Катушка зажигания: устройство, принцип работы, виды

Содержание
  1. Что такое катушка зажигания и для чего она нужна?
  2. Схема системы зажигания
  3. Фотогалерея
  4. Где стоит катушка зажигания и как выполняется замена
  5. Классическая конструкция катушки зажигания
  6. Конструктивные отличия индивидуальных катушек
  7. Срок службы и неисправности катушек зажигания
  8. Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»
  9. Устройство катушки зажигания
  10. Классификация и схемы подключения катушек зажигания
  11. Типы катушек зажигания
  12. Виды и устройство катушек зажигания
  13. Неисправности катушек и их диагностика
  14. Требования к современным катушкам зажигания
  15. Технические характеристики катушек зажигания
  16. Применяемость катушек зажигания
  17. Виды катушек зажигания автомобиля
  18. Общая катушка зажигания
  19. Схема общей катушки зажигания
  20. Особенности общей катушки
  21. Индивидуальная катушка зажигания
  22. Схема индивидуальной катушки зажигания
  23. Особенности индивидуальной катушки
  24. Сдвоенная катушка зажигания
  25. Схема сдвоенной катушки зажигания
  26. Рекомендации по эксплуатации катушек зажигания
  27. Правила технического обслуживания катушек
  28. Неисправности КЗ
  29. Конструкция и принцип действия
  30. Принцип работы катушек зажигания

Что такое катушка зажигания и для чего она нужна?

Для получения желанной искры требуется достаточно высокое напряжение, ведь разряд на свече зажигания должен «пробить» зазор между электродами и дать мощную искру. Ни генератор, ни автомобильный аккумулятор даже теоретически не способны выдать такое напряжение: при номинале 12 вольт на АКБ для зажигания требуется 10-50 тысяч вольт. Именно для получения такого напряжения используется катушка зажигания. По сути, он преобразует ток низкого напряжения в высокое напряжение.

От того, насколько устойчива катушка, зависит и работа двигателя, ведь без «любимой искры» никто никуда не уедет.

Схема системы зажигания

В общей схеме системы зажигания между аккумулятором и распределителем зажигания расположена катушка, за которой находятся свечи зажигания. Параллельно катушке подключается переключатель (в старых машинах) или ЭБУ для регулирования подачи заряда, в новых. На катушку подается постоянный ток низкого напряжения от аккумулятора (или генератора). Выключатель решает периодические обрывы в цепи (подробнее об этом чуть позже, в описании принципа действия). Катушка генерирует ток высокого напряжения, который течет через распределитель к нужной свече зажигания. Независимо от используемой в автомобиле системы управления (механической или электронной) схема зажигания принципиально не меняется, а только улучшается по форме.
Если какой-либо из элементов системы выходит из строя, это сразу отражается на режиме работы двигателя. Вот почему катушка так важна.

Фотогалерея

В этом разделе представлены фото разных типов устройств.

Классический автомобиль короткого замыкания

Индивидуальные короткие замыкания для каждой свечи


Устройство двойного типа

Где стоит катушка зажигания и как выполняется замена

Катушка зажигания

Точное расположение катушки зажигания можно найти в сервисной инструкции. Например, на автомобилях ВАЗ, как правило, змеевик располагается в моторном отсеке под капотом автомобиля на крыле. Он также может стоять на перегородке, отделяющей салон автомобиля от моторного отсека. В некоторых других случаях устройство может быть размещено непосредственно на двигателе внутреннего сгорания автомобиля.

Особенности расположения катушек разного типа:

  • одиночная катушка может быть размещена над свечами зажигания цилиндров;
  • двойной змеевик можно разместить на перегородке моторного отсека.

Если рассматривать рекомендации по эксплуатации и основные неисправности, а также разборку и установку катушки зажигания, то следует учесть ряд особенностей. В первую очередь, для правильного функционирования такого устройства, как катушка зажигания, необходимо соблюдать следующие правила эксплуатации:

  • нельзя долго оставлять зажигание включенным без запуска ДВС;
  • своевременно проводить техническое обслуживание устройства (чистка и проверка состояния кабелей, корпуса катушки);

также важно понимать, что при длительном использовании или неправильном использовании могут возникнуть такие неисправности, как:

  • появление КЗ в обмотках катушки (перегрев трансформаторного блока);
  • использование катушки зажигания при высоких температурах в течение длительного времени (более 150 градусов);
  • повреждение высоковольтного кабеля и т д

В случае поломки перед ремонтными работами требуется диагностика (визуальный осмотр змеевика, контроль температуры и влажности, сопротивления и т.д.). В случае неисправности катушка зажигания сбрасывается или модифицируется в зависимости от степени неисправности.

