Что такое катушка зажигания: 403 — Доступ запрещён – виды, устройство и принцип работы

Содержание

что это, зачем нужна, признаки неисправности

Как работает и отчего ломается катушка зажигания

Катушка зажигания: что это, зачем нужна, признаки неисправности

Вероятно, все знают, что в тепловых двигателях есть свечи, которые воспламеняют топливно-воздушную смесь. А что делает катушка зажигания? Для чего она нужна?

 

Известно, что для того чтобы выработать искру, через свечу проходит мощный электрический разряд, для которого требуется напряжение более 15 000 вольт. Его как раз и обеспечивает катушка зажигания, или просто катушка.

 

Принцип ее действия изобрел в XIX веке немецкий инженер Генрих Румкорф. Исторически это одна из самых старых деталей в двигателе. В начале ХХ века ею заменили магнето.

 

Как это работает

Катушка зажигания: что это, зачем нужна, признаки неисправности 

Катушка зажигания работает как обратный трансформатор. Ее функционал – преобразовать низкое напряжение, поступающее от аккумуляторной батареи или генератора, в высокое.

Конструктивно устройство состоит из двух катушек и железного сердечника. Катушка представляет собой обмотку из медной проволоки. Обе катушки вложены друг в друга, внутри находится железное ядро. Одна катушка называется первичной, она имеет относительно мало витков. При включении зажигания напряжение составляет 12 вольт, что соответствует напряжению бортовой сети автомобиля. Ток проходит через катушку, образуется магнитное поле. Для запуска искры происходит следующее: ток резко отключается, что вызывает разрушение магнитного поля. Это вызывает напряжение во второй, или вторичной бобине. Она имеет значительно большее количество витков, чем первичная, и напряжение колеблется от 15000 до 30000 вольт.

 

За включение и выключение первичного тока первоначально отвечал механический контакт, контакт прерывания. Его настройка была сложной, необходимо было найти оптимальное расстояние до контакта, чтобы время создания магнитного поля – и значит, время зажигания – не было слишком коротким. К тому же срок службы такого контакта был сравнительно небольшим – не более 15 000 километров.

 

Начиная с середины 1970-х годов, производители начали использовать электронику. В середине 1980-х инженеры связали воспламенитель с системой впрыска и контролировали процесс через «цифру». Однако микроэлектроника работает только с небольшими потоками, а катушка зажигания нуждается в 5 амперах. Так появился новый компонент: усилитель мощности. Он функционирует примерно так же, как усилитель в стереосистеме.

Катушка зажигания: что это, зачем нужна, признаки неисправности

 

Через несколько лет стал лишним распределитель зажигания, и каждая свеча получила свою собственную катушку зажигания. В этом был ряд преимуществ. Напряжение зажигания генерируется там, где необходимо, отсутствует высоковольтный кабель. Кроме того, увеличилось время зарядки и, несмотря на меньший размер, искра получалась более сильной. Такие одиночные катушки зажигания обычно также включают усилитель мощности. Для двигателей с тремя или четырьмя цилиндрами они часто объединяются в один корпус, в противном случае они устанавливаются отдельно над свечой зажигания.

 

Отчего они ломаются

Прежде всего из-за жары и/или вибрации. Кроме того, в старых автомобилях с одной катушкой достаточно было забыть выключить зажигание. В то же время, когда контакт прерывания был закрыт, ток постоянно протекал через первичную катушку и вызывал нагревание. Настолько, что могло случиться возгорание. Нынешние одиночные катушки установлены непосредственно на свечах зажигания, то есть на двигателе. Это означает, что они также постоянно нагреваются и подвергаются сильной вибрации.

 

Поначалу разработчики в недостаточной степени оценили негативные возможности этой нагрузки. И в ряде моделей автомобилей дефектной оказалась вся система зажигания. Проблемы вызывали выгоревшие концевые выключатели, а также моторное масло. Плохие уплотнители оставляют масло в колодце свечи зажигания, где оно разрушает изоляцию катушки. Еще одной проблемой может стать вода, во время мойки например. Попав под высоким давлением на катушку, она может вызвать короткое замыкание.

 

 

Как определить, что катушка неисправна?

Катушка зажигания: что это, зачем нужна, признаки неисправности

 

Верный симптом неисправности – неравномерная работа двигателя, или «троение». Во время работы двигателя в темное время проявляются «дорожки пробоя» на кузове. К другим негативным признакам относятся перегрев конструкции, появление трещин или сколов. В старых автомобилях с одной катушкой двигатель может просто встать. На современных моделях с одиночными катушками этого практически не случается, двигатель может работать с перебоями. Но все же работать.

