Напряжение катушки зажигания: Катушки зажигания: энергия для рождения искр

Сколько вольт подается на свечи зажигания

Немного теории.

Искра — это электрический разряд между электродами, температура в котором достигает 6000 градусов. Он легко управляем, поэтому и поджигают смесь в цилиндре с ее помощью. Для того, чтобы этот разряд проскочил через зазор 1 мм на воздухе, необходимио подать на электроды напряжение около 1000 вольт. Но, т.к. искра проскакивает в камере сгорания, при повышенном давлении, на свечу подается около 10000-15000 вольт.

Вопрос — откуда на моем мотоцикле берется такое огромное напряжение? Вспоминаем курс физики. Есть такая штуковина — называется трансформатор. Упрощенно — на сердечник из железа наматывается две обмотки. Если на одну из них подать переменное напряжение, в другой обмотке мы зафиксируем тоже переменное напряжение. Причем, какое именно, зависит от отношения количества витков в обмотках. Т.е, если на обмотку с количеством витков 220 подать 220 вольт, то с обмотки с 10-ю витками мы снимем 10 вольт. И наоборот. Подай 10 вольт переменного напряжения на вторую — с первой снимешь 220. (В действительности все немного сложнее, но здесь усложнять смысла не вижу).

Итак, задача. Хочу, чтобы на свечу подалось 10000 вольт! Легко. Берем трансформатор (т.е. катушку зажигания — она, по сути, и есть обычный высоковольтный трансформатор), знаем его характеристики первая обмотка-100 витков, 2-я 20000 витков (количество витков для примера, точно не помню). Подаем на ее первичную обмотку 10 вольт переменного тока и видим на выходе 2000 вольт. Круто! (Так электрошокеры работают). Осталась маленькая проблема — где взять переменный ток? На байке стоит аккумулятор, который отдает 12 вольт постоянного! А на постоянном токе трансформатор не работает. Ток в обмотке должен менятся и собственно трансформация происходит только в момент изменения напряжения на первичной обмотке. Плюс к этому нам же надо один кратковременный импульс-разряд на свече в нужное нам время.

Переменный ток мы сделать не можем, точнее незачем. Зато можем сделать один импульс изменения напряжения на первичной обмотке с нуля (ну нет на ней напряжения) до 12 вольт (есть напряжение аккумулятора.) А больше то нам и не надо. Сделано это так. Кулачок-прерыватель пока замкнут — на катушке, на ее первичной обмотке полные 12 вольт.Высокого напряжения не образуется — так, стоим, разряжаем аккумулятор. Затем выступ на коленвале размыкает этот контакт и на обмотке напряжение падает с 12 вольт до нуля. Вот тебе и кусочек переменного напряжения — возник импульс во вторичной обмотке, на свечу подалось высокое напряжение, произошел поджиг топливо-воздушной смеси в цилиндре, и мотоцикл поехал по своим делам 🙂

Ну и под конец. Я сознательно не упоминал конденсатор, включенный паралельно контакту, но с ним я еще больше полезу в физику процесса искрообразования, чего всячески избегал. Скажу только, что он необходим, т.к. накапливает в себе энергию, увеличивающую импульс и предотвращает обгорание контактов.

Катушка системы зажигания двигателя

— элемент системы 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.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E = − L 12 d I d t <displaystyle <mathcal >=-L_<12><frac

>> ,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L 12 ∝ N 1 N 2 <displaystyle L_<12>propto N_<1>N_<2>> , где N 2 <displaystyle N_<2>> 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 пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», 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 индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление [ править | править код ]

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, имеющего высокий 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 двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Рабочие характеристики [ править | править код ]

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

• Индуктивность первичной обмотки;
• Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
• Коэффициент трансформации;
• Энергия искры;
• Напряжение пробоя;
• Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность [ править | править код ]

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0. Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение. Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление [ править | править код ]

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом. Во вторичной обмотке – 2-25 кОм. Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры [ править | править код ]

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс [1] – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж. В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой. Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры. Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя [ править | править код ]

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Расчет числа искрообразований в системе зажигания [ править | править код ]

Чтобы рассчитать, сколько раз образуется искра в минуту в системе зажигания, нужно знать число оборотов в минуту двигателя и количества цилиндров. N – столько раз образуется искра в минуту. N= (Обороты/мин*число цилиндров) / (количество тактов двигателя 2 или 4). Для 6-цилиндрового двигателя при скорости вращения в 4000 об/мин число искрообразований равно: N=6*4000/4=6 000 раз в минуту.

Все не так : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).

:
: Павел

Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

: : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
: :
: : Павел
:
: Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

. Совершенно верно, сгорит.

Но в БСЗ она почему-то не сгорает. Вопрос — почему? Моя версия (ИМХО) — потому что к ней прикладывается напряжение не 12 вольт, а меньше. Мой вопрос — сколько? 4? 6? 8? 10? Я понимаю, что больше 14 (напряжение бортовой сети) быть не может, оно наверняка меньше.

. Потому, что коммутотор выдает нормированные по времени импульсы
определенной формы. Длительность и частота их специально подобраны
и зависят от оборотов. Прерыватель же, не может этого делать, так как импульсы от него прямоугольные (замкнут — разомкнут).
Говорить тут о напряжении опять же не корректно, но амплитуда его 12 вольт, а ЭДС самоиндукции, по большому счету, значения не имеет, так как является следствием изменения тока катушки и сдвинута по времени.

: Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

Насчет того, больше там витков или меньше не скажу, т. к. имхо, это не принципиально.

Конечно меньше. Коммутатор нормально работает и при 8 вольтах бортовой сети (когда включен стартер, напр.)

А вообще хороший коммутатор заранее знает, когда надо будет выдать искру и открывает выходной транзистор за несколько миллисекунд до этого момента. За это время ток нарастает до максимума. В момент поступления сигнала от датчика ток резко прекращается.

ЭДС самоиндуции зависит не только от индуктивности, но и от скорости уменьшения тока. Современные транзисторы могут оборвать ток настолько быстро, что никаким контактам и не снилось 🙂

PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.

: Ну, скажем, нормальная искра возникает при прерывании тока через катушку силой в 5 ампер. Катушка может выдержать этот ток в течении 200 мс. Если, например, двигатель остановится при включенном зажигании и контакты трамблера окажутся замкнутыми, то рабочий ток (т.е. 5A) будет протекать постоянно — через секунду-другую катушка сгорит. Такая ситуация очень вероятна при пуске.
:
: Павел
:
: PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.
:

Сколько выдает катушка зажигания вольт ваз – Защита имущества

Чтобы свечи зажигания создавали искровой разряд, на их электроды необходимо подать высокое напряжение. В зависимости от системы зажигания такое напряжение разряда составляет свыше 30 000 Вольт.

Фабрика по производству искр – катушка зажигания

Катушки зажигания состоят из двух обмоток: первичной обмотки с небольшим количеством витков (около 100) из толстой медной проволоки (около 0,6 мм 2 ) и вторичной обмотки с несколькими тысячами витков из тонкой медной проволоки (около 0,1 мм 2 ). Обе обмотки окружены ламеллированными железными сердечниками. От устройства управления через встроенный модуль высокого напряжения первичная обмотка получает ток от аккумуляторной батареи (низкое напряжение). Вследствие этого возникает электромагнитное поле, которое возбуждает вторичную обмотку. Когда блок управления прерывает эту электрическую цепь, то одновременно в течение долей секунды мгновенно пропадает и электромагнитное поле. Во вторичной обмотке после этого возникает напряжение до 400 Вольт, которое генерирует скачок тока высокого напряжения (индукция) свыше 30 000 Вольт. Двигатели Mondeo имеют электронные системы зажигания с двухискровыми катушками зажигания, которые в четырехцилиндровых двигателях воспроизводят свои воспламеняющие искры в рабочей последовательности 1 – 3 – 4 – 2 или 1 – 4 – 2 – 5 – 3 – 6 в V6-двигателях.

В комплект системы зажигания «шестерки» включаются:

Дополнительно в систему электроснабжения автомобиля входит еще реле зажигания ВАЗ.

Компоненты системы зажигания автомобиля

Ранее на авто устанавливался трамблер марки Р-125Б. Этот узел монтировался на машине совместно с карбюратором маркировки 2103. Трамблер имел в своей конструкции специальный механический корректор, а вакуумный регулятор отсутствовал. На ВАЗ 2106 устанавливаются свечи, относящиеся к типу А17ДВ или же свечи, которые имеют аналогичные технические характеристики. В конструкции автомобильной системы применен замок типа ВК347, оснащенный противоугонным устройством.

На автомобиле используется катушка зажигания типа Б117-А, которая имеет разомкнутый магнитопровод и является маслонаполненной и герметизированной системой. Зажигание ВАЗ 2106 контактное, однако стоит отметить, что иногда встречается и бесконтактный вариант исполнения. Контактная система считается более простой в своем устройстве.

Контактное зажигание ВАЗ требует регулярного ухода и контроля состояния контактов. Такое зажигание принято считать классическим вариантом системы. Конструкция свечей зажигания ВАЗ 2106 является неразборной и имеет керамический изолятор. Трамблер предназначен для осуществления прерывания токов с низким напряжением в первичной обмотке и распределения высоковольтных импульсов по свечам.

Прерыватель трамблера состоит из кулачка, имеющего четыре выступа, и стойки, на которой расположены контакты, размыкаемые при вращении. На верхнем конце втулки кулачка припаивается опорная планка регулятора опережения с грузами. Сбоку к трамблеру крепится вакуумный регулятор. В конструкции распределителя предусмотрена установка помехоподавительного резистора.

Работа бесконтактной системы основана на использовании датчика распределения электрического импульса. Он функционирует на основе использования эффекта Холла. В состав датчика входят полупроводниковая пластина, специальная микросхема и магнит.

Устройство катушки зажигания, принцип ее работы и проверка

Катушка автомобиля является высоковольтным импульсным трансформатором. На сердечник устройства намотан тонкий провод вторичной обмотки. Она содержит 30 тысяч витков. В соответствии со схемой устройства поверх вторичной обмотки расположена первичная, состоящая из толстой проволоки. Обе обмотки одним из своих концов соединяются с аккумулятором авто.

Второй конец первичной обмотки подключен к распределителю. Общая точка соединения обмоток катушки подключается к коммутатору напряжения. Сердечник играет роль усилителя магнитного поля. В момент разрыва цепи во вторичной обмотке образуется высокое напряжение, которое по проводу поступает на свечу для пробоя и образования искры.

В процессе диагностики работоспособности катушки первое, что нужно сделать — проверить подачу напряжения на нее. Для этой цели включается его подача и после этого осуществляется замер между клеммой Б+ и массой. Это значение должно составлять 12 В. Если напряжение не поступает на катушку, то причину его отсутствия следует искать в замке.

В случае присутствия нормального напряжения и отсутствия искры на свечах требуется измерить сопротивление обмоток. Для этого контакты измерительного прибора прикладываются к двум боковым выводам. Для первичной обмотки показатель сопротивления должен составлять 3-4 Ом. Сопротивление вторичной обмотки — в пределах 7-9 Ом.

Катушку нельзя проверять на наличие искры, прислоняя высоковольтный провод к корпусу двигателя, так как в этом случае зазор становится настолько большим, что возросшее сопротивление вызывает пробой обмотки узла, а это ведет к выходу его из строя.

Диагностика трамблера

Неисправности системы зажигания могут быть вызваны поломкой такого узла, как распределитель. В нем может возникнуть несколько типов неполадок, которые способны вывести из строя контактное зажигание ВАЗ 2106. Итак, если катушка является исправной, то проблема в работе системы связана с тем, что поломался распределитель, который имеет контактное зажигание ВАЗ.

Для проверки требуется снять крышку и осмотреть ее. Все контакты и контактный уголек должны быть без повреждений и трещин. После осмотра крышки требуется проверить бегунок распределителя. Иногда на этом элементе в результате износа появляются трещины, что приводит к возникновению пробоев на массу.

После осмотра бегунка обследуются контакты прерывателя, при необходимости они чистятся, а между ними проверяется зазор. Обязательно требуется осмотреть конденсатор, так как чаще всего именно он бывает неисправен, что является причиной отказа от работы систем автомобиля. При отсутствии накопления заряда после подачи напряжения конденсатор подлежит замене.

Проверяя зажигание ВАЗ 2106, нельзя забывать о свечах. Дело в том, что от того, какой зазор между электродами свечи, зависит нормальная работа системы. Зазор свечей должен быть 0,4-0,8 мм. Увеличенный люфт ведет к нагреву катушки и, как следствие, возможному пробою ее обмоток.

Реле зажигания ВАЗ предназначено для предохранения системы от скачкообразного изменения напряжения в моменты включения и выключения. Оно оберегает контакты замка и прерывателя от подгорания, обеспечивая тем самым длительность эксплуатации этих узлов. Размыкание контактов в реле зажигания ВАЗ происходит практически моментально, что предотвращает образование искр в процессе работы.

Преимуществом по сравнению с остальными элементами системы, которым обладает реле зажигания ВАЗ, является легкость его замены в случае выхода из строя. При ремонте машины лучше иметь под рукой специальное пособие. Как правило, подобное издание, помимо текстового пояснения, содержит фотографии узлов автомобиля, что облегчает проведение ремонта.

Данная статья описательная и универсальна для всех марок автомобилей

В состав системы зажигания входят узлы и соединительные провода, необходимые для формирования и подачи высокого напряжения на свечи зажигания в заданной последовательности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

В состав системы зажигания входят узлы и провода, необходимые для формирования высокого напряжения (до 40 000 В и выше). Во всех системах зажигания на плюсовой вывод катушки зажигания подается напряжение бортовой сети, а ее минусовой вывод через коммутатор подключается на «массу» автомобиля. Когда минусовой вывод катушки зажигания подключен на «массу», через первичную, низковольтную обмотку катушки зажигания течет ток, возбуждающий магнитное поле. При разрыве цепи магнитное поле исчезает, индуцируя во вторичной (высоковольтной) обмотке катушки зажигания высоковольтный импульс. В системах зажигания классической схемы замыкание и размыкание контакта катушки зажигания на «массу» осуществляется механическим прерывателем. В электронных системах зажигания это делает электронный модуль по сигналу магнитоэлектрического датчика, или триггера.

Катушки зажигания

Катушка зажигания — это «сердце» любой системы зажигания. В этой катушке создается высоковольтный импульс за счет электромагнитной индукции. Многие конструкции катушек зажигания состоят из двух отдельных, но электрически соединенных друг с другом, медных обмоток. Другие представляют собой классические трансформаторы — в них первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга (рис. 5.1).

Сердечник (магнитопровод) катушки зажигания набирается из пластин трансформаторного железа (тонких листов магнитомягкого железа). Сердечник увеличивает индуктивную связь между катушками. На наборном сердечнике намотана обмотка, состоящая приблизительно из 20 ООО витков тонкого провода (калибра, примерно, 42-AWG). Эта обмотка

Рис. 5.1. Конструкция катушки зажигания с масляным охлаждением. Обратите внимание на то, что первичная и вторичная обмотки электрически соединены друг с другом. Полярность выводов катушки определяется направлением ее намотки

называется вторичной (повышающей) обмоткой катушки зажигания. Поверх нее намотана обмотка, состоящая приблизительно из 150 витков толстого провода (калибра, примерно, 21-AWG). Эта обмотка называется первичной обмоткой катушки зажигания. Во многих конструкциях катушек зажигания эти обмотки окружены тонким металлическим экраном, изолированы электроизоляционной бумагой и помещены в металлический корпус. Корпус катушки зажигания обычно заполняется трансформаторным маслом с целью лучшего охлаждения. В HEI-системах зажигания компании GM (high-energy ignition — система зажигания с искрой повышенной мощности) используются так называемые Е-катушки, которые по конструкции представляют собой катушку зажигания, намотанную на наборном железном сердечнике Е-образной формы и залитую эпоксидной смолой. Охлаждение Е-катушки — воздушное (рис. 5.2 и 5.3).