Итак, рассмотрим замену и установку катушки зажигания на примере ВАЗ 2114:

  • сначала от автомобильного аккумулятора отключается отрицательная клемма;
  • затем необходимо снять с катушки высоковольтные провода;
  • отверните два фиксатора ключом «13», а ключом «7» ослабьте болт крепления катушки;
  • снимаем модуль и откручиваем катушку зажигания от держателя шестигранником;
  • затем проводится ремонт (старое устройство) или замена катушки на новую;
  • установка выполняется в обратном порядке.

В этом случае важно соблюдать порядок расположения высоковольтных кабелей, поскольку ошибки приведут к сбоям во всей системе зажигания.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки зажигания имеют две медные обмотки, которые имеют до 150 витков в первичной обмотке и до 30 000 витков во вторичной. Они оба изолированы. Изоляция предназначена для предотвращения коротких замыканий. Их корпус очень похож на стакан с крышкой. К нему подводятся контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка находится внутри первичной. Один конец подключен к обмотке низкого напряжения. Другой конец тоже подведен к крышке катушки. Его задача — подключить цепь, соединяющую трансформатор со свечой зажигания. Внутри обмоток спрятан железный сердечник. Его цель — увеличить силу, возникающую в магнитном поле.

устройство классической катушки зажигания

Такие конструкции сейчас редкость. Они больше не используются в автомобильной промышленности. Но есть шанс встретить их при ремонте старых автомобилей.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип катушки используется в электронных системах. Работают они так же, как и классические. В его конструкции также есть обмотки высокого и низкого напряжения. Но есть и отличия: в одной катушке первичная обмотка находится внутри вторичной; наличие двух ядер: внутреннего и внешнего.

устройство индивидуальной катушки зажигания

Первый расположен внутри первичной обмотки. Второй — вокруг второстепенного. Высоковольтная обмотка отдельных катушек зажигания оснащена специальным диодом. Его назначение — прерывание токов высокого напряжения.

Индивидуальные катушки делятся на 2 типа: компактные и стержневые. Они различаются строением ядра. Последние имеют возможность комбинировать 4 штуки. Результатом активности катушки является образование искры в полном цикле. Этим объясняется необходимость синхронизировать все катушки по отношению к распределительному валу двигателя.

Срок службы и неисправности катушек зажигания

Теоретически срок службы современных катушек зажигания составляет 60-80 000 километров пробега автомобиля. Однако реальная производительность во многом зависит от условий эксплуатации. Причин неисправности может быть несколько:

  • Короткое замыкание на обмотках.
  • Перегрев катушки.
  • Износ из-за длительного использования или чрезмерной вибрации.
  • Чрезмерное время зарядки. Чаще всего это происходит, когда автомобильный аккумулятор не обеспечивает необходимый уровень напряжения.
  • Сброс давления в основных компонентах двигателя и топливной системы.
  • Повреждение корпуса.

В современных автомобилях бортовой компьютер сигнализирует о неисправности катушки включением индикатора Check Engine на панели приборов. Также признаками неисправности являются:

  • Отклонение сопротивления обмоток трансформатора от нормативного значения. Диагностировал тестером.
  • Периодический или полный выход из строя одного или нескольких цилиндров двигателя, снижающий его мощность.
  • Износ двигателя внутреннего сгорания в холодную (морозную) погоду или при повышенной влажности.
  • Неспособность запустить двигатель при сильном нажатии на педаль акселератора.
  • Плохое ускорение автомобиля.

В силу конструктивных особенностей ремонт катушек зажигания невозможен, а при обнаружении проблем их просто заменяют на новые. Лучше диагностировать состояние и заменять их в сервисных центрах, так как от точности этого элемента системы зажигания зависит работа двигателя и автомобиля в целом.

Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»

Устройство катушки зажигания

Принципиальная схема устройства змеевика остается неизменной для всех модификаций и конструктивных особенностей.

Самое простое устройство катушки зажигания

  • Внутренний центральный сердечник из листовой стали, изолированный для уменьшения вихревых токов.
  • Первичная обмотка состоит из толстой проволоки (сечение около 0,8 мм), намотанной на 250-400 витков.
  • Вторичная обмотка, состоящая из тонкой проволоки (сечение около 0,1 мм), намотанной в 20-25 тысяч витков. В среднем соотношение количества витков между первичной и вторичной обмотками составляет примерно от 1: 150 до 1: 200.
  • Сердечник внешнего кольца, он же магнитопровод.
  • Клеммы: два для тока низкого напряжения (от аккумулятора и на землю) и один для высокого напряжения.
  • Корпус, наполнитель (залит трансформаторным маслом или эпоксидной смолой).

Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга, а в дорогих моделях также имеется изоляция между слоями витков. Это сделано во избежание «обрывов» напряжения.

Классификация и схемы подключения катушек зажигания

Все катушки зажигания имеют одинаковую конструкцию, однако существуют разные схемы подключения катушек к системе зажигания, а используемые в каждой схеме катушки имеют свои особенности. Всего можно выделить три типа катушек зажигания:

— Общий;
— Индивидуальный;
— Двойной (двухпроводной или двухискровой), и его вариант — четырехпроводная катушка.