 

Словом, если вы чувствуете, что двигателю совсем худо, он «заикается», работает рывками, не искушайте судьбу. Ездить с такой проблемой нельзя! Необходима квалифицированная диагностика. Тем более необходимо выяснить, «виновата» ли катушка зажигания, а не, допустим, свеча. В этом случае многие симптомы совпадают.

 

Можно ли починить катушку зажигания?

Катушка зажигания: что это, зачем нужна, признаки неисправности 

В принципе, можно. Раньше существовали даже специальные мастерские, где бобины заново перематывались. Однако сегодня это скорее экзотика. Проще и надежнее купить и поставить новую. Это не слишком дорого.

 

Если вы не сильны в электротехнике, вернее всего доверить установку новой катушки специалисту сервисного центра. Особенно если вы владелец нового авто с индивидуальной системой зажигания. Пусть это стоит денег, но зато вы будете уверены в том, что все сделано правильно и с гарантией.

 

Катушка зажигания: проблемы и их решения. — журнал За рулем

Говорят, в недалеком будущем такой элемент, как катушка зажигания, перестанет существовать, за счет внедрения свечей зажигания нового поколения, большинство из нас все еще будет эксплуатировать транспортные средства с существующей на сегодняшний день системой зажигания. В этой статье мы попробуем разобраться в основных проблемах, которые возникают из-за неисправности катушки зажигания, а также причины выхода ее из строя.

ignition_coils

Система зажигания — это целый ряд приборов и устройств, каждый из которых выполняет свою собственную функцию для обеспечения оптимального режима работы двигателя, где катушка выполняет функции трансформатора, индуцируя высокое напряжение в низкое. Основные элементы катушки зажигания — это первичная обмотка, вторичная обмотка и электрические разъемы.

Тонкая вторичная обмотка располагается вокруг металлического стержня и представляет собой изолированную медную проволоку толщиной 0,05 — 0,1 мм, поверх которой наматывается первичная обмотка с медным покрытием толщиной 0,6 — 0,9 мм. Существует два основных типа катушек: двухискровая и одноискровая катушка зажигания.

Двухискровые катушки зажигания, как правило, устанавливаются в систему со статическим высоковольтным распределением, где одна катушка обеспечивает высоким напряжением две свечи зажигания. Такой тип катушки используется в двигателях с четным числом цилиндров, среди которых такие популярные марки, как современные Ford Focus, Mitsubishi Lancer, Toyota Corolla, Mazda 3, Volkswagen Golf и многие другие. Четырехцилиндровый двигатель, к примеру, является самым популярным среди Российских покупателей, т.к. наиболее широко представлен на нашем рынке и идеально подходит для тех, кто находится в поиске бюджетного варианта.

Одноискровые же катушки зажигания устанавливаются на каждый цилиндр над свечой зажигания. Особенность одноискровой системы зажигания — необходимость сенсорного датчика распределительного вала для того, чтобы различить ВМТ (верхняя мертвая точка) сжатия и ВМТ газообмена. Одноискровые катушки зажигания имеют различные конструкции: в виде отдельных катушек зажигания (например, в некоторых моделях BMW) или в виде катушечных блоков, где одиночные катушки собраны в одном пластмассовом корпусе (например, в автомобилях марки Opel).

Какой бы тип катушки ни стоял в вашем автомобиле, никто не застрахован от выхода из строя данного компонента. Неисправности проявляются по-разному и вот некоторые из них: пропуски зажигания, слабый разгон или потеря мощности, ошибка на панели приборов, блок управления двигателя переходит в режим safe-mode, а также самый критичный вариант, когда двигатель просто не заводится. Данные неисправности могут возникать как при всех режимах работы двигателя, так и при одном определенном.

Причин может быть множество: внутреннее короткое замыкание, когда из-за процесса старения катушка перегревается. Также время зарядки катушки может возрастать за счет слишком низкого источника напряжения (слабого аккумулятора), что впоследствии приведет к преждевременному износу или повышенной нагрузке блока управления зажигания. Негерметичность узлов двигателя и течи могут стать причиной замыкания, вызвав тем самым нарушение работы системы зажигания.

Специалисты компании Hella советуют начинать поиск причины неисправности с визуальной проверки: разъемы, провода, свечи и распределитель зажигания, а также следы окисления. Если во время визуальной проверки неисправности или какие-либо другие недостатки не обнаружены, рекомендуется проверить систему зажигания с помощью осциллоскопа, который при оценке первичной и вторичной обмоток, даст информацию обо всех составных частях системы.