Рис. 5.2. Пример Е-катушки зажигания с эпоксидной заливкой и воздушным охлаждением

Как в катушке зажигания создается напряжение 40 киловольт

Напряжение на плюсовой контакт первичной обмотки катушки зажигания поступает с плюсовой клеммы аккумуляторной батареи через замкнутые контакты замка зажигания. Минусовой контакт первичной обмотки замывается на «массу» через электронный модуль управления зажиганием.

Когда эта цепь замкнута, через первичную обмотку катушки зажигания течет ток величиной, примерно, от 3 А до 8 А. Этот ток создает в катушке зажигания мощное магнитное поле. Когда контакт первичной обмотки катушки зажигания на «массу» разрывается, магнитное поле резко убывает, наводя во вторичной обмотке катушки высоковольтный импульс — напряжением от 20 000 В до 40 000 В и током небольшой (от 20 мА до 80 мА) силы. Этот высоковольтный импульс через контакты распределителя зажигания поступает по высоковольтным проводам на свечи зажигания. Чтобы проскочила искра, катушка зажигания должна «зарядиться» от низковольтной первичной сети и снова разрядиться.

Рис. 5.4. Схема типичной системы зажигания с электронным прерывателем, в которой используется добавочное сопротивление и механический распределитель зажигания. С целью защиты катушки зажигания от перегрева на пониженных оборотах двигателя во многих электронных системах зажигания вместо добавочного сопротивления используются специальные электронные схемы, которые работают в составе электронного модуля управления зажиганием

Схема, управляющая током первичной обмотки катушки зажигания — подключающая ее к источнику питания и отключающая ее от него, называется первичной цепью системы зажигания. Схема, обеспечивающая формирование и распределение высокого напряжения, создаваемого в высоковольтной обмотке катушки зажигания, называется вторичной цепью системы зажигания (рис. 5.4 и 5.5).

Рис. 5.5. Пример типичной катушки зажигания НЕ1-системы зажигания компании General Motors, установленной в крышке распределителя. При замене катушки зажигания и/или распределителя зажигания обязательно проверьте, чтобы клемма массы была переставлена со старой крышки распределителя на новую. Отсутствие надлежащего контакта с массой может привести к повреждению катушки зажигания. В HEI-системах зажигания используются два варианта катушек зажигания. Первый вариант отличается тем, что выводы первичной обмотки имеют изоляцию красного и белого цвета — он показан на фотографии. Во втором варианте катушка включена в обратной полярности, изоляция выводов — красного и желтого цвета

Работа первичной цепи

Для формирования импульса высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания необходимо замкнуть и разомкнуть цепь первичной обмотки. Замыкание и размыкание первичной цепи зажигания осуществляется силовым транзистором (электронным прерывателем), установленным в электронном модуле управления зажиганием, управление которым, в свою очередь, осуществляется по сигналам различных датчиков:

• Магнитоэлектрический датчик положения ротора распределителя зажигания (импульсный генератор). Этот датчик, установленный в корпусе распределителя зажигания, создает сигнал переменного напряжения, по которому производится переключение транзисторного прерывателя в модуле управления зажиганием (рис. 5.6 и 5.7).

Рис. 5.6. Принцип работы магнитоэлектрического датчика (генератора импульсов). На приведенном внизу рисунке показана типичная осциллограмма выходного напряжения этого магнитоэлектрического датчика. Импульсный сигнал с выхода датчика поступает в электронный модуль управления зажиганием, который разрывает контакт первичной обмотки на «массу» в тот момент, когда напряжение импульса достигает максимума и начинает снижаться (это происходит в тот момент, когда зубец стального зубчатого диска начинает удаляться от катушки датчика)

Рис. 5.7. Импульсный сигнал, поступающий с выхода магнитоэлектрического датчика, управляет работой электронного модуля, который замыкает вывод первичной обмотки катушки зажигания на «массу» и размыкает его, генерируя высоковольтный импульс во вторичной цепи

• Датчик Холла. Установленные в корпусе распределителя зажигания или рядом с коленчатым валом интегральные датчики Холла формируют прямоугольный импульсный сигнал. Импульсный сигнал с выхода датчика, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.8 и 5.9).

Рис. 5.8. В интегральном датчике Холла используются металлические дисковые обтюраторы, шунтирующие силовые линии магнитного поля, экранируя от него датчик Холла, изготовленный по микроэлектронной технологии вместе со схемой усиления. Все интегральные датчики Холла формируют прямоугольные импульсы, обеспечивающие очень точную синхронизацию работы модуля управления зажиганием

Рис. 5.9. Зубец обтюратора на вращающемся роторе проходит в зазоре между интегральным датчиком Холла и постоянным магнитом

• Магнитоэлектрические датчики углового положения коленчатого вала. В этих датчиках сигнал формируется за счет изменения напряженности магнитного поля, окружающего катушку датчика. Этот сигнал, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Датчик переменного магнитного сопротивления (VRS) представляет собой катушку индуктивности, намотанную на постоянном магните. Зубцы магнитного обтюратора, закрепленного на коленчатом валу (или распределительном валу), проходя мимо катушки датчика, вызывают изменение напряженности магнитного поля, окружающего ее. Когда выступ обтюратора приближается к катушке, напряженность магнитного поля возрастает, потому что в металле концентрация силовых линий магнитного поля выше, чем в воздухе

• Оптические датчики. Эти датчики бортовой компьютерной системы управления двигателем изготавливаются на основе светодиода и фототранзистора. Вращающийся диск с прорезями (обтюратор) модулирует поток излучения светодиода, в результате чего на выходе фотоприемника появляется импульсный сигнал. В оптических датчиках (обычно устанавливаемых в корпусе распределителя зажигания), как правило, предусматривается два ряда прорезей, что обеспечивает формирование отдельных сигналов для опознавания цилиндров (сигнал низкого разрешения) и прецизионного измерения угла поворота ротора распределителя зажигания (сигнал высокого разрешения) (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Оптический датчик-распределитель на шестицилиндровом V-образном двигателе Nissan объемом 3 литра со снятым оптическим экраном (а). Перед установкой ротора датчик закрывают оптическим экраном (6)

Бесконтактные системы зажигания

В системе зажигания с непосредственным подключением катушки зажигания к свечам зажигания — называемой также бесконтактной системой зажигания (DIS) или просто электронной системой зажигания (IE) — распределитель зажигания отсутствует. В этой системе зажигания оба вывода катушки подключены каждый к своему цилиндру, причем цилиндры выбраны так, что их рабочие циклы находятся в про-тивофазе друг с другом (рис. 5.12). Это означает, что искра возникает одновременно в обеих свечах зажигания! Когда в одном из цилиндров (например, №6) идет такт сжатия, в другом цилиндре (№3) — в то же самое время — идет такт выпуска отработанных газов.

Рис. 5.12. В бесконтактной системе зажигания искра возникает одновременно в двух цилиндрах — рабочем, в котором идет такт сжатия, и парном, или оппозитном, в котором в это же самое время идет такт выпуска отработанных газов. В типичном двигателе для возникновения холостой искры в цилиндре, в котором идет такт выпуска, обычно достаточно напряжения от 2 до 3 кВ. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия (типичное напряжение составляет от 8 до 12 кВ)

Оптический датчик-распределитель не любит внешней засветки

Принцип работы оптического датчика-распределителя системы зажигания заключается в импульсном освещении фототранзистора датчика излучением, создаваемом свето-диодом. В конструкции оптического датчика-распределителя зажигания, как правило, между ротором распределителя зажигания и кольцевым оптическим обтюратором, модулирующим поток излучения светодиода, устанавливается оптический экран. Искра, проскакивающая между контактом ротора и контактами высоковольтных проводов в крышке распределителя зажигания в процессе работы распределителя, создает паразитную засветку. Оптический экран защищает оптический датчик от внешней засветки, создаваемой искрением контактов распределителя зажигания.

Если выполняя техническое обслуживание, вы забудете установить оптический экран на место, оптический сигнал датчика из-за внешней засветки будет ослаблен, что может привести к нарушению нормальной работы двигателя. Такую неисправность трудно выявить из-за отсутствия внешних признаков. Не забывайте, что в оптическом датчике-распре-делителе между кольцевым оптическим обтюратором и ротором обязательно должен стоять оптический экран.

Искра, возникающая в такте выпуска, называется холостой искрой, потому что она не выполняет полезной работы, а обеспечивает только замыкание на «массу» вывода вторичной обмотки катушки зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя разрядного промежутка свечи зажигания цилиндра №3 (в такте выпуска), находится в пределах всего лишь от 2 кВ до 3 кВ и обеспечивает соединение на землю вторичной цепи зажигания. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия. В каждой паре свечей зажигания одна свеча включена в прямой полярности, а другая — в обратной полярности. Обратная полярность включения не сильно отражается на ресурсе свечи. Но выход из строя одного из высоковольтных проводов или одной из свеч зажигания может привести к неработоспособности сразу двух цилиндров.

ПРИМЕЧАНИЕ

В системе зажигания с механическим распределителем зажигания существуют два разрыва во вторичной цепи зажигания: первый — между контактами ротора и клеммами, установленными в крышке распределителя (находится под атмосферным давлением), и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания (находится под повышенным давлением в такте сжатия). В бесконтактной системе зажигания во вторичной цепи также имеются два промежутка: один — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт сжатия, и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт выпуска.

Для управления работой бесконтактной системы зажигания необходим датчик (обычно датчик углового положения коленчатого вала), по сигналу которого осуществляется синхронизация электронного коммутатора высоковольтного напряжения (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Функциональная схема типичной бесконтактной (EDIS) системы зажигания четырехцилиндрового двигателя, которой оснащаются автомобили компании Ford. Датчик угла поворота коленчатого вала, называемый датчиком переменного магнитного сопротивления (VRS), передает информацию об угловом положении коленчатого вала и скорости его вращения в модуль управления зажиганием (EDIS). В бортовой компьютер передается преобразованный сигнал — сигнал PIP, по которому осуществляется слежение за синхронизацией системы зажигания. По сигналу PIP компьютер рассчитывает временные параметры синхронизации системы зажигания и передает в модуль управления зажиганием EDIS команду о том, когда подавать высокое напряжение на свечу зажигания. Этот сигнал управления называется командой установки угла опережения зажигания — сигнал SAW

Скорректировать угол опережения зажигания путем перемещения датчика углового положения коленчатого вала невозможно, поскольку он делается нерегулируемым.

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ТИПА «КАТУШКА НА СВЕЧЕ»

В системе зажигания типа «катушка на свече» для каждой свечи зажигания предусмотрена отдельная катушка зажигания (рис. 5.14). В системе зажигания с отдельными для каждой свечи катушками зажигания отсутствуют высоковольтные провода, которые часто являются источниками электромагнитных помех, нарушающих работу бортовой компьютерной системы управления. Бортовой компьютер замыкает минусовой вывод каждой катушки в надлежащий момент.

Рис. 5.14. Система зажигания типа «катушка на свече»

Узнайте больше о катушках зажигания! Советы по сервисному обслуживанию катушек зажигания.

Система зажигания должна обеспечивать искру достаточной интенсивности в нужном цилиндре в нужное время тысячи раз в минуту. Поэтому правильный ремонт системы зажигания — это насущная необходимость. Благодаря нашим советам по обслуживанию катушек зажигания вы узнаете, как они работают, почему они выходят из строя, что указывает на их неисправность, а также как заменить их для обеспечения высококачественного долговечного ремонта, которому можете доверять и вы, и ваши клиенты.

Что такое катушка зажигания?

Чтобы произошло возгорание, необходима искра, поджигающая топливовоздушную смесь в двигателе. В этом и заключается функция катушки зажигания. Она представляет собой электрический трансформатор, который преобразует низкое напряжение аккумулятора — обычно всего 12 вольт — в очень высокое для того, чтобы в зазоре свечи зажигания проскочила искра, поджигающая топливо. В результате этого двигатель запускается. В некоторых системах требуется всего одна катушка, однако в большинстве новых моделей автомобилей на каждый цилиндр устанавливается отдельная катушка зажигания.

Как работает катушка зажигания?

Говоря простым языком, катушки зажигания состоят из трех частей: первичной цепи, состоящей из нескольких сотен витков первичной обмотки, вторичной цепи, состоящей из еще нескольких тысяч витков, и железного сердечника. Когда ток протекает через первичную цепь, вокруг сердечника создается мощное магнитное поле, заряжающее катушку. Однако, когда подача энергии прерывается — магнитное поле исчезает. А поскольку эта энергия должна куда-то уходить, она индуцирует импульс тока во вторичной катушке, увеличивая его напряжение до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы создать искру зажигания. 
 
Требуемое напряжение может варьироваться от всего 5000 вольт до 25 000 вольт и зависит от ряда факторов, а именно ширины зазора между электродами свечи зажигания, электрического сопротивления свечи зажигания, состава топливовоздушной смеси, температуры свечи зажигания, нагрузки на двигатель и т.д. На самом деле, при максимальной нагрузке некоторым системам требуется напряжение до 40 000 вольт. Величина выходного напряжения определяется соотношением количества витков вторичной обмотки к количеству витков первичной обмотки, которое обычно составляет порядка 80 к одному, но чем выше это соотношение, тем выше потенциальное напряжение.

Где устанавливается катушка зажигания?

На старых автомобилях катушка зажигания расположена между аккумулятором и трамблером. Однако в современных системах зажигания с электронным управлением трамблер больше не нужен. Вместо этого работу свечей зажигания контролирует блок управления двигателем (ЭБУ). Таким образом, в системах с индивидуальными катушками зажигания катушки монтируются непосредственно над каждой свечей зажигания. Или в случае бестрамблерных систем с «холостой искрой», подключаются к паре свечей зажигания.

Из-за этого количество катушек также может различаться. В то время как в старых системах обычно используется одна катушка, на более современных автомобилях устанавливается несколько катушек — по одной на цилиндр или на каждую пару цилиндров. Это позволяет производителям автомобилей более точно контролировать момент зажигания, повысить производительность двигателя, снизить расход топлива и количество выхлопных газов.

Почему катушки зажигания выходят из строя?

Несмотря на то, что катушки зажигания рассчитаны на длительное использование, возрастающие требования к ним означают, что они могут выйти из строя. Среди основных причин их поломки можно выделить следующие:

• Поврежденные свечи зажигания или их провода. Неисправная свеча зажигания, обладающая повышенным сопротивлением, вызывает рост выходного напряжения. Если оно превышает 35 000 вольт — может случиться пробой изоляции катушки, который вызовет короткое замыкание. Это может стать причиной снижения выходного напряжения, пропусков зажигания под нагрузкой и/или плохого запуска двигателя.
• Износ свечи зажигания или увеличенный зазор. По мере износа свечи зажигания будет увеличиваться и установленный на ней зазор между двумя электродами. Это означает, что для создания искры катушке будет необходимо генерировать более высокое напряжение. Увеличившаяся нагрузка на катушку может стать причиной перегрузки и перегрева. 
• Повреждение в результате вибрации. Постоянный износ из-за вибрации двигателя может стать причиной повреждения обмоток и изоляции катушки зажигания, в результате чего может возникнуть короткое замыкание или обрыв во вторичной обмотке. Также может ослабнуть крепление электрического разъема, подключенного к свече зажигания, что заставит катушку зажигания совершать дополнительную работу для создания искры.
• Перегрев. Вследствие своего расположения катушки зажигания часто подвержены воздействию высокой температуры, возникающей при работе двигателя. Это может снизить возможность катушек проводить ток, что, в свою очередь, приведет к снижению их производительности и долговечности.
• Меняющееся сопротивление. Короткое замыкание или низкое сопротивление в обмотке катушки зажигания увеличит количество электричества, протекающего через катушку. Это может вывести из строя всю систему зажигания автомобиля. Изменение сопротивления может также быть причиной создания слабой искры, что приведет к невозможности завести автомобиль и повреждению как катушки зажигания, так и расположенных радом элементов. 
• Попадание жидкости. В большинстве случаев источником жидкости является утечка масла через поврежденную прокладку клапанной крышки. Это масло скапливается и повреждает как катушку зажигания, так и свечу зажигания. Вода из системы кондиционирования, например, также может проникать в систему зажигания. В обоих случаях во избежание повторных аналогичных поломок важно устранить первопричину неисправности.