Общая катушка зажигания. Это самый простой и исторически первый вариант. При такой схеме в автомобиле всего одна катушка зажигания, генерируемые ею импульсы высокого напряжения передаются на свечи зажигания с помощью распределителя или другого переключателя. Эта схема широко применяется в контактных, бесконтактных и электронных системах зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания. Это современная версия, которая все чаще используется. В этой схеме катушка работает в тандеме с каждой свечой зажигания, таким образом достигая наилучшего совпадения фаз газораспределения и зажигания горючей смеси. Отдельные катушки конструктивно отличаются от обычных, но принцип действия у них одинаковый. Эти катушки используются в электронной системе зажигания. Их часто называют катушками карандашного типа (КС).

Двойные катушки зажигания (двойная искра). Как следует из названия, эти катушки сдвоены, они позволяют получить две искры одновременно в двух цилиндрах. Эти катушки иногда используются в двухтактных и двухцилиндровых двигателях мотоциклов, такое решение позволяет отказаться от распределителя и значительно упростить систему зажигания. Есть вариант двойной катушки — квадроцикл, он позволяет получить сразу четыре искры. В системах зажигания с двойной (и четверной) катушкой искры образуются синхронно в обоих цилиндрах, однако воспламенение горючей смеси происходит только в одном из них, так как вторая в это время находится в НМТ и зажигать там просто нечего.

Типы катушек зажигания

Все существующие на сегодняшний день автомобильные катушки по конструктивным особенностям можно разделить на четыре группы:

  • Классический (общий вид);
  • Две булавки (двойные);
  • Комбинированные (модули зажигания);
  • Индивидуальный.

различные катушки зажигания

Пример различных типов катушек

КЗ общего типа делятся на «сухие» и масляные. «Сухие» появились позже маслозаполненных и постепенно вытеснили их с рынка из-за более низкой стоимости материалов и простоты изготовления. Конструктивно две разновидности классической катушки практически не отличаются друг от друга. В «сухом» изделии отсутствует металлический корпус, а функции защиты от механических повреждений и отвода тепла выполняет толстый слой эпоксидного компаунда, покрывающий всю поверхность устройства.

Основной особенностью общей катушки является необходимость наличия в цепи зажигания механизма управления и распределения — распределителя, который отвечает за коммутацию низкого напряжения на входе катушки и распределение высокого напряжения через свечи зажигания. Именно этот механический переключатель управляет искрой, а также синхронизирует этот процесс со стуками двигателя внутреннего сгорания.

Катушки зажигания двойного типа по внутренней конструкции схожи с классическими. Основное отличие в том, что изделие имеет две высоковольтные клеммы. Таким образом, каждый генерируемый устройством импульс высокого напряжения подается на две свечи зажигания одновременно. Но поскольку алгоритм работы двигателя предполагает максимальное сжатие топливной смеси (время зажигания) за один раз только в одном рабочем цилиндре, возникающий искровой разряд на свече зажигания другого цилиндра «исчезает». Этот процесс еще называют «полой искрой». Однако в следующем цикле работы силовой установки меняются местами два провода катушки: первый выполняет «холостой» выстрел, а второй полностью перерабатывает свой хлеб.

двухпроводная катушка зажигания

Двойная катушка зажигания

Двухпроводные катушки имеют два основных преимущества перед классическими:

  1. При совмещении двух изделий в одном блоке на 4-цилиндровом двигателе (трех изделий на 6-цилиндровом и т.д.) распределитель высокого напряжения в цепи зажигания автомобиля становится лишним, что приводит к повышению надежности работы двигателя система в целом.
  2. Такую катушку можно подключить к свечам зажигания несколькими способами: первый — подать импульсы высокого напряжения на свечи зажигания через два высоковольтных провода, второй — использовать наконечник для свечи зажигания и провод для второго. Это позволяет разработчикам увеличить вариативность размещения и подключения короткого замыкания.

Комбинированными змеевиками стали оснащать автомобили после широкого применения двигателей внутреннего сгорания с впрыском топлива.

Первоначально модули зажигания представляли собой единый блок, состоящий только из отдельных катушек (в зависимости от количества цилиндров, используемых в двигателе внутреннего сгорания) и специальных наконечников, прикрепленных к закорачивающим клеммам. С помощью этих насадок вся конструкция надевалась на свечи, вкрученные в колодцы ГБЦ (ГБЦ). Такой модуль зажигания давал возможность оставить высоковольтную часть распределителя. А функцию низковольтного переключателя в первых модулях выполнял блок управления ДВС, который для этого был оснащен необходимым количеством транзисторов.

Впоследствии транзисторные переключатели для коммутации низковольтного напряжения также перекочевали из дорогостоящего и сложного блока управления в корпус модуля короткого замыкания, который стал самостоятельно выполнять все функции.

