Устройство катушки зажигания: виды, устройство и принцип работы — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Принцип работы катушки зажигания: устройство, назначение

Автоликбез28 января 2018

Подаваемая в цилиндры двигателя горючая смесь воспламеняется искрой, проскакивающей в нужный момент между электродами свечи. Столь мощный искровой разряд создается электрическим импульсом высокого напряжения. Чтобы понять, как это реализовано в автомобиле, стоит изучить конструкцию и принцип работы катушки зажигания, играющей в данном процессе главную роль.

Зачем нужна катушка?

Для своевременного и полного сжигания топливовоздушной смеси в цилиндре необходимо выдержать ряд условий:

мощность электрического разряда порядка 20 тыс. вольт;
подача импульса на свечу при достижении поршнем верхней точки с опережением 5° оборота коленчатого вала;
зазор между электродами – 0,8–1,0 мм.

За выполнение первого условия отвечает именно высоковольтная катушка. Общеизвестно, что напряжение бортовой сети транспортных средств составляет 12 В, на некоторых грузовиках (например, КаМАЗ) – 24 В. Подобные характеристики не подходят для уверенного искрообразования.

Чтобы создать мощную искру, пробивающую воздушную прослойку шириной 1 мм, низкое напряжение необходимо преобразовать и создать более высокий потенциал – около 20 кВ. Для этого служит высоковольтная катушка зажигания, которая работает в составе системы следующим образом:

Когда поршень в одном из цилиндров приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), завершается такт сжатия.
Электронный блок управления, получающий информацию от датчика положения коленчатого вала, дает команду на искрообразование, отправляя сигнал размыкающему реле.
В режиме ожидания катушка постоянно находится под напряжением бортовой сети – 12 В. Реле по команде контроллера размыкает данную цепь и питание обмотки прекращается.
В момент разрыва элемент вырабатывает высоковольтный импульс, отправляемый по изолированным проводам к электродам соответствующей свечи.

Справка. Описанный алгоритм применяется на автомобилях с прошлого века. Тогда разрыв цепи питания обеспечивал кулачковый вал распределителя зажигания, размыкающий контакты механическим способом.

Отсюда становится понятно назначение катушки зажигания – образование кратковременного высоковольтного импульса, пользуясь низким напряжением от аккумуляторной батареи. Как это происходит внутри элемента, читайте в следующем разделе.

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

металлический сердечник подключен к основному контакту, соединяемому с центральным электродом свечи зажигания посредством высоковольтного провода;
вокруг сердечника выполнена вторичная обмотка, состоящая из большого числа витков тонкого медного проводника с изоляцией;
поверх вторичной обмотки предусмотрен слой диэлектрика и небольшое количество витков толстой медной проволоки – первичная обмотка;

сердечник с обмотками помещен внутрь герметичного пластикового корпуса, наполненного трансформаторным маслом;
обмотки подключены по последовательной схеме, 2 соединенных конца выведены на одну внешнюю клемму, два других – на отдельные контакты.

Примечание. Характеристики обмоток – толщина провода и количество витков отличаются в зависимости от марки и модели авто. Число витков первичной обмотки редко превышает 150, вторичной – 30 тыс.

К центральной клемме катушки присоединен высоковольтный провод, идущий к распределителю зажигания либо прямо на свечу. Оставшиеся контакты подключаются к минусовой клемме аккумулятора (массе) и плюсовому проводу цепи низкого напряжения.

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

К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Возникает электромагнитное поле, усиливаемое железным сердечником.

Когда стартер проворачивает коленчатый вал и какой-либо поршень доходит до ВМТ, электроника посредством реле разрывает низковольтную цепь питания.
Разрыв цепи провоцирует образование кратковременного импульса внутри второй многовитковой обмотки. В этот момент напряжение на катушке зажигания достигает 20 тыс. вольт и более.
Ток передается на свечу, проскакивает искровой разряд и топливная смесь поджигается. Двигатель заводится.

После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.

Виды высоковольтных элементов

Выше представлено описание простой конструкции повышающего напряжение трансформатора, обеспечивающего разрядами все цилиндры двигателя. Куда направить каждую последующую искру, определяет трамблер, он же – главный распределитель зажигания.

В современных моторах, управляемых электроникой, трамблеры не ставятся и применяются другие разновидности катушек:

с двумя контактами высокого напряжения;
индивидуальные.

Первый тип внешне напоминает обычный трансформатор со стальным сердечником, собранном из Ш-образных пластин. Функциональное отличие – подача импульса одновременно на 2 клеммы, подключенные к свечам двух цилиндров. Поскольку такты сжатия в них происходят в разные моменты, устройство создает искру на электродах обеих свечей. В одной камере происходит воспламенение, в другой разряд проскакивает вхолостую.

На четырехцилиндровый силовой агрегат ставится 2 двухвыводных трансформатора, образующих так называемый модуль зажигания. На многих марках автомобилей он представляет собой единую деталь, куда подключены все провода низкого и высокого напряжения.

Справка. Существует и другая схема подключения – на каждую свечу отдельный двухвыводной трансформатор, присоединенный одним изолированным проводом.

Устройство катушки зажигания индивидуального типа в корне отличается от предыдущих конструкций:

первичная и вторичная обмотка поменялись местами – вторая находится сверху;
габариты устройства существенно уменьшились;
мини-катушка устанавливается прямо на центральный контакт свечи;
высоковольтные провода отсутствуют.

Количество индивидуальных трансформаторов зависит от числа цилиндров силового агрегата – на каждую свечу ставится отдельная катушка. Преимущество данного устройства – отсутствие потерь и пробоев на участке от источника импульсов до свечных электродов, то бишь, – на бронепроводе. Второе достоинство – снижение стоимости ремонта: заменить один малый трансформатор дешевле и проще, чем весь модуль зажигания.

Принцип работы индивидуальных элементов остается неизменным – разрыв низковольтной цепи создает в многовитковой обмотке скачок напряжения, сразу передаваемый на электроды свечи зажигания. Для защиты от перегрузок в цепь включен полупроводниковый диод.

О неисправностях и способах устранения

Модули зажигания можно смело отнести к деталям длительного использования. При правильной эксплуатации минимальный ресурс элемента составляет 100 тыс. км пробега машины. Нередко повышающий трансформатор работает в течение всего срока службы транспортного средства.

В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:

Причиной преждевременной поломки элемента часто становится длительный перегрев.
С годами свойства изоляционных материалов внутри обмоток ухудшаются. Повышается вероятность межвиткового замыкания, ведущего к перегреву и перегоранию проводников.
В силу особенностей конструкции высоковольтная катушка не подлежит ремонту и восстановлению. Некоторые модели можно разобрать и попытаться устранить обрыв или замыкание, но практика показывает, что надежнее и дешевле поставить новую запчасть.

Для нормальной работы элемента и стабильного искрообразования нужно обеспечить минимальное напряжение бортовой сети 11,5 вольт. Если из-за неисправности генератора либо разрядки аккумуляторной батареи вольтаж не достигает нормы, износ трансформатора ускоряется.
По той же причине уменьшается мощность искрового разряда на электродах свечей, рабочая смесь воспламеняется и сгорает хуже.
Пробой изоляции или обрыв высоковольтных проводов, вызывающий искрение на кузов машины, сокращает срок службы катушки. Если игнорировать неполадку в течение длительного времени, она придет в негодность.
Мини-катушки индивидуального типа иногда выходят из строя из-за вибрации силового агрегата. Причина – внутренний обрыв проводников.

За модулем зажигания необходимо следить, чтобы из-за неисправностей двигателя на корпус устройства не попадало горячее масло либо охлаждающая жидкость. Не держите долго включенное зажигание – при этом греется обмотка катушки и разряжается аккумулятор.

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

Катушка зажигания – второй элемент в последовательности системы зажигания двигателя автомобиля. Работа катушки зажигания схожа с функциями трансформатора и основана на преобразовании низковольтного напряжения от аккумуляторной (стартерной) батареи автомобиля, в высоковольтное напряжение, генерируемое для свечей зажигания, вследствие чего происходит воспламенение воздушно-топливной смеси.

Устройство катушки зажигания

Состоит катушка из первичной и вторичной обмоток, железного сердечника и корпуса с изоляцией. На сердечнике, набранном из тонких металлических пластин, намотаны две обмотки из толстой и тонкой медной проволоки.

Принцип работы катушки зажигания аналогичен работе трансформатора. При подаче напряжения на цепь первичной обмотки в катушке создается магнитное поле. Вторичная обмотка катушки зажигания самоиндуцируется и генерирует напряжение. Трансформированное напряжение подается на свечи зажигания через распределительное устройство, а высоковольтный разряд продолжается, пока созданная катушкой энергия не будет истрачена.

Разновидности катушек

На сегодняшний день существует достаточное количество типов катушек зажигания, которые можно устанавливать как на старые отечественные автомобили с карбюраторными двигателями, так и на более современные автомобили с непосредственным впрыском топлива.

Корпусные катушки зажигания устанавливаются на автомобили с механическим распределением зажигания, где распределитель, вращаясь, подает высоковольтное напряжение на каждую свечу зажигания в определенной последовательности. Такой способ коммутации и распределения напряжения не применяется в современном автомобилестроении из-за малых сроков службы и низкой надежности.

Катушка с электронным распределением зажигания, или распределяющая катушка, не требует для своей работы дополнительно контактного каскадного прерывателя, ведь с развитием технологий в микроэлектронике стала возможной интеграция такого прерывателя зажигания в саму катушку. Такая катушка подойдет для автомобилей с механическим распределением зажигания.

Двухискровая катушка зажигания позволяет генерировать напряжение для свечей одновременно в двух цилиндрах двигателя за один оборот коленчатого вала, при этом согласование между системой зажигания и распределительным валом не требуется. Такие катушки целесообразно применять только в двигателях с четным количеством цилиндров, например, для двигателя с четырьмя цилиндрами понадобится две катушки, с шестью — три, соответственно, с восьмью — четыре.

Двухискровая катушка зажигания

«Интеллектуальная» штекерная катушка зажигания является одноискровой и устанавливается прямо на каждую свечу зажигания. Конструкция и функциональные характеристики такой катушки позволяют отказаться от применения в системе высоковольтных проводов, но при этом необходимы соединительные зажимы (клеммы), рассчитанные на высокое напряжение. За счет своей компактности эти катушки применяют в автомобилях с малым объемом свободного подкапотного пространства, но компактный — не значит малоэффективный. Штекерная катушка может запросто конкурировать со своими собратьями.

Устройство штекерной катушки зажигания

Достоинствами катушки являются:

Наиболее широкий диапазон настройки угла опережения зажигания.
Диагностика пропусков зажигания с первичной и вторичной обмоток.
Искрогашение во вторичной цепи с помощью высоковольтного диода.

Применяются такие устройства для двигателей с любым числом цилиндров, однако здесь строго требуется синхронизация с положением распределительного вала с помощью соответствующего датчика.

Неисправности катушек и их диагностика

Катушка зажигания – довольно-таки надежный элемент системы, но и её не обходят стороной всяческие неисправности, зачастую связанные с несоблюдением правил эксплуатации. Рассмотрим часто встречающиеся признаки неисправности катушки зажигания:

Неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу.
Провалы двигателя при резком открытии дроссельной заслонки.
Загорелся «Чек».
Отсутствует искра.

В первую очередь, при возникновении поломки системы зажигания, следует визуально осмотреть катушку и найти трещины, обугленности, а так же проверить её температуру и влажность. Если греется катушка зажигания, то это может свидетельствовать о том, что произошло межвитковое замыкание и устройство подлежит замене. Повышенная влажность в месте, где находится катушка зажигания, так же может сказаться на работе двигателя. Если катушка сухая, без трещин, копоти и не горячая, но неисправность в системе все же присутствует, необходимо провести её диагностику.

Если автомобиль не заводится, то есть прокручивается стартер, но двигатель не подхватывает зажигание, это может означать, что нет искры с катушки зажигания.