Признаки неисправности катушки зажигания.

Поскольку катушка зажигания отвечает за генерирование искры, с помощью которой запускается двигатель автомобиля, любая ее неисправность быстро отразится на работе двигателя. Можно выделить следующие признаки неисправности катушки зажигания:

• Горит индикатор проверки двигателя. Поскольку неисправная катушка зажигания непосредственным образом влияет на работу двигателя, любая ее неполадка станет причиной включения индикатора проверки двигателя.
• Повышенный расход топлива. При снижении мощности искры процесс сгорания топлива будет не столь эффективным, что приведет к заметному увеличению его расхода. 
• Прострел в выхлопной системе. Часто ранним признаком отказа катушки зажигания является прострел, возникающий, когда топливо, не сгоревшее в камере сгорания, попадает в выхлопную систему. Если не устранить эту неисправность, выхлопная система может получить значительные повреждения.
• Остановка двигателя. Неисправная катушка зажигания будет подавать ток на свечи зажигания с перебоями, что может привести к остановке двигателя. Это также может стать причиной невозможности запуска двигателя. 
• Пропуски зажигания. Из-за недостаточной мощности, развиваемой одним или несколькими цилиндрами, в двигателе могут возникать пропуски зажигания, особенно во время набора скорости.
• Проблемы с запуском двигателя. Аналогичным образом, если на одну или несколько свечей зажигания не подается достаточного заряда, двигатель будет очень сложно завести. Автомобили с одной катушкой зажигания могут в этом случае вообще не завестись. 

Советы по поиску и устранению неисправностей катушек зажигания.

Если имеется подозрение на неисправность катушки зажигания, чтобы упростить диагностический процесс, просто выполните приведенные ниже действия:

• Считайте коды неисправностей и рабочие данные с помощью диагностического прибора. Сравните полученные данные о катушке зажигания, которая по вашему мнения неисправна, со значениями, характерными для исправной катушки.
• Проверьте катушки на наличие признаков повреждения, таких как трещины корпуса, повреждения стопорных петель или повреждения проводки и электрических разъемов.
• Также извлеките и осмотрите свечу зажигания. Проверьте зазор свечи зажигания и провод питания свечи, при его наличии, и убедитесь, что его сопротивление в норме.
• При включенном зажигании с помощью мультиметра измерьте напряжение, подающееся на катушку зажигания. Напряжение не должно превышать 10,5 вольт. 
• Опять же, с помощью мультиметра проверьте первичную и вторичную обмотки катушки. У большинства катушек зажигания сопротивление первичной обмотки должно составлять от 0,4 до 2 Ом, а вторичной — от 5000 до 20 000 Ом. Однако для уточнения значений следует свериться с руководством, предоставленным автопроизводителем. Если оба эти параметра выходят за допустимые пределы, катушку следует заменить. Нулевые показания прибора свидетельствуют о наличии короткого замыкания, а завышенные значения — о наличии обрыва в катушке.  В тех случаях, когда к катушке зажигания подключено три, четыре, пять или семь проводов, следует свериться с электросхемой, описывающей ее конструкцию.

Советы по замене катушек зажигания.

После того как неисправность была выявлена, замените катушку зажигания, выполнив простые действия, описанные ниже:

• Отключив зажигание определите расположение неисправной катушки. Отсоедините электрический разъем и выверните крепежные болты. Аккуратно приподнимите катушку с посадочного места.
• Перед установкой новой катушки рекомендуется нанести диэлектрическую смазку на посадочную поверхность новой катушки и ее электрический разъем. Это позволит предотвратить появление коррозии и обеспечить качественное соединение. Также одновременно с заменой катушки рекомендуется заменить все свечи зажигания.
• После этого установите катушку на место. Затяните болты рекомендованным моментом и подсоедините электрический коннектор.
• Подключите диагностическое устройство, сотрите все коды неисправностей и отключите индикатор предупреждения о необходимости обслуживания двигателя. 
• Выполните ходовые испытания, чтобы убедиться, что неисправность устранена.

Больше о катушках зажигания.

 

Самое большое напряжение в системах зажигания. Что из себя представляет катушка зажигания автомобиля

Система зажигания обеспечивает работу двигателя и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».

Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. В настоящее время на автомобилях может устанавливаться контактная система зажигания или бесконтактная электронная система.

Контактная система зажигания.

Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор) вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12 — 14 вольт. Для возникновения же искры между электродами свечи на них необходимо подать 18 — 20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи — низкого и высокого напряжений. (рис. 1)

Контактная система зажигания (рис. 2) состоит из:
. катушки зажигания,
. прерывателя тока низкого напряжения,
. распределителя тока высокого напряжения
. вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания,
. свечей зажигания,
. проводов низкого и высокого напряжения,
. включателя зажигания.

Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля. Принцип работы катушки зажигания очень прост. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, то вокруг нее создается магнитное поле. Если же прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Прерыватель тока низкого напряжения — нужен для того,чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. Именно при этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.
Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор. Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного, между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного. Конденсатор еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены водном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя (рис. 3). Часто водители называют этот узел коротко — «прерыватель-распределитель» (или еще короче -«трамблер»).

Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 2 и 3) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.
После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора. Во время вращения ротора ток «соскакивает» с его пластины, через небольшой воздушный зазор, на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода, импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.
Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены (высоковольтными проводами) со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом устанавливается «порядок работы цилиндров», который выражается рядом цифр. Как правило, для четырехцилиндровых двигателей, применяется последовательность: 1 -3 — 4 — 2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующее воспламенение произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.
Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4О — 6О, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001 — 0,002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.
Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.
Однако, в зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий, необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4 о — 6 о). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В тоже время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Это означает, что для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре, смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя разомкнутся тоже раньше. Вот это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 4).

Центробежный регулятор опережения зажигания находится в корпусе прерывателя-распределителя (см. рис. 3 и 4). Он состоит из двух плоских металлических грузиков, каждый из которых одним из своих концов закреплен на опорной пластине, жестко соединенной с приводным валиком. Шипы грузиков входят в прорези подвижной пластины, на которой закреплена втулка кулачков прерывателя. Пластина с втулкой имеют возможность проворачиваться на небольшой угол относительно приводного валика прерывателя-распределителя. По мере увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивается и частота вращения валика прерывателя-распределителя. Грузики, подчиняясь центробежной силе, расходятся в стороны, и сдвигают втулку кулачков прерывателя «в отрыв» от приводного валика. То есть набегающий кулачок поворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Соответственно контакты размыкаются раньше, угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении скорости вращения приводного валика, центробежная сила уменьшаются и, под воздействием пружин, грузики возвращаются на место — угол опережения зажигания уменьшается.

Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от нагрузки на двигатель.
На одной и той же частоте вращения коленчатого вала двигателя, положение дроссельной заслонки (педали газа) может быть различным. Это означает, что в цилиндрах будет образовываться смесь различного состава. А скорость сгорания рабочей смеси как раз и зависит от ее состава.
При полностью открытой дроссельной заслонке смесь сгорает быстрее, и поджигать ее можно и нужно попозже. То есть угол опережения зажигания надо уменьшать. И наоборот, когда дроссельная заслонка прикрыта, скорость сгорания рабочей смеси падает, поэтому угол опережения зажигания должен быть увеличен.

Вакуумный регулятор (рис. 6) крепится к корпусу прерывателя — распределителя (рис. 3). Корпус регулятора разделен диафрагмой на два объема. Один из них связан с атмосферой, а другой, через соединительную трубку, с полостью под дроссельной заслонкой. С помощью тяги, диафрагма регулятора соединена с подвижной пластиной, на которой располагаются контакты прерывателя.
При увеличении угла открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки на двигатель) разряжение под ней уменьшается. Тогда, под воздействием пружины, диафрагма через тягу сдвигает на небольшой угол пластину вместе с контактами в сторону от набегающего кулачка прерывателя. Контакты будут размыкаться позже — угол опережения зажигания уменьшится. И наоборот — угол увеличивается, когда вы уменьшаете газ, то есть, прикрываете дроссельную заслонку. Разряжение под ней увеличивается, передается к диафрагме и она, преодолевая сопротивление пружины, тянет на себя пластину с контактами. Это означает, что кулачок прерывателя раньше встретится с молоточком контактов и разомкнет их. Тем самым мы увеличили угол опережения зажигания для плохо горящей рабочей смеси.

Свеча зажигания (рис. 7) необходима для образования искрового разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя. Надеюсь, вы помните, что свеча устанавливается в головке
цилиндра. Когда импульс тока высокого напряжения от распределителя попадает на свечу зажигания, между ее электродами проскакивает искра. Именно эта «искорка» воспламеняет рабочую смесь и обеспечивает нормальное прохождение рабочего цикла двигателя.
Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания
к распределителю и от него на свечи зажигания.

Основные неисправности контактной системы зажигания.

Отсутствует искра между электродами свечей из-за обрыва или плохого контакта проводов в цепи низкого напряжения, обгорания контактов прерывателя или отсутствия зазора между ними,
«пробоя» конденсатора. Также искра может отсутствовать при неисправности катушки зажигания, крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов или самой свечи.
Для устранения этой неисправности необходимо последовательно проверить цепи низкого и высокого напряжения. Зазор в контактах прерывателя следует отрегулировать, а неработоспособные элементы системы зажигания заменить.

Двигатель работает с перебоями и (или) не развивает полной мощности из-за неисправной свечи зажигания, нарушения величины зазора в контактах прерывателя или между электродами
свечей, повреждении ротора или крышки распределителя, а также при неправильной установке начального угла опережения зажигания.
Для устранения неисправности необходимо восстановить нормальные зазоры в контактах прерывателя и между электродами свечей, выставить начальный угол опережения зажигания в
соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, ну а неисправные детали следует поменять на новые.

Электронная бесконтактная система зажигания.

Преимущество электронной бесконтактной системы зажигания заключается в возможности увеличения подаваемого напряжения на электроды свечи. Это означает, что улучшается процесс воспламенения рабочей смеси. Тем самым облегчается запуск холодного двигателя, повышается устойчивость его работы на всех режимах. И это имеет особое значение для наших суровых зимних месяцев.
Немаловажным фактом является то, что при использовании электронной бесконтактной системы зажигания, двигатель становится более экономичным.
Как и у бесконтактной системы есть цепи низкого и высокого напряжения. Цепи высокого напряжения у них практически ни чем не отличаются. А вот в цепи низкого напряжения, бесконтактная система в отличие от своего контактного предшественника, использует электронные устройства — коммутатор и датчик-распределитель (датчик Холла) (рис. 8).

Электронная бесконтактная система зажигания включает в себя следующие узлы:
. источники электрического тока,
. катушку зажигания,
. датчик — распределитель,
. коммутатор,
. свечи зажигания,
. провода высокого и низкого напряжения,
. выключатель зажигания.
В электронной системе зажигания отсутствуют контакты прерывателя, а значит нечему
подгорать и нечего регулировать. Функцию контактов в этом случае выполняет бесконтактный
датчик Холла, который посылает управляющие импульсы в электронный коммутатор. А
коммутатор, в свою очередь, управляет катушкой зажигания, которая преобразует ток низкого
напряжения в большие вольты.

Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания.

Если «заглох» и не хочет заводиться двигатель с электронной бесконтактной системой зажигания, то в первую очередь стоит проверить… подачу бензина. Может быть, к вашей радости, причина была именно в этом. Если же с бензином все в порядке, а искры на свече нет, то у вас есть два варианта решения проблемы.
Первый вариант предполагает попытку проверить на практике мнение о том, что «электроника — наука о контактах». Открываем капот и проверяем, зачищаем, подергиваем и подпихиваем на
свои места все провода и проводочки, которые попадаются под руку. Если где-то были ненадежные электрические соединения, то двигатель заведется. А если нет, то остается еще и второй вариант.
Для возможности воплощения в жизнь второго варианта, вам следует быть запасливым водителем. Из резерва необходимых вещей, которые вы возите с собой в машине, в первую очередь надо взять запасной коммутатор и заменить им прежний. Как правило, после этой процедуры двигатель оживает. Если же он все еще не хочет запускаться, то имеет смысл, последовательно меняя на новые, проверить крышку распределителя, ротор, бесконтактный датчик и катушку зажигания. В процессе этой «меняльной» процедуры двигатель все-таки заведется, а позже дома, вместе со специалистом вы сможете разобраться, какой конкретно узел вышел из строя и почему.
Из опыта эксплуатации машины в наших условиях могу сказать, что большая часть проблем, возникающих в системе зажигания, связана с «чистотой» родных дорог. Зимой жидкая «каша» из
грязного снега и солевого раствора лезет во все щели и разъедает все, что только можно. А летом вездесущая пыль, в которую в частности превращается зимняя «соленая каша», забивается еще
глубже и весьма тлетворно влияет на все электрические соединения.

Эксплуатация системы зажигания.

Так как мы уже знаем, что «электроника — наука о контактах», то в первую очередь необходимо следить за чистотой и надежностью электрических соединений. Поэтому при эксплуатации
автомобиля иногда приходится зачищать клеммы проводов и штекерные разъемы. Периодически следует контролировать зазор в контактах прерывателя (рис. 19) и при необходимости его регулировать. Если зазор в контактах прерывателя больше нормы (0,35 — 0,45 мм), то наблюдается неустойчивая работа двигателя на больших оборотах. Если меньше — неустойчивая работа на оборотах холостого хода. Все это происходит по причине того, что нарушенный зазор изменяет время замкнутого состояния контактов. А это уже влияет и на мощность искры, проскакивающей между электродами свечи, и на сам момент ее возникновения в цилиндре (опережение зажигания).
К сожалению, качество нашего бензина оставляет желать лучшего. Поэтому, если сегодня вы заправили свой автомобиль плохим бензином, то в следующий раз он может быть еще хуже.
Естественно это не может не влиять на качество приготавливаемой карбюратором горючей смеси и процесс ее сгорания в цилиндре. В таких случаях, чтобы двигатель безотказно продолжал выполнять свою работу, необходимо подстраивать систему зажигания под сегодняшний бензин.
Если первоначальный угол опережения зажигания не соответствует оптимальному, то можно наблюдать и ощущать следующие явления.

Угол опережения зажигания слишком велик (раннее зажигание):
. затрудненный запуск холодного двигателя,
. «хлопки» в карбюраторе (обычно хорошо слышны из-под капота при попытках запуска
двигателя),
. потеря мощности двигателя (машина плохо «тянет»),
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя (индикатор температуры охлаждающей жидкости активно стремится к красному сектору),
. повышенное содержание вредных выбросов в выхлопных газах.

Угол опережения зажигания меньше нормы (позднее зажигание):
. «выстрелы» в глушителе,
. потеря мощности двигателя,
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя.

