Катушка зажигания принцип действия: Катушка зажигания – типы, устройство, принцип работы

Катушка зажигания – типы, устройство, принцип работы

Катушка зажигания является сердцем системы зажигания, т.к. обеспечивает в ней создание высокого напряжения. Катушка зажигания применяется во всех системах зажигания: контактной, бесконтактной, электронной. По своей сути катушка зажигания это трансформатор с двумя обмотками.

Различают следующие типы катушек зажигания: общая, индивидуальная и сдвоенная.

Общая катушка зажигания применяется в контактной, бесконтактной системах зажигания и электронной системе зажигания с распределителем.

Катушка зажигания имеет следующее устройство. Катушка объединяет две обмотки – первичную и вторичную. Первичная обмотка содержит от 100 до 150 витков толстой медной проволоки. Для предупреждения скачков напряжения и короткого замыкания проволока изолирована. Первичная обмотка имеет два низковольтных вывода на крышке катушки зажигания.

Вторичная обмотка имеет от 15000 до 30000 витков тонкой медной проволоки.

Вторичная обмотка находится внутри первичной обмотки. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, другой – с центральной клеммой на крышке, обеспечивающей вывод высокого напряжения.

Для повышения силы магнитного поля обмотки располагаются вокруг железного сердечника. Обмотки вместе с сердечником помещены в корпус с изолирующей крышкой. Для предотвращения токового нагрева катушка заполнена трансформаторным маслом.

Основными характеристиками катушки зажигания являются сопротивление обмоток, которое для каждой модели индивидуальное. Для примера, сопротивление первичной обмотки составляет порядка 3-3,5 Ом, вторичной обмотки – 5000-9000 Ом. Отклонение величины сопротивления обмотки от нормативного значения свидетельствует о неисправности катушки.

Работа катушки зажигания основана на возникновении во вторичной обмотке высокого напряжения при прохождении по первичной обмотке импульса тока низкого напряжения. При прохождении через первичную обмотку тока создается магнитное поле.

При отсечке тока магнитное поле наводит во вторичной обмотке ток высокого напряжения, который выводится через центральную клемму катушки и с помощью распределителя подается к свечам зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания применяется в электронной системе прямого зажигания. Как и общая катушка зажигания, она включает первичную и вторичную обмотки. Здесь, наоборот, первичная обмотка находится внутри вторичной. В первичной обмотке установлен внутренний сердечник, а вокруг вторичной – внешний сердечник.

В индивидуальной катушке зажигания могут располагаться электронные компоненты воспламенителя. Высокое напряжение, вырабатываемое во вторичной обмотке, подается напрямую на свечу зажигания с помощью наконечника, включающего стержень высокого напряжения, пружину и изолирующую оболочку. Для быстрого отсекания тока высокого напряжения во вторичной обмотке устанавливается диод высокого напряжения.

Сдвоенная катушка зажигания (другое наименование – двухвыводная катушка зажигания) применяется во многих конструкциях электронной системы прямого зажигания. Сдвоенная катушка имеет два высоковольтных вывода, которые обеспечивают синхронное получение искры двумя цилиндрами одновременно. При этом только один цилиндр находится в конце такта сжатия. В другом цилиндре искра происходит вхолостую на такте выпуска отработавших газов.

Двухвыводная катушка зажигания может иметь различное соединение со свечами зажигания:

• с помощью проводов высокого напряжения;
• одна свеча – напрямую через наконечник, другая – с помощью провода высокого напряжения.

Конструктивно две двухвыводные катушки могут объединяться в единый блок, который носит собственное название –

четырехвыводная катушка зажигания.

 

 

Как устроена и как работает катушка зажигания — Ozon Клуб

История катушки зажигания

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

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

Особенности классической конструкции

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

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

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

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

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

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

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

Появление «сухих» катушек зажигания

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

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

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

Появления модуля зажигания

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

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

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

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

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

Внедрение индивидуальных катушек

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

Катушка зажигания (Новосибирск) Lada(Лада) ВАЗ 1118 Kalina Калина,2110,2170 Priora Приора, (дв. 16V) 2190 Granta Гранта

667₽ 1 500₽

614₽ 1 210₽

425₽ 547₽

814₽ 2 200₽

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

Так ли высока важность бобины?

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

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

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

Катушка зажигания (модуль) ВАЗ LADA Largus, RENAULT Logan 8V, 1.4 1.6 (STARTVOLT) SC 0901 — Startvolt арт. SC 0901

1 259₽ 2 016₽

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

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

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

Фото: Shutterstock

Комплекты катушек зажигания

: простое руководство

Как работает катушка?

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

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

Почему выходит из строя катушка?

Блоки катушек зажигания ненавидят жару и вибрацию, поэтому горячему моторному отсеку им трудно жить. Со временем температура и тряска могут разрушить обмотки и изоляцию катушки. Если внутренняя изоляция пробивается, это может вызвать короткое замыкание в обмотке, что ограничивает величину повышения напряжения.

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

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

Как диагностировать неисправную катушку?

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

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

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

Конечно, причиной неисправности цилиндра могут быть всевозможные проблемы с зажиганием и подачей топлива, а не только неисправная катушка. По этой причине вам следует снять и проверить свечу зажигания и провод свечи зажигания, если таковой имеется. Проверьте надежность и целостность самой катушки, ищите внешние трещины.

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

Что делать, если неисправна катушка?

Комплекты катушек легко заменяются механиком-слесарем. Как только вы найдете катушку или пакеты катушек, что будет довольно легко, как только вы снимите крышку двигателя, обычно есть только один винт или небольшой болт, удерживающий ее. Снимите болт, потяните за катушку, и она выскочит.

Неисправный блок невозможно починить.

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.

В каждой системе зажигания требуются механические точки прерывания контактов и конденсатор. 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 индуктором, развиваемым 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, 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 возможностями механических прерывателей

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 запускается
• 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 зажигания без распределителя (DIS)
4. Катушка зажигания на катушке на плуга (COP)

1. Традиционная зажигающая катушка: (типы зажигования) .

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.

Ток проходит через крышку распределителя и, наконец, через несколько секунд поступает 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. которые требуют замены

2. Электронная катушка зажигания: (Типы катушек зажигания)

Эта система зажигания имеет большинство характеристик, идентичных 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.