Одиночные катушки сегодня являются наиболее востребованными устройствами. Базовая архитектура, выбранная производителем, позволяет разделить эти продукты еще на две группы: компактные и стержневые. Синглы получили свое название из-за того, что каждый работает только на одну свечу.

индивидуальная катушка зажигания
Алгоритм работы одиночной катушки полностью соответствует алгоритму работы коротких замыканий других типов, но его конструкция имеет некоторые особенности. Основное отличие заключается в зеркальном расположении двух обмоток по сравнению с общей конструкцией короткого замыкания. Кроме того, у индивидуума есть два сердечника: один внутри и один снаружи обмоток.

Вывод высокого напряжения катушки соединен с наконечником, состоящим из металлического стержня, упорной пружины и керамического изолятора. С помощью наконечника надевается на свечу, вкрученную в ГБЦ.

Для защиты вторичной обмотки КЗ от сверхвысоких нагрузок в ее конструкции предусмотрено использование мощного диода, выдерживающего постоянное воздействие значительных напряжений.

К специфическим характеристикам личности можно отнести их компактность и отсутствие в изделии некоторых элементов, присущих другим типам коротких замыканий, что положительно сказывается на минимизации потерь энергии в цепи высокого напряжения.

Отдельные шорты некоторых производителей также снабжены электронными деталями для поддержки механизма зажигания.

Виды и устройство катушек зажигания

В процессе развития катушка зажигания серьезно изменилась внешне, хотя кардинально не изменилась. Конструктивно различаются четыре типа катушек.

  1. Классический или общий — старейший вид конструкции, который, однако, до сих пор можно встретить в автомобилях. Конструктивно это катушка, питающая каждую свечу зажигания по очереди. Последовательность подачи питания определяет дистрибьютор.
    Дабл, это «двойная искра», это еще и модуль зажигания или DIS (Double Ignition System) — героическое избавление от распределителя зажигания, который был слабым звеном во всей цепи. Он имеет два высоковольтных вывода, каждый из которых подает напряжение одновременно на два цилиндра, в которых поршни синхронно движутся вверх.
  2. Кроме того, если для одного из цилиндров требуется зажигание (т. Е. Имеется такт сжатия) и действительно нужна искра, то второй цилиндр работает на выпуск, и искра минимальна. В системе нет распределителя, так как каждый модуль состоит из двух высоковольтных кабелей, работающих одновременно. В итоге на 4-цилиндровый двигатель устанавливают два модуля, на 6-цилиндровый — три модуля. Текущий переключатель является прообразом современных ЭБУ — блоком управления двигателем (первые блоки были транзисторными, что не мешало им справляться со своей работой).
  3. Индивидуальный, он же «катушка на вилке», он же COP (Coil on Plug) — еще один шаг к рациональности. Установка одной катушки зажигания на каждую свечу зажигания позволила отсоединить высоковольтные кабели от цепи, что еще больше повысило общую надежность системы. Теперь каждая катушка подключена к ЭБУ, который работает как вертолет. Но ни распределителей, ни проводов: высоковольтный вывод катушки подключен к главному контакту свечи зажигания. В современных двигателях используются одиночные катушки компактного типа, у которых основная часть с обмотками и сердечником расположена в верхнем отдельном секторе корпуса.
  4. Дорожка зажигания (секционная) — конструкция, объединяющая несколько катушек для лучшей и удобной синхронизации их работы. В направляющей установлены индивидуальные стержневые катушки, в которых внутренний сердечник проходит параллельно главной оси катушки. Их главный недостаток в том, что при выходе из строя одной катушки необходимо заменить весь модуль. И это удовольствие недешево.

Помимо основного типа конструкции, батареи имеют несколько теплопроводящих наполнителей. Во время работы он может сильно нагреваться, поэтому внутренняя часть заполнена веществом, отводящим лишнее тепло от медной обмотки. По типу этого вещества змеевики делятся на «сухие» и заполненные маслом.

  1. «Сухой» — современные аппараты, залитые смесью на эпоксидной основе. Он одновременно выполняет функцию отвода тепла, утеплителя и даже корпуса.
  2. Масло залито — старые модели залиты трансформаторным маслом. Это не самая рациональная система, но со своей задачей тоже справляется.

Неисправности катушек и их диагностика

Катушка зажигания — довольно надежный элемент системы, но не избежать разного рода неисправностей, часто связанных с несоблюдением правил эксплуатации. Рассмотрим общие признаки неисправности катушки зажигания:

  • Нестабильные холостые обороты двигателя.
  • Отказ двигателя с резким открытием дроссельной заслонки.
  • «Контроль» на».
  • Нет искры.

Прежде всего, при выходе из строя системы зажигания следует визуально осмотреть катушку и найти трещины, обугливания, а также проверить ее температуру и влажность. Если катушка зажигания перегревается, это может указывать на короткое замыкание между катушками и необходимость замены устройства. Высокая влажность в месте расположения катушки зажигания также может повлиять на работу двигателя. Если змеевик сухой, без трещин, нагара и не горячий, но неисправность в системе все равно есть, ее необходимо диагностировать.

Если автомобиль не заводится, то есть стартер крутится, но двигатель не берет зажигание, это может означать отсутствие искры от катушки зажигания.

  1. Как проверить исправность катушки зажигания для системы бесконтактного распределения зажигания? Необходимо отсоединить высоковольтный кабель, расположенный в центре распределителя зажигания, и поместить этот кабель примерно в 5 мм от металлического корпуса двигателя. Затем проворачиваем коленчатый вал двигателя стартером и наблюдаем наличие искры в пространстве между отсоединенной от распределителя контактной частью высоковольтного провода и корпусом двигателя (массой).
  2. В контактной системе зажигания данная процедура исключает запуск коленчатого вала стартером, то есть: снимите крышку распределителя зажигания и приведите контакты переключателя напряжения в замкнутое состояние. Затем рычагом переключателя включаем зажигание, размыкаем и замыкаем контакты. Наличие искры в пространстве между проводом и массой говорит нам о том, что катушка зажигания работает нормально.

Если диагностика катушки зажигания выявила отсутствие искры, следует проверить сопротивление катушки зажигания. Для этого вам понадобится обычный мультиметр или омметр и технический паспорт на катушку, где можно увидеть ее параметры, в том числе сопротивление обмоток. Перед проверкой катушки зажигания отсоединяем все провода и поочередно измеряем сопротивление обеих обмоток, при этом сопротивление первичной обмотки должно быть меньше, чем у вторичной. Если в ходе замеров выяснилось, что сопротивление обеих обмоток соответствует заводским параметрам, а при проверке «на искру» этой самой искры не было, то можно сделать вывод, что произошел обрыв изоляции между шпилем и кейс.

Требования к современным катушкам зажигания

Требования ко всем современным КЗ:

  1. Простота дизайна. Чем проще короткое замыкание, тем проще будет его установить и обслуживать в будущем. С более простым устройством потребитель сможет самостоятельно диагностировать неисправности.
  2. Уменьшенный размер и вес.
  3. Длительная продолжительность. Надежность устройства обеспечит долгий срок службы.
  4. Надежная защита от влажности и высоких температур. Важно, чтобы конструкция змеевика, а также материалы, из которых он изготовлен, были устойчивы к высоким температурам и влажности. Это обеспечит эффективную работу КА при изменении погодных условий и воздействии агрессивной среды, характерной для моторного отсека. Пары топлива и моторной жидкости не должны повредить устройство и его корпус. Если корпус конструкции поврежден, это приведет к ухудшению работы КЗ в целом.
  5. Точность посадки устройства, а также устойчивость к коротким замыканиям. Конструкция СК должна быть такой, чтобы его размеры были достаточными для отвода тепла и обеспечения температурной стабильности.

Технические характеристики катушек зажигания

Основные характеристики устройств приведены в таблице.

Характерная черта Описание
Индуктивность Этот параметр определяет способность короткого замыкания накапливать электричество и измеряется в Г. Энергия, собранная внутри первичного элемента устройства, пропорциональна значению индуктивности. Чем выше значение индуктивности, тем больше энергии может хранить механизм
Параметр трансформации Определяет, насколько короткое замыкание может увеличить величину первичного напряжения. Первичный элемент получает от батареи напряжение 12 вольт, а при размыкании цепи ток упадет с 6-20 ампер до 0. В результате изменения тока на первичном компоненте появляется напряжение и происходит преобразование. Параметр определяет, насколько увеличено это значение. Это значение определяется соотношением количества оборотов вторичного и первичного устройств
Значение сопротивления короткого замыкания Первичное устройство катушки имеет сопротивление приблизительно 0,25-0,55 Ом, а вторичное устройство имеет сопротивление от 2 до 25 кОм. Величина искрообразовательной способности, а также ее энергия обратно пропорциональны параметру сопротивления в первичном компоненте. Чем выше это значение, тем меньше энергии и мощности вырабатывается при подаче искры
Энергия искры Этот параметр составляет около 0,1 джоуля и расходуется за 1,2 мс. В самой свече энергия появляется в результате образования дугового заряда при возникновении разрыва между элементами электрода. Величина напряжения на деталях определяется диаметром вилки, а также зазором между компонентами электрода и материалом, из которого он изготовлен. Кроме того, на это значение влияют температура и давление в камерах сгорания ДВС, состав горючей смеси. Для эффективной работы свечей зажигания значение напряжения, генерируемого при коротком замыкании, будет в полтора раза больше напряжения, необходимого для обеспечения обрыва
Параметр напряжения пробоя Сам разрыв образуется между компонентами электрода свечи зажигания, если напряжение на них и разрыв соответствуют друг другу. Рабочий параметр определяется зазором между электродами, параметром давления в камерах сгорания и температурой топливной композиции. При запуске ДВС на холодном это значение должно быть выше, это позволит избежать пробоя и появления искрового разряда. Это важно, потому что топливо и воздух в двигателе еще холодные
Искр в минуту Чтобы рассчитать количество искр в минуту, необходимо знать частоту вращения коленчатого вала и количество цилиндров ДВС. Значение искры можно рассчитать, разделив количество оборотов на количество цилиндров. И полученный показатель разделите на количество тактов двигателя

Применяемость катушек зажигания

Во всех современных автомобильных системах зажигания используются катушки зажигания того или иного типа.

