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.

Катушка зажигания предназначена для создания высокого напряжения, которое в дальнейшем используется свечой для образования искры. Поэтому ее исправная работа необходима для нормального функционирования системы зажигания. По сути катушка является небольшим трансформатором, на первичную обмотку которой приходит стандартные 12 В от аккумулятора, а выходит напряжение в несколько кВ. Она используется во всех системах зажигания - , бесконтактной и электронной. Причины выхода из строя катушки типичны. Как правило, это обрыв провода, повреждение изоляции, механические деформации. Далее мы с вами рассмотрим признаки неисправности и методы диагностики катушки зажигания.

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

Модуль катушек зажигания

Метод «искры в шприце»

Процесс проверки катушки с помощью такого самодельного устройства достаточно прост. Для этого нужно подсоединить поочередно катушки к свече получившегося «прибора». Крепеж-крокодил присоединить к «массе» корпуса машины. На время смены тестируемых катушек двигатель необходимо глушить и запускать потом заново.

Изначально с помощью поршня нужно выставить минимальный зазор между проволокой на поршне и электродом (1…2 мм). И путем регулирования расстояния от проволоки на поршне до электрода на свече визуально смотреть на процесс появления между ними искры. Максимальное расстояние в данном случае у разных машин будет разным, и зависит оно от качества и состояния свечи зажигания, состояния электросистемы машины, качества «массы» и других факторов. Обычно искра при таких испытаниях должна появляться при расстоянии между электродами от 1…2 мм до 5…7 мм.

Перед каждым тестированием работы получившегося аппарата нужно обязательно отсоединять разъем с каждой форсунки с тем, чтобы топливо не заливало цилиндр во время проверки.

Главное, о чем можно точно судить при таких испытаниях - сравнение состояния разных катушек по цилиндрам. Если имеет место неисправность или - это будет видно по длине искры по сравнению с более-менее исправными катушками.

Проверка сопротивления изоляции

Еще один популярный метод проверки заключается в измерении значения сопротивления изоляции проводов в обмотках катушки. Для этого вам понадобится мультиметр, способный измерять сопротивление. Катушку зажигания лучше демонтировать с автомобиля, чтобы работать было удобнее. Процедура замера несложна. Главное знать, где расположены выводы первичной и вторичной катушек, так как измерять сопротивление необходимо проверить на них обеих.

Перед началом работы убедитесь в исправности мультиметра. Для этого включите режим измерения сопротивления и замкните щупы между собой. На экране должен быть 0.

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

Процедура замера сопротивления изоляции катушки зажигания

Если значение будет мало, значит, в обмотке повредилась изоляция, и вы имеете дело с коротким, скорее всего межвитковым, замыканием. Если же сопротивление слишком велико, то это означает, что провод обмотки оборвался и нет нормального контакта. В любом случае необходимо выполнять ремонт, то есть перематывать обмотку. Однако в большинстве случаев лучше попросту заменить катушку зажигания , так как этот способ избавит вас от лишних хлопот и затрат. Это касается практически любого автомобиля, ведь стоимость ремонта будет превышать цену самой катушки.

Если вы имеете дело с индивидуальными или двухвыводными катушками, то здесь дело обстоит несколько иначе. Значение на первичной обмотке должны быть аналогичными. А что касается «вторички», то значение сопротивления будут идентичными на обоих выводах. Если на машине установлена катушка с четырьмя выводами, то проверку нужно делать на всех выводах.

Также учтите, что при измерении сопротивления на вторичной обмотке важно учитывать полярность. В частности, черным щупом мультиметра коснитесь центрального вывода («массы»), а красным - стержня наконечника.

Осциллограф покажет все

Самый профессиональный метод проверки катушки - воспользоваться осциллографом. Только он способен дать полную информацию о состоянии системы зажигания, и в частности, катушек зажигания. Поэтому в сложных случаях имеет смысл воспользоваться электронным осциллографом и дополнительным программным обеспечением. Особенно это актуально когда имеет место так называемое межвитковое замыкание на катушках вторичного напряжения (с высоким напряжением).

Если с помощью осциллографа снять график значений рабочих напряжений в динамике (видно на рисунке), то по нему можно понять, что причиной возможных описанных выше неисправностей будет именно катушка зажигания. Дело в том, что при возникновении межвиткового замыкания во вторичной катушке уменьшается энергия, которая могла бы потенциально запастись в этой самой катушке, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению времени горения искры, то есть, пропускам воспламенения. Особенно это заметно при резком нажатии на педаль акселератора.

Катушка целая

Катушка пробитая

Итоги

Проверить катушку зажигания совсем несложно. Это может сделать любой, даже начинающий, автолюбитель. Самый простой и эффективный метод - измерение сопротивления изоляции на первичной и вторичной обмотках. Для этого лучше снять катушку для удобства проведения работы.

Помните, что при выявлении неисправности редко имеет смысл проводить ремонт, в частности, перематывать одну или вторую обмотки. Гораздо проще купить и заменить новую катушку зажигания целиком.

Катушка зажигания является важной частью системы запуска транспортного средства. Без её применения не добиться старта мотора. Невозможно запустить двигатель без аккумулятора, так как не будет формироваться первая искра.

Устроена данная деталь достаточно просто, но время от времени, как и иные детали и элементы автомобиля, она выходит из строя. Причиной может стать неисправность или определённый заводской дефект. Стандартным пуском двигателя работа катушки не ограничивается. Если устройство внезапно выйдет из строя при уже работающем двигателе, это автоматически приведёт к его полной остановке.

