты прибегают к проверке «на искру». Преимущество такого метода состоит в его доступности, недостаток – в неточности результата. Для выполнения диагностики следует взять свечной ключ, плоскогубцы и свечу, которая точно исправна. 

Проверка выполняется следующим образом:

•  Визуально оценивается целостность проводки от свечей и до самой катушки. Осмотр проводится при выключенном зажигании. 
•  Если провода в порядке, нужно снять наконечник со свечи на первом цилиндре и подключить его к свече, в работоспособности которой уверены.
•  Включить зажигание, то есть завести мотор.
•  Обратить внимание на цвет искры – если она едва заметна и желтоватого цвета, налицо проблемы с проводкой или с катушкой. Если искра отсутствует, предмет нашего интереса неисправен, значит, придется выполнить замену катушки зажигания. 
•  Если авто оснащено индивидуальными катушками, описанные выше действия следует выполнить на каждой свече. Действовать нужно осторожно, не прикасаясь к проводам, которые находятся под напряжением.

Для получения максимально точного результата трансформатор проверяют с помощью специального прибора – мультиметра. Нормальное сопротивление катушки зажигания находится в пределах от 0,2 до 3 Ом в зависимости от модели. 

Часто встречающиеся неисправности, их признаки и способы устранения

О том, что трансформатор системы зажигания функционирует с перебоями, свидетельствуют следующие признаки:

•  Двигатель «троит», со временем – сильнее.
•  При минусовой температуре «троение» наблюдается лишь до тех пор, пока мотор не нагреется.
•  Когда «за бортом» сыро, мотор работает с перебоями.

Если был замечен хотя бы один из перечисленных признаков, необходимо выполнить диагностику катушки самостоятельно либо обратиться за помощью на СТО. 

К причинам поломок трансформатора следует отнести механическое повреждение, вызванное банальным износом, подтекание масла, которое попадает на изоляцию и разрушает ее. В таком случае лучше заменить деталь, так как ремонт зажигания будет практически непосильной задачей.

Индивидуальные катушки подвержены перегреву, который заметно сокращает их срок службы. Чтобы его предотвратить, специалисты рекомендуют использовать охлаждающую жидкость надлежащего качества и следить за исправностью системы охлаждения. 

Заключение

Катушка зажигания – это незаменимая деталь, присутствующая в каждом двигателе внутреннего сгорания. Они весьма надежны и долговечны, из строя выходят нечасто, обычно изнашиваются и ломаются только с возрастом или из-за проблем с проводкой. Стоят недорого, ремонту подлежат в ограниченных случаях, чаще всего неисправность устраняется путем замены. 

Принципы работы катушки зажигания

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

Хотя системы зажигания, безусловно, со временем развивались, в частности, включали в себя все больше и больше электроники, они по-прежнему несут на себе черты оригинальных систем зажигания с катушками, появившихся более 100 лет назад.

Первая система зажигания на основе катушки принадлежит американскому изобретателю Чарльзу Кеттерингу, который разработал систему зажигания с катушкой для крупного производителя автомобилей примерно в 1910/1919 гг.11. 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 фактически единственным типом системы зажигания для серийных 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 необходимого высокого напряжения в катушках зажигания используется взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.

Когда электрический ток протекает через электрический проводник, такой как катушка с проволокой, он создает вокруг катушки 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 витков в катушке, тем сильнее 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 поперек катушки. 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, отключается, магнитное поле разрушается, что индуцирует другой электрический ток в катушке

Точно так же, как увеличение скорости движения магнитного поля по катушке с проводом увеличивает напряжение, индуцируемое в катушке, если схлопывающееся магнитное поле может схлопываться 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: определение, типы, принцип работы, конструкция и проблемы Симптомы

Типы катушек зажигания и симптомы проблем

Что такое катушка зажигания?

Типы катушек зажигания и симптомы проблем:- Катушка зажигания, широко известная как искровая катушка, представляет собой индукционную катушку, используемую в автомобильной системе зажигания, которая преобразует напряжение ячейки в огромное напряжение. Это напряжение необходимо для образования электрической искры в свече зажигания для сжигания топлива. Некоторые катушки имеют встроенный внутренний резистор, а другие катушки имеют внешнее сопротивление для ограничения тока. Провода высокого напряжения, которые проходят через катушку зажигания к распределителю, а затем через распределитель к каждой из свечей зажигания, называются проводами свечей зажигания.

Механические точки прерывания контактов и конденсатор необходимы в каждой системе зажигания. В настоящее время силовой транзистор используется электронной системой зажигания для подачи импульсов на катушку зажигания. Дизельный двигатель зависит от сжатия для воспламенения топливно-воздушной смеси не требует системы зажигания

Принцип работы катушки зажигания

• Катушка зажигания состоит из многослойного железного сердечника, окруженного двумя медными катушками. Он отличается от силового трансформатора тем, что в нем имеется разомкнутая магнитная цепь. Энергия, которая собирается в магнитном поле сердечника, — это та же самая энергия, которая передается свече зажигания.

• Первичная обмотка имеет меньшие толстые витки. Вторичная обмотка имеет много витков, состоящих из более мелкого провода. эмаль и слои промасленной бумажной изоляции изолируют обмотки от высокого напряжения. Катушка помещена в металлический корпус с высоковольтными изолированными клеммами и низковольтными соединениями. Когда прерыватель контактов выключен, он позволяет току батареи течь через первичную обмотку катушки зажигания. Течение тока не такое быстрое из-за индуктивности катушки.

• Магнитное поле создается в сердечнике и в воздухе, окружающем сердечник, потоком тока. Ток должен протекать в течение времени, чтобы накопить в поле достаточную энергию для зажигания искры. Как только ток достигает полной мощности, включается прерыватель контактов. Настроенная цепь образована первичной обмоткой и конденсатором, а накопленная энергия вибрирует между катушкой индуктивности, развиваемой катушкой, и конденсатором, изменяющееся магнитное поле в сердечнике катушки индуцирует высокое напряжение во вторичной обмотке катушки.

Электронные системы зажигания

Современные электронные системы зажигания работают по тому же принципу, но некоторые требуют зарядки конденсатора примерно до 400 вольт, а не зарядки индуктивности катушки. Время переключения транзистора должно совпадать с расположением поршня цилиндра, чтобы искра синхронизировалась для воспламенения воздушно-топливной смеси для получения большего возможного углового момента. До прихода поршня в верхнюю мертвую точку проходит много градусов. Контакты управляют валом, который управляется распределительным валом двигателя, или синхронизация импульсов контролируется датчиком на валу двигателя всякий раз, когда используется электронное зажигание. Количество энергии искры, необходимой для удара воздушно-топливной смеси меняется в зависимости от давления и смеси, оборотов двигателя.

Конструкция катушки зажигания

Типы катушек зажигания и симптомы проблем: Раньше катушки зажигания изготавливались с обмотками высокого напряжения с бумажной изоляцией и лаком, закрепленными в стальной банке, заполненной маслом для изоляции и защиты от воды. . В современных автомобилях катушки заливаются эпоксидной смолой, которая проникает в любой воздушный зазор в обмотке. Современные одноискровые системы имеют одну катушку на одну свечу зажигания. Чтобы избежать раннего искрения в начале первичного импульса, в катушке размещен вторичный разрядник, останавливающий обратный импульс.

Вторичная обмотка имеет две клеммы, которые отделены от первичной, и каждая клемма подключается к свече зажигания. При этом дополнительный диод не требуется, поскольку на свече зажигания не будет топливно-воздушной смеси. Используется меньше первичных витков, что увеличивает первичный ток в катушке с низкой индуктивностью. Твердотельное переключение используется, потому что оно не совместимо с механическими точками прерывания

Современные системы зажигания

В современных системах распределитель не разрешен, и зажигание предпочтительно контролируется электронным способом. Маленькие катушки используются с одной катушкой на свечу зажигания. Эти катушки могут быть установлены в любом месте или их можно установить поверх свечи зажигания, что известно как прямое зажигание. Где одна катушка работает на две свечи зажигания, которые на два цилиндра. При таком расположении катушка производит две искры за цикл для обоих цилиндров. Топливо в цилиндре почти заканчивается и такт сжатия воспламеняется, тогда как искра в его партнере почти в конце такта выпуска на него не влияет.