Как проверить катушку зажигания на работоспособность для бесконтактной системы распределения зажигания? Необходимо отсоединить высоковольтный провод, расположенный по центру распределителя зажигания и расположить этот провод на расстоянии примерно 5 миллиметров от металлического корпуса двигателя. Затем прокручиваем стартером коленчатый вал двигателя и наблюдаем за наличием искры в зазоре между контактной частью высоковольтного провода, который отсоединили от распределителя, и корпусом двигателя (масса).
В контактной системе зажигания из этой процедуры исключается прокручивание коленчатого вала стартером, а именно: снимаем крышку распределителя зажигания и устанавливаем контакты прерывателя напряжения в замкнутое состояние. Затем включаем зажигание рычажком прерывателя, размыкаем и замыкаем контакты. Наличие при этом искры в зазоре между проводом и массой говорит нам об исправной работе катушки зажигания.

Если диагностика катушки зажигания выявила отсутствие искры, то нужно проверить сопротивление катушки зажигания. Для этого потребуется обычный мультиметр, или омметр и технический паспорт на катушку, где можно посмотреть её параметры, включая сопротивление обмоток. Перед тем, как проверить катушку зажигания, отсоединяем все провода и поочередно замеряем сопротивление обеих обмоток, при этом сопротивление первичной обмотки должно быть меньше, чем у вторичной. Если в ходе измерений выяснилось, что сопротивление обеих обмоток соответствует заводским параметрам, а при проверке «на искру» этой самой искры не было, то можно сделать вывод, что произошел пробой изоляции между витками и корпусом.

Замена катушки зажигания

В случае неисправности катушки и невозможности её восстановления, она подлежит замене. Можно купить точно такую же оригинальную, а можно подобрать аналогичную, при этом их характеристики не должны отличаться более чем на 20-30 процентов, а так же иметь одинаковое крепление и конструктивное исполнение. Например, для отечественных автомобилей ВАЗ-2108 — 2109 с электронными катушками 27.3705 от отечественного производителя, подойдут не сильно отличающееся по параметрам катушки 0.221.122.022 фирмы «Bosch». В этом случае разброс параметров составит от 10 до 15%.

Подводя итог можно отметить, что при написании статьи использовалась реальная информация о проблемах, с которыми сталкивался каждый водитель. Все катушки практически не отличаются друг от друга по принципу действия, но не все из них взаимозаменяемы, например, катушки с механическим распределением зажигания не сможет работать с бесконтактным распределением и наоборот.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Катушки зажигания — виды, устройство, принцип работы

(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)

Задачи катушки зажигания

Катушка зажигания накапливает энергию и вырабатывает высокое напряжение для образования искрового разряда на электроде свечи зажигания.

Функция катушки зажигания основывается на законе индукции: катушка зажигания состоит из магнитомягкого железного сердечника, первичной обмотки из медной проволоки с малым количеством витков (сечением примерно 0,75 мм²) и вторичной обмотки из медной проволоки с большим количеством витков (сечением примерно 0,63 мм²). Соотношение витков составляет примерно 1:200.

Поставляемая от аккумулятора энергия в требуемый момент зажигания отключается от конечной ступени управления. Магнитное поле первичной обмотки переносится на вторичную обмотку. Возникающее во вторичной обмотке напряжение зависят от количества витков. Это высокое напряжение используется для искрообразования на электроде свечи.

Энергия зажигания

При оптимальном составе смеси энергия зажигания должна составлять примерно 0,2 мДж, при более бедной или богатой смеси — примерно 3 мДж. Однако в практике расход энергии гораздо выше.

Вырабатываемая энергия в современных системах зажигания достигает от 60 до 200 мДж. Это означает, что при контакте с проводящими высокое напряжение частями может возникнуть угроза жизни!

Термины в системе зажигания

Распределение

Аккумулирование энергии: во время цикла заряда катушка накапливает энергию в магнитопроводе. Ток подается — катушка заряжается (цепь первичной обмотки закрыта, цепь вторичной обмотки открыта). В заданный момент зажигания первичная цепь размыкается.

Первичный ток

Индуцированное напряжение: любое изменение тока в индуктивности (катушке) изменяет напряжение. Вторично генерируется высокое напряжение.

Вторичное напряжение

Высокое напряжение: так же как и в трансформаторе вырабатываемое высокое напряжение зависит от числа витков катушки первично/вто-рично. После достижения необходимого напряжения пробоя происходит разряд катушки с образованием искры (пробой).

Вторичный ток

Искра зажигания: после поступления высокого напряжения на свечу зажигания накопленная энергия разряжается в искровой канал (цепь первичного тока открыта, вторичного-закрыта).

Время замыкания (заряда катушки)

В контактно-распределительной системе зажигания определяется продолжительность времени, в период которого контакт прерывателя замкнут.

В электронной системе зажигания предписывается продолжительность времени, в период которого первичный ток протекает. Первичная обмотка катушки подключена.

Система зажигания с контактным прерывателем

Электронная система зажигания

РАЗНОВИДНОСТИ КАТУШЕК

На практике в основном встречаются 3 вида: система зажигания с вращающимся распределителем, двухискровая катушка зажигания и одноискровая катушка зажигания.

Стандартная катушка зажигания для двигателей с вращающимся распределением высокого напряжения (ROV)

Управление током заряда через контакт прерывателя. Тут высокое напряжение генерируется центрально от одной катушки зажигания и распределителем зажигания механически распределяется на отдельные свечи зажигания. В современных системах управления двигателем этот вид распределения напряжения уже не актуален.

Двухискровая катушка зажигания (в двигателях с четным числом цилиндров)

Оба соединения высокого напряжения последовательно подключены к двум свечам зажигания, порядок зажигания которых на 360° оборота коленчатого вала смещены друг от друга. Катушка зажигания генерирует искру зажигания одновременно на две свечи зажигания: одна находится в цилиндре, в котором как раз и сжимается воздушно-топливная смесь, а вторая — в цилиндре, который в это время находится в такте выпуска. В цилиндре с высоким давлением (с тактом сжатия) возникает рабочая основная искра зажигания, в менее сжатом (с тактом продувки) — холостая искра зажигания. После 360° оборота коленчатого вала все становится наоборот. В другой паре цилиндров импульс зажигания происходит точно так же, только смещен на 180° оборота коленвала.

Благодаря последовательному включению одна из обеих свечей работает с положительным высоким напряжением пробоя, а другая — с отрицательным напряжением. Из-за разного направления напряжения электроды свечей зажигания показывают неодинаковые картины обгорания.

На каждый оборот коленвала -2 искры зажигания (основная/ рабочая искра и поддерживаю-щая/холостая искра)

1. Помехоподавляющий штекер 2. Кабели зажигания
3. Соединительный штекер 4. Двухискровая катушка зажигания 2×2

Статическое распределение высокого напряжения с двух-искровой катушкой зажигания

Одноискровая катушка зажигания в полностью электронной системе зажигания

В этом исполнении каждая свеча зажигания приписана к конкретной катушке зажигания, которая «сидит» прямо на изоляторе свечи зажигания. Конструкция делает возможным более филигранное исполнение и размеры. Одноискровые катушки зажигания устанавливаются как на четное, так и на нечетное количество цилиндров: система зажигания все равно синхронизируется сенсором распредвала.

Схема включения одноискровой катушки зажигания

Устройство одноискровой катушки

Одноискровая катушка зажигания вырабатывает в каждый такт по искре зажигания, потому необходима синхронизация с распределительным валом.

Преимущества одноискровой катушки зажигания в полностью электронной системе зажигания

Благодаря прямой передаче напряжения от катушки зажигания на свечу зажигания одноискровая катушка зажигания имеет меньшие потери напряжения и позволяет использовать самый широкий из возможных диапазонов углов опережения зажигания. Кроме того, в такой системе возможен контроль первичной и вторичной цепей системы зажигания и определение перебоев в искрообразовании.

Одноискровая катушка

1 Замок зажигания 2 Катушки зажигания 3. Свечи зажигания 4. Блок управления

Статическое распределение зажигания с одноискровыми катушками зажигания

Диоды в цепи высокого напряжения для подавления искры при включении. Вторичная обмотка не может быть проверена омметром.

Видео

Работа и устройство катушки зажигания с фото и видео

Не нужно иметь какое-то специальное автомобильное образование, чтобы понимать, что каждый элемент, входящий в структуру наиболее распространенного средства передвижения – автомобиля – даже самый маленький, является очень важным, и при его отсутствии дело может дойти вплоть до катастрофы. Не попадает в категорию исключений и система зажигания, а особенно ее поистине сердце – катушка. Поэтому так важно иметь представление об устройстве катушки зажигания и о ее принципе работы. Об этом и пойдет речь далее.

Содержание статьи

Устройство

Катушка зажигания (иначе она еще может называться модулем) представляет собой один из элементов системы автомобильного зажигания, призванный преобразовывать напряжение низковольтного типа бортовой сети в импульс высоковольтного характера. После этого возникающее высокое напряжение становится причиной образования искры между электродами, принадлежащие к свече, и воспламенения топливно-воздушной системы.

В целом данный механизм представляет собой трансформатор, который располагает двумя обмотками и может применяться во всех системах: электронной, бесконтактной и контактной. Но в зависимости от типа катушки, ее устройству характерны определенные трансформации. Рассмотрим эти виды и их структуру.

Во множестве конструкций электронной системы зажигания может применяться сдвоенная катушка. Еще одно ее наименование – двухвыводная. Данный тип располагает двумя высоковольтными выводами, которые становятся причиной одновременного получения искры цилиндрами в количестве двух штук. Причем один из цилиндров размещается в конце такта сжатия, а в другом искра происходит вхолостую.

Этот тип может иметь не один вид соединения со свечами зажигания. Так, это может происходить при помощи приводов, характеризующихся высоким уровнем напряжения. А еще один способ объясняется таким образом: когда одна свеча напрямую связана через наконечник, а другая – при помощи ранее упомянутого провода с высоким напряжением.

Примечательно, что пара сдвоенных катушек может образовать уникальный единый механизм. При этом он будет носить новое название – четырехвыводный, что вряд ли стоит объяснять.

Электронную систему зажигания прямого типа вполне устроит индивидуальная катушка. Установка этого вида производится совместно с зажиганием, чья работа заведена исключительно на управление электронного характера, при этом обязательно условие – отсутствие любых механических частей. Зажигание в такой катушке осуществляется с помощью разряда, поступающий от конденсатора, потому эту систему и называют прямой. Базовая функциональная часть индивидуальной катушки состоит из витков, сделанные из медных проводов, для того, чтобы принимать первичное напряжение и преобразовывать вторичный контур. Из этого следует, что механизм данного типа включает в себя две обмотки – первичную и вторичную, причем первая находится внутри второй. Конструкция первичной обмотки отличается наличием внутреннего сердечника, а вокруг вторичной находится внешний сердечник.

В катушке индивидуального типа могут размещаться такие компоненты воспламенителя, как электронные. Когда во вторичной обмотке вырабатывается высокое напряжение, то оно напрямую подается на свечу(делается это при помощи наконечника, состоящего из стержня высокого напряжения, изолирующей оболочки и пружины). А для того, чтобы во вторичной обмотке ток высокого уровня напряжение был отсечен как можно быстрее, там устанавливается диод, который тоже характеризуется высоким уровнем напряжения.

Во всех трех ранее названных системах зажигания может использоваться общая катушка. При этом обязательно условие для системы электронного типа – наличие блока распределителя.

Как и ранее описанный индивидуальный тип, этот объединяет первичную и вторичную обмотки.

Первая состоит не менее чем из ста витков толстой проволоки, выполненной из меди, которая, дабы иметь возможность предупреждать резкие скачки напряжения вместе с коротким замыканием, была изолирована. Также первичная обмотка располагает двумя выводами низковольтных характеристик, которые находятся на крышке катушки.

Что касается вторичной обмотки, то она в своем составе имеет гораздо большее количество витков (предел обозначен цифрой 30000) тоже медной, но уже тонкой проволоки. Примечательно то, что в общей вторичная обмотка располагается внутри первичной, в отличие от индивидуальной.

Основная характеристика всех проанализированных видов заключается в сопротивлении обмоток, которое варьируется в зависимости от модели механизма. В случае, если значение отклоняется от оптимального, то это говорит о неисправности в работе катушки.

Нужно упомянуть и о том, что обмотки, чтобы иметь возможность повышать силу магнитного поля, размещаются вокруг сердечника, сделанного из железа. А все вместе это образует конструкцию, которую помещают в корпус с изолирующей крышкой. При этом катушка обязательно должна быть заполненной трансформаторным маслом – это должно предотвращать токовой нагрев.

Как работает

Принцип работы катушки зажигания основывается на базовых физических законах, которым учили еще в школе. Его можно охарактеризовать следующим образом: напряжение низковольтного типа отправляется в первичную обмотку. Все это создает магнитное поле. Иногда это напряжение может быть отсечено прерывателем, что становится причиной резкого сокращения магнитного поля вместе с образованием электродвижущей силы в витках катушки.

Если верить физическому закону касательно электромагнитной индукции, то величина электродвижущей силы, которая возникает таким образом, является пропорциональной количеству витков в обмотке контура. Этим можно объяснить то, что во вторичной катушке образуется высокого напряжения импульс, ведь там находится большое количество витков. Этот импульс подается к свече зажигания. Причем данный процесс не характерен для индивидуального типа, так как такой устанавливается непосредственно на свечу.

Именно благодаря этому импульсу, передаваемый при помощи катушки, между электродами свечи возникает искра, что становится причиной воспламенения топливно-воздушной смеси. А в тот момент, когда возникновение этой искры уже просто необходимо, контакты в распределителе-прерывателе размыкаются. В этот же момент происходит разрыв цепи первичной обмотки. Ток высоковольтного характера появляется на центральном контакте катушки, после чего вновь отправляется – на тот контакт, напротив которого в этот конкретный момент находится электрод бегунка. После всего этого происходит замыкание цепи, а импульс проходит на свечу зажигания, принадлежащей одному из цилиндров.

Небольшая рекомендация: катушка не особо приветствует длительные нагрузки, поэтому лучше включать на длительное время зажигание при факте отсутствия запуска двигателя. Это – проверенный факт, исполнение которого поможет максимально продлиться время действия описываемого механизма.

Устаревшие модели автомобилей располагали такими катушками, напряжение от которых приходило сразу ко всем свечам при помощи распределителя зажигания. Последний механизм оказался недостаточно надежным, в связи с чем в современных авто начали активно применять системы с катушками индивидуального типа, принадлежащий каждой отдельной свече. В связи с этим энергия искрообразования увеличилась, а уровень радиопомех, что создавала система зажигания, наоборот уменьшился. Также применение данной системы позволило распрощаться с необходимостью использовать высоковольтные провода, которые часто оказываются ненадежными.

Катушка, как важнейший элемент общей системы зажигания, нуждается в особенном внимании и уходе. Поэтому таким не стоит пренебрегать и ожидать до последнего, пока из строя выйдет на только данный механизм, но и вся система зажигания, а позже и автомобиль. Так что я рекомендую всегда находить время для осуществления хотя бы элементарной диагностики авто и системы зажигания в частности, тем более если о принципе ее работы теперь известно. И пусть автомобиль никогда не подводит.

Видео “Снятие катушки зажигания”

Посмотрев запись вы узнаете как можно самостоятельно снять катушку зажигания.

Катушка зажигания: устройство, принцип работы, виды

Система зажигания используется в бензиновых и газовых двигателях, так что свечи, катушки и высоковольтные провода стали неотъемлемой частью современного автопрома. Как и многие другие системы, зажигание претерпело множество перемен в ходе своей эволюции, но принцип его работы остался тем же (еще бы, ведь законы физики пока никто не отменял). И, пожалуй, сильней всего изменилась именно катушка зажигания, пройдя путь от массивного устройства до небольшого девайса, почти не занимающего места, но добросовестно выполняющего свою работу. В этой статье мы с Вами вскроем несколько тайн по поводу этого устройства.

Что такое катушка зажигания и для чего она нужна?

Чтобы получить заветную искорку, нужно довольно большое напряжение, ведь разряд на свече должен «пробить» расстояние между электродами и дать мощную искру. Дать такое напряжение ни генератор, ни аккумулятор автомобиля даже теоретически не в состоянии: при номинальном показателе 12 вольт на АКБ для зажигания требуется 10-50 тысяч вольт. Вот для получения такого напряжения и используется катушка зажигания. По сути, она преобразовывает низковольтный ток в высоковольтный.

От того, насколько стабильно работает катушка, зависит и работа двигателя, ведь без «заветной искры» никто никуда не поедет.

Схема системы зажигания

В общей схеме системы зажигания катушка располагается между АКБ и распределителем зажигания, за которым дальше стоят свечи. Параллельно с катушкой подсоединен прерыватель (в старых автомобилях) или ЭБУ для регулировки подачи заряда – в новых. Постоянный низковольтный ток от батареи (или генератора) поступает на катушку. Прерыватель отрабатывает периодические разрывы в цепи (об этом чуть дальше, в описании принципа работы). Катушка генерирует высоковольтный ток, который через трамблер поступает на нужную свечу. Независимо от того, какая система управления используется в автомобиле (механическая или электронная), схема зажигания не меняется по принципу, а только совершенствуется по форме.

Схема работы системы зажигания с катушкой

Если любой из элементов системы дает сбой, это сразу отражается на режиме работы двигателя. Поэтому катушка так важна.

Устройство катушки зажигания

Принципиальная схема устройства катушки остается одинаковой на все модификации и конструктивные особенности.

Устройство простейшей катушки зажигания

Внутренний центральный сердечник, сделанный из стальных пластин, изолированных между собой для уменьшения вихревых токов.
Первичная обмотка из толстой (примерно 0,8 мм в сечении) проволоки, намотанной в 250-400 витков.
Вторичная обмотка, состоящая из тонкой проволоки (примерно 0,1 мм в сечении), намотанной в 20-25 тысяч витков. В среднем, соотношение количества витков между первичной и вторичной обмоткой составляет примерно от 1:150 до 1:200.
Наружный кольцевой сердечник, он же магнитопровод.
Клеммы: две для тока низкого напряжения (от АКБ и на «массу») и одна высоковольтная.
Корпус, наполнитель (заливка трансформаторным маслом или эпоксидным составом).

Первичная и вторичная обмотка изолированы друг от друга, а в дорогих моделях изоляция есть и между слоями витков. Это сделано для того, чтобы избежать «пробоев» напряжения.

Виды и устройство катушек зажигания

В процессе своего развития катушка зажигания серьезно преобразилась внешне, хоть и не изменилась принципиально. Конструктивно выделяют четыре типа катушек.

Классическая или общая – самый старый тип конструкции, который, тем не менее, еще можно встретить в автомобилях. Конструктивно это одна катушка, которая подает разряд на каждую свечу по очереди. Очередность подачи тока определяет трамблер.
Устройство общей катушки зажигания
Сдвоенная, она же «сдвоенная искра», она же модуль зажигания или DIS (Double Ignition System) – героическое избавление от распределителя зажигания, который был слабым звеном во всей цепочке. В ней два высоковольтных вывода, каждый из которых подает напряжение одновременно на два цилиндра, в которых поршни движутся синхронно вверх. Устройство сдвоенной катушки зажигания
При этом если один из цилиндров требует поджига (то есть идет такт сжатия) и искра действительно нужна, то второй цилиндр работает на выпуск, и искра отрабатывает вхолостую. Трамблера в системе нет, поскольку каждый модуль состоит из двух высоковольтных выводов, работающих одновременно. Соответственно, два модуля ставятся на 4-цилиндровый двигатель, три модуля – на 6-цилиндровый. Прерывателем тока работает праобраз современных ЭБУ – блок управления двигателем (первые блоки были транзисторными, что не мешало им справляться со своей работой).
Индивидуальная, она же «катушка на свече», она же COP (Coil on Plug) – еще один шаг навстречу рациональности. Установка на каждую свечу индивидуальной катушки зажигания дала возможность убрать из цепочки высоковольтные провода, а значит, дополнительно повысить общую надежность системы. Теперь каждая катушка подключается к ЭБУ, работающем по принципу прерывателя. Но никаких трамблеров, никаких проводов – высоковольтный вывод катушки подсоединен к главному контакту свечи. В современных двигателях используются индивидуальные катушки компактного типа, в которых основная часть с обмотками и сердечником располагается в верхнем отдельном секторе корпуса.
Устройство индивидуальной катушки зажигания
Рейка зажигания (секционные) – конструкция, объединяющая несколько катушек для лучшей и более простой синхронизации их работы. В рейку устанавливаются индивидуальные катушки стержневого типа, в которых внутренний сердечник проходит параллельно основной оси катушки. Основной их недостаток то, что если выходит из строя одна катушка, то нужно менять весь модуль в сборе. А это удовольствие не из дешевых.

Катушки зажигания реечного (секционного) типа

Помимо основного типа конструкции катушки имеют разный теплопроводный наполнитель. Во время работы она может довольно сильно нагреться, поэтому внутреннюю часть заполняют веществом, отводящим лишнее тепло от медной обмотки. По типу этого вещества катушки делятся на «сухие» и маслозаполненные.

«Сухие» – современные устройства, залитые смесью на эпоксидной основе. Она одновременно выполняет функцию отвода тепла, изолятора и даже корпуса.
Маслозаполненные – старые модели, которые заливались трансформаторным маслом. Не самая рациональная система, но тоже справляется со своей задачей.

Принцип работы катушек зажигания

Принцип работы катушки зажигания основан на физическом законе самоиндукции. Ниже, на видео наглядно показан принцип работы.

Постоянный, низковольтный ток поступает на первичную обмотку.
Когда срабатывает прерыватель, напряжение начинает падать, образовывая вокруг первичной обмотки переменное магнитное поле.
Далее электромагнитное поле, пересекая стальной сердечник, усиливается, и пересекает вторичную обмотку.
При пересечении вторичной обмотки магнитным полем, в ней индуктируется ток с электродвижущей силой гораздо большей, чем в первичной обмотке. Происходит это как раз иза разности количества витков в катушках.
Этого напряжения уже достаточно чтобы на свече образовалась искра, и произошло воспламенения топливной смеси.

Работа катушки зажигания

Частые неисправности

Время от времени катушки зажигания выходят из строя, иногда отработав свои законные тысячи километров, а иногда вскоре после покупки. Регламентного срока замены у них нет, так что чем выше качество этой детали, тем дольше не придется о ней вспоминать. Частые причины поломок катушки разные.

Перегрев. Катушка может пострадать от сбоя в системе охлаждения двигателя, от «закипания» мотора, от нарушения отвода тепла.
Короткое замыкание. Встречается нередко, особенно в дешевых моделях, которые используют на сложных дорогах. От вибрации изоляционный материал постепенно приходит в негодность и происходит замыкание на обмотках.
Неисправность смежных элементов электросети. В частности, недостаточный заряд АКБ приводит к слишком продолжительной зарядке катушки.
Повреждение корпуса от ударов, вибрации, перепадов температур и т.д.
Попадание влаги внутрь.
Естественный износ. Да, катушка тоже имеет свой ресурс, и рано или поздно ее приходится менять.

Любая неисправность моментально сказывается на работе двигателя: он либо вообще не запускается (если проблема с образцом старого типа, одной на все цилиндры), либо работает с перебоями: троит, теряет динамику. В довершение ко всему загорается значок Check Engine, и приходится ехать в сервис на диагностику.

Катушки зажигания не ремонтируются, только меняются на новую. Это относится и новейшим индивидуальным устройствам с компьютерным управлением, и к старым классическим.

Советы по эксплуатации и проверке

Чтобы катушки зажигания проработали как можно дольше, рекомендуем такие несложные правила эксплуатации.

Следите за состоянием электросети и всех ее элементов. «Убить» катушку может и старый аккумулятор, и некачественные высоковольтные провода, и даже программный сбой ЭБУ.
Не экономьте на свечах зажигания. В конструкции «катушка на свече» есть риск прорыва выхлопных газов через свечной колодец. В дешевых свечах уплотнение менее качественное, а значит, есть риск получить раскаленные выхлопные газы прямо внутрь катушки зажигания.
Проверить работоспособность ее можно с помощью мультиметра. Для этого нужно сначала замерить сопротивление первичной обмотки, подключив щупы к низковольтным клеммам. Стандартное сопротивление 0,4-3 Ом. Если больше или стремится к бесконечности – в обмотке обрыв, если меньше (стремится к нулю) – короткое замыкание.
Для проверки вторичной обмотки тестер нужно выставить на измерение до 2 тыс. кОм, щупы установить на высоковольтную и плюсовую клеммы и замерить сопротивление. Показатели должны быть 5-10 кОм, возможно больше или меньше, но в разумных пределах. Так же, как и в предыдущем случае, бесконечность означает обрыв провода в обмотке, ноль – короткое замыкание.
При подозрении на пробой изоляции (есть утечки тока, которые чувствуются как удары током от кузова автомобиля) можно измерить сопротивление на корпусе. Один щуп мультиметра на высоковольтную клемму, второй на корпус. Вот тут как раз должно быть сопротивление, стремящееся к бесконечности. Другой показатель четко говорит о повреждении оболочки катушки.

Покупая катушку зажигания, многие автовладельцы недоумевают: цены на оригинальные (ОЕМ), неоригинальные от качественных брендов и бюджетные катушки могут отличаться в десятки раз. И это не «доплата за бренд», как обычно думают покупатели. По итогу, устройство от качественного бренда будет надежно работать и не беспокоить лишний раз. А от образца бюджетного уровня сложно ожидать долгих лет службы. Как правило, самые дешевые образцы ставят на автомобиль перед продажей, чтобы он некоторое время поездил (хотя бы до ближайшего нотариуса).

Заключение

Нормальная качественная катушка зажигания служит долго, если ей не мешать. Но ее поломка – всегда неожиданность, расходы и переживания. Поэтому лучше позаботиться о том, чтобы поддерживать электрику автомобиля в порядке, не перегревать двигатель, не заливать его водой, а при замене свечей зажигания аккуратно обращаться с катушками. Конечно, никакие предосторожности не сделают ее вечной, но помогут снизить затраты на диагностику, поиск и покупку новых, а еще сэкономить время и нервы.

Катушки зажигания контактных и бесконтактных систем зажигания, тип

Катушки зажигания систем зажигания автомобилей являются повышающим автотрансформатором напряжения и служат для преобразования прерывистого тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (11-25 кВ), для пробоя воздушного зазора между электродами свечи зажигания.

Катушки зажигания контактных, контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания автомобилей, типы, конструкция, устройство, принцип работы.

По конструкции магнитной цепи катушки зажигания разделяются на два типа:

— С разомкнутой магнитной цепью.
— С замкнутой магнитной цепью.

В катушках с разомкнутой магнитной цепью значительную часть пути магнитный поток проходит по воздуху, поэтому в воздушном пространстве сосредотачивается основная часть электромагнитной энергии. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит через стальной магнитопровод и только лишь незначительную часть пути — через воздушные зазоры величиной порядка нескольких десятых миллиметра каждый.

Общее устройство катушки зажигания.

Электромагнитная энергия запасается как в воздушных зазорах, так и в стали. В катушках с замкнутой магнитной цепью затраты меди меньше, чем в катушках с разомкнутой цепью. В отношении затрат стали имеет место обратное явление.

По выполнению обмоток катушки зажигания с разомкнутой магнитной цепью разделяются на два типа: с внутренней и наружной первичной обмоткой. Последние имеют ряд преимуществ:

— Лучшие условия охлаждения.
— Масса привода вторичной обмотки меньше, что удешевляет их изготовление.
— Меньше сопротивление вторичной обмотки.

Поэтому многие катушки зажигания выполняются с наружной первичной обмоткой. По типу изоляции катушки зажигания делятся на маслонаполненные и “сухие”. Трансформаторное масло нужно в катушке для изоляции проводов обмоток и теплоотвода. В “сухих” катушках зажигания роль изолятора выполняет компаунд.

Катушки зажигания контактных систем зажигания, устройство.

Типовая автомобильная катушка зажигания представляет собой электрический автотрансформатор с разомкнутой магнитной цепью. Сердечник катушки зажигания набран из пластин трансформаторной стали, толщиной 0,35 мм, изолированных друг от друга окалиной для снижения вихревых токов Фуко. На сердечник надета изолирующая трубка, на которую намотана вторичная обмотка.

Каждый слой этой обмотки изолирован конденсаторной бумагой, а последние слои намотаны с зазором между витками 2-3 мм, чтобы уменьшить опасность пробоя изоляции. Первичная обмотка намотана поверх вторичной обмотки, что облегчает отвод от нее тепла. Корпус катушки зажигания штампован из листовой стали. Внутри корпуса установлен наружный магнитоотвод из трансформаторной стали.

Фарфоровый изолятор (снизу) и карболитовая крышка (сверху) предотвращают возможность пробоя между сердечником и корпусом катушки. Крышка имеет четыре выходные клеммы: центральную — высоковольтную и три низковольтных — безымянную и клеммы “ВК” (включение) и “ВК-Б” (включение от батареи). Один конец вторичной обмотки выводится к клемме высокого напряжения через контактную пластину и пружину.

Высоковольтная клемма с помощью наконечника соединяется через высоковольтный провод с центральным электродом крышки распределителя. Другой конец вторичной обмотки и конец первичной обмотки соединены между собой (автотрансформаторная связь обмоток) и подведены к безымянной клемме на крышке. Эта клемма соединяется с клеммой “Р” распределителя. Другой конец первичной обмотки соединен с клеммой “ВК”.

Общее устройство катушки зажигания с четырьмя выводными клеммами.

Число витков обмоток катушки зажигания зависит от ее типа и находится в пределах 180-330 — для первичной и 18 000-22 000 — для вторичной. Соответственно, диаметр провода первичной обмотки 0,52-0,86 мм, а вторичной обмотки 0,07-0,09 мм. Коэффициент трансформации (Ктр) равен отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки — W2/W1.

Пространство между обмотками и корпусом катушки зажигания заполнено изолирующим наполнителем — трансформаторным маслом. Герметичность карболитовой крышки в кожухе обеспечивается прокладкой.

К клеммам “ВК-Б” подсоединен добавочный резистор, установленный в керамическом изоляторе. Добавочный резистор может крепиться как на самой катушке, так и отдельно от нее. Сопротивление резистора в зависимости от типа катушки 1,0-1,9 Ом. При пуске двигателя катушка зажигания питается от аккумуляторной батареи, напряжение которой понижено (до 6-8 В) из-за потребления стартером большего тока, что приводит к снижению тока в первичной обмотке и развитию катушкой вторичного напряжения.

С учетом этого обстоятельства первичная обмотка катушки зажигания рассчитывается на напряжение 6-8 В, а остальное напряжение источника гасится в добавочном резисторе. Последний, при пуске двигателя закорачивается, и первичный ток возрастает, что обеспечивает достаточную величину вторичного напряжения для пробоя искрового промежутка свечи зажигания.

Общее устройство катушки зажигания с тремя выводными клеммами.

Дополнительное сопротивление является также вариатором, то есть в зависимости от нагрева изменяет сопротивление. При малых оборотах двигателя, ток, протекающий через первичную обмотку катушки зажигания, достигает большой величины, что нежелательно, т. к. начинают усиленно обгорать контакты прерывателя и возрастает возможное вторичное напряжение, которое при увеличении (например, с увеличением зазора между электродами свечи) может привести к пробою бегунка или в другом “слабом месте”.

С нагревом же, вариатор увеличивает сопротивление и уменьшает первичный ток. В некоторых системах зажигания (например автомобилей ВАЗ) добавочный резистор отсутствует, что обусловлено высокими характеристиками электропусковой системы. Благодаря чему напряжение аккумуляторной батареи при пуске снижается незначительно.

Характеристики и параметры катушек зажигания контактных, контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания автомобилей.

Особенности катушек зажигания Б117, Б117-А и Б115-В.

Особенностью катушек зажигания Б117 (А) и Б115-В, имеющих большое сопротивление первичной обмотки, является то, что, если случайно оставить включенным зажигание, катушка не выйдет из строя, а произойдет полный разряд аккумуляторной батареи.

Вместо катушки зажигания Б115-В, которую устанавливают на автомобили Москвич и ИЖ, можно применять катушку Б117-А без добавочного резистора. Причем эта замена не только возможна, но и желательна.

Катушки зажигания контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания.

Конструкция катушек зажигания для контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания аналогична конструкции катушки зажигания классической батарейной системы зажигания. Различие в основном состоит в намоточных данных. Катушки зажигания Б114 и Б118 — маслонаполненные.

Особенности устройства катушек зажигания Б114 и Б118 с тремя выводными клеммами.

Один конец вторичной обмотки соединен с высоковольтным выводом, а второй с корпусом катушки зажигания, на массу. При таком выводе вторичной обмотки исключается воздействие высокого напряжения на выходной (силовой) транзистор коммутатора. При установке на автомобиль корпус этих катушек зажигания должен быть хорошо соединен с массой.

Катушка зажигания Б118 применяется с коммутатором ТК-200, использование других катушек с этим коммутатором невозможно. Маслонаполненная катушка Б116 взаимозаменяема с “сухой” 31.3705. Однако Б116 обладает более высокой живучестью при перегревах и прочих неприятностях.

По материалам книги «Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей».
Ходасевич А. Г., Ходасевич Т. И.

что это такое, как работает и где находится в автомобиле, характеристика, схема и виды устройства

Катушка считается основной деталью системы зажигания, при ее неработоспособности пуск мотора машины невозможен. Это связано с тем, что принцип работы катушки зажигания позволяет произвести появление искры, необходимой для запуска силового агрегата.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Назначение катушки зажигания в автомобиле

Такое устройство предназначено для накапливания энергии и выработки напряжения. Оно требуется для появления разряда, подающегося на электрод свечки. Наличие искры способствует эффективному запуску силового агрегата. Основная опция устройства основана на работе закона индукции. Ток, поставляемый АКБ, в нужный момент зажигания перестает подаваться на устройство.

Конструктивные особенности КЗ

КЗ для машины устроена следующим образом:

Изоляторный элемент. Применяется в качестве изоляционной детали.
Корпус устройства. В него заключены остальные компоненты КЗ. Обычно выполняется из металла, может производиться из высокопрочного пластика.
Изоляционная бумага.
Первичная обмотка. Независимо от типа системы, эта деталь состоит из основного проводника. Кабель должен быть заизолирован. В зависимости от модели КЗ он может насчитывать от 100 о 150 витков. Первичная обмотка оборудуется выходами, каждый из которых рассчитан на 12 вольт.
Вторичная обмотка. Ее монтаж обычно выполняется снаружи устройства, а количество витков в детали может состоять от 15 до 30 тысяч. Подобные механизмы устанавливаются в модули зажигания, двухвыводные, а также сдвоенные катушки, их наличие могут включать в себя индивидуальные системы. Внутри вторичного элемента формируется напряжение, составляющее около 35 тысяч вольт, оно в дальнейшем подается на свечи. Для качественной изоляции контактных элементов в КЗ используются наконечники.
Клеммный контакт первичной детали. Он может обозначаться на КЗ символом К.
Контактный болт. Применяется для фиксации устройства и передачи контакта.
Центральный выход, по которому передается высоковольтное напряжение. Оно подается на свечи.
Защитная крышка устройства.
Клеммный элемент питания. Предназначается для подключения катушки к бортовой сети.
Контактная пружинка устройства.
Скоба.
Внешний кабель для подключения устройства.
Сердечник. Конструкция элемента препятствует образованию вихревых токов.

Конструктивная схема устройства КЗ в авто

Расположение катушки зажигания в автомобиле

Чтобы узнать, где находится КЗ в конкретном автомобиле, рекомендуем обратиться к сервисному руководству по эксплуатации. Обычно устройство располагается в моторном отсеке. Его можно увидеть на крыле либо на разделительной перегородке, которая отделяет салон машины от моторного отсека. В некоторых случаях устройство может находиться непосредственно на силовом агрегате.

Принцип действия катушки зажигания

В целом принцип работы катушки зажигания можно разделить на четыре этапа:

Ток подается на первичное устройство трансформаторного узла и образует в нем магнитное поле.
В результате прекращения подачи тока поле образует ток высокого напряжения на вторичном устройстве.
От вторичного компонента напряжение подается на основную клемму узла.
С клеммного элемента напряжение поступает на распределительный узел. Оттуда оно подается на свечи, где происходит искровой разряд.

Автомобильная КЗ работает по принципу трансформаторного устройства. Сначала наматывается вторичная обмотка, она оснащена тонким проводником, а затем — первичная. Количество витков последней меньше, но проводник значительно толще. Когда происходит соединение контактных частей, величина первичного тока возрастает до наибольшего значения. Она определяется параметром напряжения АКБ, а также значением омического сопротивления первичного устройства.

Ток, нарастающий в системе, встречает сопротивление самоиндукции, которое направлено встречно на напряжение АКБ. При замыкании контактных элементов по первичному устройству проходит ток и создает магнитное поле, пересекающее в том числе и вторичную обмотку. В результате в последней образуется ток высокого напряжения. В тот момент, когда происходит размыкание контактных элементов прерывательного устройства, в обеих обмотках появляется ЭДС самоиндукции. Чем величина вторичного напряжения выше, тем быстрее пропадает магнитный поток, образованный первичным устройства.

На ферромагнитный сердечник может подаваться первичный ток, что способствует снижению энергии, которая собирается в магнитном поле. Чтобы понизить насыщение, в конструкцию может добавляться разомкнутый магнитопровод. Это дает возможность создавать КЗ, в которых величина индуктивности первичного устройства составит до 10 мГн, а параметр первичного тока — 3-4 ампера. Не допускается использование более высокой величины тока, поскольку это приведет к обгоранию контактных элементов прерывательного устройства.

Принцип работы катушки зажигания в авто подробно представлено в видеоролике канала NGKNTK EMEA.

В результате увеличения силы тока на вторичном участке электроцепи напряжение резко снижается до так называемого напряжения дуги. Последняя величина остается неизменной до момента, пока запас энергии не упадет до минимального параметра. В среднем длительность батарейного зажигания в автомобилях составляет около 1,4 мс. Как правило, этого хватает для возгорания горючей смеси. Когда напряжение дуги из системы пропадает, остаточная энергия используется для поддержки затухающих колебаний тока и напряжения.

Длительность дугового заряда зависит от:

значения запасенной энергии;
соотношения топлива и воздуха в горючей смеси;
частоты, с которой вращается коленчатый вал двигателя;
степени сжатия и т. д.

Если частота вращения коленчатого вала ДВС возрастает, то время, при котором контактные элементы прерывательного устройства остаются замкнутыми, снижается. А первичный ток за этот промежуток не успевает увеличиться до максимального значения. Это приводит к уменьшению запаса энергии, которая собирается в магнитной системе КЗ, в результате чего падает вторичная величина напряжения.

Отрицательные характеристики систем, в которых используются механические контактные элементы, проявляются при слишком низких либо высоких обротах двигателя. Если частота вращения небольшая, то между контактными компонентами прерывательного узла появляется дуговой заряд, который забирает часть энергии. При слишком высоких оборотах падает параметр вторичного напряжения, что связано с вибрацией контактов прерывательного узла. В зависимости от типа КЗ может оснащаться добавочным резисторным элементом, такие устройства работают по другому принципу.

Канал Soldering подробно рассказал о проверке такой характеристики КЗ, как сопротивление, с использованием мультиметра.

При пусковом режиме, когда напряжение от АКБ снижается, резисторное устройство замыкается посредством дополнительных контактов, расположенных на тяговом реле. Для этого могут применяться контактные элементы дополнительного реле активации стартерного устройства. Это позволяет первичному механизму выработать напряжение, составляющее 7-8 вольт. При рабочем режиме функционирования силового агрегата параметр напряжения, необходимого для питания электрооборудования, составляет 12-14 вольт.

Для намотки добавочного резисторного устройства обычно применяется никелевая либо константовая проволока. Если используется первый вариант, то сопротивление считается вариаторным, поскольку оно изменяется в соответствии с величиной проходящего тока. При работе ДВС на повышенных оборотах величина первичного тока снижается, а параметр сопротивления падает.

Требования к современным катушкам зажигания

Требования, которые предъявляются ко всем современным КЗ:

Простота конструкции. Чем проще устроена КЗ, тем легче ее установить и обслужить в дальнейшем. При более простом устройстве потребитель сможет самостоятельно провести диагностику в случае появления неполадок.
Небольшие габариты и масса.
Высокий ресурс эксплуатации. Надежность устройства позволит обеспечить долгий срок службы.
Надежная защита от воздействия влажности и повышенных температур. Важно, чтобы конструкция катушки, а также материалы, которые применялись для ее производства, были устойчивы к повышенным температурам и влаге. Это позволит обеспечить эффективную работу КЗ при изменении погодных условий и воздействии агрессивной среды, характерной для моторного отсека. Пары, которые исходят от топлива и моторной жидкости, не должны нанести вред устройству и его корпусу. Если будет поврежден корпус конструкции, это приведет к ухудшению функционирования КЗ в целом.
Точность посадки устройства, а также устойчивость к появлению короткого замыкания. Конструкция КЗ должна быть выполнена так, чтобы ее размеров хватало для отвода тепла и обеспечения температурной стабильности.

Технические характеристики катушек зажигания

Основные характеристики устройств приведены в таблице.

Характеристика	Описание
Индуктивность	Этот параметр определяет способность КЗ накапливать электроэнергию и измеряется в Гн. Энергия, собирающаяся внутри первичного элемента устройства, является пропорциональной показателю индуктивности. Чем выше значение индуктивности, тем больше энергии сможет накопить механизм
Параметр трансформации	Определяет, как сильно КЗ может увеличить величину первичного напряжения. На первичный элемент поступает 12-вольтное напряжение от АКБ, а когда цепь размыкается, ток снизится от 6-20 ампер до 0. В результате изменения тока появляется напряжение на первичной составляющей, а параметр трансформации определяет, как сильно выросла эта величина. Данное значение определяется соотношением количества витков во вторичном и первичном устройствах
Величина сопротивления КЗ	Первичное устройство катушки обладает сопротивлением, составляющим около 0,25-0,55 Ом, а вторичное — от 2 до 25 кОм. Величина мощности образования искры, а также ее энергии обратно пропорциональны параметру сопротивления в первичной составляющей. Чем больше это значение, тем меньше величина энергии и мощности, которая образуется при подаче искры
Энергия искры	Данный параметр составляет около 0,1 джоуля и расходуется на протяжении 1,2 мс. В самой свече энергия появляется в результате образования дугового заряда при появлении пробоя между электродными элементами. Значение напряжения на деталях определяется диаметром свечи, а также зазора между электродными компонентами и материала, из которого он изготовлен. Также на эту величину влияет температура и давление в камерах сгорания ДВС, состав горючей смеси. Для эффективной работы свечей величина напряжения, образующегося в КЗ, будет в полтора раза больше напряжения, необходимого для обеспечения пробоя
Параметр напряжения пробоя	Сам пробой образуется между электродными компонентами свечи, если величина напряжения на них и пробое соответствует друг другу. Рабочий параметр определяется зазором между электродами, параметром давления в камерах сгорания, а также температурой горючего состава. При пуске ДВС на холодную данная величина должна быть больше, это позволит появиться пробою и появлению искрового разряда. Это важно, поскольку горючее, а также воздух в двигателе еще холодные
Число искр, появляющихся в минуту	Для расчета количества искр за одну минуту надо знать показатель оборотов коленчатого вала, а также число цилиндров в ДВС. Значение искр можно вычислить путем разделения количества оборотов, умноженных на число цилиндров. А полученный показатель поделить на число тактов мотора

Виды катушек зажигания автомобиля

Существует несколько разновидностей КЗ, использующихся в автомобилях. Каждый тип имеет свою схему и особенности.

Общая катушка зажигания

Такой тип устройств применяется в системах с распределительным устройством либо без него. Эта разновидность катушек является самой простой по устройству и наиболее распространенной.

Ранее общие катушки зажигания повсеместно устанавливались на все авто.

Схема общей катушки зажигания

Схема подключения общей автомобильной КЗ

Особенности общей катушки

Особенности, характерные для общего типа устройств:

Максимальная величина рабочего вторичного напряжения варьируется в диапазоне от 18 до 20 кВ.
Сердечник устройства выполняется из пластин, изготовленных из электротехнической стали. Толщина каждой из них составляет от 0,35 до 0,5 мм. Все пластины изолированы относительно друг друга, в качестве изоляционного слоя используется лак либо окалина.
На сердечник устройства монтируется изоляционная трубка, сверху которой устанавливается вторичный элемент.
Корпус устройства изготовляется из листовой стали либо алюминия. Внутри него по стенке располагается магнитопровод. Последний сделан в виде свертка широкой ленты из электротехнической стали.
Величина скорости, при которой в общей КЗ нарастает вторичное напряжение, составляет от 200 до 250 В/мкс.
Общая продолжительность фаз, при которых происходит разряд искры — до полутора секунд.
Рабочее значение энергии, при которой происходит разряд искры, составляет от 15 до 20 мДж.

Индивидуальная катушка зажигания

Индивидуальный тип устройств появился позже. Такие катушки применяются в системах электронного зажигания и считаются более надежными.

Схема индивидуальной катушки зажигания

Схема конструкции и подключения индивидуальной КЗ

Особенности индивидуальной катушки

Особенности, характерные для устройств индивидуального типа:

Такие КЗ также оснащаются двумя обмотками — первичной и вторичной. Но в них первичный элемент устанавливается внутри вторичного.
Один сердечник монтируется внутри первичного устройства, а второй — вокруг вторичного.
Сама КЗ монтируется на свечу. Благодаря этому передача высоковольтного сигнала производится без потери энергии.
Устройства индивидуального типа могут включать в себя электронные элементы воспламенительного механизма.
Подача высоковольтного сигнала, который образуется во вторичном устройстве, осуществляется непосредственно на свечку. Передача производится благодаря наличию наконечника, который состоит из пружинного элемента, высоковольтного стержня, а также изоляционного слоя.
Основной особенностью данного типа КЗ является наличие диода. Он используется для оперативного отсекания высоковольтного тока на вторичном устройстве.

Сдвоенная катушка зажигания

Сдвоенный вариант КЗ — усовершенствованная версия общего типа устройства. Используется во многих электронных системах зажигания.

Схема сдвоенной катушки зажигания

Схема устройства КЗ сдвоенного типа

Особенности сдвоенной катушки

Особенности, характерные для сдвоенного типа устройств:

Такой тип оборудования оснащается двумя высоковольтными контактами. Каждый из них предназначен для синхронного образования искры на свечах, установленных на двух цилиндрах. Причем только один из них будет располагаться в конце такта сжатия. На втором цилиндре искра будет проходить вхолостую.
Подключение к свечкам может быть выполнено двумя методами. Либо посредством высоковольтных кабелей, либо одна из них соединяется напрямую с помощью наконечника, а вторая — с помощью кабеля.
По конструкции сдвоенные устройства устанавливаются в одном блоке по две штуки. Тогда КЗ будет считаться четырехвыводной.
В конструкции устройства может не использоваться распределительный узел, но тогда подача искры будет осуществляться на два цилиндра ДВС.

Фотогалерея

Фото разных типов устройств представлены в этом разделе.

Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»

Канал MotoDalnoBoy рассказал о причинах неисправностей, а также показал способы проверки катушки с использованием тестера.

Загрузка … Катушка зажигания

— MagLab

Дамы и господа, запустите свои двигатели и узнайте о катушке зажигания, типе ключа повышающего трансформатора (без каламбура) для работы вашего автомобиля.

Электрические, солнечные и альтернативные виды топлива могут быть волной будущего, но на данный момент большинство автомобилей работают на бензине, который они сжигают в двигателе внутреннего сгорания, чтобы преобразовать его в движение. Чтобы горение произошло, нужна искра, чтобы воспламенить топливную смесь в двигателе.Система зажигания автомобиля спроектирована таким образом, что 12-вольтовая батарея может генерировать очень высокое напряжение, необходимое для создания такого разряда. Сердцем этой системы является устройство, называемое катушкой зажигания .

Эта катушка представляет собой своего рода трансформатор. Трансформаторы передают напряжение из одной цепи в другую либо в виде более высокого напряжения (как в повышающем трансформаторе, примером которого является катушка зажигания), либо в виде более низкого напряжения (понижающий трансформатор). Ключевым принципом работы трансформаторов является электромагнитная индукция: движущееся магнитное поле или изменение стационарного магнитного поля (как в случае с нашей катушкой зажигания) может индуцировать ток в проводе, подверженном воздействию этого поля.

Эта катушка зажигания представляет собой трансформатор импульсного типа. Как и другие трансформаторы, он частично состоит из двух катушек провода, как показано на схеме справа. Они оба намотаны на один и тот же железный сердечник. Поскольку это повышающий трансформатор, вторичная обмотка имеет гораздо больше витков провода, чем первичная обмотка, которая намотана вокруг вторичной обмотки. Фактически, вторичная катушка состоит из нескольких тысяч витков тонкой проволоки, а первичная — всего несколько сотен. В вашем автомобиле это позволяет вырабатывать около 40 000 вольт электричества от скромной батареи, как показано в приведенном ниже руководстве.

Нажмите синюю кнопку Turn On , чтобы замкнуть ножевой переключатель и создать цепь, которая позволяет току (обозначенному красным свечением в цепи) течь в одну из первичных клемм к первичной катушке. Переменный ток (AC) используется в большинстве типов трансформаторов, потому что постоянно меняющееся магнитное поле, которое он создает в первичной катушке, обеспечивает постоянную индукцию во вторичной катушке. В системе зажигания автомобиля, однако, используется постоянный ток (DC) (обеспечиваемый батареей ), потому что идея состоит не в создании устойчивой, непрерывной индукции, а в создании единственной резкой индукции от внезапного коллапса магнитное поле.

По мере того, как ток течет к первичной катушке, вокруг нее, а также вокруг размещенной внутри вторичной катушки создается все более сильное магнитное поле. Если вы нажмете красную кнопку Turn Off , чтобы остановить этот ток, поле внезапно схлопнется, и это быстрое изменение вызовет всплеск тока во вторичной катушке, который выдает высокое напряжение Output Terminal , и этого достаточно, чтобы прыгнуть. искровой разрядник в цепи. Эта искра воспламеняет топливную смесь и запускает двигатель.

В этом сценарии есть только одна проблема. Коллапсирующее поле также вызывает меньший выброс (противо-ЭДС) в первичной катушке, создавая второй нежелательный выброс электричества, возвращающегося через один из первичных выводов к переключателю. Чтобы этот скачок не достигал переключателя (и не создавал разрушающую искру в этих точках), в цепь вставлен конденсатор . Этот конденсатор, называемый в системах автоматического зажигания конденсатором, надежно поглощает обратную ЭДС.

Спасибо нашим научным консультантам на этой странице, Джеймсу Энди Пауэллу, главному инженеру-электронику в отделе КИП и эксплуатации MagLab, и Расселу Вуду.

3 Лучшие катушки зажигания (2020)

Преимущества катушек зажигания

Нет индикатора «Проверьте двигатель». Неисправная катушка может вызвать включение этого индикатора на приборной панели. Замена или модернизация катушки может выключить свет.
Более надежный запуск. Изношенная катушка зажигания может помешать запуску двигателя.Модернизированные катушки улучшают пусковые возможности и могут гарантировать, что ваш автомобиль запускается каждый раз, как должен, без длительного времени запуска.
Лучшая производительность. Из-за поломки катушки зажигания ваш двигатель может работать резко, кашлять и загораться. Эти симптомы вызваны пропусками зажигания в цилиндрах и загрязнением свечей зажигания из-за неисправной катушки, что приводит к потере мощности.
Лучше расход топлива. Когда вы устанавливаете новые катушки зажигания, ваш двигатель работает лучше. Двигатель, который работает лучше, работает более эффективно, что дает вам больше миль на галлон.

Типы катушек зажигания

Катушка зажигания точечного прерывателя

Эта катушка используется в обычной системе зажигания точечного прерывателя. Эта система используется с начала 20 века. Вот упрощенная версия того, как это работает: после того, как электрический ток течет в катушку от батареи, кулачок распределителя открывает точки. Это разрывает электрическую цепь в катушке, и затем ток течет в крышку распределителя и на свечи зажигания.

Катушки зажигания, используемые в электронных системах зажигания

Конструкция катушек этого типа очень похожа на обычные. Отличие заключается в конструкции с двумя катушками зажигания. В этой конструкции используется приемная катушка для подачи сигнала на модуль управления. Затем модуль управления включает катушку зажигания. Некоторые из этих катушек зажигания расположены в крышке распределителя. Производители часто использовали этот тип расположения змеевиков в 1970-х годах, поскольку он обеспечивал более надежную работу двигателя и меньшее загрязнение окружающей среды.

Катушки зажигания в безраспределительных системах зажигания

Производители легковых и грузовых автомобилей начали использовать эти катушки зажигания в 1980-х годах. Конструкция системы без распределителя позволяет получать больше энергии от катушки (или катушек). Конфигурация устанавливает три или более катушек зажигания вместе в блок катушек. Магнитное пусковое устройство в системе определяет положение коленчатого вала и частоту вращения двигателя. Устройство выдает сигнал на модуль управления зажиганием, который посылает сигнал на катушку.Каждая катушка зажигает свечу зажигания в одном или двух цилиндрах. Эта система исключает использование распределителя и неисправных проводов зажигания.

Ведущие бренды

Delphi

Эта компания была основана в 1994 году в Нью-Джерси. Он производит электронику для транспортных средств, включая автомобильные системы, компоненты и модули. В свое время он частично принадлежал General Motors Corporation. Сегодня штаб-квартира компании находится в Дубине, Ирландия. Обратите внимание на катушку зажигания Delphi GN10114 и карандашную катушку зажигания Delphi GN10571.

Bosch

Роберт Бош основал эту компанию в 1886 году в Штутгарте, Германия. Он пережил ряд воплощений, в том числе производство вооружения во время Второй мировой войны. Сегодня компания производит широкий спектр продукции, включая автомобильные компоненты, электроинструменты и бытовую технику. Штаб-квартира Bosch сейчас находится в Герлинген, Германия. Некоторые популярные изделия — это оригинальная катушка зажигания Bosch 9220081083 и катушка зажигания Bosch 0221504470 для некоторых автомобилей BMW.

Motorcraft

Ford Motor Company запустила Motorcraft в 1972 году для производства оригинального оборудования и запасных частей. Сегодня он производит детали и узлы для автомобилей Mercury, Ford и Lincoln. Другие автомобильные компании, в том числе Mazda, также используют запчасти Motorcraft. Помимо запчастей, компания также производит масло и трансмиссионную жидкость. Штаб-квартира Motorcraft, входящей в состав Ford Motor Company, находится в Дирборне, штат Мичиган. Motorcraft DG-513 — самый продаваемый.

Стоимость катушки зажигания

20-50 долларов США. В нижней части этого ценового диапазона вы получаете одну катушку зажигания. Качество есть, но это катушка с прерывателем для старых автомобилей. В верхней части диапазона находятся катушки для автомобилей с электронной системой зажигания. В вашей электронной системе зажигания могут использоваться два из них, и вы можете заменить оба. В приобретенном вами пакете четыре, шесть или восемь катушек, в зависимости от количества цилиндров в вашем двигателе.
50-75 долларов. Это катушки для электронных или безраспределительных систем зажигания.Они подходят для легковых и грузовых автомобилей среднего качества, таких как Ford, Nissan и Toyota с четырьмя, шестью или восемью цилиндрами.
75–140 долларов. Катушки в этом диапазоне также предназначены для систем зажигания без распределителя, но многие из них предназначены для автомобилей высокого класса, таких как Lexus, Lincoln и Infiniti.

Основные характеристики

Качество

С самого начала производители изготавливали катушки из таких материалов, как бумага, лак, асфальт или масло (для изоляции). Сегодня производители используют эпоксидную смолу. Это устраняет любые зазоры в обмотках, которые могут вызвать проблемы.Они также используют диод, чтобы остановить обратный импульс, который может образоваться. Если вы не восстанавливаете старинный автомобиль и не хотите сохранить все в оригинале, рекомендуется перейти на более современные материалы. Если вы заменяете катушку на старом автомобиле или заменяете катушку в более современном автомобиле, поищите катушку зажигания самого высокого качества, изготовленную из лучших материалов.

Правильная катушка

Катушка, которую вы выбираете для покупки, должна быть подходящей для вашего автомобиля. В противном случае он, вероятно, не подойдет, а если будет, вы можете повредить двигатель, если установите его.Чтобы помочь вам убедиться, что выбранная вами катушка зажигания подходит для вашего автомобиля или грузовика, многие автомобильные веб-сайты автоматически предупреждают вас о неправильной установке, если вы указываете модель, марку и год своего автомобиля.

Прочие соображения

Цена. Следует повторить, что вы не хотите платить больше за катушку, которая выполняет ту же или лучшую работу, чем катушка по более экономичной цене. Прочтите описание продукта, чтобы узнать о соотношении качества и цены.Отзывы покупателей и ответы на вопросы также дают отличную информацию о качестве катушки, которую вы получаете за такую цену.
Фирменное наименование. Такие бренды, как Bosch, Motorcraft и Delphi, существуют уже давно по одной причине — они производят качественную продукцию. Так что обычно лучше купить катушку у известной компании с проверенной репутацией. Однако, если катушка, которую вы хотите, изготовлена «нестандартным» брендом, и она подходит, она делает то, что должна делать, и имеет хорошие отзывы, эти факторы увеличивают ваши шансы на успешную покупку.

Лучшая катушка зажигания Обзоры и рекомендации 2020

Советы

Перед покупкой катушек зажигания обязательно проверяйте списки комплектующих. Некоторые катушки могут быть несовместимы с вашим автомобилем, что приведет к поломке во время установки. Большинство катушек зажигания поставляются с полным списком совместимых приспособлений.
Катушки зажигания обычно проработают около 100 000 миль, прежде чем их потребуется заменить. Однако, чтобы свести к минимуму неудобства, проверяйте состояние катушек каждый раз, когда загорается индикатор проверки двигателя.
Предлагаем купить больше катушек зажигания, чем вам нужно. Пачка из восьми штук — отличный выбор. На всякий случай сохраните запасной набор на случай, если потребуется быстрая замена.
По возможности выбирайте катушки зажигания с более длительной гарантией. Вы всегда можете вернуть или обменять их, если они неисправны. Катушки служат своей цели, и вы спокойны.

Часто задаваемые вопросы

В: Когда следует заменять катушки зажигания?

A: Когда вы начинаете замечать больше пропусков зажигания, отложенных запусков и плохого управления подачей топлива, возможно, пришло время для замены катушки зажигания.

В: Как обеспечить максимальную долговечность катушек зажигания?

A: Убедитесь, что катушки зажигания не подвергаются воздействию экстремальных температур. Даже неиспользуемые катушки зажигания необходимо хранить в сухом месте, защищенном от избыточной влаги и тепла.

В: Что вызывает пропуски зажигания?

A: Когда катушки зажигания не работают оптимально, топливо горит неправильно, что приводит к снижению числа оборотов в минуту (об / мин). Вы можете заметить сильную вибрацию после длительного простоя автомобиля.

Последние мысли

Мы выбрали катушку зажигания Delphi GN10328 в категории «Лучшая в целом», она разработана в соответствии со спецификациями OEM и изготовлена из материалов премиум-класса, обеспечивающих отличную изоляцию.

Для более дешевого варианта рассмотрите набор катушек зажигания ENA из 8 элементов.

Система зажигания | инженерия | Britannica

Система зажигания в бензиновом двигателе — средство, используемое для создания электрической искры для воспламенения топливно-воздушной смеси; горение этой смеси в цилиндрах создает движущую силу.

Основными компонентами системы зажигания являются аккумуляторная батарея, индукционная катушка, устройство для создания синхронизированных высоковольтных разрядов от индукционной катушки, распределитель и набор свечей зажигания. Аккумуляторная батарея обеспечивает электрический ток низкого напряжения (обычно 12 вольт), который преобразуется системой в высокое напряжение (около 40 000 вольт). Распределитель направляет последовательные всплески тока высокого напряжения к каждой свече зажигания в порядке зажигания.

В старых автомобильных системах зажигания импульсы высокого напряжения вырабатываются с помощью точек прерывания, управляемых вращающимся кулачком распределителя.Когда точки соприкасаются, они замыкают электрическую цепь через первичную обмотку катушки зажигания. Когда точки разделены кулачком, первичная цепь разрывается, что создает выброс высокого напряжения во вторичных обмотках индукционной катушки. В новых автомобилях точки прерывания в значительной степени заменены электронными устройствами. Большинство из них сейчас используют магнитное устройство, называемое реактором, которое приводится в действие валом распределителя для выработки синхронизированных электрических сигналов, которые усиливаются и используются для управления током в индукционной катушке.Эти новые системы зажигания более надежны, чем старые, позволяют лучше управлять двигателем и обеспечивают более высокое выходное напряжение на свечах зажигания.

За время эволюции твердотельных систем зажигания было внесено множество модификаций. Некоторые системы преобразования зажигания, например, продлевают срок службы точки размыкания за счет использования транзисторов, устройств, в которых небольшой ток на входе (цепь точки размыкателя) управляет гораздо большим током на выходе (первичная цепь катушки).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Многие автомобильные двигатели теперь используют систему зажигания без распределителя или систему прямого зажигания, в которой импульс высокого напряжения подается непосредственно на катушки, которые находятся на вершине свечей зажигания (известные как катушка на свече). Основными компонентами этих систем являются блок катушек, модуль зажигания, реактивное кольцо коленчатого вала, магнитный датчик и электронный модуль управления. Модуль зажигания управляет первичной цепью катушек, включая и выключая их. Кольцо реактора установлено на коленчатом валу таким образом, чтобы при вращении коленчатого вала магнитный датчик срабатывал зазубрины в кольце реактора.Магнитный датчик передает информацию о местоположении электронному модулю управления, который определяет угол зажигания.

Система зажигания вашего автомобиля · BlueStar Inspections

Основные принципы системы электрического искрового зажигания не изменились почти за столетие, но метод создания и распределения искры значительно улучшился с развитием технологий.

Существует три основных типа автомобильных систем зажигания: распределительные системы, без распределителя и катушки на свече (COP).В ранних системах зажигания использовались полностью механические распределители для подачи искры в нужное время. Далее появились более надежные распределители, оснащенные твердотельными переключателями и модулями управления зажиганием. Они были известны как распределительные системы зажигания. Затем были созданы еще более надежные полностью электронные системы зажигания без распределителей. Они известны как системы зажигания без распределителя. Наконец, были созданы самые надежные на сегодняшний день электронные системы зажигания. Эти современные системы известны как «катушка на вилке» (COP).Полностью электронные системы зажигания типа «катушка на свече» управляются компьютером. Помимо повышения точности синхронизации зажигания, системы зажигания COP используют измененные катушки зажигания, способные создавать более высокие напряжения и более горячую искру, что улучшает работу двигателя.

Вы когда-нибудь задумывались, что происходит, когда вы вставляете ключ в замок зажигания вашего автомобиля, поворачиваете ключ, и ваш двигатель запускается и продолжает работать? Сегодня я вам расскажу. Чтобы система зажигания работала должным образом, она должна выполнять две работы одновременно.Первая задача — увеличить напряжение с 12,4 вольт, обеспечиваемых аккумулятором, до более чем 20 000 вольт, необходимых для воспламенения сжатого воздуха и топливной смеси в камере сгорания. Вторая задача системы зажигания — обеспечить подачу напряжения на нужный цилиндр точно в нужное время. Для этого смесь воздуха и топлива сначала сжимается поршнем в камере сгорания. Затем эту смесь необходимо поджечь. Эта задача выполняется системой зажигания двигателя, которая включает в себя такие компоненты, как аккумулятор, ключ зажигания, катушка зажигания, пусковой выключатель, свечи зажигания и модуль управления двигателем (ECM).ЕСМ управляет системой зажигания и распределяет электроэнергию по каждому цилиндру в отдельности. Система зажигания должна обеспечивать достаточное количество искры в нужном цилиндре в точное время и делать это часто. Малейшая ошибка во времени вызовет проблемы с производительностью двигателя.

Автомобильные системы зажигания должны генерировать искру, достаточно сильную, чтобы перепрыгнуть через зазор свечи зажигания. Для этого в системах зажигания используется катушка зажигания. Катушка зажигания действует как силовой трансформатор.

Катушка зажигания преобразует низкое напряжение аккумулятора в тысячи вольт, необходимых для создания электрической искры в свечах зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси. Для возникновения необходимой искры напряжение на свече зажигания должно составлять в среднем от 20 000 до 50 000 вольт. Катушка зажигания состоит из двух обмоток из медной проволоки, намотанной на железный сердечник. Они известны как первичная обмотка и вторичная обмотка. Катушка зажигания предназначена для создания электромагнита, пропуская напряжение батареи через первичную обмотку.Когда пусковой переключатель системы зажигания автомобиля отключает питание катушки зажигания, магнитное поле разрушается. При этом вторичная обмотка улавливает разрушающееся магнитное поле от первичной обмотки и подает это напряжение на свечу зажигания, тем самым запуская двигатель вашего автомобиля.

Изношенные свечи зажигания и неисправные компоненты системы зажигания снизят производительность вашего двигателя и могут создать широкий спектр проблем при работе двигателя, включая пропуски зажигания, недостаток мощности, низкую экономию топлива, затрудненный запуск и, возможно, контрольную лампу двигателя.Эти проблемы могут повредить другие важные компоненты автомобиля.

Для бесперебойной и безопасной работы вашего автомобиля необходимо регулярное техническое обслуживание системы зажигания. Визуальный осмотр компонентов системы зажигания вашего автомобиля следует проводить не реже одного раза в год. Все компоненты вашей системы зажигания следует регулярно проверять и заменять, когда они начинают проявлять признаки износа или неисправности. Кроме того, не забывайте проверять и заменять свечи зажигания с интервалом, рекомендованным производителем вашего автомобиля.Не ждите, пока возникнет проблема с уходом за вашим автомобилем. Регулярное обслуживание является ключом к долговечности и качеству двигателя вашего автомобиля.

ПЕРВИЧНОЕ ЗАЖИГАНИЕ

Общее описание
Система зажигания — это система зажигания топливовоздушной смеси. Системы зажигания хорошо известны в области двигателей внутреннего сгорания, таких как те, которые используются в бензиновых (бензиновых) двигателях, используемых для питания большинства автомобилей. Система зажигания разделена на две электрические цепи — первичную и вторичную цепи.Первичная цепь находится под низким напряжением. Эта схема работает только от аккумуляторной батареи и управляется выключателями и выключателем зажигания.

Принцип работы первичной цепи зажигания
Катушка является сердцем системы зажигания. По сути, это не что иное, как трансформатор, который забирает 12 вольт от батареи и увеличивает его до точки, при которой свеча зажигания срабатывает до 40 000 вольт. Термин «катушка», возможно, неверен, поскольку на самом деле существует две катушки с проволокой, намотанной вокруг железного сердечника.Эти катушки изолированы друг от друга, и весь узел заключен в маслонаполненный корпус. Первичная катушка, состоящая из относительно небольшого количества витков толстого провода, подключена к двум первичным клеммам, расположенным наверху катушки. Вторичная обмотка состоит из множества витков тонкой проволоки. Он подключается к высоковольтному соединению в верхней части змеевика (башня, в которую вставляется провод катушки от распределителя).

Системы зажигания можно разделить на следующие типы:

Распределитель системы зажигания
Система прямого зажигания (DI)
Coil-on-Plug (COP) — индивидуальная катушка для каждого цилиндра, и блок катушек устанавливается непосредственно над свечами зажигания.
Отдельная катушка для каждого цилиндра с отдельными выводами HT (высокого напряжения).
DIS-Wasted Spark Ignition — отдельная катушка для каждых двух цилиндров.
Синхронное зажигание с двумя выводами катушки вторичной обмотки.

Распределитель зажигания
Распределительная система зажигания является наиболее распространенной системой зажигания для автомобилей ранних моделей года выпуска. В распределительных системах зажигания используется одна катушка, которая зажигает одну свечу за раз только на такте сжатия.Для просмотра первичной схемы зажигания необходимо отслеживать сигнал напряжения на отрицательной стороне первичной цепи катушки и идентифицировать пусковой цилиндр с помощью датчика частоты вращения.
Классическая или обычная система зажигания состоит из следующих компонентов: катушки зажигания, распределителя зажигания, свечей зажигания, высоковольтных проводов и некоторых средств управления первичной цепью зажигания. Первичная цепь катушки зажигания может содержать: точки, точки, управляющие транзистором, транзистор, управляемый другими средствами (без прерывателя) или электронное зажигание.В системах точечного зажигания ток в первичной цепи регулируется механическим переключателем (или прерывателем). Механические точки могут управлять переключающим транзистором, который открывает и закрывает первичную цепь катушки зажигания. В транзисторах без прерывателя и электронном зажигании для управления переключающим транзистором можно использовать эффект Холла, датчик переменного сопротивления (VRS) или оптический датчик.
Ток течет от положительной клеммы аккумуляторной батареи через переключатель зажигания и / или реле, через предохранитель и далее к положительной клемме катушки зажигания.Ток возвращается в аккумулятор через отрицательный вывод катушки зажигания, через коммутационное устройство (точки или транзистор) через шасси автомобиля и на отрицательный вывод аккумулятора. Пока в первичной цепи протекает ток, в катушке зажигания создается магнитное поле. Из-за индуктивности катушки зажигания требуется некоторое время (1-6 мСм, в зависимости от конструкции), чтобы первичный ток достиг своего номинального значения. Когда первичный ток прерывается, магнитное поле быстро разрушается (примерно за 20 мкСм), и в первичной обмотке индуцируется высокое напряжение (противодействующая электродвижущая сила CEMF).Это напряжение преобразуется во вторичную обмотку в очень высокое напряжение. Амплитуда этого напряжения зависит от соотношения витков (обычно 100: 1). Следовательно, первичное напряжение 300 В будет составлять 30 000 В во вторичной обмотке. Напряжение будет расти только до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение пробоя искрового промежутка — напряжение зажигания свечи зажигания.

Система прямого зажигания (DI)

В системах
COP используется одна отдельная катушка для каждой свечи зажигания. Каждая катушка расположена непосредственно над свечой зажигания и не использует никаких внешних проводов свечи зажигания.Каждый блок катушек также имеет независимую первичную цепь, которую необходимо тестировать индивидуально.
Отдельная катушка зажигания за один рабочий цикл двигателя генерирует одну искру зажигания. Следовательно, в индивидуальных системах зажигания требуется синхронизация работы катушек с положением распределительного вала.
При подаче напряжения на первичную катушку ток начинает течь по первичной катушке, и из-за этого в сердечнике катушки изменяется значение магнитного потока. Изменение величины магнитного потока в сердечнике катушки приводит к возникновению напряжения положительной полярности на вторичной катушке.Поскольку скорость нарастания тока в первичной обмотке мала, напряжение, возникающее на вторичной обмотке, невелико — в соответствии с 1… 2 кВ. Но в определенных условиях значение напряжения может быть достаточным для преждевременного возникновения искры между электродами свечи зажигания и, как следствие, слишком раннего воспламенения топливовоздушной смеси. Во избежание возможных повреждений двигателя из-за несвоевременного возникновения искры следует исключить образование искры между электродами свечи зажигания при подаче напряжения на первичную обмотку.В отдельных системах зажигания возникновение этой искры предотвращается с помощью встроенного диода EFU в катушку зажигания, последовательно включенного в цепи вторичной катушки.
В момент замыкания выходного каскада зажигания резко прерывается ток в первичной цепи, и магнитный поток стремительно уменьшается. Такое быстрое изменение величины магнитного потока приводит к возникновению высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания (при определенных условиях напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания может достигать 40… 50 кВ).Когда это напряжение достигает значения, обеспечивающего образование искры между электродами свечи зажигания, сжатая в цилиндре воздушно-топливная смесь воспламеняется от искры между электродами свечи зажигания.
В некоторых системах катушки не расположены непосредственно над каждой свечой зажигания, и используются внешние провода HT свечи зажигания. Каждый блок катушек также имеет независимую первичную цепь, которую необходимо тестировать индивидуально.
DIS-ненужное искровое зажигание
Системы зажигания
DIS используют одну катушку на каждые два цилиндра, также называемые системами «отработанной искры».Система с отработанной искрой зажигает по одной катушке для каждой пары цилиндров, находящихся в верхней мертвой точке (ВМТ) одновременно. Эти пары цилиндров называются «напарниками». Один цилиндр находится в ВМТ такта сжатия, а другой — в ВМТ такта выпуска. Искра в цилиндре в ВМТ на такте сжатия воспламеняет топливовоздушную смесь для выработки энергии. Искра в цилиндре в ВМТ на такте выпуска является «потраченной впустую», отсюда и название «отработанная искра». Каждая катушка DIS с отработанной искрой соединена последовательно с двумя свечами зажигания.Когда катушка срабатывает, вторичный ток создает искру высокого напряжения в зазорах обеих свечей. Одна вилка срабатывает с традиционной прямой полярностью системы зажигания: с отрицательной (-) на положительную (+), другая вилка срабатывает с противоположной полярностью: с положительной (+) на отрицательную (-) Таким образом, одна вилка всегда зажигается с тем, что всегда было. называется «обратной полярностью». Однако емкость катушки DIS достаточно высока, чтобы гарантировать, что доступное напряжение всегда будет достаточно высоким для зажигания свечи с обратной полярностью, когда она находится на такте сжатия.

Рис.1 Форма волны первичного зажигания
1. Замыкается внутренний переключатель ЭБУ. Ток устремляется в катушку и начинает нарастать, поэтому напряжение падает близко к земле и остается там до искры зажигания.
2. Катушка теперь насыщена электричеством, на что указывает скачок напряжения.
Катушка больше не заряжается благодаря ЭБУ.
3. Переключатель ЭБУ размыкается, высвобождая весь накопленный ток. Сила тока падает, как скала, а напряжение стремительно растет.
4. Линия искры указывает длину искры на свече.
5. Когда для искры остается недостаточно энергии, оставшаяся мощность отключается, и событие начинается заново.
Порядок проверки работоспособности первичной цепи зажигания
— Измерения омметром и вольтметром первичной обмотки катушки зажигания —
Измерьте сопротивление первичной обмотки катушки омметром. Нормальное сопротивление должно быть менее 1 Ом.
Включить зажигание, но не запускать двигатель.
С помощью вольтметра проверьте, приложено ли напряжение аккумулятора к положительной клемме катушки (обычно «2») и заземлению шасси.

— Измерения осциллографом —
Чтобы выполнить диагностику первичного напряжения систем зажигания, необходимо контролировать форму волны заряда первичной обмотки катушек зажигания, вставив зонд (ы) в (каждую из) отрицательную клемму (ы) первичной обмотки.Если модуль зажигания (выключатель питания ЭБУ) не объединен в один блок с первичной обмоткой катушки, можно наблюдать как первичное напряжение, так и первичный ток.
1. Измерение первичного напряжения
— Подключите активный измерительный провод к отрицательной клемме катушки зажигания (обычно «1»), а провод заземления — к заземлению шасси.
Важное примечание: Для измерения первичного напряжения диапазон входного напряжения осциллографа должен быть установлен на ± 400 В.
2. Измерение первичного тока
— Подключите токоизмерительные клещи переменного тока к другому каналу осциллографа. Диапазон ± 20 А.
— Запустить двигатель и оставить его работать на холостом ходу.
— Сравните результат с осциллограммой на рис. 2.

Рис.2
Примечание. Первичное напряжение может возрасти до 380 В, а первичный ток — от 8 до 12 А.
Если модуль зажигания (выключатель питания ЭБУ) объединен в один блок с первичной обмоткой катушки, то диагностику первичного напряжения зажигания провести невозможно.В этом случае с помощью токовых клещей можно наблюдать только первичный ток.
1 . Измерение первичный ток
— Подключите токовые клещи переменного тока к другому каналу осциллографа. Диапазон ± 20 А.
— Запустить двигатель и оставить его работать на холостом ходу.
— Сравните результат с осциллограммой на рис. 3.
Примечание. Первичный ток может варьироваться от 8А до примерно 12А.

Рис.3
— Возможные причины выхода из строя первичной цепи зажигания —
»Отсутствует напряжение питания на катушке зажигания.
• Убедитесь, что зажигание включено.
• Проверьте электрические соединения катушки зажигания.
• Проверьте, нет ли перегоревших предохранителей и / или проводов в цепи катушки зажигания.
»Нарушена изоляция между первичной и вторичной обмотками катушки.
» Неисправна катушка зажигания.
ignition: Аккумуляторные системы зажигания | Infoplease
Аккумуляторная система зажигания имеет 6- или 12-вольтовую батарею, заряжаемую двигателем-генератором для подачи электроэнергии, катушку зажигания для повышения напряжения, устройство для прерывания тока от катушки, распределитель для постоянного тока в правильный цилиндр и свеча зажигания, выступающая в каждый цилиндр.Ток идет от батареи через первичную обмотку катушки, через прерыватель и обратно в батарею.
В старых автомобилях прерывание первичного тока создавалось точками прерывания, — переключателем с вольфрамовыми контактами для предотвращения эрозии. Приводной на половину скорости двигателя, кулачок прерывателя, вращающийся объект с лопастной поверхностью (по одному выступу на каждый цилиндр), открывал и закрывал точки. Когда точки прерывания были замкнуты, ток протекал через первичную обмотку катушки зажигания.В электронных системах зажигания, представленных в начале 1960-х годов, устройство прерывания представляет собой реактор, распределитель магнитных импульсов, который вырабатывает синхронизированные электрические сигналы, которые усиливаются для управления током в первичной обмотке катушки зажигания. Такие системы обычно сокращают обслуживание зажигания и повышают эффективность двигателя.
Первичная обмотка состоит из проволоки, намотанной на железный сердечник. Поверх этого распределителя находится вторичная обмотка, состоящая из множества витков более тонкого провода.Ток, протекающий через первичную обмотку, создает магнитное поле. Когда кулачок выключателя размыкает точки выключателя или реактор подает сигнал, цепь разрывается, и ток прекращается. Магнитное поле схлопывается, вызывая во вторичной обмотке гораздо более высокое напряжение, которое подводится к распределителю. Внутри распределителя движущийся палец вращается с половиной оборотов двигателя. При вращении он касается контактов, каждый из которых идет к разному цилиндру. Вращение рассчитано так, что, когда палец касается контакта конкретного цилиндра, во вторичной обмотке катушки зажигания только что индуцировалось высокое напряжение, и поршень почти достиг вершины такта сжатия.Таким образом, на зазор свечи зажигания подается высокое напряжение.
Свеча зажигания состоит из центрального электрода, вставленного в изолирующую керамику. Снаружи находится металлический кожух с резьбой, который ввинчивается в отверстие в верхней части цилиндра. Заземляющий электрод выходит из корпуса над концом центрального электрода. Между двумя электродами имеется небольшой зазор 0,015–040 дюйма (0,038–0,102 см). При напряжении около 8000 вольт искра перескакивает через зазор и воспламеняет бензиново-воздушную смесь. Центробежное опережение заставляет искру загораться раньше на высоких оборотах двигателя; опережение вакуума заставляет его срабатывать раньше при небольших отверстиях дроссельной заслонки выше холостого хода.
Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд. Авторское право © 2012, Columbia University Press. Все права защищены.
Дополнительные статьи в энциклопедии: Технология: термины и концепции
Как работают автомобильные системы зажигания
Система зажигания вашего автомобиля должна работать в идеальном согласии с остальной частью двигателя. Цель состоит в том, чтобы зажечь топливо точно в нужное время, чтобы расширяющиеся газы могли выполнять максимальный объем работы.Если система зажигания сработает не в то время, мощность упадет, а потребление газа и выбросы могут увеличиться.
Когда горит топливно-воздушная смесь в цилиндре, температура повышается, и топливо преобразуется в выхлопные газы. Это преобразование вызывает резкое повышение давления в цилиндре и заставляет поршень опускаться.
Чтобы получить максимальный крутящий момент и мощность от двигателя, цель состоит в том, чтобы максимизировать давление в цилиндре во время рабочего хода .Максимальное давление также обеспечит максимальную эффективность двигателя, что напрямую приведет к увеличению его пробега. Выбор времени для искры имеет решающее значение для успеха.
Существует небольшая задержка от момента искры до момента, когда вся топливно-воздушная смесь сгорит и давление в цилиндре достигнет максимума. Если искра возникает прямо тогда, когда поршень достигает вершины такта сжатия, поршень уже переместится вниз на часть своего рабочего хода, прежде чем газы в цилиндре достигнут максимального давления.
Чтобы максимально использовать топливо, искра должна возникнуть до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия , поэтому к тому времени, когда поршень начнет свой рабочий ход, давление будет достаточно высоким, чтобы начать полезную работу .
Работа = Сила * Расстояние
В цилиндре:
Сила = Давление * Площадь поршня
Расстояние = Длина хода
Итак, когда мы говорим о цилиндре, работа = давление * площадь поршня * длина хода .А поскольку длина хода и площадь поршня фиксированы, единственный способ максимизировать работу — увеличить давление.
Время зажигания очень важно, и время может быть либо , , либо , , в зависимости от условий.
Время, необходимое для сжигания топлива, примерно постоянно. Но скорость поршней увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это означает, что чем быстрее двигатель работает, тем раньше должна возникнуть искра.Это называется опережением зажигания . : Чем выше частота вращения двигателя, тем больше требуется опережение.
Другие цели, такие как минимизация выбросов , имеют приоритет, когда максимальная мощность не требуется. Например, замедляя синхронизацию зажигания (перемещая искру ближе к вершине такта сжатия), можно снизить максимальное давление и температуру в цилиндре. Снижение температуры помогает уменьшить образование оксидов азота (NO _x), которые являются регулируемым загрязнителем.

Принцип работы катушки зажигания: устройство, назначение

Зачем нужна катушка?

Конструкция и принцип действия

Виды высоковольтных элементов

О неисправностях и способах устранения

Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности

Устройство катушки зажигания

Разновидности катушек

Неисправности катушек и их диагностика

Замена катушки зажигания

Катушки зажигания — виды, устройство, принцип работы

Работа и устройство катушки зажигания с фото и видео

Устройство

Как работает

Видео “Снятие катушки зажигания”

Катушка зажигания: устройство, принцип работы, виды

Что такое катушка зажигания и для чего она нужна?

Схема системы зажигания

Устройство катушки зажигания

Виды и устройство катушек зажигания

Принцип работы катушек зажигания

Частые неисправности

Советы по эксплуатации и проверке

Заключение

Катушки зажигания контактных и бесконтактных систем зажигания, тип

Катушки зажигания контактных, контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания автомобилей, типы, конструкция, устройство, принцип работы.

Общее устройство катушки зажигания.

Катушки зажигания контактных систем зажигания, устройство.

Общее устройство катушки зажигания с четырьмя выводными клеммами.

Общее устройство катушки зажигания с тремя выводными клеммами.

Характеристики и параметры катушек зажигания контактных, контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания автомобилей.

Особенности катушек зажигания Б117, Б117-А и Б115-В.

Катушки зажигания контактно-транзисторных и бесконтактных систем зажигания.

Особенности устройства катушек зажигания Б114 и Б118 с тремя выводными клеммами.

Похожие статьи:

что это такое, как работает и где находится в автомобиле, характеристика, схема и виды устройства

Назначение катушки зажигания в автомобиле

Конструктивные особенности КЗ

Расположение катушки зажигания в автомобиле

Принцип действия катушки зажигания

Требования к современным катушкам зажигания

Технические характеристики катушек зажигания

Виды катушек зажигания автомобиля

Общая катушка зажигания

Схема общей катушки зажигания

Особенности общей катушки

Индивидуальная катушка зажигания

Схема индивидуальной катушки зажигания

Особенности индивидуальной катушки

Сдвоенная катушка зажигания

Схема сдвоенной катушки зажигания

Особенности сдвоенной катушки

Рекомендации по эксплуатации катушек зажигания

Правила технического обслуживания катушек

Неисправности КЗ

Фотогалерея

Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»

— MagLab

3 Лучшие катушки зажигания (2020)

Преимущества катушек зажигания

Типы катушек зажигания

Катушка зажигания точечного прерывателя

Катушки зажигания, используемые в электронных системах зажигания

Катушки зажигания в безраспределительных системах зажигания

Ведущие бренды

Delphi

Bosch

Motorcraft

Стоимость катушки зажигания

Основные характеристики

Качество

Правильная катушка

Прочие соображения

Лучшая катушка зажигания Обзоры и рекомендации 2020

Советы

Часто задаваемые вопросы

В: Когда следует заменять катушки зажигания?

В: Как обеспечить максимальную долговечность катушек зажигания?

В: Что вызывает пропуски зажигания?

Последние мысли