Подключение осциллоскопа не вызывает трудностей в случае с двухискровыми катушками, а также в случае с одноискровыми, которые установлены отдельно от колпачка свечей зажигания, т.к. высоковольтные провода открыты для доступа. Совсем по-другому дело обстоит с одноискровыми катушками зажигания, которые совмещены со свечными колпачками.

Используя комплект переходных проводников, снимаются осциллограммы первичной и вторичной обмоток для всех цилиндров одновременно (например, в случае с автомобилями BMW). Если же такого комплекта нет, можно, изготовить вспомогательный кабель из свечного колпачка, который после снятия катушки, подключается между свечой зажигания и катушкой. Показатели осциллоскопа сохраняются, и операция проделывается аналогичным образом для других цилиндров, после чего сравниваются все данные.

Если в одноискровой катушке зажигания размещен оконечный каскад (например, в случае с автомобилями Volkswagen/Audi с двигателем FSI), измерить первичное напряжение невозможно, поэтому измеряется ток в первичной обмотке, подключив ее к плюсу или к массе катушки зажигания. Для измерения напряжения вторичной обмотки, снова понадобится вспомогательный кабель для подключения к осциллоскопу.

Эти системы зажигания оснащены устройством распознавания пропуска цилиндров, которые способны определить возможный пропуск. На автомобилях с двойным зажиганием и одноискровыми катушками (например, Smart) можно с помощью двухканального осциллоскопа вывести на экран как напряжение первичной, так и напряжение вторичной обмотки.

Другим способом диагностики является измерение величины сопротивления с помощью омметра. В зависимости от системы зажигания и строения самой катушки, применяются показатели, которые считаются нормой для исправного компонента.

Помимо вышеперечисленного, рекомендуется проверка сенсорных датчиков коленчатого и распределительного валов, а также датчика детонации. При проведении всех работ, не следует оставлять без внимания тот факт, что неисправности, которые определены с помощью осциллоскопа, могут быть объяснены также неисправностями механических частей двигателя. Например, такое возникает, когда в одном из цилиндров компрессия слишком мала, от чего напряжение зажигания, показанное на экране прибора, несколько меньше, чем напряжение зажигания других цилиндров.

Если же катушка зажигания все-таки требует замены, компания Hella, которая является одним из крупнейших производителей электронных компонентов в мире, предлагает большой ассортимент катушек для различных марок и моделей автомобилей, а также для различных типов двигателя. Для более детального ознакомления с продуктовой линейкой, вы можете посмотреть прилагаемую брошюру, где также представлены фотографии и описание всех типов катушек зажигания.

Что такое катушка зажигания?

Катушка зажигания преобразует низкое напряжение аккумулятора в необходимое высокое напряжение для производства искры, которая воспламеняет топливо в каждом цилиндре. Двигатель может иметь одну катушку зажигания, которая охватывает все цилиндры, одну катушку для каждой головки блока цилиндров двигателей типа V6 или V8, либо одну катушку зажигания для каждых двух цилиндров или одну катушку для каждого цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Неисправная катушка зажигания может стать результатом сбоев в других местах в системе зажигания. Следует проявлять особую осторожность при обслуживании системы зажигания, так как напряжение в ней может достигать 45 000 вольт в то время как двигатель работает.

Симптомы износа и неисправности катушки зажигания:

  • На многих автомобилях загорается лампа Check Engine
  • Двигатель может работать с перебоями
  • Недостаток мощности при ускорении машины
  • Двигатель пытается завестись, но не запускается

Что такое катушка зажигания? Видео 

Катушка зажигания — это… Что такое Катушка зажигания?

Катушка зажигания

Катушка системы зажигания двигателя (часто называемая «бобина») — элемент cистемы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.

Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Устройство

Контактная батарейная система зажигания

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25.000 — 35.000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.

Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Принцип действия

Принцип действия любой катушки зажигания следующий. Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. В момент, когда нужна искра, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя, механически связанных с кулачком на вале, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, содержащей датчик Холла). Согласно закону электромагнитной индукции, э.д.с., индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток , где очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает искру пробоя между электродами свечи зажигания.

Схема включения двухискровой катушки зажигания

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение выносные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление

Двигатель автомобиля ГАЗ-63
Под цифрой 18 — катушка зажигания, 17 — добавочное сопротивление.

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, при нагревании которого резко увеличивается температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой («кривым стартером») двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

См. также

Литература

  • Карягин А. В., Соловьёв Г. М., Устройство, обслуживание и правила движения автомобилей. Военное издательство Министерства Обороны Союза ССР, Москва, 1957 год.

Ссылки

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *