28.01.2013 в 11:01
Данное устройство применяется в любой системе зажигания: бесконтактной, контактной и электронной. Конструктивно катушка представляет собой трансформатор, имеющий две обмотки.
Конструкция
В зависимости от конструктивных особенностей системы зажигания различают несколько видов катушек зажигания:
– сдвоенная;
– индивидуальная.
В бесконтактной, контактной и электронной системах зажигания, использующих распределитель, применяется общая катушка зажигания.
Конструктивно данный вид катушки зажигания представляет собой две обмотки: первичную, которая может содержать до 150 витков (но не менее 100), и вторичную, которая содержит до 30000 витков (но не менее 15000). В первичной обмотке используется толстая медная проволока, которая изолирована, чтобы избежать короткого замыкания и предупредить скачки напряжения. Во вторичной обмотке используются тонкие медные проволоки, и она расположена внутри первичной обмотки. Вторичная обмотка одним окончанием соединяется с отрицательной клеммой первичной обмотки, а второе окончание идет к центральной клемме на крышке, которая обеспечивает вывод напряжения.
В середине катушки зажигания расположен сердечник, который повышает силу магнитного поля. Для изоляции сердечник и обмотки помещены в изолирующий корпус. Трансформаторное масло, которым заполняется катушка, предотвращает токовый нагрев.
Сдвоенная катушка зажигания используется в электронных системах с прямым зажиганием. В конструкции катушки присутствуют два высоковольтных вывода. Они необходимы для синхронного получения искры с помощью двух цилиндров одновременно. Данный тип катушки может иметь различное соединение со свечой зажигания:
– одна свеча соединена напрямую (используется наконечник), а вторая соединяется проводом высокого напряжения;
– используются только провода высокого напряжения.
Может использоваться конструкция в виде четырехвыводной катушки зажигания, это когда происходит соединение в единый блок двух сдвоенных катушек.
Индивидуальная катушка зажигания используется только в электронных системах прямого зажигания. Конструктивно данная катушка зажигания отличается от общей тем, что первичный сердечник расположен внутри вторичного.
В конструкции индивидуальной катушки возможно использование электронных компонентов воспламенителя. Во вторичной обмотке вырабатывается высокое напряжение, подаваемое на свечу зажигания при помощи наконечника. Наконечник состоит из стержня высокого напряжения, пружины и изолирующей оболочки. Чтобы ток высокого напряжения быстро отсекался, во вторичную обмотку установлен диод высокого напряжения.
Основной характеристикой всех видов катушек зажигания является сопротивление первичной и вторичной обмоток, при изменении которого можно судить о неисправности катушки зажигания.
Принцип работы
1. Ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки зажигания и создает магнитное поле.
2. Магнитное поле после отсекания тока создает на вторичной обмотке ток высокого напряжения.
3. Со вторичной обмотки ток поступает на центральную клемму.
4. С центральной клеммы ток передается на распределитель и поступает на свечи зажигания.
Виталий Федорович Автолюбитель
Комментарии (0)
Это, пожалуй, единственное из электрооборудования автомобиля, которое не изменилось по принципу использования с момента зарождения батарейных систем зажигания. Усовершенствовались только способы управления. А альтернативы катушке выглядят фантастически, несбыточно и даже на слух малонадёжно, например, лазерная система зажигания. Хотя системы зажигания на пьезотрансформаторах имеют место быть, у них есть свои проблемы, и чаще используются в компактных системах зажигания.
Упомянуть надо ещё и «конденсаторные» системы зажигания, но конкуренции с «катушечными» они не выдерживают ни по стоимости, ни по надёжности (в следствии сложности конструкции).
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Катушка зажигания – это электрическое устройство преобразующее низкое напряжение бортовой сети автомобиля в импульсы высокого напряжения. Эти импульсы создают искру между электродами свечи зажигания. Искра же зажигает смесь в цилиндрах двигателя.
Основная задача катушки зажигания – обеспечить ток свечи зажигания, необходимый для гарантированного воспламенения топливно-воздушной смеси.
Существующие типы катушек зажигания для разных типов двигателя (до 16 клапанов)
Современные катушки зажигания можно разделить на несколько типов:
- работающая на все свечи – общая;
- на одну свечу – индивидуальная(на четырёхцилиндровый двигатель, например – четыре катушки зажигания).
Индивидуальные катушки зажигания применяют в основном на двигателях где 16 клапанов(точнее на двигателях у которых больше чем 2 клапана на цилиндр), потому как такое применение легко позволяет корректировать угол опережения зажигания не просто за оборот, но и от свечи к свече, что служит способом форсировки или поддержки нештатной работы двигателя. Да и устанавливаются в свечные колодцы между распредвалами, что, справедливости ради, не улучшает их долговечность из-за теплового режима.
- На две свечи – двухискровая (двигатель четыре цилиндра – система из 2 х катушек зажигания). Имеет внутри встроенный коммутатор (на который возложена корректировка времён необходимых для нормальной работы катушки) или просто усилитель зажигания (который только усиливает команды от блока управления);
- двухискровые могут быть конструктивно соединены в блоки зажигания. Так цена и габариты(относительно к просто двухискровым катушкам) системы зажигания снижаются. Хотя высоковольтный провод и наконечник на каждый цилиндр и остаются, но подключение к системе управления двигателем упрощается.
Схема устройства катушек
Строго говоря, катушка зажигания – это слэнг автолюбителей. У радиолюбителей катушка – это простая индуктивность, а то что ставят в автомобилях – это трансформатор. Трансформатор, который преобразует импульсы низкого напряжения в высоковольтные импульсы.
Устройство катушки зажигания не слишком сложное. Трансформатор может быть с разомкнутым сердечником, что-то по типу катушки Румкорфа. Такие катушки называли «бобина». Просто при разборке такой катушки зажигания ничего интересного, кроме мотка очень тонкого провода (сотые доли миллиметра диаметром) на пакете металлических пластин, внутри не было. Катушка может быть и с замкнутым сердечником, именно такие распространены в последнее время.
Итак, как устроена «бобина»:
- Крышка.
- Контактное гнездо.
- Винт.
- Вывод низкого напряжения.
- Уплотнительная прокладка.
- Кольцевой магнитопровод.
- Первичная обмотка.
- Вторичная обмотка.
- Фарфоровый изолятор.
- Кожух катушки.
- Трансформаторное масло.
- Сердечник.
- Картонная прокладка.
- Контактная пружина.
Современная индивидуальная катушка зажигания состоит из следующих компонентов (на схеме):
А так выглядит схема двухискровой катушки:
- Выход высокого напряжения на первую свечу.
- Выход высокого напряжения на вторую свечу.
- Масса для заливки.
- Клеммы низкого напряжения.
- Железный сердечник.
- Первичная обмотка.
- Вторичная обмотка.
Принцип работы
Рассмотрим принцип работы устройства.
Один конец первичной обмотки подключен к цепи 15 автомобиля(+ после замка зажигания). Второй же конец идёт на коммутирующий элемент, механический контакт или транзистор. Когда контакт замкнут, нарастающий ток в первичной обмотке вызывает рост магнитного поля в сердечнике катушки.
Это и есть процесс накопления энергии. Когда контакт первичной цепи размыкается, происходит высвобождение накопленной энергии магнитного поля через вторичную обмотку в искровой зазор высоковольтной цепи системы зажигания. То есть энергия катушки зажигания или, иначе, высокое напряжение из катушки зажигания по бронепроводам вызывает искру между электродами свечи.
В принципе, схема включения катушки зажигания в электроцепи автомобиля является обратноходовым преобразователем. Почему преобразователь – понятно. А почему обратноходовый? Потому что катушка зажигания работает в тот момент, когда, собственно, перестают подавать на неё энергию. На «обратном» ходе.
Почему сделано так? Потому что накопление энергии в катушке занимает время. И время выдачи искры при других принципах включения сильно зависит от величины общего искрового промежутка в цепи искры. Т.е. угол опережения зажигания будет сильно плавать.
Обладать большой волатильностью, как сейчас модно говорить. А так как задача устройства дать искру гарантированной энергии в гарантированное время, был выбран такой принцип образования искры. Также в системах с индивидуальными катушками это уменьшает количество меди, используемой в качестве первичной обмотки, потому что можно поднять её индуктивность из-за большего возможного времени на накопление энергии.
2-искровые устройства
2-ухискровая катушка зажигания работает с одним отличием от одноискровой (общей или индивидуальной). У неё оба вывода вторичной обмотки выполнены для подключения свечей. Т.е. за один цикл работы искра проскакивает в двух свечах. А свечи соответственно выбираются в цилиндрах, в одном из которых идёт рабочий ход, а во втором начинается цикл впуска.
Использование такой схемы работы требует дополнительных конструктивных решений, что, как ни странно, повышает ресурс катушки. В данной конструкции легко обеспечить большой зазор высоковольтной обмотки от массы автомобиля, что облегчает работу диэлектрика обмоток. И легко вынести сердечник за корпус обмоток, что унифицирует катушку зажигания с другими намоточными радиоэлектронными приборами, от этого снижается цена устройства.
Цены на катушки
Ценообразование на катушки зажигания в основном зависит от их конструктивных особенностей и схемы устройства. В частности, объединение двухискровых катушек в блоки позволяет не только уменьшить конечные габариты устройства, но и снизить его стоимость.
Возможные неисправности
Неисправностей в катушке зажигания не так уж и много. Выделим два класса: неисправности, из-за которых вообще теряется искра, и неисправности, из-за которых параметры искры не позволяют нормально работать двигателю.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Вообще искры может не быть по следующим причинам (при прочем исправном оборудовании, т.е. первичная цепь катушки зажигания исправна):
- обрыв первичной обмотки;
- полное замыкание первичной обмотки;
- выгорание встроенной электроники (если она есть).
А вот причины потери параметров искры:
- межвитковое замыкание первичной обмотки;
- межвитковое замыкание вторичной обмотки;
- обрыв вторичной обмотки (да-да, обрыв вторичной обмотки – просто даёт дополнительный искровой промежуток в общий искровой промежуток высоковольтной цепи зажигания и какое-то время, часто довольно длительное, автомобиль может работать внешне вполне нормально);
- пробой в высоковольтной цепи катушки (энергия искры будет достаточной, но пробиваемый зазор будет недостаточен для работы свечей на тяжёлых режимах работы двигателя);
- потеря рабочих параметров встроенной электроники.
Если в первом случае искры вообще нет, то во втором случае может присутствовать «плавающая» неисправность. Т.е. неисправность проявляющаяся не систематически. Такие сложно выловить, хотя есть общий признак – ненормально высокая температура катушки зажигания.
Алгоритм замены катушки зажигания на Лада Приора
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Замена одной или нескольких катушек зажигания подчиняется общим принципам. Рассмотрим на примере автомобиля марки Лада Приора:
- необходимо убедиться, что зажигание автомобиля выключено (для любого автомобиля);
- снимаем верхнюю крышку защиты двигателя (если есть, откручиваем или отщёлкиваем клипсы);
- снимаем разъём идущий от ЭБУ к индивидуальной катушке зажигания;
- откручиваем болт, удерживающий ее;
- вытаскиваем неисправный индивидуальный модуль из свечного колодца;
- вставляем исправную катушку на освободившееся место;
- закручиваем обратно болт крепления;
- прикручиваем/защёлкиваем верхнюю крышку защиты двигателя.
Замена катушки на двигателях (на автомобилях Ниссан, Шевроле, Хонда, Форд, Опель, Рено Логан или Пежо)
Процесс замены катушек, в целом, происходит по одинаковому алгоритму на автомобилях всех марок, так как принцип их установки и работы на них одинаков. Поэтому при необходимости замены устройства можно опираться на общие правила, указанные выше.
Проверка работоспособности
Проверить работоспособность катушки в системе зажигания довольно легко. Небольшая сложность возникает при проверке индивидуальных катушек зажигания и модулей. Дальше считаем, что наш электронный блок управления двигателем не диагностирует обрыв в цепи модуля (иначе придётся делать следующую процедуру одновременно со всеми катушками).
Главное — обеспечить в высоковольтной цепи катушки достаточный зазор для проверки искры. Если катушка общая, отсоединяем бронепровод из распределителя зажигания, устанавливаем в него свечу.
Свеча подготовлена следующим образом:
- берём болт или кусок металлической шпильки и прикручиваем изолентой к одному концу бруска из какого-нибудь диэлектрика, сухого дерева, куску полипропиленовой трубы от отопления или тому подобному;
- к этому болту прикручиваем провод и присоединяем его к массе автомобиля;
- к другому концу бруска прикручиваем старую свечу с отломанным боковым электродом так, чтобы зазор между центральным электродом свечи и болтом был 8-11 мм для контактной системы зажигания, 22-25 мм для электронных систем зажигания.
Затем просто крутим двигатель стартером. Искра должна быть хорошо видима, и иметь, желательно, жёлтый цвет.
Если искры не видно, но слышны щелчки – вероятно есть пробой цепи искры на массу. Если щелчков нет – вероятен как обрыв, так и неисправность коммутирующих устройств.
Для диагностики двухискровых катушек зажигания приспособление можно сделать из двух свечей с отломанными боковыми электродами, с выставленным нужным зазором. И нет необходимости соединять их с землёй, даже рекомендуется держать их подальше от массы автомобиля при испытаниях.
Также не рекомендуется проводить проверки катушки зажигания на искру вставив просто отвёртку и положив её на двигатель. Так как двигатель при заводке трясёт, существует вероятность падения приспособления и попадания высокого напряжения на электронику автомобиля, что чревато. Да и зазор искры таким способом выставить и удержать при заводке невозможно.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
И ещё не маловажное условие: необходимо учесть, что при проверке индивидуальных или сдвоенных модулей требуется прервать подачу топлива к двигателю. Проще всего это сделать вытащив предохранитель бензонасоса или разъединить жгут идущий к бензонасосу.
Другие проверки требуют определённых знаний и приборов, потому их рассматривать не будем. Главная задача — увидеть наличие искры. А за остальным лучше обратиться к специалистам.
Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Катушка (модуль) зажигания — один из ключевых узлов автомобиля, обеспечивающих своевременное воспламенение топливовоздушной смеси и нормальную работу двигателя.
Назначение катушки зажигания — увеличить стандартное напряжение автомобиля (12 Вольт) в более высокий потенциал, что гарантирует появление мощной искры между электродами свечи . Итог — возгорание рабочей смеси, движение поршней, вращение коленчатого вала и движение машины.
Конструктивные особенности и виды катушки зажигания
Устройство катушки зажигания предельно просто. Основа узла — обычный двухобмоточный трансформатор. Между «первичкой» и «вторичкой» находится сердечник из стали. Защищается вся конструкция с помощью изолированного корпуса.
Каждая из обмоток имеет свои особенности:
— для «первички» используется толстый провод из качественной меди. Число оборотов — 100-150. Входное напряжение — 12 Вольт;
— «вторичка» наматывается поверх первичной обмотки. В ее составе — от 15 до 30 тысяч оборотов. В качестве материала (как и в первом случае) используется медная проволока, но уже с другим сечением.
Описанная выше система характерна для различных типов катушек — индивидуального и сдвоенного типа. Рабочее напряжение на «вторичке» устройства — 35 тысяч вольт.
Роль изолирующего состава выполняет трансформаторное масло, которое находится внутри изделия. Кроме изолирующей, масло выполняет еще одну функцию — защищает устройство от перегрева.
Виды катушек могут быть:
1. Общими. Такие устройства используются в авто, где есть или отсутствует распределитель. Конструкция данного изделия описана в разделе выше. В частности, устройство состоит из двух обмоток, сердечника из стали и внешнего корпуса. Сформированный импульс направляется к электродам свечей.
2. Индивидуальными. Устройства задействованы в авто с электронным зажиганием. Особенность — наличие «первички» внутри «вторички». Индивидуальное устройство устанавливается непосредственно на каждую свечу зажигания .
3. Сдвоенными. Они применяются в автомобилях с электронной организацией зажигания. Особенность такого устройства — наличие сдвоенных проводов, что гарантируют подачу искры сразу к двум камерам сгорания. При этом в такте сжатия будет только одна камера, а для второй воспламенение является холостым.
Как работает катушка зажигания?
Зная устройство узла, много проще понять и принцип работы катушки зажигания. К «первичке» подводится потенциал с АКБ (12 Вольт). После этого в трансформаторе создается магнитное поле.
Периодически подаваемое напряжение разрывается с помощью прерывателя, что приводит к сокращению магнитных потоков и формированию в обмотках ЭДС.
Теперь вспоминаем курс физики, где хорошо раскрыт закон ЭМИ (электромагнитной индукции). В нем сказано, что размер ЭДС непосредственным образом зависит от числа витков в контуре. Следовательно, во «вторичке» формируется более высокое напряжение.
Полученный потенциал передается непосредственно на электроды свечей, что способствует появлению искры и возгоранию подготовленной горючей смеси.
В более старых машинах ВАЗ напряжение от узла отходило ко всем свечкам при помощи распределителя. Минус устройства — недостаточная надежность, поэтому современные устройства объединяются в общую систему и расходятся на каждую свечку по отдельности.
Основные поломки и способы диагностики катушки
В процессе эксплуатации возможны следующие неисправности катушки зажигания:
- Сбои в работе двигателя;
- неустойчивость холостого хода;
- сложности в регулировке холостого хода;
- проблемы с пуском мотора или невозможность завода двигателя (особенно это проявляется в холодную погоду);
- отсутствие искры в одной или нескольких свечах;
- дергание во время начала движения и в период поездки.
При наличии подозрений на неисправность, важно знать, как проверить катушку зажигания . Действуйте по следующему алгоритму (на примере ВАЗ-2108—2109):
1. Готовьте инструмент, который понадобится для выполнения работ. Здесь необходим тестер (можно использовать обычный мультиметр, в котором есть режим омметра), а также ключ на «восемь» (он может быть рожковым или накидном).
2. Проведите подготовительные работы. В частности, проверьте узел без его демонтажа с автомобиля. Для этого отбрасывайте «минус» от источника питания, снимайте провод, отходящий от модуля, отсоединяйте провода, которые подключены к выводам катушки.
Для выкручивания винтов используйте ключ на «восемь». При этом запомните позицию проводов, чтобы при их возвращении на место не допустить ошибку.
Сама проверка осуществляется в несколько этапов:
1. Диагностика исправности первичной обмотки. Подсоединяйте один щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выходу «К» (это начало и конец первичной обмотки). Ставьте переключатель в режим измерения сопротивления (оно должно находиться на уровне 0.4-0.5 Ом).
2. Диагностика исправности витков вторичной обмотки. Чтобы проверить данную часть катушки, подключайте щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выводу самого провода. Измерения должны показать сопротивление на уровне 4.5-5.5 кОм.
3. Диагностика целостности изоляционного покрытия. Один из щупов тестера подключайте к выходу «Б» устройства, а вторым прикасайтесь к внешней части. В данном случае сопротивление должно находиться на уровне около 50 мОм и более. Если хотя бы одна из 3-х проверок была «провалена», то катушку нужно менять.
При эксплуатации катушки зажигания нужно учитывать несколько полезных советов, возможно когда нибудь они вам пригодятся.
Нельзя оставлять зажигание включенным на длительное время (при условии, что двигатель не заведен). Такая оплошность приводит к уменьшению ресурса катушки и ее быстрой поломке.
Производите очистку и диагностику состояния изделия. Проверяйте качество фиксации проводников. Особое внимание уделяйте проводам, по которым проходит высокое напряжение. Кроме этого, убедитесь, что на кожух или во внутреннюю часть устройства не поступает влага.
Не отбрасывайте провода от устройства, когда зажигание активно. Если это необходимо сделать, то используйте специальные перчатки.
Как видно из статьи, устройство и работа катушки зажигания, а также ее обслуживание не должны вызвать проблем даже у начинающего автолюбителя. Главное — быть внимательным к своему автомобилю, обращать внимание на описанные выше неисправности и своевременно проверять катушку зажигания на наличие дефектов.
При выявлении поломок старайтесь не затягивать с заменой узла. В противном случае неприятности с заводом мотора могут застать в дороге.
Используется как высоковольтный повышающий трансформатор — накопитель эл. энергии в индуктивности, для создания на электродах свечи зажигания дугового разряда, продолжительностью 1-3 мс.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Рис. Катушка зажигания в разрезе: 1 — изолятор; 2 — корпус, 3 — изоляционная бумага, 4 — первичная обмотка, 5 — вторичная обмотка, 6 — клемма вывода первичной обмотки (обозначения: «1», «-«, «К»), 7 — контактный винт, 8 — центральная клемма высокого напряжения, 9 — крышка, 10 — клемма питания (обозначения: «+Б», «Б» «+», «15»), 11 — контактная пружина, 12 — скоба, 13 — наружный провод, 14 — сердечник.
На рисунке приведено изображение катушки зажигания в разрезе и одна из схем соединения обмоток. Повторим, изложенное ранее: катушка — это трансформатор с двумя обмотками намотанными на специальный сердечник.
Вначале намотана вторичная обмотка тонким проводом и большим количеством витков, а сверху на нее намотана первичная обмотка толстым проводом и небольшим количеством витков. При замыкании контактов (или другим способом) первичный ток постепенно нарастает и достигает максимального значения, определяемого напряжением аккумуляторной батареи и омическим сопротивлением первичной обмотки. Нарастающий ток первичной обмотки встречает сопротивление э.д.с. самоиндукции, направленное встречно напряжению аккумуляторной батареи.
Когда контакты замкнуты, по первичной обмотке протекает ток и создаёт в ней магнитное поле, которое пересекает и вторичную обмотку и в ней индуцируется ток высокого напряжения. В момент размыкания контактов прерывателя как в первичной, так и во вторичной обмотках наводится э.д.с. самоиндукции. Согласно закону индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный магнитотоком первичной обмотки, чем больше отношение чисел витков и тем больше первичный ток в момент разрыва.
Такая конструкция характерна при построении систем зажигания с использованием контактов прерывателя. Ферромагнитный сердечник может насыщаться первичным током, что приводило бы к уменьшению накапливаемой в магнитном поле энергии. Для уменьшения насыщения используют разомкнутый магнитопровод. Это позволяет создавать катушки зажигания с индуктивностью первичной обмотки до 10 мГн и первичном токе 3-4 А. Выше ток нельзя использовать т.к. при этом токе может начаться обгорание контактов прерывателя.
Если в катушке индуктивность Lk = 10 мГн и ток I = 4 А,то в катушке можно запасти энергии W не более 40 мДж при КПД = 50 % (W = Lk * I * I/2). При некотором значении вторичного напряжения между электродами свечи зажигания возникает электрический разряд. Из-за возрастания тока во вторичной цепи вторичное напряжение резко падает до, так называемого, напряжения дуги, которое поддерживает дуговой разряд. Напряжение дуги остаётся почти постоянным до тех пор, пока запас энергии не станет меньше некоторой минимальной величины. Средняя продолжительность батарейного зажигания составляет 1,4 мс. Обычно этого достаточно для воспламенения топливовоздушной смеси. После этого дуга исчезает; а остаточная энергия расходуется на поддержание затухающих колебаний напряжения и тока. Продолжительность дугового разряда зависит от величины запасённой энергии, состава смеси, частоты вращения коленвала, степени сжатия и пр. При увеличении частоты вращения коленвала время замкнутого состояния контактов прерывателя уменьшается и первичный ток не успевает нарасти до максимальной величины. Из-за этого уменьшается запас энергии, накопленной в магнитной системе катушки зажигания и понижается вторичное напряжение.
Отрицательные свойства систем зажигания с механическими контактами проявляются при очень малых и высоких частотах вращения коленвала. При малых частотах вращения между контактами прерывателя возникает дуговой разряд, поглощающий часть энергии, а при высоких частотах вращения вторичное напряжение уменьшается из-за «дребезга» контактов прерывателя. Контактные системы за рубежом давно не применяются. По нашим дорогам ещё колесят а\м, выпущенные в 80 х годах.
Некоторые катушки зажигания работают с добавочным резистором. Функциональная схема соединения такой катушки с контактной системой зажигания приведена рядом.
Рис. Схема соединения катушки зажигания с контактной системой зажигания: 1 — свечи зажигания, 2 — распределитель, 3 — стартер, 4 — замок зажигания, 5 — втягивающее реле стартера, 6 — добавочное сопротивление, 7 — катушка зажигания.
Схема соединения обмоток катушки другая. На пусковых режимах, когда напряжение на аккумуляторной батарее падает, добавочный резистор закорачивается вспомогательными контактами втягивающего реле стартера или контактами дополнительного реле включения стартера, что обеспечивает первичной обмотке катушки зажигания рабочее напряжение 7-8 В. На рабочих режимах двигателя напряжение питания 12-14 В. Добавочные резистор наматывается обычно из константановой или никелевой проволоки. Если проволока никелевая, то такое сопротивление называют вариатором из-за изменения сопротивления от величины протекающего по нему тока: чем больше ток, тем выше температура нагрева и выше сопротивление. На повышенных частотах вращения коленвала сила первичного тока падает, нагрев вариатора ослабевает и его сопротивление уменьшается. Тж. вторичное напряжение зависит от тока разрыва в первичной цепи, то применение вариатора даёт возможность снизить вторичное напряжение при малой и повысить — при большой частоте вращения коленвала двигателя.
В транзисторных системах зажигания прерывание первичного тока осуществляется силовым транзистором. В таких системах первичный ток увеличен до 10 — 11 А. Используются катушки зажигания с низким сопротивлением первичной обмотки и высоким коэффициентом трансформации. Приведем образцы осциллограмм, снятых в исправной системе на первичной и вторичной обмотках катушки зажигания.
Рис. Осциллограмма первичной обмотки.
Рис. Осциллограмма вторичной обмотки.
Форма осциллограмм очень похожа, т.к. обмотки катушки связаны между собой трансформаторной связью (взаимной индукцией). Катушки контактно-транзисторных и транзисторных систем зажигания имеют классическую конструкцию: маслонаполненные, с разомкнутым магнитопроводом, в металлическом корпусе. Приведём некоторые данные по выпускавшимся отечественным катушкам зажигания.
Как водно из таблицы катушки зажигания отличаются количеством витков в обмотках и коэффициентом трансформации в различных системах зажигания. Конструкции катушек мало отличались.
РАСПОЛОЖЕНИЕ
Под капотом на крыле или на разделительной панели между подкапотным пространством и салоном автомобиля. Иногда непосредственно на двигателе.
НЕИСПРАВНОСТИ
Основная неисправность обрыв первичной или вторичной обмоток. Иногда от перегрева срабатывает аварийный клапан давления масла. После слива масла катушка выходит из строя. Некоторые катушки продолжают работать даже при обрыве вторичной обмотки, при этом при дросселировании наблюдаются пропуски искрообразования.
При длительной эксплуатации а\м изоляционные свойства материалов, применяемых в катушках зажигания теряют свойства и случаются высоковольтные прогары, позволяющие «уходить» части заряда на массу. При осмотре катушки зажигания такую неисправность легко обнаружить по серому следу на поверхности изолятора катушки (похож на след от простого карандаша) или чернота прогара с частично обугленной поверхностью.
Необходимо осмотреть разъем ВВ провода, выходящего из катушки зажигания. В 70% случаев там окисленная поверхность или ржавчина. В таком случае обязательно проверьте центральный ВВ провод. Сопротивление его должно быть не более 20 кОм. Нередкая ситуация: ВВ провод прозванивается, сопротивление до 20 кОм, а осциллограмма горения на всех цилиндрах одинаково неправильная. При резком дросселировании осциллограмма горения ещё сильнее искажается, наблюдается хаотичное искрообразование и только замена центрального ВВ провода приносит положительный результат.
Катушка зажигания - повышающий трансформатор, который преобразует низковольтное напряжение, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное, которое используется для поджига топливо-воздушной смеси.
История создания катушки зажигания
Современная автомобильная катушка зажигания ни что иное, как индукционная катушка инженера Генриха Румкорфа, запатентованная еще в 1851 году. Индукционная катушка Румкорфа могла образовывать дугу до 30 сантиметров длиной. Изобретение оказалось таким удачным, что в 1858 году Румкорф получил за него премию Наполеона III в 50 тысяч франков, с формулировкой "за наиболее важные открытия в области применения электричества".Устройство катушки зажигания
Катушка зажигания - повышающий трансформатор постоянного тока. Его задача - генерировать высоковольтный ток, который необходим для поджига топливо-воздушной смеси. Ток или аккумулятора поступает в первичную обмотку катушки. Обмотка, как правило, состоит из 100-150 витков изолированной специальным составом медной проволоки относительно большего диаметра. Концы обмотки подведены к двум низковольтным контактам на крышке катушки, на них подается напряжение 12 вольт. В обмотке вторичного контура от 15 до 30 тысяч витков более тонкой медной проволоки.Высоковольтный разряд катушки зажигания не убьет, но будет очень ощутимым
За счет разницы в толщине проволоки и количестве витков во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное напряжение (25.000 - 35.000 Вольт). Вторичная обмотка находится внутри обмотки первичного контура. Один контакт вторичного контура соединен с отрицательным контактом первичного контура, а второй выведен на центральную клемму в крышке катушки. Этот вывод служит для передачи тока высокого напряжения, к нему подводится , другой конец которого подключен к центральному контакту в . Для увеличения силы магнитного поля обе обмотки монтируются вокруг железного сердечника, который помещен в специальный корпус с изолирующей крышкой. Для оптимизации работы и предотвращения излишнего нагрева катушка заполняется трансформаторным маслом.
Принцип работы катушки зажигания
Принцип работы катушки основан на возникновении во вторичной обмотке тока высокого напряжения во время прохождения в первичной обмотке тока низкого напряжения. За счет возникающего магнитного поля во вторичной обмотке возникает импульс тока высокого напряжения. В тот момент, когда требуется возникновение искры, размыкаются контакты в . В тот же момент разрывается цепь первичной обмотки. Высоковольтный ток приходит на центральный контакт катушки зажигания и далее устремляется на тот контакт в крышке, напротив которого в данный момент расположен . Цепь замыкается и импульс передается на свечу зажигания одного из цилиндров.Из-за низкой надежности распределителей зажигания в современных автомобилях применяются системы с индивидуальными катушками зажигания для каждой отдельной свечи. За счет этого увеличивается энергия искрообразования и снижается уровень радиопомех, которые создает система зажигания. Кроме того, схема с индивидуальными катушками позволила избавиться от применения ненадежных высоковольтных проводов.
Особенности эксплуатации катушки зажигания
Автомобильные катушки зажигания чаще всего выходят из строя из-за перегрева при работе в моторном отсеке, попадания воды на корпус и внутрь корпуса, и по ряду других причин. Существенно снижает ресурс катушки частое включение зажигания без запуска двигателя.Для увеличения срока службы желательно время от времени очищать корпус катушки зажигания от грязи и пыли, проверить надежность крепления проводов низкого и, особенно, высокого напряжения.Два основных врага катушки зажигания - перегрев и коррозия. Из-за перегрева на корпусе из пластика образуются микроскопические трещины
Несмотря на высочайшее напряжение, высоковольтный разряд катушки зажигания, в целом, безвреден для человека, так как для искры характерна относительно низкая сила тока. Однако при прохождении разряда через руку, электрический шок будет достаточно сильным, поэтому отсоединять высоковольтные провода при работающем двигателе категорически не рекомендуется.Нередко владельцы старых автомобилей сталкиваются с тем, что от водительской двери или другого , которого они касаются при выходе или входе в салон, "бьет током". Причиной этого явления могут быть микротрещины в корпусе одной из катушек зажигания, через которые происходит утечка высоковольтного тока.