Знание ответа на вопрос, как проверить катушку зажигания – это простой и верный способ выявить неисправность детали и понять, требуется или нет его замена.

Назначение

Основным предназначением катушек зажигания является трансформация низковольтного электрического тока, который получается от аккумулятора или от генератора, в специальный электрический импульс с достаточно высоким напряжением. За счёт данного процесса в свечах зажигания вырабатывается необходимая для запуска двигателя искра.

Принцип работы

Принцип работы описываемого устройства достаточно прост. В первичную обмотку катушки осуществляется подача низковольтного напряжения, создающего магнитное поле. Иногда подобное напряжение полностью отсекается прерывателем, способствуя тем самым резкому сокращению магнитного поля и образованию в витках катушки зажигания оптимальной электродвижущей силы.

Согласно закону физики по электромагнитной индукции, показатель образующейся электродвижущей силы является прямо пропорциональным количеству витков контура. Именно по этой причине во вторичной катушке, где присутствует больше витков, появляется импульс высокого напряжения. Он проходит по высоковольтным проводам и подаётся к свече зажигания. Благодаря данному импульсу, который передаётся катушкой, между электродами свечи зажигания появляется искра, воспламеняющая воздушно-топливную смесь.

В более устаревших моделях авто напряжение от катушки зажигания передавалось к свечам посредством распределителя зажигания. Подобная схема не отличалась надёжностью, потому свечные катушки зажигания более современных авто объединены в специальную систему и распределены строго по одной на каждую свечу.

Виды катушек

На данный момент различается три основных вида катушек зажигания. Каждый из них характеризуется своими конструкционными особенностями и требует более внимательного рассмотрения:

• классические, которые используются на автомобилях с системами зажигания, где присутствует распределитель;
• двухвыводные – используются в системе стандартного зажигания с прямой подачей электрического напряжения;
• индивидуальные – в данной системе для каждой свечи предназначена одна катушка.

Все три вида схожи по своей конструкции, за исключением некоторых нюансов. Классический вариант состоит из двух обмоток – вторичной и первичной. Вторая при этом помещается внутрь первой. Разница между обмотками заключается в количестве витков используемой проволоки, а также в толщине провода.

Во внутренней части данных обмоток размещён сердечник, выполненный из ферромагнитного сплава. Каждая обмотка имеет по два вывода. У первичной они оба являются входными. У вторичной один вывод является выходным, а второй соединен с первичной обмоткой. Все перечисленные выше элементы помещены в герметичный корпус. Что касается выводов, то они выходят на крышку корпуса.

Двухвыводная катушка от классического варианта отличается присутствием двух сердечников – внутренний, который помещён в обмотки, а также внешний, что находится над ними. Вместо одного высоковольтного вывода вторичного варианта обмотки, у подобной катушки их всего два.

Что касается индивидуальной катушки, то она отличается тем, что сверху размещается не первичная, но вторичная обмотка. При этом высоковольтный вывод её подсоединён к специальному наконечнику, что надевается на вывод свечи.

Все виды катушек являются неразборными и не подлежат ремонту. Данные элементы необходимо проверять и своевременно осуществлять замену. Это очень важно, так как обрыв или замыкание обмоток может стать причиной сбоев в работе, а также приведёт к полной неработоспособности двигателя.

Основные неисправности катушки зажигания и их причины

Причин появления у катушек зажигания разных неисправностей может быть несколько. Среди самых распространённых из них можно выделить следующие:

1. Короткое замыкание во внутренней части устройства.
2. Перегрев катушки по причине её постепенного износа.
3. Увеличение времени зарядки катушки. Это возникает по причине низкого источника напряжения, то есть слабого аккумулятора. В последствии это приводит к преждевременному износу или к повышенной нагрузке блока управления зажигания.
4. Нарушение герметичности узлов в двигателе. Течи могут стать причиной замыкания, вызывая тем самым нарушение в работе общей системы зажигания.

Причины выхода из строя катушек зажигания необходимо знать. Если не устранить их, есть риск столкнуться с быстрым выходом из строя более новых элементов.

Симптомы неисправностей, или На что следует обратить внимание

Какой бы вид катушки ни был установлен в транспортном средстве, через определённое время эксплуатации он может выйти из строя.

Можно выделить следующие признаки неисправности катушки зажигания:

• слабый разгон;
• потеря мощности;
• ошибочные показатели на панели приборов;
• переход двигателя в режим safe-mode;
• самый серьёзный признак выхода свечи из строя – двигатель не заводится.

Перечисленные признаки сбоя в работе катушки зажигания могут проявляться, как при определённом режиме работы двигателя, так и в постоянном.

Инструкция по проверке катушки зажигания мультиметром

Проверка описываемого элемента представляет собой трёхступенчатый процесс. Начинается он с тщательной подготовки. Затем осуществляется визуальный осмотр и всё заканчивается тестированием системы с задействованием специальных приборов.

Функционирование катушки может проверяться на профессиональных диагностических стендах в специальных сервисах и дилерских центрах. Для проведения самостоятельной проверки потребуется использовать мультиметр. Данный инструмент представляет собой универсальный диагностический прибор максимально широкого спектра применения.