Система с переработанной искрой более стабильна, чем система с одной катушкой с распределителем, и дешевле, чем система прямого зажигания. Когда катушки применяются индивидуально для каждого цилиндра, все они находятся в одном насыпном блоке с различными клеммами высокого напряжения. Это называется пакетом катушек. Плохой блок катушек приведет к плохому расходу топлива или потере мощности.

Признаки проблем с катушкой зажигания

Признаки неисправности катушки зажигания:

• Обратный огонь
• Экономия топлива
• Автомобиль глохнет
• Двигатель дергается, неровный холостой ход, низкая мощность
• Двигатель не запускается
• Автомобиль не заводится
• Плохой разгон или потеря мощности
• Коды неисправности двигателя

• Если неисправность катушки приводит к отказу, то это приведет к попаданию сырого топлива; необратимая деградация каталитического нейтрализатора. Во избежание повреждения двигателя мы предпримем меры для проверки утечек масла и проблем со свечами зажигания

• Наиболее распространенной причиной является течь масла из-под прокладки клапанной крышки. во многих типах двигателей свеча зажигания и катушка зажигания устанавливаются под трубкой свечи зажигания. Вокруг деления клапанной крышки, эта трубка закреплена. через несколько лет уплотнение между крышкой клапана и трубкой свечи зажигания может сломаться, что приведет к утечке масла и его распространению вокруг свечи зажигания и катушки зажигания, что является причиной отказа свечи зажигания и катушки зажигания.

• Признаки сгоревших катушек зажигания где-то зависят от автомобильной системы. Если автомобиль имеет одну катушку, поддерживающую весь двигатель, то двигатель вообще не будет работать, так как катушка зажигания выйдет из строя. Это может появиться внезапно. В автомобилях с системой зажигания «катушка на свече» неисправная катушка зажигания может вызвать пропуски зажигания в одном или нескольких цилиндрах одновременно. Тем не менее, двигатель будет работать, но его характеристики будут грубыми. Некоторые катушки зажигания с катушкой на свече управляют двумя цилиндрами с помощью системы отработанной искры. В системе такого типа происходят некоторые необычные неудачи.

Катушки зажигания четырех типов;

1. Обычная катушка зажигания
2. Электронная катушка зажигания
3. Катушка зажигателя без распределителя (DIS)
4. катушка зажигания на катушке на плуга (COP)

1. Обычная катушка зажигания: (Типы зажигания.

В обычном прерывателе система зажигания точечного типа; батарея обеспечивает питание первичной цепи. Ток проходит по обмоткам первичной катушки и создает магнитное поле. электрическая цепь тока разрывается при размыкании точек. Что приводит к установлению магнитного поля. Установившаяся сила пересекает обмотки вторичной катушки и создает между ними электрический ток.

За несколько секунд ток проходит через крышку распределителя и, наконец, в свечи зажигания. У этих более ранних механических распределительных систем были свои недостатки. Точки зажигания выходят из строя и изменяют угол опережения зажигания, что снижает эффективность двигателя.

2. Электронная катушка зажигания: (Типы катушек зажигания)

Эта система зажигания имеет большинство характеристик, аналогичных характеристикам обычной системы. Но вместо кулачка и точек распределителя есть электронная система, которой нужна катушка датчика, чтобы подать сигнал модулю управления. Распределительному валу удается развивать определенное количество «ударов» после миль. Таким образом, износ шестерни всегда будет препятствием для правильного момента зажигания, и требуется разработка механических систем зажигания.

3. Катушка зажигания без распределителя (DIS): ( Типы катушек зажигания )

В катушке зажигания без распределителя ее конструкция позволяет получать больше энергии через множество катушек. В пакете катушек их три или более, установленных вместе.