Катушки общего типа можно устанавливать на автомобили с любой системой зажигания, но при этом нужен трамблер. Пока двойной тип используется исключительно в электронных системах зажигания. Индивидуальные и модульные устанавливаются только на те автомобили, в которых используются современные электронные системы зажигания.

Виды катушек зажигания автомобиля

В автомобилях используется несколько типов КЗ. Каждый вид имеет свой рисунок и особенности.

Общая катушка зажигания

Этот тип устройства используется в системах с распределительным устройством или без него. Этот вид катушки самый простой и распространенный.

Раньше общие катушки зажигания устанавливались повсеместно на все автомобили.

Схема общей катушки зажигания


Общая схема подключения автомобильного короткого замыкания

Особенности общей катушки

Специфические характеристики устройств общего типа:

  1. Максимальное значение вторичного рабочего напряжения колеблется в пределах от 18 до 20 кВ.
  2. Сердцевина устройства состоит из пластин из электротехнической стали. Толщина каждого из них от 0,35 до 0,5 мм. Все плиты изолированы друг от друга, в качестве изоляционного слоя используется краска или трап.
  3. На сердечнике устройства установлена ​​изолирующая трубка, над которой установлен вторичный элемент.
  4. Корпус устройства выполнен из листовой стали или алюминия. Внутри него вдоль стены расположен магнитопровод. Последний выполнен в виде жгута из широкой полосы электротехнической стали.
  5. Величина скорости увеличения вторичного напряжения при полном коротком замыкании составляет от 200 до 250 В / мкс.
  6. Общая продолжительность фаз разряда искры до полутора секунд.
  7. Рабочее значение энергии, при которой возникает искровой разряд, составляет от 15 до 20 мДж.

Индивидуальная катушка зажигания

Единый тип устройств появился позже. Такие катушки используются в электронных системах зажигания и считаются более надежными.

Схема индивидуальной катушки зажигания


Схема устройства и подключения одиночного КЗ

Особенности индивидуальной катушки

Специфические характеристики устройств индивидуального типа:

  1. Такие КЗ дополнительно оснащаются двумя обмотками — первичной и вторичной. Но в них первичный элемент установлен внутри вторичного.
  2. Одна жила установлена ​​внутри первичной обмотки, а другая — вокруг вторичной.
  3. Сама КЗ устанавливается на свечу зажигания. В результате передача сигнала высокого напряжения происходит без потерь энергии.
  4. Устройства нестандартного типа могут включать в себя электронику зажигания.
  5. Сигнал высокого напряжения, который генерируется во вторичном устройстве, подается непосредственно на свечу зажигания. Передача происходит благодаря наличию кольцевой гайки, которая состоит из пружинного элемента, высоковольтного стержня и изоляционного слоя.
  6. Основная особенность такого типа короткого замыкания — наличие диода. Он используется для быстрого отключения тока высокого напряжения на вторичном устройстве.

Сдвоенная катушка зажигания

Двойной вариант короткого замыкания — это улучшенный вариант устройства общего типа. Используется во многих электронных системах зажигания.

Схема сдвоенной катушки зажигания


Схема устройства двойного короткого замыкания

Рекомендации по эксплуатации катушек зажигания

Срок службы катушек зажигания в основном зависит от их правильного использования.

Поэтому автовладелец должен знать обслуживание и нюансы эксплуатации приборов. Конечно, недорогой и некачественный КЗ не может похвастаться высокой прочностью.

Правила технического обслуживания катушек

Правила обслуживания устройства:

  1. Не оставляйте машину надолго с включенным зажиганием, если силовой агрегат не заводится. Когда зажигание включено, батарея не только быстрее разряжается, но и сокращается срок службы при коротком замыкании.
  2. Змеевик требует периодического обслуживания. Устройство необходимо очистить от пыли и грязи. Требуется диагностика качества крепления высоковольтных кабелей. Они должны быть надежно закреплены как на свечах зажигания, так и на самой катушке. При проверке следите, чтобы вода не попала в корпус устройства и внутрь, иначе короткое замыкание скоро выйдет из строя.
  3. Запрещается отключать «высокое напряжение» от устройства голыми руками во время обслуживания системы. Этого нельзя сделать даже при включенном зажигании.
  4. Неисправности короткого замыкания можно определить с помощью визуальной диагностики или проверить устройство на наличие искры. Визуальный осмотр поможет выявить на корпусе устройства трещины и другие дефекты. О проблемах в работе при коротком замыкании будут сигнализировать электрические ожоги, которые находятся на крышке рядом с «высоковольтным» разъемом».

Неисправности КЗ

Неисправности, которые могут возникнуть при длительном или неправильном использовании:

  1. При длительном использовании есть вероятность короткого замыкания в обмотках устройства. В этом случае трансформаторный блок перегреется и не сможет выполнять свои функции.
  2. Продолжительное использование КЗ при температуре выше 150 градусов приведет к выходу прибора из строя.
  3. Отказ устройства может произойти, если аккумулятор не работает должным образом. Если аккумулятор не может обеспечить необходимое напряжение, катушка не будет работать должным образом. Важно, чтобы аккумулятор мог подавать напряжение не менее 11,5 вольт.
  4. Неисправности устройства могут быть вызваны повреждением высоковольтного кабеля.
  5. Повреждение изоляционного слоя внутри механизма не позволит устройству генерировать необходимое напряжение. Эти проблемы обычно возникают из-за попадания жидкости или смазки через поврежденное уплотнение. Это приводит к увеличению величины сопротивления.
  6. Отдельные катушки особенно чувствительны к более сильным вибрациям, излучаемым головкой. Это приводит к быстрой поломке устройств.

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

  • металлический сердечник соединен с основным выводом, соединенным с центральным электродом свечи зажигания посредством высоковольтного провода;
  • вокруг сердечника сделана вторичная обмотка, состоящая из большого количества витков тонкого медного проводника с изоляцией;
  • над вторичной обмоткой предусмотрен диэлектрический слой и небольшое количество витков толстой медной проволоки — первичная обмотка;
  • сердечник с обмотками помещен в герметичный пластиковый корпус, заполненный трансформаторным маслом;
  • обмотки соединены последовательно, 2 соединенных конца выведены на одну внешнюю клемму, два других — для разделения контактов.

Классический дизайн катушки зажигания

Примечание. Характеристики обмоток: толщина провода и количество витков различаются в зависимости от марки и модели автомобиля. Количество витков первичной обмотки редко превышает 150, вторичной — 30 тысяч.

К центральному выводу катушки подключается высоковольтный провод, который идет к распределителю зажигания или непосредственно к свече зажигания. Остальные контакты подключаются к минусовой клемме АКБ (массе) и к плюсовому проводу цепи низкого напряжения.

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

  1. После включения зажигания на первичную обмотку от аккумулятора подается напряжение 12 В. Возникает электромагнитное поле, усиленное железным сердечником.
  2. Когда стартер запускает коленчатый вал и любой поршень достигает ВМТ, электроника через реле отключает низковольтную силовую цепь.
  3. Обрыв цепи вызывает формирование кратковременного импульса внутри второй многооборотной обмотки. В это время напряжение на катушке зажигания достигает 20 тысяч вольт и более.
  4. Ток передается на свечу зажигания, происходит скачок искрового разряда, и топливная смесь воспламеняется. Двигатель заводится.

Контактная система зажигания
После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно генерирует новые импульсы, поочередно направленные от распределителя на свечи зажигания всех цилиндров.

Принцип работы катушек зажигания

Принцип работы катушки зажигания основан на физическом законе самоиндукции. На видео ниже наглядно показан принцип работы.

  1. На первичную обмотку подается постоянный ток низкого напряжения.
  2. Когда переключатель активируется, напряжение начинает уменьшаться, образуя переменное магнитное поле вокруг первичной обмотки.
  3. Кроме того, электромагнитное поле, проходящее через стальной сердечник, усиливается и проходит через вторичную обмотку.
  4. Когда магнитное поле проходит через вторичную обмотку, в нем индуцируется ток с гораздо большей электродвижущей силой, чем в первичной обмотке. Происходит это именно из-за разницы в количестве витков в катушках.
  5. Этого напряжения уже достаточно для образования искры на свече зажигания и воспламенения топливной смеси.

принцип работы катушки зажиганияРабота катушки зажигания

» data-medium-file=»https://i1.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/10/принцип-работы-катушки-зажигания.gif?fit=300%2C169&ssl=1″ data-large-file=»https://i1.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/10/принцип-работы-катушки-зажигания.gif?fit=320%2C180&ssl=1″ data-recalc-dims=»1″>
Работа катушки зажигания

Частые неисправности

Время от времени катушки зажигания выходят из строя, иногда после прохождения законных тысяч миль, иногда сразу после покупки. У них нет планового срока замены, поэтому чем выше качество этой детали, тем дольше вам не придется ее запоминать. Есть несколько распространенных причин выхода из строя катушек.