Свеча зажигания, как было упомянуто ранее, это маленький и с виду простенький элемент системы зажигания. Однако для нормальной работы двигателя зазор между электродами свечи должен быть конкретным и равным в свечах всех цилиндров. Для контактных систем зажигания зазор между электродами свечи должен быть в пределах 0,5 — 0,6 мм, для бесконтактных систем чуть больше — 0,7 — 0,9 мм. Вспомните те «жуткие» условия, в которых работают свечи зажигания. Не всякий металл выдержит огромные температуры в агрессивной среде. Поэтому электроды свечей подгорают и покрываются нагаром, а это означает, что нам опять надо «засучить рукава». Мелкозернистым надфилем или специальной алмазной пластинкой очищаем электроды свечи от нагара. Регулируем зазор, подгибая боковой электрод свечи. Вкручиваем ее на место или выбрасываем, в зависимости от степени обгорания электродов. Каждый раз, выкручивая свечи зажигания, обращайте внимание на цвет их электродов. Если они светло-коричневые — то свеча работает нормально, если черные — то возможно свеча вообще не работает.
Последнее время в продаже появились силиконовые высоковольтные провода. При замене старых, вышедших из строя проводов, имеет смысл приобретать именно силиконовые, так как они не «пробиваются» током высокого напряжения. А ведь перебои в работе двигателя часто происходят по причине утекания импульса тока высокого напряжения по высоковольтному проводу на «массу» автомобиля. Вместо того чтобы пробивать воздушный барьер между электродами свечи и поджигать рабочую смесь, электрический ток выбирает путь наименьшего сопротивления и «уходит на сторону».
Старайтесь не открывать капот автомобиля, когда на улице идет дождь или снег. После мокрого душа двигатель может не запуститься, так как вода, попав на приборы электрооборудования,
образует токопроводящие мостики. Тот же эффект, но более усугубленный, возникает у любителей прокатиться по глубоким лужам на большой скорости. В результате «купания», водой заливаются все приборы и провода системы зажигания, расположенные под капотом, и двигатель естественно глохнет, поскольку ток высокого напряжения уже не может добраться к свечам зажигания. Ну а возобновить поездку, теперь удается только после того, как горячий двигатель своим теплом просушит все «электрическое» в подкапотном пространстве.

Наблюдая за диагностикой электрооборудования на СТО, многие хотят знать, что показывает та или иная картинка на экране мотортестера .

Рис. 1. Нормальные величины напряжения на свечах четырехцилиндрового двигателя.

Рис. 2. Осциллограмма напряжения в свечных проводах.

Рис. 3. Участки ”ненормальной” осциллограммы: а – напряжение пробоя и длительность искры слишком велики; б – напряжение пробоя слишком велико и отсутствует участок горения; в – напряжения пробоя и искры ниже, а длительность искры выше нормы.

Продолжаем знакомить с методами диагностики автомобиля любительскими и профессиональными измерительными приборами (см. ЗР, 1998, № 10). Как по величине высокого напряжения судить о работе зажигания, расскажут разработчики известных минских мотортестеров . Более 1000 приборов, созданных этим предприятием, успешно эксплуатируются на предприятиях автосервиса России, Белоруссии, Украины, стран Балтии.

В основе работы всех бензиновых двигателей лежат одни и те же физические процессы, поэтому многие внешние параметры очень схожи.

Чтобы не нарушать работу системы зажигания, врезаясь в нее при измерении высокого напряжения, в мотортестерах применяют специальный накладной датчик емкостного типа. Его можно представить как вторую обкладку конденсатора, первой обкладкой которого служит центральная жила высоковольтного провода, а диэлектриком между пластинами выступает изоляция этого же провода. Образованная таким образом емкость достаточна, чтобы зафиксировать величину напряжения, которое пропорционально высокому . Эта картина представлена на рис. 1, где столбики изображают величину напряжения в высоковольтной цепи каждого из четырех цилиндров. Здесь оно одинаково на всех свечах.

Напомним суть процессов в системе зажигания. Воспламеняет смесь в двигателе искра, которая возникает между электродами свечи. При оптимальном зазоре между ними (0,6–0,8 мм) и нормальном составе топливно-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает около десяти киловольт (рис. 2, желтая зона). Искра пробивает пространство между электродами, среда между ними ионизируется, а затем смесь воспламеняется.

Электрическое сопротивление среды и напряжение между электродами в последний момент резко падает до 1–2 кВ (рис. 2, красная зона). Через некоторое время (0,7–1,5 миллисекунды) по окончании процесса горения смеси становится все меньше ионизированных частиц вблизи электродов, поэтому сопротивление среды возрастает и напряжение между электродами растет до 3–5 кВ (рис. 2, синяя зона). Этого для пробоя недостаточно, и высокое напряжение, колеблясь в соответствии с затухающими переходными процессами в катушке зажигания, опускается к нулю – до следующего импульса (рис. 2, зеленая зона).

Когда зазор между электродами свечи меньше, то и пробой происходит при меньшем напряжении. Это не самый лучший вариант. Энергия искры меньше, хуже условия для поджига смеси, а в конечном итоге снижаются мощностные и экономические характеристики двигателя.

Если же в свече зазор больше нормы, то пробой происходит, наоборот, при более высоком напряжении. В энергетическом отношении это вроде бы неплохо, но при этом растет вероятность пробоя диэлектрических деталей (крышки распределителя, ”бегунка”, изолятора свечи и т. д.) и утечек тока. Это может в самый неподходящий момент привести к перебоям в работе двигателя, невозможности его пустить, особенно во влажную погоду и т. п.

Если при нормальном зазоре в свечах напряжение ниже нормы (всего 4–6 кВ), то, возможно, переобогащена смесь, поступающая в цилиндры. Ведь чем она богаче, тем лучше проводит ток, – и, следовательно, при меньшем напряжении будет происходить пробой между электродами. Значит, надо заняться карбюратором или системой впрыска.

Если же, наоборот, высокое напряжение выше нормы (например, 13–15 кВ) – смесь слишком бедная. Двигатель может останавливаться на холостых оборотах, не развивать полной мощности и т. д. Другие причины кроме смеси: обрыв или отсутствие полного контакта в центральном проводе высокого напряжения, трещина в крышке распределителя, пробой ”бегунка”.

Если высокое напряжение больше нормы в одном из цилиндров, то в число возможных причин можно включить и подсос воздуха в этот цилиндр.

Для полной диагностики системы зажигания важны еще два параметра – напряжение и длительность искры. В идеальном случае напряжение составляет около 10 кВ, а длительность – 0,7–1,5 миллисекунды. Эти два параметра тесно связаны между собой, так как определяют энергию искры. Поскольку энергия, накапливаемая катушкой, – величина постоянная, то чем больше напряжение искры, тем меньше становится ее длительность, и наоборот. Чтобы детально проанализировать эти параметры, увеличивают масштаб на экране мотортестера .

Если напряжения пробоя и искры значительно выше, а длительность больше 1,5 мс (осциллограмма выглядит, как на рис. 3, а), причину можно найти, последовательно проверяя свечи, ”бегунок”, крышку распределителя и катушку зажигания.

Если на экране мы видим, что участок горения вообще отсутствует (рис. 3, б), амплитуда напряжения пробоя выше нормы и идет высоковольтный колебательный процесс (как зеркало повторяющий колебания в первичной обмотке катушки зажигания) – значит, оборван провод, идущий к свече этого цилиндра.

Если процесс горения наблюдается, но напряжение пробоя и искры раза в два выше нормы, а на осциллограмме виден колебательный процесс на всем участке горения, значит, надо искать трещину в корпусе свечи.

Если же, наоборот, эти напряжения значительно ниже нормы, длительность искры больше 2,5–3 мс, скорее всего пробивает на ”массу” (закорочен) высоковольтный провод (рис. 3, в).

Конечно, мы расшифровали только самые основные, наиболее часто встречающиеся варианты показаний и осциллограммы высоких напряжений. Другие, более сложные описаны в руководствах по эксплуатации мотортестеров.

Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания. Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.

Классическая катушка зажигания

Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.

Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).

Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося накаливания.

Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией . Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.

Конструкция катушки зажигания

Устройство катушки зажигания

Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или . Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.

Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.

Принцип работы катушки зажигания

Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.

Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.

Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.

Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.

Двухвыводная катушка

Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.

Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.

Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа. Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.

Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.

Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.

Индивидуальная катушка зажигания

В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной , но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается .

Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.

Устройство индивидуальной катушки зажигания

В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.

Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.

Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.

Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.

Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.

Как проверить исправность катушки зажигания

Катушка зажигания создает высокое напряжение, которое требуется для работы самой системы и создания искры между контактами свечей зажигания. Большинство двигателей с распределительной системой зажигания оснащается одной катушкой зажигания, в некоторых случаях – двумя катушками зажигания. В системах без распределителя зажигания (DIS) применяется несколько катушек зажигания. В двухискровых системах на каждую пару цилиндров приходится одна катушка зажигания. В других системах DIS и системах с катушками карандашного типа на одну свечу (COP) на каждый цилиндр или свечу зажигания устанавливается собственная катушка зажигания. 

Катушка зажигания играет роль трансформатора напряжения. Она превращает напряжение 12В в несколько тысяч вольт.  

Вторичное напряжение создает искру в зазоре между электродами свечи, оно зависит от зазора, электрического сопротивления свечи зажигания и высоковольтных проводов, состава топливовоздушной смеси, нагрузки на двигатель и температуры свечи. Напряжение может меняться от 5000 вольт до 25000 вольт и более. В некоторых системах достигается максимальное напряжение, равное 40000 вольт. 

Как работает катушка зажигания

В катушке зажигания имеются две обмотки, которые намотаны на пластинчатый металлический сердечник. Первичная обмотка, имеющая несколько сотен витков, соединена с двумя внешними контактами катушки. Положительный вывод (+) катушки подключен к выключателю зажигания и АКБ, а отрицательный вывод (-) – к модулю зажигания и затем на «массу» кузова. Вторичная обмотка имеет несколько тысяч витков и подсоединена одним концом к положительному контакту первичной обмотки, а другим – к высоковольтному выводу в центральной части катушки. 

Соотношение витков вторичной и первичной обмоток составляет 80 к 1. Чем выше соотношение, тем выше выходное напряжение катушки. Мощные катушки зажигания обычно имеют более высокое соотношение числа обмоток по сравнению со стандартными катушками.

После замыкания первичной обмотки на «массу» по ней протекает электрический ток. Он создает сильное магнитное поле вокруг металлического сердечника и «заряжает» катушку энергией. Требуется примерно 10-15 мс для максимальной зарядки катушки зажигания. 

Затем модуль зажигания размыкает первичную цепь катушки. Это приводит к внезапному исчезновению магнитного поля. Энергия, запасенная в катушке, создает ток во вторичной обмотке. В зависимости от соотношения числа витков обмоток напряжение увеличивается в 100 или более раз. Этого достаточно, чтобы  между контактами свечи зажигания «пробежала» искра. 

Неисправности катушек зажигания

Катушки зажигания очень надежные и прочные устройства. Причинами неисправности данных трансформаторов могут быть нагрев и вибрация, при этом повреждаются обмотки и возникает пробой изоляции, что в свою очередь приводит к короткому замыканию или обрыву цепей обмоток. Наибольшую опасность для катушки зажигания представляет перегрузка, вызванная неисправностью свечи зажигания или высоковольтного провода. 

Если свеча зажигания или высоковольтный провод повреждены и имеют чрезмерно высокое сопротивление, напряжение катушки зажигания может повышаться для пробоя ее изоляции. 

Изоляция большинства катушек зажигания может получить повреждение в результате превышения напряжения в 35000 вольт. После этого вторичное напряжение катушки зажигания падает, появляются пропуски зажигания под нагрузкой, катушка не выдает напряжения, достаточного для работы и пуска двигателя. 

Если на положительном контакте катушки имеется напряжение АКБ и при замыкании на «массу» модулем зажигания она не создает искру, значит, катушка неисправна и требует замены.  

Подсказка: если модуль зажигания несколько раз не сработал, это, возможно, связано с неисправностью катушки зажигания. Внутренние пробои или замыкания в катушке зажигания могут стать причиной неисправности модуля зажигания. 

Диагностика катушки зажигания

Если неисправность возникла в системе зажигания распределительного типа, она оказывает влияние на работу всех цилиндров двигателя. Двигатель трудно запустить или возникают пропуски зажигания под нагрузкой, которые происходят то в одном, то в другом цилиндре. В системах, не имеющих распределитель зажигания (DIS), или оснащенных катушками карандашного типа (COP) на каждую свечу неисправность в катушке зажигания влияет на работу только одного цилиндра (или двух цилиндров, если применяется двухискровая система зажигания DIS с так называемой «холостой» искрой). Здесь оба цилиндра работают от одной катушки, но в разных циклах. 

Если двигатель работает неровно (с пропусками зажигания) и включается лампа «Проверить двигатель», необходимо использовать диагностический сканер для проверки кода, связанного с пропусками зажигания. 

    На двигателях 1996 г. выпуска и более современных моторах с системой OBD II  неисправность катушки обычно отображается в форме кода P030X. Здесь «X» представляет собой номер цилиндра, в котором возникают пропуски зажигания.  Код P0301, например, означает, что в цилиндре #1 зафиксированы пропуски зажигания. Но пропуски зажигания могут возникнуть не только в результате поломки в системе зажигания, но также из-за проблем в системе подачи топлива, цилиндро-поршневой группы, поэтому пропуски зажигания не всегда являются прямым следствием неисправной катушки, свечи зажигания или высоковольтного провода. 

Если произошло замыкание или обрыв в цепях катушки зажигания, может быть выдан соответствующий код. При его отсутствии необходимо измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток зажигания цифровым мультиметром. Необходимо также снять и проверить состояние свечи зажигания, в том числе зазор между контактами и цвет нагара на контактах свечи. Возможно, пропуски возникают в результате масляных отложений или сильного нагара. Также следует  проверить высоковольтный провод, чтобы убедиться в том, что его сопротивление соответствует требуемому значению. 

Если катушка, свеча зажигания и высоковольтный провод в порядке, пропуски зажигания являются следствием загрязнения или повреждения топливной форсунки (следует проверить сопротивление форсунки и напряжение питания, использовать индикатор «NOID» для проверки наличия импульсов управления блока PCM). Если форсунка исправна, следует проверить компрессию,  исправность клапанов или наличие утечки через прокладку головки блока цилиндров. 

Замечание: ваш двигатель с системой зажигания COP прокручивается как положено, но при этом отсутствует искра, в этом случае проблема отнюдь не в одной или нескольких катушках зажигания. Вероятно, неисправен датчик положения коленчатого или распределительного вала, отсутствует напряжение питания в системе зажигания или вышел из строя модуль зажигания (при его наличии),  неисправна цепь управления катушками зажигания блока PCM.

Проверка катушки зажигания

Предупреждение: запрещено отсоединять высоковольтный провод от свечи зажигания или с катушки зажигания для проверки искры. Помимо поражения электрическим током снятие провода сулит резкий рост вторичного напряжения и опасность повреждения катушки. Единственный правильный способ проверить искрообразование состоит в том, чтобы использовать тестер для свечей зажигания KV/ARC или щуп для проверки системы зажигания COP. 

При наличии неисправности в катушке следует измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток с помощью омметра. Если есть отклонение от нормы, катушку меняют. 

Катушку зажигания также можно проверить с помощью омметра с 10МОм входным сопротивлением. См. руководство по ремонту для получения сведений о характеристиках катушки зажигания.

 

Для тестирования катушки зажигания целесообразно подключить измерительные провода к контактам первичной обмотки (+ и -). В большинстве случае сопротивление обмотки составляет 0,4 – 2Ом. Нулевое сопротивление свидетельствует о коротком замыкании в катушке, а высокое сопротивление указывает на обрыв в цепи.