Он использует магнитное пусковое устройство для определения частоты вращения двигателя и положения коленчатого вала. Эта система определяет момент зажигания на основе двух датчиков положения вала и компьютера. Датчики положения коленчатого вала каждый раз контролируют положение обоих валов и передают эту информацию в компьютер.

4. Катушка зажигания с катушкой на свече (COP): ( Типы катушек зажигания )

Система зажигания с катушкой на свече (COP) объединяет все электронные элементы управления, которые можно увидеть в системе прямого зажигания. . Но вместо двух цилиндров, работающих с одной катушкой, каждая катушка (COP) взаимодействует только с одним цилиндром. В результате некоторые (COP) системы зажигания производят до 47 000 вольт и гораздо более горячие искры.

Наконец, основные причины неисправности катушек зажигания:
Плохие свечи зажигания
Плохие провода свечей зажигания
Перегрузка по напряжению

Источник изображения :- slideplayer,

Катушка зажигания | Mein Autolexikon

Катушка зажигания должна преобразовывать относительно низкое бортовое напряжение 12 В в требуемое высокое напряжение зажигания и подавать энергию, запасенную в этом напряжении, на свечу зажигания. Принцип действия…

Амортизация

Катушки зажигания подвергаются постоянным механическим и термическим нагрузкам. Их состояние и функционирование проверяются в рамках регулярного осмотра и технического обслуживания в гараже, чтобы можно было обнаружить повреждения на ранней стадии и предотвратить выход из строя.

Безопасность

Согласно ежегодным данным о поломках, сопоставляемым ADAC, неисправности, затрагивающие электрику и систему зажигания, по-прежнему возглавляют список, составляя более половины всех зарегистрированных поломок. Из-за постоянного роста количества электронных компонентов и их объединения в сеть через шинные системы в последние годы значительно возросло значение электромагнитной совместимости (ЭМС).

В результате каждый электронный компонент должен соответствовать следующим требованиям:

• Должен быть устойчив к внешним воздействующим факторам во всех конкретных условиях эксплуатации.
• Он не должен мешать другим электрическим системам.
• Во время работы он должен обеспечивать безошибочный прием радиосигналов как внутри автомобиля, так и в непосредственной близости.

Функция

Катушка зажигания должна преобразовывать относительно низкое бортовое напряжение 12 В в необходимое высокое напряжение зажигания и подавать энергию, запасенную в этом напряжении, на свечу зажигания. Принцип работы катушки зажигания относительно прост. Он имеет первичную обмотку (мало витков) и вторичную обмотку (много витков). Соотношение витков между числом витков первичной и вторичной обмоток определяет уровень напряжения, формируемого на выходе. При подключении бортового напряжения к первичной обмотке катушки зажигания по первичной обмотке протекает ток, создающий магнитное поле в катушке зажигания.

Прерывание тока в первичной обмотке резко снимает магнитное поле, одновременно создавая высокое напряжение, необходимое для воспламенения искры во вторичной обмотке. То, как высокое напряжение, генерируемое катушкой зажигания, передается на свечу зажигания, зависит от системы зажигания, поколения и модели автомобиля. В старых автомобилях механический распределитель зажигания распределяет высокое напряжение на свечи зажигания. Распределитель зажигания был заменен, когда было введено полностью электронное зажигание с прямым соединением между катушкой зажигания и свечой зажигания.

Системы зажигания

За последние десятилетия система зажигания постоянно совершенствовалась. Вехами можно считать следующие системы зажигания:

Обычная катушка зажигания SZ-ROV (вращающийся распределитель высокого напряжения)

В системе этого типа вращающийся распределительный палец, расположенный внутри распределителя зажигания, распределяет высокое напряжение на свечи зажигания. Распределитель зажигания, необходимый для переоборудования ROV, состоит из множества компонентов, в том числе из механически приводимого в действие и, следовательно, изнашиваемого размыкающего контакта. Из-за механики (и связанной с ней инерции) мощность операций переключения ограничена, и переключение не всегда происходит точно в нужное время. Эту систему зажигания можно найти только в классических автомобилях и современной классике.