Подготовительные операции

Перед тем, как начать саму диагностику катушки зажигания, потребуется подготовить мультиметр. Данный прибор в состоянии определить точные показатели напряжения и уровень электрического сопротивления в Ом.

В современных авто установлены разного рода катушки зажигания. Параметры каждой из моделей обозначены ПТС каждого авто. Подобные показатели необходимо знать, чтобы можно было провести диагностику. Проверка заключается в выявлении такого параметра, как сопротивление катушки зажигания, то есть сопротивление вторичной и первичной обмоток. Если в процессе проверки не удаётся обнаружить показатели сопротивления, можно будет опираться на общепринятые признаки.

Внешний осмотр

Внешние характеристики системы могут в зависимости от модели немного различаться. Отличаются такие характерные элементы, как:

• крышка;
• корпус;
• расположенная по центру клемма;
• два контакта.

В процессе визуального осмотра элемента потребуется внимательно изучить состояние корпуса и постараться обнаружить на поверхности трещины, сколы и прожжённые участки. По той причине, что корпус выполнен из эбонита и, соответственно, не пропускает ток, неисправность прибора по большей части будет связана с внутренними повреждениями.

Если в процессе изучения состояния внешних характеристик катушки выявляются определённые проблемы, элемент потребуется заменить на новый. Новая катушка должна строго соответствовать всем необходимым техническим характеристикам – сопротивлению обмотки, длительности и энергии искры. Если проблем с внешними характеристиками не обнаруживается, можно перейти к проверке первичной и вторичной обмоток.

Проверка первичной обмотки

На данном этапе мультиметр требуется присоединить к минусовому и плюсовому выводам, а прибор настроить на замер уровня сопротивления. Несмотря на то, что устройства от разных авто характеризуются разными значениями уровня сопротивления, показатель колеблется в диапазоне 0,4 — 2 Ом.

Если в процессе диагностики прибор показывает величину, входящую в данный диапазон, можно судить об исправности устройства. Отображение на дисплее значения 0 Ом прямо говорит о том, что в обмотке произошло короткое замыкание. Если же полученным значением является бесконечность, произошел обрыв в электрической цепи. После проверки первичной обмотки можно приступать к обнаружению проблем со вторичной.

Проверка вторичной обмотки

Во время данной проверки щупы мультиметра потребуется присоединить к плюсовому контакту и к проводам высокого напряжения. Если устройство обладает специальным пластинчатым сердечником, параметры сопротивления будут находиться в диапазоне 6 — 9 кОм. Все остальные категории катушек будут превышать 15 кОм.

Сравнение результатов измерений с нормированными значениями

После проверки и определения уровня сопротивления двух категорий обмоток, все полученные показания нужно сравнить со стандартными, установленными производителем параметрами. Тщательная проверка сдвоённой катушки – это более сложная задача. Первичная обмотка в катушках такого плана подключается непосредственно к разъёму.

Стандартная схема сдвоённой катушки несколько отличается от обычной и её знание необходимо в процессе проверки первичной обмотки. Вторичная обмотка будет прозваниваться без особых проблем. Для этой цели достаточно просто присоединить тестер к паре высоковольтных выводов.

Дефекты катушек, которые не выявляются тестером

Кроме проблем с обмоткой, которые можно определить при помощи мультиметра, существуют иные дефекты, которые нельзя определить при помощи данного устройства. Большинство из них определяются посредством внешнего осмотра.

Среди проблем такого плана можно определить неисправность контакта и протечку масла при сильной вибрации. Элементарное перегревание катушки может свидетельствовать о нарушении её герметичности.

Вне зависимости от обнаруженной неисправности катушку невозможно будет отремонтировать. Всё, что можно сделать – заменить деталь на новый элемент.

Выводы

Автомобильная катушка зажигания может быть отнесена к сверхточным и достаточно чувствительным устройствам. Любое, даже самое незначительное отклонение от показателей нормы может привести к достаточно серьёзным поломкам и неисправностям элементов автомобиля при его последующей эксплуатации. Не стоит также забывать о том, что катушка является тем устройством, которое нельзя отремонтировать. При обнаружении неисправностей деталь потребуется полностью заменить.

(9 оценок, среднее: 4,22 из 5)

Д. Соснин, А. Фещенко
Катушка зажигания - обязательный компонент любой автомобильной электроискровой системы зажигания. Описанию различных современных катушек зажигания посвящена настоящая статья.

1. Общие сведения

В наиболее распространенных системах зажигания с накоплением энергии в индуктивности катушка зажигания представляет собой не только повышающий импульсный трансформатор (или автотрансформатор), но и накопитель энергии.

Как индуктивный накопитель энергии, катушка зажигания должна обладать определенной вместимостью магнитного поля, которую называют индуктивностью катушки. Для увеличения индуктивности первичной обмотки катушки зажигания применяют ферромагнитный сердечник. Чтобы сердечник не насыщался первичным током, что неизбежно приводит к уменьшению накапливаемой в магнитном поле энергии, магнитопровод делают разомкнутым. Это позволяет создавать катушки зажигания с индуктивностью первичной обмотки 5.. .10 мГн, при максимальной величине первичного тока 3...4 А. Такие параметры катушки приемлемы для контактной батарейной системы зажигания, так как в такой системе первичный ток не может быть выше 3...4 А из-за быстро прогрессирующей эрозии и обгорания контактной пары прерывателя (максимально допустимый ток разрыва на контактах - 4 А).

В катушке с индуктивностью Lк=10 мГн при максимальном токе I1= 4 А и КПД=50% можно запасти электромагнитной энергии Wк не более 40 мДж (Wk=Lk*I*I/2).

В первом приближении этого достаточно для устойчивого функционирования системы зажигания на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Но с повышением "оборотистости" двигателя и числа его цилиндров ток разрыва на контактной паре из-за большой индуктивности катушки не успевает достичь своего максимального значения I1=Uб/R1=4 А (Uб - напряжение в бортсети автомобиля, R1 - сопротивление первичной обмотки катушки зажигания) и запасаемая в индуктивности энергия начинает быстро (по квадратичному закону) падать. При этом накопитель не дозаряжается до расчетной величины и электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции во вторичной обмотке катушки зажигания, а следовательно, и вторичное (выходное) напряжение системы зажигания становятся меньше. Как следствие, коэффициент запаса по вторичному напряжению в контактной системе зажигания очень низкий (не более 1,2).

Следует заметить, что увеличением индуктивности первичной обмотки катушки зажигания выше 10...11 мГн добиться повышения запасаемой энергии в контактной системе зажигания не удается, так как при этом увеличивается время нарастания первичного тока и на высоких оборотах ДВС ток не успевает достичь требуемого значения. При уменьшении индуктивности накопителя скорость нарастания первичного тока пропорционально растет, а активное сопротивление первичной обмотки падает. Таким образом с уменьшением индуктивности первичной обмотки можно увеличивать ток разрыва до 9...10 А и управлять этим током, изменяя время накопления энергии. При этом запасаемая энергия возрастает до 80...100 мДж. Все это становится возможным, если заменить контактную пару в первичной обмотке катушки зажигания на транзисторный ключ (электронный коммутатор). Теперь при достаточной избыточности энергии, накопленной в катушке зажигания, возможно нормировать время накопления с целью поддержания тока разрыва в строго заданных пределах. Это обеспечивает стабилизацию параметров системы зажигания на всех режимах работы ДВС, в том числе и облегченный пуск холодного двигателя при падении напряжения в бортсети автомобиля.

Рассмотрим катушку зажигания как повышающий импульсный трансформатор. Катушка содержит две обмотки - первичную и вторичную, намотанные на общий сердечник разомкнутого магнитопровода, выполненного из магнитомягкой электротехнической стали. Первичная обмотка состоит из небольшого числа витков, а вторичная - из очень большого числа витков более тонкого провода. В системах зажигания с накоплением энергии в индуктивности первичная обмотка катушки зажигания подключается непосредственно к бортсети автомобиля. При этом, по ней протекает ток, который наводит вокруг витков катушки магнитное поле. Силовые линии этого поля, замыкаясь вокруг катушки, пронизывают витки обеих обмоток. К моменту разрыва токовой цепи в магнитном поле катушки накапливается электромагнитная энергия Wk. Прерывание первичного тока I1 приводит к исчезновению магнитного поля и индуцированию в витках обеих обмоток ЭДС самоиндукции. Величина наведенной таким способом ЭДС пропорциональна индукции запасенного магнитного поля и скорости его исчезновения, а также числу витков в обмотках. Так как вторичная обмотка состоит из очень большого числа витков, то ЭДС, наведенная во вторичной обмотке, достигает значительной величины (в современных катушках - до 35000 В), с избытком достаточной для пробоя искрового промежутка в свечах зажигания. Наведенная ЭДС в первичной обмотке не превышает 500 В.

Устройство и параметры конкретной катушки зажигания зависят от типа системы зажигания, в которой данная катушка работает. Рассмотрим особенности катушек различных систем зажигания.

2. Конструкция и параметры классической катушки зажигания

Катушка зажигания классической батарейной системы зажигания (рис. 1)

Представляет собой электрический автотрансформатор с разомкнутой магнитной цепью и с большой индуктивностью первичной обмотки.

Сердечник 2 катушки набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,35...0,5 мм, изолированных друг от друга окалиной или лаком. Иногда сердечник изготавливают в виде пакета из отрезков отожженной стальной проволоки. На сердечник надета изолирующая трубка 16, поверх которой намотана вторичная обмотка 4. Каждый слой вторичной обмотки изолирован кабельной бумагой 5, а высоковольтные слои намотаны с зазором в 2.3 мм, чтобы уменьшить опасность междувиткового пробоя. Первичная обмотка 15 намотана на вторичную. Корпус 1 катушки штампуется из листовой стали или вытягивается из алюминия. Внутри корпуса по его стенке уложен наружный по отношению к обмоткам магнитопровод 14, выполненный в виде свертка широкой ленты из отожженной электротехнической стали. В электрическом отношении этот сверток представляет собой широкий ленточный виток вокруг катушки, разомкнутый бумажной изоляцией и заземленный одной точкой на корпус. В магнитном отношении такой виток из отожженной стальной ленты является ограничивающим экраном для магнитного поля катушки.

Соединение обмоток катушки следующее: начало вторичной обмотки соединяется с выводом ВВ высокого напряжения. Конец вторичной обмотки и начало первичной обмотки соединены между собой и подведены к зажиму 10 (клемма "Б"). Конец первичной обмотки соединен с зажимом 7 (клемма "-"), который соединяется с прерывателем.*

Вывод высокого напряжения из катушки зажигания имеет оригинальное исполнение. Начало вторичной обмотки находится под высоким потенциалом и соединено с центральным стержнем 2 магнитопровода (точка 13 или 18 на рис. 1). Далее, через стержень 2 и электрическое соединение 11, высокое напряжение вторичной обмотки поступает на контакт 9 центрального высоковольтного вывода 8 катушки зажигания. Таким образом центральный стержень магнитопровода и намотанная на него вторичная обмотка являются высоковольтной сердцевиной катушки зажигания и находятся на достаточном, с точки зрения электрической прочности, удалении от корпуса. Чтобы сердцевина была жестко зафиксирована в корпусе, но не имела с ним электрического контакта, снизу установлена керамическая изолирующая опора 17, а сверху корпус завальцован пластмассовой изоляционной крышкой 6. Первичная обмотка как низкопотенциальная, но более нагревающаяся под действием первичного тока, намотана поверх вторичной и, таким образом, находится ближе к защитному кожуху (корпусу катушки). Так как пустоты между корпусом и обмотками внутри катушки заполнены трансформаторным маслом (или другим теплопроводящим наполнителем) 12, то такая конструкция обладает не только достаточно высокой электрической и механической прочностью, но и хорошим теплообменом с "массой" автомобиля через защитный кожух.

Реализованные таким способом внутренняя электрическая изоляция и естественное охлаждение катушки повышают срок ее службы и эксплуатационную надежность.

Катушка зажигания крепится к кузову автомобиля с помощью скобы 3. Надежное крепление способствует лучшему охлаждению катушки.

Некоторые катушки зажигания работают с добавочным резистором, который обычно устанавливают под крепежную скобу в керамическом изоляторе (рис. 2).

Схема соединений обмоток в таких катушках изменена. Так, общая точка соединения первичной W1 и вторичной W2 обмоток соединена не с клеммой Б (" + " напряжения бортсети), а через клемму 1 с прерывателем ("-" напряжения бортсети). При этом конец первичной обмотки выводится на дополнительную клемму ВКи далее через дополнительный резистор Rд- на клемму Б. Таким образом, добавочный резистор подключается к первичной обмотке катушки зажигания последовательно и обмотка рассчитывается на пониженное напряжение 7...8 В. На рабочих режимах двигателя напряжение питания в бортсети автомобиля составляет 12...14 В. Часть этого напряжения гасится на добавочном резисторе. На пусковых режимах двигателя, когда напряжение на аккумуляторной батарее падает, добавочный резистор закорачивается вспомогательными контактами тягового реле стартера или контактами дополнительного реле включения стартера (в зависимости от марки автомобиля), что обеспечивает первичной обмотке катушки зажигания необходимое рабочее напряжение 7...8 В.

Добавочный резистор обычно наматывается из константановой или никелевой проволоки. В последнем случае он выполняет роль так называемого вариатора. Сопротивление вариатора изменяется в зависимости от величины протекающего по нему тока: чем больше ток, тем выше температура нагрева вариатора и тем больше его сопротивление. Величина первичного тока, потребляемого катушкой зажигания, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При низкой частоте вращения, когда сила первичного тока к моменту его прерывания успевает достигнуть максимального значения, сопротивление вариатора также максимально. При повышении частоты вращения сила первичного тока падает, нагрев вариатора ослабевает и его сопротивление уменьшается. Так как вторичное напряжение, развиваемое катушкой зажигания, зависит от тока разрыва в первичной цепи, то применение вариатора дает возможность снизить вторичное напряжение при малой и повысить при большой частоте вращения вала двигателя, что несколько уменьшает основной недостаток контактной системы зажигания - снижение вторичного напряжения с увеличением частоты вращения. Если добавочный резистор выполнен из константана, вариационные свойства в нем не проявляются. Добавочный резистор может также устанавливаться отдельно от катушки зажигания. На некоторых автомобилях, например, на автомобилях фирмы АвтоВАЗ, добавочный резистор в системе зажигания отсутствует, что обусловлено применением аккумуляторной батареи с повышенными пусковыми свойствами, напряжение которой при пуске двигателя снижается незначительно.

Катушка зажигания как повышающий трансформатор характеризуется числом витков в обмотках. В зависимости от типа и назначения катушки число витков лежит в пределах 180...330 - для первичной и 18 000...26 000 - для вторичной обмоток. Соответственно диаметр провода первичной обмотки - 0,53...0,86 мм, а вторичной - 0,07...0,095 мм. Коэффициент трансформации - 55...100. Для катушек зажигания без добавочного резистора сопротивление R1 первичной обмотки - 2,9...3,4 Ом. Если катушка зажигания включается в цепь питания через добавочный резистор, то сопротивление первичной обмотки уменьшают до 1,5...2,1 Ом. При этом сопротивление добавочного резистора в зависимости от типа катушки - 0,9....1,9 Ом. Сопротивление R2 вторичной обмотки может составлять несколько десятков килоом. Значения индуктивности L1 первичной обмотки катушки зажигания для систем зажигания с индуктивным накопителем энергии находится в пределах 6.. .11 мГн. В системах зажигания с емкостным накопителем индуктивность первичной обмотки катушки зажигания не является накопителем энергии, поэтому ее значение может быть значительно меньше (до 0,1 мГн). Индуктивность L2 вторичной обмотки составляет несколько десятков генри.

Катушки, работающие в контактных системах зажигания, обеспечивают следующие выходные характеристики:
- максимальное вторичное напряжение 18...20 кВ;
- скорость нарастания вторичного напряжения 200...250 В/мкс;
- суммарная длительность фаз искрового разряда 1,1...1,5 мс;
- энергия искрового разряда 15...20 мДж.

3. Катушки зажигания электронных систем зажигания

В контактно-транзисторных и транзисторных системах зажигания прерывание первичного тока катушки осуществляется не контактами механического прерывателя, а силовым транзистором. При этом первичный ток I1 может быть увеличен до 10...11 А. Это привело к необходимости создания специальных катушек зажигания с низкими значениями сопротивления и индуктивности первичной обмотки и большим коэффициентом трансформации (см. таблицу).

Длительное время катушки для электронных систем зажигания изготовлялись с электрически разделенными обмотками, т.е. с трансформаторной связью. При такой схеме соединения один из выводов вторичной обмотки соединен с корпусом катушки, т.е. с "массой" автомобиля. Считалось, что применением трансформаторной схемы включения обмоток можно избежать перегрузки выходного транзистора коммутатора дополнительным всплеском напряжения, возникающим в первичной обмотке во время разрядных процессов во вторичной цепи системы зажигания. Это утверждение справедливо только тогда, когда корпус катушки имеет надежный контакт с "массой" автомобиля. Однако окисление этого контакта, что довольно часто случается в эксплуатации, приводит к его нарушению, что становится причиной выхода из строя силового транзистора коммутатора. Поэтому в настоящее время катушки контактно-транзисторных и транзисторных систем зажигания выпускаются с автотрансформаторной схемой соединения обмоток.

Первичная обмотка катушки в таких системах зажигания низкоомная и подключается к источнику питания, как правило, через выносной добавочный резистор. Иногда применяется блок из двух добавочных резисторов. Тогда один из резисторов включен постоянно и ограничивает ток в низкоомной первичной цепи, а второй резистор выполняет роль добавочного резистора, как и в классической контактной системе зажигания.

Катушки зажигания, рассчитанные для работы с транзисторным ключом, являются мощными потребителями электрической энергии. Следует помнить, что если на автомобиле, оборудованном электронной системой зажигания, выйдет из строя генераторная установка, то на аккумуляторной батарее можно проехать всего несколько десятков километров, тогда как на автомобиле с контактной системой зажигания в аналогичном случае - сотни километров.

Катушки контактно-транзисторных и транзисторных систем зажигания имеют классическую конструкцию и выполнены по традиционной технологии: они маслонаполненные, с разомкнутым магнитопроводом и в металлическом корпусе. От катушек контактной системы зажигания они отличаются только обмоточными данными. Расход обмоточной меди у них по сравнению с катушками обычной контактной системы больше в 1,2...1,3 раза за счет увеличения диаметра провода первичной обмотки и увеличения числа витков вторичной. Выход ные характеристики катушек контактно-транзисторных и транзисторных систем зажигания близки к характеристикам катушек контактных систем. Однако последним они уступают по скорости нарастания вторичного напряжения (100...200 В/мкс) и, как следствие, более чувствительны к влиянию нагара на свечах.

В электронных системах зажигания высокой энергии с нормированным временем накопления (временем протекания первичного тока) применяются катушки зажигания, аналогичные по конструкции с выше рассмотренными: они имеют автотрансформаторную схему соединения обмоток и разомкнутый магнитопровод. Но поскольку эти катушки развивают повышенное вторичное напряжение при работе на открытую цепь (до 35 кВ), их высоковольтная изоляция усилена. Кроме того, при выборе параметров катушек для современных электронных систем зажигания учитываются следующие особенности работы этих систем:
- длительность импульсов первичного тока формируется таким образом, чтобы имел место минимум рассеиваемой мощности в катушке и на силовом транзисторе коммутатора;
- время протекания первичного тока зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и напряжения питания;
- амплитуда импульсов первичного тока ограничивается на уровне 6,5.10 А в зависимости от типа электронного коммутатора;
- при неработающем двигателе, но включенном зажигании, ток в первичной обмотке катушки зажигания не протекает.

Конструктивная особенность катушек зажигания, применяемых в электронных системах с нормируемым временем накопления энергии, - наличие специального защитного клапана в высоковольтной крышке или в линии завальцовки крышки с корпусом. Этот клапан открывается в случае увеличения давления масла, что имеет место при повышении его температуры. Срабатывание клапана - это аварийная ситуация, возникающая тогда, когда выходит из строя система управления временем накопления энергии в электронном коммутаторе. При этом длительность протекания первичного тока увеличивается, катушка сильно нагревается и давление масла внутри ее корпуса повышается. Срабатывание защитного клапана предотвращает взрыв катушки. Но после этого катушка восстановлению не подлежит. Представительницей таких катушек является катушка 27.3705, которая широко применяется в составе электронной системы зажигания, например, на автомобилях ВАЗ-2108, 09. Эта катушка и подобные ей работают без добавочного резистора, а стабильные выходные характеристики системы зажигания при пуске двигателя (при снижении напряжения питания до 6...7 В) обеспечиваются за счет низкого сопротивления первичной обмотки (0,4...0,5 Ом).

4. Катушки зажигания микропроцессорных систем зажигания

В современных микропроцессорных системах зажигания с накоплением энергии в индуктивности распределение высоковольтных импульсов по свечам в цилиндрах двигателя осуществляется без высоковольтного распределителя и чаще всего с применением двухвыводных катушек зажигания. Такой способ иногда называют статическим распределением. Система зажигания с двухвыводными катушками пригодна для работы на четырехтактном двигателе с любым четным числом цилиндров (2, 4, 6, 8.).

На рис. 3 показана схема выходного каскада системы зажигания для 4-х цилиндрового ДВС.

Чтобы чередование воспламенений топливовоздушной смеси в цилиндрах соответствовало порядку работы двигателя (1243 или 1342), первая свеча сгруппирована с четвертой, а вторая - с третьей. При таком со единении свечей "рабочие" искры возникают в цилиндрах в конце такта сжатия, а "холостые" искры - в конце такта выпуска. Ясно, что рабочие искры воспламеняют топливовоздушную смесь, а холостые - разряжаются в среде отработавших газов.

Первые двухвыводные катушки зажигания были изготовлены на базе традиционных одновыводных катушек с разомкнутым магнитопроводом в маслонаполненном металлическом корпусе. Они имели увеличенные габариты и массу и значительно отличались от прототипа по конструкции. Такие катушки не нашли широкого применения.

Разработка новых полимерных материалов, обладающих высокими диэлектрическими свойствами, позволила создавать так называемые "сухие" двухвыводные катушки зажигания.

Двухвыводная катушка зажигания (рис. 4) имеет разомкнутый магнитопровод и двухсекционную вторичную обмотку. Вторичная обмотка расположена сверху первичной, что обеспечивает надежную изоляцию выводов высокого напряжения. Охлаждение первичной обмотки - через центральный стержень магнитопровода, который выступает наружу и имеет крепежное отверстие. Обмотки катушки пропитаны компаундом и опрессованы полипропиленом, из пропилена выполнены также корпус, гнезда высоковольтных и низковольтных выводов.

В настоящее время все большее распространение получают трансформаторы зажигания, т.е. двухвыводные катушки зажигания с замкнутым магнитопроводом 1 (рис. 5).

В таких катушках вторичная обмотка 3 имеет каркасную секционную намотку, позволяющую уменьшить вторичную емкость и усилить изоляцию вторичной обмотки. Катушка имеет пластмассовый каркас 9, в который вмонтированы обмотки. При сборке обмотки заливаются эпоксидным компаундом 8. Катушка в сборе с обмотками и выводами представляет собой монолитную конструкцию с высокой стойкостью к механическим, электрическим и климатическим воздействиям.

Сердечник катушки 1, набранный из тонких листов электротехнической стали, состоит из двух симметричных половин, при стягивании которых в центральном стержне образуется зазор 0,3...0,5 мм для некоторого увеличения индуктивности первичной обмотки повышающего трансформатора (см. поз. 7, рис. 4). Наличие замкнутого магнитопровода позволяет уменьшить габариты и вес катушки, повысить КПД преобразования энергии, уменьшить расход обмоточного провода и электротехнической стали, улучшить параметры искрового разряда, снизить трудоемкость изготовления.

В некоторых модификациях микропроцессорных систем зажигания применяются четырехвыводные катушки зажигания, состоящие из двух двухвыводных катушек, собранных на общем Ш-образном магнитопроводе (рис. 6). В такой конструкции общим элементом является средний стержень магнитопровода, а взаимное влияние двух катушек друг на друга исключается с помощью двух воздушных зазоров б. Величина этих зазоров может достигать 1...2 мм, чем увеличивается магнитное сопротив ление в магнитопроводе и достигается развязка каналов.

Более распространенной является схема четырехвыводной катушки с высоковольтными диодами (рис. 7), которая содержит две встречно намотанные первичные обмотки и одну вторичную. Полярность вторичного напряжения определяется направлением укладки витков в первичных обмотках. Если в точке S (см. рис. 7) напряжение имеет положительную полярность, то открываются высоковольтные диоды VD1, VD4 и в соответствующих цилиндрах двигателя появляются искровые разряды (рабочая и холостая искры). Вторая первичная обмотка намотана в обратном направлении, и при прерывании в ней тока полярность вторичного напряжения в точке S изменится на отрицательную. При этом искровые разряды возникнут в двух цилиндрах двигателя со свечами FV2 и FV3. Для исключения взаимного влияния первичных обмоток в период образования импульсов высокого напряжения к их выводам низкого напряжения подключены разделительные диоды VD5, VD6.

К общим недостаткам систем зажигания с двух- и четырехвыводными катушками относится разнополярность высоковольтных импульсов относительно "массы" автомобиля на спаренных свечах зажигания. За счет этого пробивное напряжение в свечах может отличаться на 1,5...2 кВ.

В системах зажигания с накоплением энергии в емкости катушка зажигания выполняет функцию только повышающего импульсного трансформатора, ее габариты при этом могут быть значительно уменьшены. Это позволяет изготовлять индивидуальные катушки зажигания для каждой свечи в отдельности и монтировать их непосредственно на свечах (рис. 8б).

Для такой системы не нужны высоковольтные провода, которые являются источником радиопомех. Кроме того, исключается холостая искра. Вторичное напряжение несколько увеличивается и имеет только отрицательную полярность, что продлевает срок службы свечи зажигания.

Для микропроцессорных систем зажигания с накоплением энергии в индуктивности выпускаются индивидуальные одновыводные катушки зажигания с замкнутым магнитопроводом - так называемые трансформаторы зажигания (см. рис. 8).

Катушки, работающие в составе современных электронных и микропроцессорных систем зажигания с накоплением энергии в индуктивности, обеспечивают высокие выходные характеристики:
- максимальное вторичное напряжение до 35 кВ;
- скорость его нарастания >700 В/мкс;
- суммарная длительность фаз искрового разряда 2,0...2,5 мс;
- энергия искрового разряда 80...100 мДж.

Высокий уровень вторичного напряжения и параметров искрового разряда способствуют выполнению жестких требований, предъявляемых к современному автомобильному двигателю по экономичности и токсичности. Повышение скорости нарастания вторичного напряжения делает систему зажигания менее чувствительной к нагарообразованию на тепловом конусе искровой свечи. Однако при этом на 20...30% возрастает пробивное напряжение на свечах, что объясняется соизмеримостью времени формирования искрового разряда в свече со временем нарастания на ней вторичного напряжения. При большом запасе по вторичному напряжению это не принципиально.

5. Техническое обслуживание

Катушка зажигания - достаточно надежный аппарат электрооборудования автомобиля, поэтому ее техническое обслуживание сведено к минимуму.

Прежде всего катушка должна быть чистой, как и другие высоковольтные элементы системы зажигания. Часто после мойки автомобиля наличие влаги на крышке катушки зажигания является причиной отказа пуска двигателя. Поэтому в тех случаях, когда влага может попасть в моторный отсек автомобиля (мойка, дождь, длительная стоянка при повышенной влажности воздуха), перед поездкой необходимо просушить или насухо обтереть высоковольтные элементы системы зажигания. Особое внимание следует обратить на вывод высокого напряжения катушки зажигания. Не вставленный до упора в гнездо катушки высоковольтный провод может привести к пробою изоляции, который обнаруживается по прогару крышки или выплавлению пластмассового покрытия (оболочки) корпуса. Если высоковольтный контакт в катушке почернел, но его изоляция не нарушена, контакт зачищают до блеска мелкой шкуркой, свернутой трубочкой. Таким же образом следует обработать наконечник высоковольтного провода. После зачистки убеждаются в плотной посадке провода в кон¬тактное гнездо. При необходимости надежность контакта достигается увеличением ширины прорези наконечника высоковольтного провода.

Обеспечение надежного крепления катушки к кузову автомобиля предупреждает появление механических повреждений и улучшает ее охлаждение. Кроме того, в контактно-транзисторных и транзисторных системах зажигания с катушками типа Б114, Б116, у которых обмотки имеют трансформаторную связь, предотвращается выход из строя силового транзистора коммутатора.

Неисправность катушки классической конструкции можно обнаружить внешним осмотром с последующей проверкой ее работоспособности "на искру". Внешним осмотром могут быть найдены трещины и электрические прожоги на крышке вокруг высоковольтного вывода. Для проверки катушки "на искру" отсоединяют центральный высоковольтный провод от распределителя и располагают его на расстоянии 5.10 мм от корпуса двигателя. Затем стартером прокручивают коленчатый вал двигателя и наблюдают за искрообразованием в зазоре между наконечником высоковольтного провода и "массой". В контактной системе зажигания проверять искрообразование можно без вращения коленчатого вала. Для этого снимают крышку распределителя и устанавливают контакты прерывателя в замкнутое состояние. Затем, включив зажигание рычажком прерывателя или ротором распределителя, размыкают и замыкают контакты. Бесперебойное искрообразование свидетельствует об исправности катушки зажигания.

Двухвыводные катушки зажигания микропроцессорных систем и электронных систем зажигания высокой энергии проверяют "на искру" с применением специального переносного разрядника (рис. 9).

Это делается для того, чтобы не получить травму или не вывести из строя электронные приборы на автомобиле. С помощью разрядника можно достаточно точно измерить вторичное напряжение на любой катушке зажига ния. Размер зазора между шарами разрядника почти линейно зависит от приложенного к ним напряжения в момент появления искры (см. график на рис. 9).

При отсутствии искры в зазоре между корпусом двигателя и наконечником провода, отсоединенного от центрального вывода распределителя, или между электродами разрядника проверку катушки завершают измерением сопротивлений обмоток. Если измеренные значения сопротивлений соответствуют нормальным (см. таблицу), а высоковольтной искры не возникает, то в катушке может иметь место высоковольтный (неконтролируемый простым способом) пробой изоляции между витками или на корпус.

Такая неисправность может быть обнаружена только на специальном испытательном стенде. В любом случае катушка зажигания, в которой обнаружены неисправности, не ремонтируется и подлежит замене.

В заключение следует отметить, что при написании настоящей статьи использовалась, в основном, информация по отечественным катушкам зажигания (см. таблицу). Что касается катушек зажигания импортных автомобилей, то они имеют очень схожие параметры и конструктивные показатели, так как рассчитываются и изготовляются по совершенно аналогичным принципам. Отсюда ясно, что замена импортных катушек зажигания отечественными возможна и вполне допустима. Следует только иметь ввиду, что катушки зажигания от разных типов систем зажигания не взаимозаменяемы, например, батарейная катушка зажигания не будет работать в электронной системе и наоборот - их параметры совершенно различны.

При замене катушки зажигания на ее место подбирают катушку со схожими рабочими параметрами, которые не должны отличаться более чем на 20...30%, а сами катушки должны иметь одинаковое конструктивное исполнение.

В таблице, в качестве примера, желтой строкой выделены параметры взаимозаменяемых катушек зажигания.

[email protected]