Вторичное сопротивление измеряется между положительным контактом (+) и выводом высокого напряжения. Современные катушки зажигания с пластинчатым сердечником обычно имеют сопротивление 6000-8000Ом, в другие свыше 15000Ом. 

В катушках других конструкций первичные контакты могут быть расположены в разъеме или спрятаны. См. данные руководства по ремонту для поиска контактов обмоток и тестирования катушки зажигания.

  

Неисправная катушка зажигания может вывести из строя блок PCM

Чем ниже сопротивление в первичной обмотке, тем выше ток через катушку, а, значит, и риск выхода из строя блока PCM. Это может также привести к снижению вторичного напряжения, слабому искрообразованию, затрудненному пуску двигателя, вибрациям, пропускам зажигания под нагрузкой или в момент ускорения.

Значительное сопротивление или обрыв первичной цепи катушки зажигания не всегда ведет к выходу из строя блока PCM, но оно сопровождается падением вторичного напряжения. 

Короткое замыкание во вторичной обмотке катушки зажигания сокращает эффективность искрообразования, но модуль PCM не ломается.

Следствием повышенного сопротивления или обрыва во вторичной обмотке катушки может стать ослабление или отсутствие искры в цилиндрах или поломка блока PCM из-за сильной самоиндукции в первичной обмотке.

Замена катушки зажигания

Новая катушка должна быть аналогична заменяемой (если вы не планируете усовершенствовать систему зажигания).

При замене катушки зажигания все контакты и соединения необходимо очистить, проверить отсутствие коррозии и надежность подключений. Коррозия повышает сопротивление в электрических проводниках, неустойчивое соединение (дребезг), обрыв, что, в конечном счете, сокращает срок службы катушки. Для снижения опасности пробоя из-за повышенной влажности рекомендуется использовать диэлектрическую свечную смазку на контактах катушки. Например, на двигателях Форд с катушками COP влажность является основным фактором выхода из строя катушек зажигания. 

Если двигатель имеет неисправность, катушки будут работать в жестких условиях. Неисправности могут быть вызваны высоким вторичным сопротивлением (изношенные свечи зажигания или большой зазор между электродами свечи), обеденная топливовоздушная смесь (загрязнение форсунок, утечка разрежения или негерметичность клапана рециркуляции отработанных газов). 

При большом пробеге (двигатель с системой зажигания COP) следует установить новые свечи зажигания в случае неисправной катушки, свечи эксплуатируются более 45000 миль, а платиновые или иридиевые свечи – свыше 100000 миль

Подал на катушку зажигания 30 вольт. Эксперимент. | Электроник

Система зажигания в автомобиле часто подвергается разного рода доработкам. Модернизируют свечи зажигания, подрезают боковые электроды, устанавливают провода нулевого сопротивления. Но на деле от всего этого мало толка. Не давно, прочитал статью о том, что можно увеличить мощность искры, подняв напряжение питания катушки с 12 вольт до 30. Пишут, что это увеличит вторичное напряжение. При этом улучшится запуск двигателя в мороз, автомобиль станет резвее и снизится расход топлива.

Если рассуждать логически, то можно сделать вывод, что при поднятии напряжения питания катушки вторичное напряжение действительно должно вырастить, но на деле получилось вот что.

В момент подачи питания на катушку, магнитное поле начинает разворачиваться. При этом ток в цепи нарастает плавно. Он достигнет своего максимального значения в тот момент, когда магнитное поле полностью развернется. На это нужно определенное время. Если подать слишком короткий импульс на первичную цепь, то ток не успеет подняться до максимума и напряжение во вторичной цепи по этой причине будет ниже. Если этот импульс будет слишком длинным, то это приведет к перенасыщению катушки. В результате магнитное поле не будет успевать полностью, сворачиваться. А это значит, что в момент повторной подачи питания на первичную цепь напряжение в ней еще будет, но только с обратной полярностью. Это замедлит нарастание тока и, в конечном счете, приведет к тому же, что и при слишком коротком импульсе, то есть к уменьшению пробивного напряжения.

Если изменить напряжение питание катушки, то время, которое нужно для того, что бы магнитное поле развернулось и свернулось, тоже изменится.

Если сравнить осциллограммы пробивного напряжения при 12 вольтах и 30 то вот, что можно увидеть.

Осциллограмма напряжения во вторичной цепи при 12 вольтах. Зазор на разряднике 8 миллиметров.

Напряжение пробоя находится на уровне 14,5 киловольт.

Если подать 30 вольт на катушку, то осциллограмма выглядит так.

Ожидалось, что напряжение увеличится, но оно понизилось до 8 киловольт. Но продолжительность горения искры выросло значительно.

Возможно напряжение пробоя уменьшилось по той причине, что изменилось время нарастания тока, а время запитки катушки осталось прежним. Если подстроить это время то и напряжение повысится. Слишком много энергии накоплено, при таком большом питающем напряжении.

Искра, которая пробивает зазор в разряднике при питании 12 вольт, выглядит так.

Толщина ее около 1 миллиметра.

А это искра, при питании 30 вольт.

Результат на лицо. Толщина искры увеличилась до 5 миллиметров. Ее окружает мощное электрическое поле.

С такой искрой процесс горения в цилиндре будет протекать намного эффективнее. Улучшится запуск двигателя в мороз. Залить свечи будет практически невозможно, потому что такая мощная искра все выжгет.

В общем, для того чтобы понять, что измениться в работе двигателя в результате такой модернизации системы зажигания нужно запитать катушку на машине от повышающего преобразователя напряжения. Это я и собираюсь сделать и в одной из следующих статей рассказать и показать, что это дает. Но даже после того, что я увидел на разряднике можно сказать, что все параметры двигателя улучшатся.

На этом все, спасибо за прочтение статьи, если она была вам полезна, ставьте лайк, и подписывайтесь на канал.

Можете еще прочитать следующие статьи.

Бензонасос отходил 90 тысяч. Разрезали его болгаркой и посмотрели что внутри. Турбина изношена сильно.

Подрезал боковой электрод свечи болгаркой и вкрутил ее в двигатель.

Какой ток потребляет стартер в мороз и при положительной температуре. Сравнил.

В свече зажигания есть одна важная деталь, о которой знают только профессионалы.

Зажигание ВАЗ 2108 2109 VAZ (восьмёрка, девятка)

Элементы системы зажигания: 1 — радиатор коммутатора 2 — коммутатор 3 — катушка зажигания 4 — распределитель зажигания

Перед работой:

отсоедините провод от клеммы “–” аккумуляторной батареи.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ
(могут иметься некоторые отличия в зависимости от года выпуска а/м)

Для того чтобы двигатель мог работать правильно, необходимо, чтобы электрическая искра воспламеняла топливно-воздушную смесь в камере сгорания точно в тот момент, который соответствует оборотам и нагрузке двигателя. Система зажигания питается низким напряжением от аккумуляторной батареи, которое полается на катушку зажигания, где оно преобразуется в высокое напряжение. Этого напряжения достаточно, чтобы в зазоре между электродами свечи зажигания, вкрученной в цилиндр, проскочила искра за доли секунды при высоком давлении сжатия (компрессии). Чтобы это происходило, система зажигания должна быть в хорошем состоянии и правильно отрегулирована.

Система зажигания разделена на две цепи: цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряжения (иногда называемая первичной) состоит из аккумуляторной батареи, провода к выключателю зажигания, провода от выключателя зажигания к первичной обмотке катушки зажигания, провода от первичной обмотки катушки зажигания к контактам прерывателя и конденсатора в распределителе.

Цепь высокого напряжения состоит из вторичной обмотки катушки зажигания, высоковольтного провода от центральной клеммы катушки зажигания к центру крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов свечей зажигания и свечей зажигания к центру крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов свечей зажигания и свечей зажигания. Между лапами хомута крепления катушки зажигания в фарфоровом изоляторе установлено добавочное сопротивление, включенное последовательно с первичной обмоткой. Это сопротивление (добавочное), величиной 1 Ом, автоматически выключается (замыкается накоротко) контактным диском тягового реле стартера при его включении. Вследствие этого при запуске двигателя величина тока, проходящего через первичную обмотку, увеличивается, и напряжение во вторичной цепи повышается. Это, в свою очередь, облегчает запуск двигателя особенно в холодное время, когда потребляемый стартером ток сильно увеличивается, а напряжение аккумулятора значительно падает.

Система работает следующим образом: высоковольтное напряжение генерируется в катушке зажигания путем размыкания цепи низкого напряжения. Это размыкание происходит путем размыкания контактов в этой низковольтной цепи. Высокое напряжение подается через угольную щетку в центре крышки распределителя к ротору в распределителе.

Ротор вращается по часовой стрелке в два раза медленнее коленчатого вала внутри крышки распределителя. Каждый раз он касается одного из четырех металлических контактов в крышке, которые соединены с проводами свечей зажигания; размыкание и замыкание контактов прерывателя приводит к образованию высокого напряжения, подаваемого через ротор к металлическому контакту в крышке распределителя и далее по высоковольтному проводу к свече зажигания, между электродами которой возникает искра.

Зажигание опережается и запаздывает автоматически, чтобы обеспечить своевременное образование искры при изменении нагрузки и оборотов двигателя.

Опережение зажигания контролируется механически и с помощью вакуума. Механический управляющий механизм включает в себя два грузика, которые под действием центробежной силы отодвигаются от вала распределителя при возрастании оборотов двигателя. При этом движении они поворачивают кулачок распределителя относительно вала распределителя, таким образом, обеспечивая опережение зажигания. Грузики удерживаются на месте двумя пружинами, причем их усилие достаточно чувствительно для правильной регулировки.

Октан-корректор сбоку распределителя позволяет производить ручную корректировку момента зажигания в сторону опережения или запаздывания.

Вакуумный регулятор опережения зажигания изменяет угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. С увеличением или уменьшением нагрузки двигателя изменяется разрежение во впускной системе двигателя и, соответственно в полости корпуса вакуумного регулятора, соединенной шлангом или латунной трубкой с карбюратором.

Порядок проверки и ремонта распределителей одинаков, но, в дополнение к этому, диафрагма вакуумного регулятора должна проверяться путем втягивания воздуха на выходной трубке. Если рабочий рычаг быстро возвращается в свое исходное положение, то диафрагма повреждена.

Для того чтобы в полной мере использовать функциональные возможности и экономичность вашего двигателя, необходимо точно его регулировать в определенные сроки. Регулярная настройка позволит поддерживать плавную работу двигателя и позволит избежать досадных помех и неприятностей, связанных с неотрегулированным двигателем.

Полная регулировка должна проводиться каждые 25000 км или каждые 12 месяцев, начиная с первой. Этот интервал должен быть сокращен вдвое, если автомобиль эксплуатировался в тяжелых условиях (буксировка прицепа, долгая работа на холостом ходу, частые остановки и запуски и пр.). Подразумевается, что текущее обслуживание проводилось регулярно, т.к. это, бесспорно, влияет на результаты настройки. Все описываемые шаги должны выполняться друг за другом, чтобы был общий эффект.

Контакты прерывателя и конденсатор

Функцией контактов является разрыв первичной цепи (цепи низкого напряжения) системы зажигания. Катушка зажигания должна повысить напряжение 12 В, подаваемое с аккумуляторной батареи до напряжения 25000 В, необходимое для образования искры. Для того чтобы сделать это, катушке нужны контакты, а также конденсатор.

В катушке есть первичная и вторичная обмотки. Когда зажигание включено, напряжение, поступающее с аккумуляторной батареи, проходит через катушку и контакты. Контакты соединены с землей, замыкая первичную цепь. Так как через катушку проходит ток, то в железном сердечнике катушки возникает магнитное поле. Когда кулачок распределителя поворачивается, контакты размыкаются, разрывая первичную цепь. Магнитное поле в первичной обмотке катушки при этом сокращается, и его линии пересекают обмотку вторичной цепи, которая намотана вокруг железного сердечника. Благодаря физическому закону, называемому электромагнитной индукцией, напряжение батареи возрастает до уровня, достаточного для образования искры в свече зажигания.

Когда контакты открыты, электрический заряд первичной цепи пытается «перескочить» щель, образованную между двумя разомкнутыми контактами. Если этот заряд не будет перемещен куда-нибудь, то металлические контакты начнут быстро разрушаться.

Функция конденсатора — снять излишнее напряжение с контактов, когда они открыты и, таким образом, уберечь контакты от обгорания и корродирования.

Для того чтобы понять, почему необходимо периодически регулировать ваш двигатель, рассмотрим тот факт, что система зажигания должна полностью пройти рабочий цикл каждый раз при образовании искры на свече зажигания. На 4-х цилиндровом, 4-тактном двигателе, две из четырех свечей должны давать искру при каждом обороте двигателя. Если обороты холостого хода вашего двигателя равны 800 об/мин, то контакты прерывателя открываются и закрываются 1600 раз (2×800=1600 в минуту). И так даже при холостом ходу. А что же говорить о работе при скорости 100 км/ч?

Существует два способа проверки зазора в прерывателе: с помощью листового щупа и измерителя угла замкнутого состояния контактов. При каждом способе нужно установить распределитель и отрегулировать время, в течение которого контакты остаются разомкнутыми. Если для регулировки контактов вы используете листовой (пластинчатый) щуп, то нужно выставить максимальное расстояние между открытыми контактами, когда нажимной узел прерывателя находится в верхней (наиболее выступающей) части кулачка. Если для регулировки контактов вами используется измеритель углов, то вы измеряете величину в градусах (угол поворота кулачка распределителя), когда контакты остаются закрытыми до начала их размыкания, когда высшая точка кулачка распределителя подойдет к максимальному углу прерывателя.

Если вам сложно понять, как работает прерыватель, то снимите крышку распределителя и попросите помощника включить стартер (следите, чтобы передача была выключенной). При этом можно проследить за работой деталей.

Существует два правила, которым всегда нужно следовать при регулировке или замене контактов. Контакты и конденсатор являются подобранными друг к другу, и никогда не следует заменять одну деталь без замены другой. Если зазор между контактами или угол их замкнутого состояния изменяются, то соответственно изменяется и момент зажигания. Следовательно, если вы регулируете контакты, то вы должны так же отрегулировать момент зажигания.

Как диагностировать и тестировать катушку зажигания

Катушки зажигания обеспечивают высокое напряжение, необходимое системе зажигания для зажигания свечей зажигания. Большинство двигателей с распределительной системой зажигания имеют одну катушку, но несколько импортных приложений имеют две катушки. В безраспределительных системах зажигания (DIS) используются несколько катушек зажигания. В системах с «отработанной искрой» каждая пара цилиндров имеет общую катушку. В других системах зажигания типа DIS и типа «катушка на свече» (COP) каждый цилиндр или свеча зажигания имеет свою индивидуальную катушку.

Катушка зажигания служит трансформатором высокого напряжения. Он увеличивает первичное напряжение системы зажигания с 12 до тысяч вольт.

Фактическое напряжение зажигания, необходимое для создания искры в межэлектродном зазоре свечи зажигания, зависит от ширины зазора, электрического сопротивления свечи зажигания и проводов свечи, смеси воздуха и топлива, нагрузки на двигатель и температуры. свечи зажигания. Требуемое напряжение постоянно меняется и может варьироваться от 5000 вольт до 25000 вольт и более.Некоторые системы могут выдавать до 40 000 вольт при пиковом потреблении.

КАК РАБОТАЕТ КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

Внутри каждой катушки зажигания есть два набора обмоток вокруг многослойного или сегментированного железного сердечника. «Первичные» обмотки, которых насчитывается несколько сотен, подключены к двум внешним клеммам низкого напряжения на катушке. Положительная (+) первичная клемма подключается к выключателю зажигания и аккумуляторной батарее, а отрицательная (-) первичная клемма подключается к модулю зажигания, который обеспечивает заземление.«Вторичные» обмотки, которые имеют тысячи витков, подключены одним концом к первичной положительной клемме и вторичной выходной клемме высокого напряжения в центре катушки на другом конце.

Отношение вторичной обмотки к первичной обычно составляет около 80: 1. Чем выше коэффициент, тем выше потенциальное выходное напряжение катушки. Катушки зажигания с характеристиками обычно имеют более высокое передаточное число, чем стандартные катушки.

Когда модуль зажигания замыкает первичную цепь катушки и обеспечивает заземление, ток течет через первичные обмотки.Это создает сильное магнитное поле вокруг железного сердечника и заряжает катушку. Чтобы магнитное поле достигло максимальной силы, требуется от 10 до 15 миллисекунд.

Затем модуль зажигания размыкает заземление катушки и отключает первичные обмотки катушки. Это вызывает внезапное схлопывание магнитного поля. Энергия, хранящаяся в магнитном поле, должна куда-то уходить, чтобы вызвать ток во вторичных обмотках катушки. В зависимости от соотношения витков провода это увеличивает напряжение до 100 и более раз, пока не будет достаточно напряжения для зажигания свечи зажигания.

ОТКАЗЫ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Катушки зажигания очень прочные и надежные, но могут выйти из строя по разным причинам. Тепло и вибрация могут повредить обмотки и изоляцию катушки, вызывая короткое замыкание или разрыв в первичной или вторичной обмотке. Но убийца номер один катушек зажигания — это перегрузка по напряжению, вызванная неисправными свечами зажигания или свечными проводами.

Если свеча зажигания или ее провод разомкнут или имеют чрезмерное сопротивление, выходное напряжение катушки зажигания может возрасти до точки, при которой оно прожигает внутреннюю изоляцию катушки, вызывая короткое замыкание.Изоляция многих катушек может быть повреждена, если выходное напряжение превышает 35 000 вольт. Как только это произойдет, выходное напряжение катушки может упасть, что приведет к пропуску зажигания, когда двигатель находится под нагрузкой, или катушка может перестать выдавать любое напряжение, препятствующее запуску или запуску двигателя.

Если катушка имеет напряжение аккумуляторной батареи на ее положительном выводе и заземляется, включая и выключая модуль или цепь зажигания, но не производит искры, катушка неисправна и ее необходимо заменить.

СОВЕТ: Если модуль зажигания выходил из строя более одного раза, это может быть связано с неисправной катушкой зажигания.Внутренняя дуга или короткое замыкание в катушке может привести к перегрузке и повреждению схемы внутри модуля зажигания.

ДИАГНОСТИКА КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Отказ катушки в системе зажигания распределителя влияет на все цилиндры. Под нагрузкой двигатель может не запуститься или сильно пропустить зажигание. Пропуски зажигания также могут переходить от цилиндра к цилиндру. Но на двигателе с системой зажигания без распределителя (DIS) или системой зажигания с катушкой на свече (COP) отказ одной катушки повлияет только на один цилиндр (или два цилиндра, если это система отработанной искры DIS, где два цилиндра являются напротив друг друга в порядке срабатывания разделяют одну и ту же катушку).

Если ваш двигатель работает с перебоями (пропуски зажигания) и горит индикатор проверки двигателя, используйте считыватель кодов или диагностический прибор для проверки кодов пропусков зажигания.

На двигателях 1996 года и более новых с OBD II и обнаружением пропусков зажигания при отказе катушки обычно устанавливается код пропуска зажигания P030X, где «X» — это номер цилиндра, в котором возникают пропуски зажигания. Код пропуска зажигания P0301, например, говорит о пропуске зажигания в цилиндре №1. Но код пропуска зажигания может быть вызван проблемой зажигания, проблемой с топливом или проблемой сжатия, поэтому не спешите с выводами, поскольку предполагайте, что пропуск зажигания означает неисправную катушку, свечу зажигания или провод свечи.Также это может быть неисправный инжектор или утечка компрессии (погнутый или сгоревший клапан).

Если катушка закорочена или разомкнута, код также может быть установлен для катушки на этом цилиндре. Если кода нет, вам следует измерить первичное и вторичное сопротивление катушки с помощью цифрового омметра. Также следует снять и осмотреть свечу зажигания. Проверьте искровой промежуток и посмотрите на отложения на свече, чтобы убедиться, что пропуски зажигания вызваны отложением нагара или масла. Также проверьте провод вилки (если он есть), чтобы убедиться, что сопротивление провода находится в пределах технических характеристик.

Если катушка, свеча зажигания и провод свечи в порядке, пропуски зажигания могут быть из-за грязной или мертвой топливной форсунки (проверьте сопротивление форсунки и подачу напряжения и используйте индикатор NOID, чтобы проверить наличие импульса от Цепь драйвера PCM. Если с инжектором все в порядке, выполните проверку компрессии, чтобы увидеть, есть ли в цилиндре неисправный клапан или негерметичная прокладка головки.

ПРИМЕЧАНИЕ : Если двигатель с системой зажигания COP запускается нормально, но не заводится из-за отсутствия искры, проблема не в одной или нескольких неисправных катушках.Скорее всего, неисправность заключается в неисправном датчике положения коленчатого вала или распределительного вала, проблеме подачи напряжения на катушки в цепи зажигания, неисправном модуле зажигания (если используется) или неисправной цепи драйвера катушки зажигания в PCM.

Катушка зажигания в разрезе двигателя Cadillac Northstar.

КАК ПРОВЕРИТЬ КАТУШКУ ЗАЖИГАНИЯ

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Никогда не отсоединяйте провод вилки или выходной провод высокого напряжения катушки, чтобы проверить наличие искры. Помимо риска серьезного удара током, открытый провод вилки или провод катушки увеличит требуемое напряжение на катушке до такой степени, что это может привести к ее повреждению.Единственный безопасный способ проверить наличие искры — использовать тестер свечей зажигания.

Если есть подозрение на неисправность катушки, измерьте сопротивление первичной и вторичной обмоток катушки с помощью омметра. Если какой-либо из них не соответствует техническим требованиям, необходимо заменить катушку.

Катушка

A может быть легко протестирована с помощью цифрового омметра импеданса 10 мегаом. Обратитесь к сервисной информации производителя транспортного средства для получения технических характеристик теста катушки, потому что значения могут варьироваться в зависимости от приложения.

Для проверки катушки зажигания подключите два измерительных провода омметра к первичным клеммам катушки (+ и -).Большинство катушек должны показывать от 0,4 до 2 Ом. Нулевое сопротивление указывает на короткое замыкание катушки, в то время как высокое значение сопротивления указывает на разомкнутую катушку.

Сопротивление вторичной обмотки измеряется между положительной (+) клеммой и клеммой высокого напряжения. Новые катушки с сегментированной конструкцией сердечника обычно показывают сопротивление от 6000 до 8000 Ом, в то время как другие могут показывать до 15000 Ом.

На катушках, отличных от консервных, первичные выводы могут быть расположены в соединителе или даже под катушкой.Обратитесь к изготовителю транспортного средства. служебная информация о расположении клемм и процедурах проверки катушек зажигания.

Катушка зажигания Ford DIS V6. Обратите внимание, что клеммы находятся в разъеме проводки катушки.

Другой метод проверки катушки зажигания

Другой способ проверить катушку зажигания — использовать «искровый тестер». Вы можете найти недорогие тестеры искры на ebay или в большинстве магазинов автозапчастей. Встроенный тестер искры устанавливается между катушкой зажигания и свечой зажигания.При выключенном двигателе отсоедините катушку от свечи зажигания, подсоедините один конец прибора для проверки искры к верхней части свечи зажигания, а другой конец подсоедините к выходу катушки. Тестер искры с длинным зондом необходим для катушек типа «карандаш», которые надеваются на свечу зажигания, и для свечей зажигания, которые утоплены глубоко в головке блока цилиндров.

После установки искрового прибора запустите двигатель. Если индикатор на тестере искры мигает, катушка вырабатывает напряжение зажигания, и цепь, которая управляет катушкой, также работает.Если двигатель работает с перебоями в зажигании, свеча зажигания может быть загрязнена, треснула или закорочена. Отсутствие вспышки означает либо неисправную катушку, либо неисправную цепь управления катушкой. Проверьте соединитель проводки катушки, чтобы убедиться, что он не ослаблен или не корродирован. Плохой соединитель проводки может помешать срабатыванию хорошей катушки.

Стендовое испытание катушки зажигания

В некоторых магазинах автозапчастей есть стендовый тестер катушки зажигания, который может имитировать работающий двигатель для проверки работы и выходной мощности катушки. Тест позволит проверить, нормально ли работает катушка.Если ваша катушка проходит все тесты, но у вашего двигателя пропуски зажигания, проблема, скорее всего, связана с плохой свечой зажигания, плохим разъемом проводки на катушке или неисправным модулем управления зажиганием или PCM. Если катушка не проходит какую-либо часть теста, вам нужна новая катушка.

ПЛОХАЯ КАТУШКА МОЖЕТ ПОВРЕДИТЬ PCM

Короткое замыкание, которое снижает нормальное сопротивление в первичной обмотке, позволит чрезмерному току протекать через катушку, что может повредить схему драйвера PCM. Это также может снизить выходное напряжение катушки, что приведет к слабой искре, затрудненному запуску, колебаниям или пропускам зажигания под нагрузкой или при ускорении.

Аномально высокое сопротивление или обрыв в первичной обмотке катушки обычно не приводит к повреждению схемы драйвера PCM, но снижает выходное вторичное напряжение катушки или полностью его уничтожает.

Короткое замыкание, уменьшающее сопротивление вторичных обмоток катушки, также приведет к слабой искре, но не повредит схему драйвера PCM.

Обрыв или сопротивление во вторичных обмотках катушки, превышающее нормальное, также вызовет слабую искру или отсутствие искры, а также может повредить схему драйвера PCM из-за индукции обратной связи через первичную цепь.

Катушка зажигания DIS и стержневая катушка для системы зажигания «катушка на свече».

ЗАМЕНИТЕ КАТУШКУ ЗАЖИГАНИЯ

Заменяемая катушка должна быть такой же, как и оригинальная (если вы не модернизируете систему зажигания с помощью катушки с более высокой выходной мощностью).

При замене катушки разъемы следует очистить и проверить на предмет коррозии или ослабления, чтобы гарантировать хорошее электрическое соединение. Коррозия может вызвать сопротивление, прерывистую работу или нарушение целостности цепи, что может способствовать отказу компонентов.Также рекомендуется нанести диэлектрическую смазку на разъемы катушек, которые надеваются на свечи зажигания, чтобы свести к минимуму риск искрового пробоя из-за влаги. В двигателях грузовых автомобилей Ford с катушками зажигания COP загрязнение влаги, вызывающее коррозию, является основной причиной выхода катушек из строя.

Если двигатель испытывает повторяющиеся отказы катушек, возможно, катушки работают слишком тяжело. Основной причиной может быть высокое вторичное сопротивление (изношенные свечи зажигания или чрезмерный зазор свечи зажигания) или, в редких случаях, обедненное топливо (грязные форсунки, утечка вакуума или негерметичный клапан рециркуляции отработавших газов).

На двигателях с большим пробегом и зажиганием COP новые свечи также должны быть установлены, если катушка вышла из строя, если оригинальные свечи являются обычными свечами с пробегом более 45000 миль, или долговечными платиновыми или иридиевыми свечами с пробегом более 100000 миль. их.

Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.

---

Другие статьи о зажигании:

Катушки зажигания (системы с несколькими катушками)

Проверьте свои знания: Викторина по системе зажигания

Технология свечей зажигания

Почему свечи зажигания все еще необходимо заменять

Провода свечей зажигания

Анализ пропусков зажигания

Характеристики свечей зажигания и зажигания

Распределительные системы зажигания

Системы зажигания без распределителя

Системы зажигания с катушкой от свечи

Двигатель не запускается, нет искры

Диагностика двигателя, который не запускается или проворачивается

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive

---

Mitchell 1 DIY eautorepair manuals

Катушка зажигания — проверка, измерение, неисправности

Конструкция обычной катушки зажигания в основном аналогична конструкции трансформатора.Катушка зажигания предназначена для создания высокого напряжения из низкого напряжения. Наряду с железным сердечником основными компонентами являются первичная обмотка, вторичная обмотка и электрические соединения.

Ламинированный железный сердечник предназначен для усиления магнитного поля. На этот стальной сердечник помещена тонкая вторичная обмотка. Он изготовлен из изолированного медного провода толщиной около 0,05-0,1 мм, намотанного до 50 000 раз. Первичная обмотка изготовлена ​​из медной проволоки с покрытием около 0.Толщиной 6-0,9 мм и наматывается на вторичную обмотку. Омическое сопротивление катушки составляет около 0,2–3,0 Ом на первичной стороне и около 5–20 кОм на вторичной стороне. Соотношение первичной и вторичной обмоток составляет 1: 100. Техническая конструкция может отличаться в зависимости от области применения катушки зажигания. В случае обычной катушки зажигания цилиндра электрические соединения обозначаются как клемма 15 (подача напряжения), клемма 1 (контактный выключатель) и клемма 4 (высоковольтное соединение).

Первичная обмотка подключается к вторичной обмотке через соединение общей обмотки с клеммой 1. Это общее соединение известно как «экономичная схема» и используется для упрощения производства катушек. Первичный ток, протекающий через первичную обмотку, включается и выключается с помощью контактного выключателя. Величина протекающего тока определяется сопротивлением катушки и напряжением, приложенным к клемме 15. Очень быстрое направление тока, вызванное контактным выключателем, изменяет магнитное поле в катушке и индуцирует импульс напряжения, который преобразуется в высоковольтный. импульс вторичной обмотки.Он проходит через кабель зажигания к искровому промежутку свечи зажигания и воспламеняет топливно-воздушную смесь в бензиновом двигателе.

Величина индуцированного высокого напряжения зависит от скорости изменения магнитного поля, количества обмоток вторичной катушки и силы магнитного поля. Индукционное напряжение открытия первичной обмотки составляет от 300 до 400 В. Высокое напряжение на вторичной обмотке может достигать 40 кВ, в зависимости от катушки зажигания.

Катушка зажигания — проверка выхода

Как проводить тест

Примечание: вам понадобится адаптер для проверки зажигания на 30 кВ, который можно приобрести у поставщика испытательного оборудования.

Порядок подключения — Распределительные системы

Вставьте высоковольтный (HT) отводящий провод в канал A на PicoScope, закрепите мускулистый провод провода на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на одном из выводов вилки двигателя.Отсоедините этот свечной вывод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рисунке , рис. 1 .

Порядок подключения — система зажигания без распределителя (DIS)

Используя пример формы сигнала вторичного отрицательного зажигания, сначала определите две свечи зажигания с отрицательным зажиганием. Необходимо будет только проверить вилки с отрицательным зажиганием в этой системе, поскольку неисправность на одной стороне блока катушек будет обнаружена независимо от полярности.

Вставьте вывод высокого напряжения (HT) от датчика высокого напряжения в канал A на PicoScope , закрепите муховод провода на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на одном из выводов свечи зажигания с отрицательным зажиганием.Отсоедините этот свечной вывод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рисунке , рис. 1 .

Порядок подключения — Катушка на цилиндр

Снимите блок катушек и установите удлинительный адаптер на свечу зажигания. Присоедините тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рис. 1 , между удлинителем и катушкой.

Подключите измерительный провод высокого напряжения (HT) к каналу A на PicoScope , закрепите отводной провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на тестовом адаптере 30 кВ.

Методика испытаний

Процедура испытаний одинакова для всех вышеперечисленных систем зажигания. При работающем двигателе и отображении осциллографа текущих показаний очень осторожно отсоедините соединение со свечой зажигания (или переходником-удлинителем). Для этого используются плоскогубцы с соответствующей изоляцией, такие как те, что показаны на , рис. 2, . После снятия соединения со свечой зажигания внутри тестера на 30 кВ должна быть видна искра. Этот зазор предварительно установлен, и на осциллографе должно отображаться не менее 30 кВ, если катушка в достаточно хорошем состоянии.Для предварительно заданной формы сигнала максимальное значение напряжения отображается в нижней части экрана.

На рис. 3 показаны соединения, выполненные на свече зажигания с отрицательным зажиганием в системе DIS. На рис. 4 показано подсоединение к снимаемой свече зажигания.

Во время этого испытания следует проявлять особую осторожность, так как современные высокотемпературные цепи могут вырабатывать напряжение свыше 60 кВ. Это напряжение приведет к повреждению системы зажигания и даже электронного модуля управления (ЕСМ), если проверка не будет проведена должным образом.

Предупреждение

При присоединении или снятии вторичных датчиков зажигания с поврежденных проводов HT существует опасность поражения электрическим током. Чтобы избежать этого риска, присоединяйте и снимайте вторичный датчик зажигания при выключенном зажигании.

Функционирование и тестирование катушки зажигания

MGA With An Attitude
Функция и проверка КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ — IG-108

Возможно, вам действительно не нужно знать, как работает катушка зажигания, чтобы проверить это, но это помогает.Я постараюсь изложить объяснение простым языком для простоты.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

Схема зажигания на MGA довольно проста. Один первичный вывод на катушке получает питание системы, а другой вывод подключается последовательно с конденсатором к заземлению в распределителе. Кроме того, точки контакта в распределителе параллельны конденсатору, чтобы завершить возврат на землю, когда точки замкнуты.

Катушка зажигания представляет собой трансформатор с соотношением вторичной и первичной обмоток примерно 100: 1.Выходное напряжение будет в 100 раз больше входного. Изображение здесь только для справки. Никогда не нужно открывать герметичную катушку зажигания. Если он не работает, его необходимо заменить.

Вы можете думать о конденсаторе как о небольшой высокоскоростной аккумуляторной батарее. Он может накапливать положительный заряд с одной стороны и отрицательный — с другой. Когда полярность внезапно меняется, ток будет течь с одной стороны на другую. Никакой ток не проходит полностью через конденсатор, но ток, идущий с одной стороны, равен току, выходящему с другой стороны в течение короткого времени, когда он заряжается или разряжается.Между тем он просто временно сохраняет небольшой электрический заряд. Количество хранимой там энергии пропорционально напряжению и частоте.

Когда точки контакта замкнуты, первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с батареей и пропускает электрический ток около 4 ампер. Поскольку точки замыкают конденсатор, конденсатор (в это время) ничего не делает. Сердечник трансформатора представляет собой электромагнит с магнитным полем, создаваемым током, протекающим в первичной обмотке.

Когда точки размыкаются, чтобы разорвать контакт заземления, первичный ток должен перестать течь, и магнитное поле в трансформаторе разрушится. Коллапсирующее магнитное поле заставляет ток на мгновение продолжать течь в том же направлении, и этот ток заряжает конденсатор. Прямая инерция этого принудительного тока мгновенно повышает напряжение на конденсаторе примерно до 300 вольт, после чего это высокое напряжение останавливает ток. Затем ток меняет направление на обратное за счет высокого напряжения на конденсаторе.После того, как заряд конденсатора истощается, инерция тока в трансформаторе продолжает управлять током в этом направлении, заряжая конденсатор с противоположной полярностью. Затем цикл меняется на противоположный. В результате возникает электрический звон, похожий на звон колокольчика, который со временем быстро стихает.

Первоначальный всплеск 300 вольт в первичной обмотке приведет к выходу вторичной обмотки до 30 000 вольт. Выходной ток, идущий к свече зажигания, также будет гармонировать с входным током, пока выходное напряжение достаточно велико, чтобы ток перескакивал через искровой промежуток при сжатии.Если исходная искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, давление сгорания будет быстро расти, и искра прекратится почти сразу же при падении напряжения. К настоящему времени должно быть очевидно, почему конденсатор является важной частью цепи зажигания, и двигатель не будет работать без него.

Изображение с осциллографа, показывающее множественные следы искр

Для тех, кто следит за небольшой математикой, четырехцилиндровый двигатель, работающий при 6000 об / мин, генерирует 200 искр в секунду, поэтому полный цикл искры длится всего 0.005 секунд. Выдержка (время закрытия точек) для стандартного распределителя Lucas составляет 60 градусов на каждые 90 градусов поворота вала распределителя, поэтому точки открываются только в одной трети времени, или 0,00167 секунды. Как быстро вы можете сказать «ЗВОНИТЕ»? Единственный способ увидеть или измерить этот звон, как на картинке выше, — это использовать осциллограф.

КАК ПРОВЕРИТЬ:

Для предварительного тестирования используйте омметр, чтобы проверить сопротивление обмоток катушки.Для системы зажигания без балласта, такой как MGA, первичное сопротивление катушки должно быть около 3,2 Ом. Катушка с высокой энергией может иметь немного меньшее первичное сопротивление. Катушка для использования с системой зажигания с балластом (например, поздняя модель MGB) будет иметь примерно вдвое меньшее сопротивление первичной обмотки, около 1,6 Ом. Сопротивление вторичной обмотки будет очень высоким, примерно от 7 500 до 10 000 Ом. Проверьте сопротивление цепи между выходом HT и одной из первичных входных клемм.

Для проверки работы катушки зажигания вам понадобится аккумулятор, несколько проводов и конденсатор (около 0.01 мФ). Подключите аккумулятор к катушке. Подключите конденсатор физически к точке заземления (вернитесь к батарее напротив клеммы питания) и подключите провод конденсатора к другой стороне катушки (клемма напротив клеммы входа питания). Подключите перемычку к катушке вместе с соединением конденсатора.

Коснитесь перемычкой заземления (точки крепления конденсатора), чтобы замкнуть первичную цепь катушки. Когда вы отсоединяете перемычку от земли, вы должны получить красивую искру от катушки.Коснитесь перемычкой земли, затем потяните, чтобы зажглась искра. Держите провод высокого напряжения на выходе катушки рядом с точкой заземления, чтобы увидеть, как далеко прыгает искра. На открытом воздухе искра должна прыгать более чем на 1/4 дюйма.

Когда все детали установлены в автомобиле, вы можете провести этот тест с помощью одной перемычки. Оставьте все провода в машине подключенными. Снимите крышку распределителя и проворачивайте двигатель, пока не откроются точки контакта. Это оставляет заземленный конденсатор последовательно с катушкой. Включите зажигание.Замкните клемму обмотки выключателя (та, которая не подключена к питанию замка зажигания) на массу с помощью перемычки. При отсоединении перемычки должна появиться искра. Это, конечно, предполагает, что первичные провода внутри распределителя правильно подключены и не замкнуты на землю. В качестве пояснения, два провода, подключенные к точкам контакта, должны контактировать с пружинным рычагом точек и не должны касаться крепежного винта.

Если вы не подключите конденсатор, искра может быть настолько маленькой, что ее будет почти не видно, и повезет, если она выскочит зазор на 1/32 дюйма.Конденсатор является неотъемлемой частью схемы, обеспечивая электрический «звон» в первичной обмотке катушки при напряжении до 300 вольт. Без конденсатора искровое напряжение резко снизилось бы. Если вы не получаете искры от катушки, вам нужна новая катушка (или новый конденсатор). Если вы получаете хорошую искру от катушки, вы знаете, что ваша проблема в другом.

Поиск и устранение неисправностей катушек зажигания

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК

Том Бенфорд

Катушка зажигания — поистине удивительное маленькое устройство.Катушка зажигания — это тип импульсного трансформатора, который умножает низкое напряжение, полученное от батареи или генератора переменного тока, до многих тысяч вольт, когда выключатель замыкает и размыкает. Катушка содержит первичную обмотку, щелевой железный сердечник и вторичную обмотку. Выход высокого напряжения катушки направляется распределителем на соответствующую свечу зажигания. Следовательно, без этого высокого напряжения нет искры и, следовательно, не может происходить внутреннее сгорание внутри двигателя. Проще говоря, суть в том, что без искры двигатель не работает.Вот почему, когда мой Corvette 1963 года продолжал заводиться, но не заводился, после того, как я убедился, что в двигатель поступает топливо, следующее, что нужно было проверить, это наличие искры для воспламенения топлива. Катушки на ранних Корветах представляют собой черные цилиндрические устройства; Начиная с 1975 года, от катушки как от дискретного цилиндрического устройства отказались, когда GM перешла на системы зажигания без прерывателя HEI. Однако информация, которую я здесь предоставляю, применима ко всем автомобилям GM того времени и в целом применима практически к любому 12-вольтовому автомобилю с дискретной катушкой зажигания.

Проверить наличие искры довольно просто. Вы просто вытаскиваете свечу зажигания из двигателя (или используйте запасную свечу, если она есть в коробке с деталями, защелкните на ней один из проводов свечи и убедитесь, что хвостовик свечи заземлен относительно блока двигателя (не держитесь за нее). на свечу зажигания голыми руками, если вы не хотите получить действительно неприятный толчок — для этой цели можно использовать плоскогубцы или другие плоскогубцы с изолированной ручкой). Попросите кого-нибудь провернуть двигатель и понаблюдать за центральным электродом свечи зажигания — если на свечу подается достаточное напряжение, вы должны видеть ярко-синюю искру, прыгающую через зазор электрода каждый раз, когда зажигается цилиндр.Если вы не видите искры, то можно заподозрить катушку.

Вам понадобится цифровой мультиметр, чтобы проверить уровни сопротивления вашей катушки. Боковые выводы катушки отмечены положительным (+) и отрицательным (-), и именно здесь вы можете измерить сопротивление первичных обмоток. Установите мультиметр на настройку 200 Ом и подсоедините провода измерителя в соответствии с маркировкой клемм: красный — положительный, а черный — отрицательный. Нормальное первичное показание для корветов 12 В (1956 года и позже) на первичной стороне составляет 1.6, хотя допустимый диапазон от 1,5 до 1,7.

Затем вам нужно измерить сопротивление вторичной обмотки, и это реальная бизнес-цель искрового генератора. Переключите диапазон сопротивления измерителя на настройку 20 кОм и подсоедините отрицательный (черный) провод измерителя к центральному выводу катушки. Показание здесь должно быть 11,00 или выше, при этом 13,49 примерно соответствует норме. Если ваша катушка показывает ниже 11.00, то велики шансы, что это причина того, что у вас нет искры или она очень слабая.

Замените катушку на новую хорошего качества, убедитесь, что вы правильно подключили и затянули провода, подключите верхний кабель, идущий к распределителю, поверните ключ, и все будет в порядке!

Используйте гаечный ключ или небольшой гаечный ключ, чтобы ослабить стопорные гайки на выводах катушки и снять провода; к положительной стороне катушки в дополнение к положительному проводу присоединен провод конденсатора. Затем ослабьте нижний зажимной винт, вытащите центральный кабель, идущий к распределителю, и снимите катушку.Кроме того, вы можете проверить катушку прямо в машине с помощью мультиметра, если сначала удалите все три провода.

Это катушка вторичного рынка, которая была в моем Корвете. Нормальное показание на первичной обмотке составляет 1,6, но 1,5 все еще находится в допустимом диапазоне, так что это само по себе не обязательно указывает на проблему.

Это значение 8,84 указывает на то, что вторичные обмотки катушки не выдают такое большое напряжение, как следовало бы; минимально допустимое значение сопротивления здесь должно быть 11.00, при этом примерно 13,5 является нормальным.

Вот основные показания новой сменной катушки GM Delco до того, как я ее установил. Показание 1,6 — это именно то, что должно быть, но, опять же, реальное значение имеет значение вторичного сопротивления.

А, да — больше нравится 13,49. Теперь в яме должно быть много огня! Осталось только установить его в машину, подключить выводы к клеммам, воткнуть трос распределителя и завести!

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Эксперименты по высоковольтной катушке зажигания

Высокое напряжение Зажигание Катушка Эксперименты

Введение

Так что же такое катушка зажигания ? An Катушка зажигания — это индукционная катушка, которая преобразует ток от автомобиля. аккумулятор (12 В) в высоковольтные искры, необходимые для свечей зажигания в автомобильный двигатель.Катушка зажигания похожа на трансформатор высокого напряжения, и как трансформатор, содержит две обмотки (первичную и вторичную) обернутый вокруг стального / железного сердечника. В катушке зажигания используется стержневой сердечник, вместо классической конструкции трансформатора, хотя я видел некоторые трансформаторные катушки зажигания. Они все еще работают более или менее так же. Все это помещается в изоляцию, например, эпоксидную смолу или масло. В первичная катушка имеет несколько витков (подключена к батарее 12 В), а вторичная катушка имеет много витков (которая, конечно, имеет выход высокого напряжения).

Катушка зажигания важна как есть необходимо сделать высоковольтный выход (около 10-20 кВ) для Свечи зажигания. В старых автомобилях периодически снижается ток аккумулятора. прерывается контактным выключателем в распределителе, так как двигатель бежит. Однако сейчас используется твердотельная коммутация с использованием микросхем, поскольку они лучше и эффективнее. Так как же работает катушка зажигания?

Как я упоминал ранее, зажигание Катушка похожа на трансформатор и работает на электромагнитной индукции.Когда ток подается на первичную катушку, создается магнитное поле. созданный. Однако при снятии этого тока магнитное поле коллапсирует, и это вызовет ток на вторичная обмотка, создающая всплеск высокого напряжения. Это случается много раз вторая создает непрерывную искру , по-видимому, , которая перешел на искровые разрядники.

---

Схема драйвера и установка

Итак, теперь вы знаете, что такое катушка зажигания делает, переходим к экспериментам.Катушка зажигания отличный генератор для высоких напряжений. К тому же это дешево (можно либо получите их бесплатно, либо очень дешево у местного автомеханика) и прочный (рассчитан на длительную эксплуатацию в автомобилях). Есть 2 типа, цилиндр маслонаполненные типы (как у меня) или квадраты типа вузов. Оба будут работать отлично. Нам нужен нарастающий и спадающий электрический ток через первичный, чтобы сделать HV от вторичного, так что давайте посмотрим, как я это сделал.На слева вы можете увидеть простейшие настройки.

Это очень легко сделать, и ошибиться невозможно, так как их всего 3 компоненты. Работает от сети однако и может быть чрезвычайно смертельным. Конденсатор может хранить ярмарку количество энергии, поэтому всегда не забывайте разряжать его после использования. На да, вы можете видеть мою простую настройку. Я добавил темный фон для облегчения фотосъемки и просмотра искры.В пластиковая штучка наверху — это моя попытка предотвратить дугу по сравнению с от высоковольтного провода на землю. Очевидно, что результат значительно выше, чем при работе от автомобильного аккумулятора (я использую сеть), поэтому поэтому мне нужна лучшая изоляция. У меня не было высокого напряжения номинальные кабели пока что, поэтому мне просто нужно подождать, прежде чем заизолировать всю вещь. Один из вариантов — окунуть все это в масло, но это немного грязно, поэтому я подожду, пока не получу подходящие материалы и все правильно утеплить.Вот схема моей схемы:

Нет ничего проще чем это. Но как это работает? Вот что происходит. В диммер содержит устройство под названием симистор , которое является электронным переключатель, который срабатывает синхронно с частотой сети. Ручка на диммере регулирует время срабатывания триггера. Когда срабатывает симистор, он замыкает цепь состоящий из первичной обмотки катушки зажигания, крышки и линии переменного тока. (1) Колпачок разряжается в катушку зажигания, затем снова заряжается. от линии, через катушку зажигания, на противоположную полярность. После того, как крышка заряжена, ток через нее упадет до нуля, что вызывает отключение симистора. Когда симистор выключен, линейное напряжение проходит через ноль и нарастает в противоположном направлении. Если у вас есть установите ручку диммера правильно (около 50%), симистор срабатывает так же, как и линия достигает своего пика в противоположном направлении, поэтому катушка захлопнулся полным линейным напряжением плюс полное напряжение заряженный кап.На моей линии 240 В это что-то вроде 680 В. (Напряжение полностью заряженной крышки составляет около 340 В, а пиковое напряжение линия тоже около 340 В. На катушку зажигания попадают оба напряжения. последовательно: 680 В.) Вернитесь к пункту (1) и повторите 100 раз в секунду. (Пожалуйста, напишите мне, если я ошибки или ошибки в этом расчете). у меня нет оборудование для точного измерения тока или напряжения при этом время хотя.

Необходимые детали

Построение этого схема проста. Нам нужно всего несколько компонентов. Вы можете получить катушка зажигания из местной автомастерской. Просто попроси их об одном, и скажите, что он вам нужен для проекта. Они могут дать вам один бесплатно или по невысокой цене. Конечно, не надейтесь получить новый. Так и будет будь бывшим в употреблении и будьте готовы смыть жир.Другой альтернатива — купить новый, который не должен стоить больше, чем 10 долларов, если только у вас не получится действительно хороший.

Диммер довольно прямо вперед — ваш местный рынок будет его. Перейти к освещению раздел и найдите диммер. Чем выше рейтинг, тем лучше. (500 Вт или выше должно подойти) Вы не хотел бы взорвать его и вернуться, чтобы купить еще один. Наконец, конденсатор: вам нужен конденсатор переменного тока от 0.1 микрофарад до 20 мкФ (30 мкФ — это предел размера крышки. Я не предлагаю попробовать побольше ..), при любом напряжении примерно от 250-600В (в зависимости от сетевого напряжения). Все они работают, но чем больше крышка, тем больше выходная мощность. Если крышка слишком большая, катушка зажигания перегреется. Если корпус катушки становится слишком теплым, чтобы удобно держать в руке, нужен конденсатор меньшего размера. Используя мой 440VAC 3.Конденсатор на 5 мкФ, при длительном использовании даже не греется! Последнее, что вам понадобится, это провода и разъемы.

Надлежащая изоляция

При таких высоких напряжениях, изоляция важна. Есть несколько способов изолировать ВН, когда высокое напряжение продолжает исходить от клеммы к земле. Иметь достаточная изоляция, вы должны обратить внимание на путь утечки и клиренс .Клиренс достаточно очевиден, это расстояние материал между двумя проводниками, который предотвратит поломку окружающий материал, вызывающий некоторую проводимость (около 1,1 кВ на мм). Ползучесть происходит из-за того, что дуги «следуют» вдоль поверхностей, чтобы достичь их пункт назначения. (например, от клеммы ВН к земле дуга следует за поверхностью катушки зажигания.) Способ передвижения это необходимо для увеличения расстояния, которое должна пройти дуга.Если вы посмотрите на ЛЭП ВН на опорах, видно, что изоляторы ребристые до упора. Это необходимо для увеличения длины пути. дуга должна последовать, увеличивая напряжение пробоя. Один из способов — это чтобы попытаться вставить кусок изолированного провода высокого напряжения в клемму высокого напряжения и затем залить терминал эпоксидной смолой. Другой способ — вырезать круг из пластика, выступающий примерно на 3 см, установлен поверх замка зажигания катушка.Удерживая его на месте с помощью бусинки в ванной приличного размера силиконовый герметик по всей поверхности (следя за отсутствием зазоров) предотвратит любое отслеживание. Очевидно, если немного силикона отсутствует, он будет проходить через отверстие слева. Электричество будет иметь тенденцию выбери самый простой путь.

Есть много других различные схемы драйверов, такие как таймеры 555 или транзисторные схемы, но Я уверен, что схему, которую я использую, лучше, проще и быстрее исправить вместе, и так мало что может пойти не так.(Только 3 компонента ..) Кроме того, он не требует дорогих блоков питания и является как правило, намного мощнее, чем входы 12 В. Теперь о моем эксперименты.

---

Эксперименты с дуги

Две разные картинки. Давайте сначала посмотрим на ту, что слева. Это на 1 дюйм жарко, зажигательная дуга, создаваемая путем подачи импульсов заряженного конденсатора 250 В 240 мкФ через начальный.Конечно, это всего лишь один разряд, и это не непрерывная дуга, но теперь мы знаем, что катушка по крайней мере работает. (проверено катушка до того, как я купил другие компоненты для схемы)

После подключения к моя электрическая цепь … (второе изображение) Это экспозиция 1/2 секунды, поэтому вы можете увидеть несколько дуг. Также обратите внимание на ползущие дуги поверхность катушки к земле (доказывает мою паршивую временную изоляция не работает), а корона с другой точки.Много Электромагнитные волны генерируются, и каждый раз, когда я включаю его, Экран телевизора начал бы портиться … Напряжение, генерируемое явно очень высокий, возможно, более 30 кВ или более.

Горячая дуга извивается вокруг пластикового листа.

Новое фотографий!

Это новые фото не выпускался раньше! На первом снимке показана короткая выдержка дуги. дуга в бассейн с водой.Обратите внимание на цвета и рябь, вызванную дуга. Второй — это 1-секундная экспозиция дуг, извивающихся вокруг. пластиковый лист в бассейн с соленой водой. Нажмите, чтобы увеличить.

[Обновления от 11 ноября 2003 г.]

Больше мощности на катушку!

вместо 3.5uF конденсатор, я увеличил его с помощью дешевого конденсатора 250VAC 8uF.(Если вы вот интересно, белая штука это горячий клей)

Разница довольно большая очевидный. Вместо тонких синих дуг они превратились в огненно-горячие. яркие дуги. В дугах явно намного больше тока.

Сравните это изображение с показанным выше (с голубоватыми дугами) и увидите разницу. Однако на этих уровнях катушка нагревается на ощупь только после в то время как.Конфигурация 3,5 мкФ позволяла катушке оставаться прохладной даже при бегать в течение продолжительных периодов времени.

планирую использовать повыше емкость конденсатора и посмотрим, что произойдет … люди загнали катушка до 5000Вт!

Катушки зажигания построены довольно хорошо, и они почти как маленькие версии Pole-Pig-Transformers / Силовые распределительные трансформаторы и может обрабатывать довольно большое количество переоценки и злоупотреблений.

[Обновления 2 января 2005 г., воскресенье]

Более обновления! Наконец-то я решил заняться тем, чем хотел. Как вы можете как видно на фотографиях выше, изолятор ВН явно неадекватный, и дуги ВН превышены. Это серьезно ограничивает мой максимум длина дуги. Купил провод на 40кВ (как в обратном трансформаторы) некоторое время назад по 2 доллара за метр чтобы использовать его еще.Я также пошел и купил свечи для чая вчера.

Посмотрите на схему на левый. Сначала я припаял провод номиналом 40 кВ к выходу ВН. потом Я достал кусок трубы из ПВХ (синяя труба на схеме) и наклеил верхняя часть терминала ВН и герметично закрыла нижнюю часть щедрым количество горячего клея (голубой). Затем трубка была заполнена расплавленным свечу воском (желтый) и оставили остывать.Я сделал это с двумя своими зажиганиями катушки. Нормальная дуга возникает там, где синие дуги находятся в диаграмма.

После завершения я подключил одну катушку в драйвере, как указано выше (используя крышку 3,5 мкФ), и я получили потрясающие результаты! Однако в нижней части Труба ПВХ (обозначена зелеными линиями на схеме), если я потянул электроды слишком сильно разнесены .. похоже, что напряжение слишком высокое! (который хорошо :-))

К получить еще более высокое напряжение, можно подключить 2 катушки в встречно-параллельный для удвоенного напряжения.Я подключил две катушки антипараллельный (+ первой катушки подключен к — другая катушка и дуга между двумя высоковольтными выходами.) и результат был впечатляющим. Я пробовал это раньше, но дуга проблемы ограничивали дугу максимум в 6 см, прежде чем возникли перекосы серьезный. На этот раз у меня получилась непрерывная дуга длиной 10 см! Это в минимум 100 кВ, но ограничен пробоем изоляции.Похоже, у меня есть положить эти катушки в масло.

Фотографии слева показывает мое достижение. На первом фото видна дуга на расстоянии 6-7 см. На втором фото показаны дуги 10см. Есть дуга, которая кажется несвязанный на фото. Я не уверен, чем это вызвано, но если кто-нибудь есть объяснение, не стесняйтесь обращаться ко мне, и я обновлю его. Щелкните фото, чтобы увеличить.

В будущем я мог бы получить две лучшие катушки и улучшить мою схему драйвера, чтобы добиться даже большая длина искры.Я могу обернуть все прозрачным акрилом емкость и залейте в нее хорошее трансформаторное масло. Это остановит Устранение дуги и проблемы с изоляцией раз и навсегда!

---

Другие эксперименты с катушкой зажигания

Эксперимент с ‘Плазменные глобусы’

После моих экспериментов с плазменными шарами с обратным ходом, Я решил попробовать, подсоединив лампочку к выходу ВН.Он не будет работать как плазменный шар из-за низкой частоты, но я ожидаемые впечатляющие результаты. Фотографии подтвердили мою правоту! Это одинокие океаны должны видеть картинку! (щелкните миниатюры сейчас) Есть дуги внутри и снаружи (поверхность) колбы. Также обратите внимание на дуги от земли (петля провода) до лампочки. В реальной жизни дуги намного более фиолетовые, скорее всего, из-за низкого давления азота в баллоне.Видео доступен для скачивания. (Прокрутите вниз)

Экспериментируйте с Лестница Иакова

Если Вам было интересно, может ли эта катушка зажигания привести в действие лестницу Иакова, ответ — да.

Слева вы видите 1-секундная выдержка лестницы Иакова. Повышенная мощность I получить от этой катушки позволяет мне построить намного больше и выше Джейкоба лестнице, чем управляемая обратноходом.На этом рисунке показаны дуги начиная снизу и двигаясь вверх, тушение и начиная снизу, как в научно-фантастических фильмах Прошлое, просто мой поменьше. Он издает громкий звук бзззз, когда он поднимается и после непродолжительного использования. Производство озона выше, а провода нагреваются намного сильнее, чем лестница с обратным ходом.

Сравните с моим Обратный ход водил один и ты Можете увидеть, насколько он лучше 🙂 Вы только посмотрите на эти дуги.. если ты промазать провода солью, получится ярко-желтая дуга. Он имеет пластиковую основу, на которой нарезаны два канала для проводов и загнуты внутрь. форма буквы «V». Одна сторона — это высокое напряжение, а другая — земля. Лестница Иакова очень сильно подвержена даже легкому ветру, и меры предосторожности должны были быть приняты, чтобы убедиться, что ветер не подул его не дойдя до вершины «лестницы».

---

Видео!

Вот видео искры и плазменный шар в действии!
(вам нужен Windows Media Player для просмотра видео, закодированных в Формат WMV)

Катушка зажигания

в действии и с прикрепленной лампочкой: зажигание.WMV (799кб)

---

Обновления: 1-е Февраль 2004 г., 7 июня 2004 г.
Обновлено 12 сентября 2003 г., 2 января 2005
Опасность! Высокое напряжение!
Copyright 2003,2004,2005 Гао Гуанян

Как проверить катушку зажигания свечи зажигания

Катушка зажигания — жизненно важный компонент современной системы управления двигателем. Практически во всех производимых сегодня автомобилях используются катушки зажигания, которые служат источником искры для свечей зажигания двигателя.Катушка зажигания — это индукционная катушка, которая является частью вторичной системы зажигания автомобиля. Он использует электромагнитную индукцию для преобразования двенадцати вольт автомобиля в несколько тысяч вольт, необходимых для создания искры, достаточно мощной, чтобы перепрыгнуть через зазор свечи зажигания.

В зависимости от конструкции производителя некоторые автомобили будут использовать одну или две катушки зажигания, которые отвечают за зажигание нескольких свечей зажигания, иногда через кабели зажигания с низким сопротивлением.В других конструкциях будет использоваться одна катушка зажигания для каждой отдельной свечи зажигания, которая закреплена болтами прямо над свечами зажигания.

Хотя назначение и работа катушек зажигания относительно просты и пассивны по своей природе, на самом деле они являются жизненно важным компонентом эффективной работы двигателя, а их неисправность может вызвать всевозможные проблемы. Неисправная катушка зажигания может проявляться по-разному, от заметного снижения мощности и расхода топлива до серьезных пропусков зажигания в двигателе, которые иногда могут сделать автомобиль непригодным для движения.Из-за своего расположения (часто прямо на двигателе) катушки зажигания подвергаются суровым условиям работы двигателя с высокой температурой и вибрацией.

Со временем они могут перегореть или развить повышенное электрическое сопротивление, которое может привести к пропускам зажигания или ослаблению искры с меньшей эффективностью, что снизит производительность. В этом пошаговом руководстве мы рассмотрим, как проверить, исправна ли катушка зажигания, путем проверки сопротивления с помощью цифрового мультиметра.

Часть 1 из 1: Проверка катушки зажигания свечи зажигания

Необходимые материалы

Шаг 1. Изучите спецификации .Узнайте, какое сопротивление катушек зажигания должно соответствовать вашему автомобилю.

Эти характеристики обычно можно найти в заводском руководстве по обслуживанию автомобиля и обычно указываются в виде диапазона, измеряемого в «омах» (символ: Ω).

Шаг 2: Найдите катушку или катушки зажигания на вашем автомобиле . Обычно они располагаются прямо на двигателе, либо прикручиваются непосредственно к свечам зажигания, либо устанавливаются удаленно где-то наверху двигателя.

При необходимости снимите все пластиковые крышки, которые могут закрывать катушки зажигания.

Шаг 3: Отсоедините жгут проводов от катушек зажигания . Удалите их с помощью ручных инструментов.

Катушки зажигания обычно очень просто снимаются, часто они удерживаются только одним или двумя болтами.

Этап 4. Проверить первичную цепь зажигания катушки зажигания . Катушки зажигания имеют две цепи, которые необходимо проверить: первичную и вторичную цепи зажигания.

Подключите положительный и отрицательный выводы мультиметра к положительным и отрицательным клеммам катушки зажигания. На некоторых катушках клеммы будут явно отмечены положительным и отрицательным; у других просто два контакта или клеммы, которые расположены на разъеме.

Большинство катушек зажигания должны иметь сопротивление первичной обмотки от 0,4 до 2 Ом; тем не менее, обратитесь к спецификациям вашего производителя для правильного чтения.Если отображается нулевое значение, это означает, что катушка зажигания имеет внутреннее короткое замыкание в первичной обмотке и требует замены. Чтение по спецификации сигнализирует, что катушка зажигания разомкнута, что также указывает на необходимость замены катушки.

Шаг 5: Проверить вторичную цепь катушки зажигания . Подключите мультиметр к положительной клемме или контакту катушки и к клемме высокого уровня, которая идет к свече зажигания.

У большинства катушек зажигания сопротивление вторичной обмотки должно быть где-то между 6000 и 10 000 Ом; однако правильный диапазон см. В спецификациях производителя.Если отображается нулевое значение, это означает, что в катушке произошло короткое замыкание и ее необходимо заменить, а чрезмерное значение означает, что катушка разомкнута и ее также необходимо заменить.

Шаг 6: При необходимости повторите процедуру . Следуйте шагам 4 и 5 для проверки каждой отдельной катушки, если в вашем автомобиле их больше одной.