Транзисторное зажигание TZ-ROV (вращающееся высоковольтное распределение)

Внедрение транзисторного зажигания с контактным управлением изначально привело к значительному снижению подверженности износу механического размыкающего контакта. Позже тормозной контакт был заменен на транзисторный воспламенитель (модуль зажигания). Транзисторный воспламенитель обычно управлялся датчиком Холла или индукционным датчиком, расположенным внутри распределителя зажигания.

Электронное зажигание EZ-ROV

В этой системе зажигания распределение высокого напряжения по-прежнему осуществляется с помощью механических средств. Однако механическая регулировка угла опережения зажигания заменена электронным управлением, а это означает, что распределителю зажигания больше не требуется вакуумный блок. Необходимые параметры (например, скорость и нагрузка) фиксируются электронным способом и сравниваются с картой опережения зажигания, хранящейся в системе. Катушка зажигания управляется воспламенителем.

Полностью электронное зажигание VZ-RUV

Полностью электронное зажигание не требует распределителя зажигания. Напряжение распределяется в воспламенителе полностью электронным способом («статическое распределение высокого напряжения»). Эта система зажигания используется в большинстве современных автомобилей.

Типы систем зажигания

В зависимости от системы зажигания используются различные типы катушек зажигания. Их обзор представлен ниже:

Катушки зажигания цилиндра

Цилиндровые катушки зажигания в основном используются в старых моделях автомобилей. Они намного надежнее благодаря сухой и, следовательно, надежной изоляции между обмоткой катушки и корпусом цилиндра. Катушки цилиндров, изготовленные бюджетными поставщиками, часто заполнены маслом, которое в случае неисправности или аварии может вытечь и вызвать возгорание автомобиля.

Катушки зажигания распределителя

Катушки зажигания распределителя имеют высоковольтный купол, который соединяется с распределителем зажигания высоковольтным кабелем. В основном они используются в транспортных средствах с вращающимся распределительным устройством высокого напряжения.

Катушки зажигания блока

Катушка зажигания блока объединяет несколько катушек зажигания, которые управляют несколькими свечами зажигания через провода зажигания.

Блочные катушки зажигания доступны со встроенным выходным каскадом и без него, а также в одноискровом и двухискровом исполнении.

Карандашные катушки/накладные свечи

Карандашные катушки или накладные свечи (с технологией одинарной и двойной искры) вставляются непосредственно в свечу зажигания. Это означает, что энергия воспламенения может передаваться непосредственно на свечу зажигания практически с нулевой потерей мощности. Еще одним преимуществом является то, что существующий искровой вал может служить основанием для установки катушки зажигания в зависимости от конструкции. Карандашные катушки или свечи зажигания используются в автомобилях с полностью электронным зажиганием. Примеры включают модели BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Porbhe, Renault или VW.

Ленты катушек зажигания

Лента катушек зажигания объединяет несколько одноискровых катушек зажигания. Эти катушки подключаются непосредственно к свече зажигания. Чтобы на ранней стадии можно было обнаружить пропуски воспламенения и детонационное сгорание, катушки также могут быть оснащены встроенным датчиком ионного тока. Измерение ионного тока контролирует сгорание смеси и обеспечивает основу для схемы управления зажиганием. Эти типы катушек зажигания используются, например, в моделях VW, Opel, Peugeet, Citroen и Skoda.

Охрана окружающей среды

Исправная система зажигания обеспечивает правильную и правильную работу каталитического нейтрализатора. Он снижает выбросы загрязняющих веществ, тем самым играя активную роль в защите окружающей среды. Однако каталитический нейтрализатор чувствителен к механическим нагрузкам и нагрузкам, перегреву и ошибкам управления. Воздействие чрезмерного стресса и напряжения такого рода может ухудшить его работу или даже привести к его полному выходу из строя.

No related posts.