  1. Перегрев. Катушка может пострадать от выхода из строя системы охлаждения двигателя, от «закипания» двигателя, от нарушения теплоотвода.
  2. Короткое замыкание. Часто встречается, особенно в бюджетных моделях, которые используются на сложных дорогах. Из-за вибраций изоляционный материал постепенно портится и на обмотках происходит короткое замыкание.
  3. Неисправность соседних элементов электрической сети. В частности, недостаточный заряд аккумулятора приведет к чрезмерно длительному заряду катушки.
  4. Повреждение корпуса из-за ударов, вибрации, экстремальных температур и т.д.
  5. Попадание влаги внутрь.
  6. Естественный износ. Да, у катушки тоже есть свой ресурс и рано или поздно его придется менять.

Любая неисправность моментально сказывается на работе двигателя: либо он вообще не запускается (если проблема с образцом старого типа, по одному на все цилиндры), либо работает с перебоями — троит, теряет динамику. Наконец, загорается иконка Check Engine и нужно идти в сервис для диагностики.

Катушки зажигания не ремонтируются, только заменяются на новые. Это относится как к более новым устройствам с компьютерным управлением, так и к более старой классике.

Сухие и маслозаполненные катушки

Классическая конструкция катушки зажигания предполагает заполнение внутреннего пространства трансформаторным маслом. Это сделано для защиты обмотки от перегрева из-за тока. Сам корпус сделан из металла. Это не всегда игра рук. Поэтому большинство современных автомобилей построено на другой конструкции — «сухом» трансформаторе. Эта система без тела. Он покрыт слоем эпоксидного компаунда. Его роль — заменить корпус, защитить его от грязи и обеспечить систему охлаждения.

Некоторые иномарки используют комбинированную модель. Совместите контактный выключатель и сухую катушку. Это также может включать в себя интеграцию катушки в клапан.

Виды высоковольтных элементов

Выше приведено описание простой конструкции повышающего трансформатора, разряжающего все цилиндры двигателя. Куда направлять каждую последующую искру определяет распределитель, он же является главным распределителем зажигания.

В современных двигателях с электронным управлением распределители не устанавливаются и используются другие типы катушек:

  • с двумя высоковольтными контактами;
  • индивидуальный.

Первый тип внешне напоминает обычный трансформатор со стальным сердечником, собранным из пластин W. Функциональное отличие заключается в подаче одновременного импульса на 2 клеммы, подключенные к свечам зажигания двух цилиндров. Поскольку удары сжатия возникают в них в разное время, устройство создает искру на электродах обеих свечей зажигания. В одной камере происходит зажигание, в другой разряд идет без нагрузки.

Четырехцилиндровый силовой агрегат оборудован двумя двухвыводными трансформаторами, которые образуют так называемый модуль зажигания. На автомобилях многих марок он представляет собой единый блок, к которому подключаются все кабели низкого и высокого напряжения.

Есть и другая схема подключения: на каждую свечу зажигания отдельный двухвыводный трансформатор, соединенный изолированным проводом.

Устройство катушки зажигания индивидуального типа принципиально отличается от предыдущих конструкций:

  • перепутаны первичная и вторичная обмотки — вторая сверху;
  • значительно уменьшены габариты устройства;
  • мини-катушка устанавливается непосредственно на центральный контакт свечи зажигания;
  • нет высоковольтных кабелей.


Количество индивидуальных трансформаторов зависит от количества цилиндров силового агрегата — на каждую свечу зажигания устанавливается отдельная катушка. Достоинством этого устройства является отсутствие протечек и отказов на участке от источника импульсов до электродов свечи зажигания, то есть на армированном проводе. Второе преимущество — снижение затрат на ремонт: замена небольшого трансформатора дешевле и проще, чем всего модуля зажигания.

Принцип работы отдельных элементов остается неизменным: обрыв цепи низкого напряжения создает в многооборотной обмотке перенапряжение, которое сразу же передается на электроды свечи зажигания. Для защиты от перегрузок в схему включен полупроводниковый диод.

Источники

  • https://VazNeTaz.ru/katushka-zazhiganiya
  • https://avtozam.com/elektronika/pusk/printsip-raboty-katushki-zazhiganiya/
  • http://KrutiMotor.ru/katushka-zazhiganiya-ustrojstvo/
  • https://sto-AvtoStroy.ru/dvigatel/naznachenie-katushki-zazhiganiya.html
  • https://topvariator.ru/dvigatel/sistema-zazhiganija/katushka-zazhiganija
  • https://4x4privod.ru/katushka-zazhiganiya-ustrojstvo-raspolozhenie-i-princip-raboty/
  • https://www.avtoall.ru/article/4555827/
  • http://autoleek.ru/sistemy-dvigatelja/sistema-zazhiganiya/katushka-zazhiganiya-avtomobilya.html
  • https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/katushka-zazhiganiya.html
  • https://carlasart.ru/elektrooborudovanie/shema-i-ustrojstvo-katushki-zazhiganiya-avtomobilya.html
  • https://TeamsPro.ru/kuzov-i-salon/princip-raboty-katushki-zazhiganiya.html
  • https://autochainik.ru/princip-raboty-katushki-zazhiganiya.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях