Меню

Катушка зажигания величина напряжения

Принцип работы катушки зажигания, разновидность и устройство

Катушка зажигания, или же трансформатор- это основополагающая часть системы зажигания автомобиля. Ее значение в этой системе достаточно велико. Она подает высокое напряжение на свечи, что способствует появлению искры. Если катушка сломана или в ней имеется какой-либо дефект, то это станет причиной существенного снижения мощности мотора машины. В худшем случае, она вообще перестанет функционировать.

  1. Как работают катушки зажигания
  2. Виды катушек зажигания
  3. Классическая конструкция катушки зажигания
  4. Конструктивные отличия индивидуальных катушек
  5. Двухвыводные катушки зажигания
  6. Сухие и маслозаполненные катушки
  7. Срок службы и неисправности катушек зажигания

Как работают катушки зажигания

Основная задача катушки- преобразовать низкое напряжение, подаваемое аккумулятором автомобиля (примерно 12 вольт), в высокое (до 25-30 тысяч вольт).

схема работы зажигания

Проще говоря, строение типовой катушки зажигания по факту можно назвать аналогом импульсного повышающего трансформатора. Он работает по тому же принципу. Поворот ключа зажигания замыкает сеть. А низкое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Ей свойственно минимальное количество витков. А сделана она из толстого провода. Причиной появления магнитного поля является проходимость тока по ней. Магнитное поле- это накопитель энергии. Если каким-либо образом прервать работу цепи первичной обмотки, то оно создаст высокое напряжение уже во вторичной обмотке. Она имеет максимальное количество витков. Сделана из тонкого провода.

Высокое напряжение превращается в импульс и в таком виде доходит до распределителя. Его задача- разделить это напряжение и подать к электродам свечей зажигания. Между ними формируется искра, которая помогает воспламенить топливовоздушную смесь.

То, где будет находиться катушка зажигания, напрямую зависит от того, какого она типа и структуры моторного отсека. Автомобили, построенные в более новое время, предусматривают наличие индивидуальной катушки. От того и такое название, что она работает только для одной свечи зажигания. Ее надевают на саму свечу и крепят к клапанной крышке двигателя. Место сбоку от верхней части мотора принадлежит общим или двухвыводным катушкам. Основная идея- сокращение длины высоковольтных проводов.

Виды катушек зажигания

Основные параметры катушек зажигания:

  1. Индуктивность первичной обмотки – способность накапливать энергию;
  2. Коэффициент трансформации – во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
  3. Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
  4. Энергия образующейся искры.
  5. Напряжение пробоя – величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Только 3 вида строения катушек зажигания получили наибольшее распространение: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Наипростейшие катушки зажигания имеют две медные обмотки, которые насчитывают до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Они обе являются изолированными. Цель изоляции — предотвращение возникновения короткого замыкания. Их корпус очень похож на стакан с крышкой. На нее выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка находится внутри первичной. Один ее конец соединен с обмоткой низшего напряжения. Второй конец тоже выведен на крышку бобины. Его задача- подключение цепи, которая соединяет трансформатор со свечой. Внутри обмоток прячется железный сердечник. Его цель — увеличение силы, которая возникает внутри магнитного поля.

устройство классической катушки зажигания

Такого рода конструкции являются редкостью в настоящее время. Они уже не используются для автомобилестроения. Но есть вероятность их встретить при ремонте старых машин.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Данный вид катушек применяется в электронных системах. Работают они так же, как и классические. В ее структуре тоже есть обмотки высокого и низкого напряжения. Но есть и отличия: в индивидуальной катушке, первичная обмотка находится внутри вторичной; наличие двух сердечников- внутреннего и внешнего.

устройство индивидуальной катушки зажигания

Первый размещен внутри первичной обмотки. Второй же- вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащена специальным диодом. Его цель- отсекать токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки делят на 2 типа: компактные и стержневые. Они отличаются строением сердечника. Последние имеют возможность объединения по 4 штуки. Результат деятельности катушки- формирование одной искры за один полный цикл. Это объясняет необходимость синхронизации всех катушек, относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Строение двухвыводной катушки зажигания очень похоже на классическое. Единственное отличие- присутствие двух выводов от обмотки высшего напряжения. Ее преимущество- возможность формирования искры на двух свечах в одно и то же время. В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси. Во втором же– на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Читайте также:  Регулятор напряжения муравей схема

устройство двухвыводной катушки зажигания

Такой тип конструкций используется при условии наличия четного числа цилиндров в двигателе. Их цель- упростить систему зажигания путем исключения распределителя из этого процесса. Двухвыводные трансформаторы можно подключить только 2 способами:

  1. Оба контакта соединить со свечами высоковольтной проводкой;
  2. Один контакт соединить наконечником (напрямую со свечой), а второй – высоковольтной проводкой.

Для двигателей, которые имеют 4 цилиндра, применяются четырехвыводные катушки. Можно сказать, что это система из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

Классическое строение катушки зажигания предполагает заполнение внутреннего пространства трансформаторным маслом. Цель этого- защита обмотки от перегрева под действием тока. Сам корпус изготовлен из металла. Это не всегда играет на руку. Поэтому большинство современных автомобилей созданы на другой конструкции- «сухой» трансформатор. Эта система является безкорпусной. Она покрыта слоем эпоксидного компаунда. Его роль- замена корпуса, защита от загрязнений, система охлаждения.

В некоторых иномарках использована комбинированная модель. Она объединяет контактный коммутатор и сухую катушку. Также может предполагать интеграцию катушки в распределитель.

Срок службы и неисправности катушек зажигания

В теории, катушка зажигания может использоваться до того момента, как автомобиль наберет пробег в 60-80 тысяч километров. Однако показатели в реальной жизни зависят напрямую от того, как она эксплуатировалась. Причины неисправностей в работе катушки:

  1. Короткое замыкание на обмотках;
  2. Перегрев катушки;
  3. Износ в результате длительной эксплуатации или повышенной вибрации;
  4. Превышение времени зарядки. Чаще всего это происходит когда аккумулятор автомобиля не обеспечивает нужного уровня напряжения;
  5. Разгерметизация основных узлов двигателя и топливной системы;
  6. Повреждение корпуса.

Современные автомобили оснащены функцией предупреждения при неисправности катушки. Это производится путем загорания на приборной панели индикатора Check Engine.

Признаки некорректной работы катушек:

  1. Отклонение сопротивления обмоток трансформатора от нормативной величины. Диагностируется при помощи тестера.
  2. Периодический или полный отказ одного или нескольких цилиндров двигателя, что снижает его мощность.
  3. Ухудшение работы ДВС при холодной (морозной) погоде или при высокой влажности воздуха.
  4. Отказ в работе двигателя при резком нажатии на педаль газа.
  5. Слабый разгон автомобиля.

Отремонтировать катушки невозможно в силу особенностей конструкции. При обнаружении проблем в их работе, они просто заменяются на новые. Узнать, в каком состоянии катушки и заменять их следует только в сервисных центрах. Это важно, так как от качества их работы, будет зависеть и деятельность всего авто.

Источник



3 способа проверить катушку зажигания

Катушка зажигания по сути является повышающим трансформатором, ее задача преобразовывать низковольтное напряжение в высоковольтное, которое необходимо для образования искры в поршневой системе ДВС. На первичную обмотку катушки подается питание от аккумулятора 12 В, а на выходе получаем несколько киловольт. Применяется в контактных, бесконтактных и электронных системах зажигания любых двигателей внутреннего сгорания. Чтобы проверить катушку зажигания важно знать основные причины выхода ее из строя, а это обычно банальные обрывы порода, нарушения в изоляции либо механические повреждения.

Принцип работы катушки зажигания

Самая обыкновенная катушка на своей первичной обмотке имеет 100 – 150 витков изолированной медной проволоки. Оба конца проводника выводятся на ее корпус. Вторичная обмотка изготовлена из 30 000 – 50 000 витков и зависит от модификации. Диаметр проволоки высоковольтной обмотки значительно меньше чем у низковольтной. Плюс от аккумулятора подается на первичную обмотку, а вторичная подключается к выводу на свечи зажигания.

Для увеличения силы магнитного поля проволоку обеих обмоток накручивают на ферромагнитный сердечник. На некоторых моделях во избежание перегрева провода и металлического сердечника, полость внутри катушки заполняется трансформаторным маслом. Оно обеспечивает не только надежное охлаждение, но также является отличным изолятором.

Катушки зажигания разделяются на три основных типа:

  • индивидуальные;
  • двухвыводные;
  • классические (сухие или масляные).

Применение той или иной катушки зависит от используемой системы зажигания ДВС.

Особенности индивидуальной катушки зажигания

Чаще устанавливаются на двигателях с электронной системой зажигания. Основной принцип работы такой же как и у стандартных. По конструкции тоже имеет низковольтную и высоковольтную обмотки. Отличием является расположение первичной обмотки внутри вторичной. Соответственно в катушке два сердечника – наружный и внутренний. На высоковольтной обмотке такой катушки имеется установлен специальный диод, отсекающий ток высокого напряжения.

По конструкционным особенностям сердечника делятся на два подвида:

  • компактная;
  • стержневая.

Второй подтип часто соединяют модульным способом по 4 шт. Для индивидуальных катушек зажигания важна синхронизация всех устройств с распределительным валом мотора. Эта необходимость вызвана тем, что за прохождение одного периода каждая катушка дает одну искру.

Читайте также:  Почему шумят стабилизаторы напряжения

Двухвыводные катушки (сдвоенные)

Конструкционной особенностью является наличие дополнительной пары выводов от вторичной обмотки. Благодаря такому подходу появляется возможность формирования искры одновременно на двух свечах зажигания. Свеча первого цилиндра дает искру в момент сжатия топливной смеси, а второго – на выпуске отработанного газа. Применяются при парном количестве цилиндров в ДВС. Значительно упрощаются систему зажигания и позволяют исключить из нее распределители.

Подключение проходит одним из способов:

  • два контакта свечи и катушки соединяются при помощи высоковольтной проводки;
  • первый контакт напрямую надевается на свечу, второй подсоединяется высоковольтным проводом.

На четырехцилиндровых моторах могут устанавливаться четырехвыводные трансформаторы зажигания, по сути являющиеся простой спайкой двухвыводных.

На восьмиклапанных двигателях ВАЗ используются блоки зажигания с двухканальными катушками, способными давать искру на два цилиндра одновременно. Но с появлением 16-ти клапанных двигателей (Приора, Гранта и т. Д.) стали применять индивидуальные катушки зажигания (ИКЗ).

Сухие и маслозаполненные

Относятся к классическим системам катушек зажигания, где внутреннее пространство заполняется трансформаторным маслом. При прохождении по проводникам больших токов они начинают разогреваться, масло в этом случае выполняет роль охладителя. Корпуса таких катушек обычно производят металлическим, хотя это не всегда целесообразно.

Ввиду этого в последнее время большинство автопроизводителей стали применять иной вид конструкций – сухой трансформатор. В качестве корпуса в них выступает слой эпоксидной смолы, которая защищает обмотки от повреждений загрязнений и повышенной влажности, а также служит охлаждением.

Несмотря на тип катушек во время проверки главным техническим параметром на который необходимо обращать внимание – это показания сопротивления обмоток. Измерять его можно при помощи обычного мультиметра или омметра.

Признаки неисправностей катушек зажигания

Любые повреждения и другие дефекты катушек зажигания сразу проявляются нарушением работы двигателя вашего авто. Существует два основных вида неисправности, это маломощная искра или ее полное отсутствие. С трудом заведенный двигатель работает прерывисто, троит, горючая смесь не выгорает полностью, сильно падает мощность и подобное.

Основные признаки указывающие на нарушения в работе катушки:

  • в цилиндрах не всегда происходит детонация смеси;
  • проблемы в пуске двигателя;
  • прерывистые холостые обороты;
  • появляются рывки на разгоне;
  • «стреляет» выхлопная система;
  • двигатель не заводится совсем;
  • начинает «троить».

При нарушениях изоляционного слоя катушки или проводников, искра пробивает на корпус, что приводит к потере силы тока на свече или полное его отсутствие.

Причины дефектов

Поломки катушек зажигания могут быть вызваны с несколькими факторами, а именно:

  1. Механическое воздействие. Возможно простое старение устройства привело к коррозии изоляции, что вызвало ее разрушение. Возможно от случайного удара повредился корпус и масло из катушки вытекло, а это привело к ее перегреву. В таких случаях лучше сразу заменить преобразователь новым.
  2. Нарушение контакта. В летний период и межсезонье из-за попадания влаги на контактной группе может появиться окисление. Это приводит падению мощности напряжения в свечах зажигания.
  3. Перегрев. Такой дефект более распространен на катушках индивидуального типа. В летнюю жару, а также при длительных поездках вряд ли Вы сможете контролировать температуру катушки зажигания. Однако во избежание таких ситуаций можно использовать качественные устройства и жидкости охлаждения.
  4. Повышенная вибрация. Также особо опасны при использовании индивидуальных катушек зажигания. Основная вибрация воздействующая на устройство исходит от цилиндров ДВС. Для уменьшения воздействия этих сил достаточно своевременно устранять неполадки в работе мотора.

В принципе катушка долговечный и очень надёжный элемент, а главная причина при большинстве поломок – это банальное старение, что и приводит к нарушениям изоляции и нормальной работе. Ниже приведем способы проверки целостности катушек.

Способы проверки катушек зажигания

Катушки зажигания всех типов проверяются одинаковыми методами, на данный момент самых распространенных четыре:

  • поставить новую и попробовать запустить двигатель;
  • с помощью осциллографа;
  • омметром (мультиметром);
  • проверкой «на искру».

С первым методом, при наличии рабочей катушки, вряд ли возникнут проблемы. Второй менее удобен в домашних условия – мало у кого в гараже стоит рабочий осциллограф с мотор-тестом. В таком случае у нас еще остается два последних варианта проверки.

Визуальный осмотр

Первое с чего нужно начать при неисправностях в работе катушки зажигания это внимательно осмотреть все составляющие элементы.

  1. Корпус – на наличие механических повреждений.
  2. Проводка – повреждения, нагары, масляные потеки, плотность контактов, посмотреть нет ли следов окисления и подобное.
  3. Поверить правильность подключения.
Читайте также:  Стабилизатор напряжения для квартиры подключение

Если все в порядке, тогда можно приступать к тестированию одним из возможных способов.

Проверка на искру

Этот способ требует некоторых навыков и специального оборудования в виде высоковольтного разрядника. Просто выкрутить свечу и проверить ее на наличие искры, по сути ничего не даст. Ведь искра будет как при полностью исправной катушке, так и при ее сильном износе. И как только Вы вкрутите свечу обратно в цилиндр, искра снова пропадёт.

Все потому что, на пробой влияет не только напряжение, но и несколько других факторов, один из которых – давление. При повышении давление увеличивается и плотность среды пробоя, что влечет за собой необходимость увеличения напряжения. То есть при атмосферном давлении для пробития 1 мм зазора, необходимо меньшее значение напряжения, нежели в цилиндре, где давление может достигать нескольких атмосфер.

В разряднике есть возможность менять зазоры между контактами. На нем можно выставит расстояние 2 – 3 мм, для которых потребуется тот же показатель напряжения, как и для одного миллиметра при давлении внутри цилиндра во время работы двигателя.

Такой способ тоже подходит для СТО и сервисных центров, однако если у Вас или Ваших знакомых есть необходимое оборудование, то провести проверку не составит труда.

Тестирование при помощи мультиметра

Проверка катушек зажигания мультиметром или омметром проходит в несколько этапов:

  • проверка первичной обмотки;
  • затем вторичной;
  • сравнение по результатам.

Первый этап. Переводим мультиметр в положение проверки сопротивления (омметр). Щупы прибора присоединяем к минусовой и плюсовой клемме катушки. Записываем результат. В зависимости от моделей сопротивление должно составлять 0.4 – 2 Ом. То есть, если показания мультиметра не совпадают с данными характеристик вашего оборудования, значит катушка пришла в негодность.

При показаниях ниже 0.4 и до нуля это говорит о коротком замыкании. При больших значениях и бесконечности – обрыв. И только если значения совпадают или есть расхождение 0.1 – 0.2 Ом, значит обмотка исправна и можно переходить ко второму этапу.

Второй этап. Присоедините один щуп к плюсу катушки, а второй к выходящему проводу высокого напряжения. В устройствах с пластинчатым сердечником нормальное сопротивление 6 – 9 кОм, с обычным 15 кОм.

Третий этап. Сравните полученные результаты с номинальными значениями на моделях Ваших катушек. При выявлении неисправностей лучшим выбором будет замена на новые.

Проверка катушки зажигания Приора

Первичная цепь (между выводами 1 и 3) — 0,4…0,6 Ом.

Вторичная цепь (высокая сторона) — 350 кОм. Может немного отличатся, главное что бы мультиметр не показывал обрыв или короткое замыкание.

Проверка катушки зажигания ВАЗ 2110

Первичная цепь (между выводами 1 и 3) — 0,5 Ом.

Вторичная цепь (высокая сторона) — 5,4 кОм.

Диагностика при помощи осциллографа

Тест цифровым осциллографом с подключением компьютера и специальным ПО дает максимально достоверную информацию и в полном объеме. Однако не у всех имеется специальное оборудование в гараже.

Посредством осциллограммы выводится информация не только о самой катушке, но и о всей системе мотора. Аномалии в кривой значений появляются из-за воздействия некоторых факторов, изучая которые можно сделать выводы о работоспособности тех или иных участков:

  • раннее зажигание;
  • количество оборотов;
  • положение клапана;
  • давление;
  • пропорция топливосмеси и др.

Осциллографическим тестером можно определить следующие неисправности:

  • обрывы в цепи датчик-свеча;
  • большое значение сопротивления цепи (может возникнуть при окислении контактов, перегибах проводов и других факторах);
  • обрыв цепи датчик-катушка (влечет увеличение напряжения в обмотке);
  • пробой в обмотке;
  • нарушение зазора между электродами;
  • падение компрессии в цилиндре.

Все это приводит к падению напряжения в цепи и возможным пробоям изоляции. Что в последствии вызывает пропуски в зажигании, нестабильную работу двигателя на холостом ходу, невозможность запустить двигатель и многое другое. Автомобиль дергается. особенно при езде в натяжку.

Вывод

Проверка исправности катушки довольно простое занятие при наличии определенного опыта и некоторого оборудования. Самый простой и эффективный способ для домашнего использования это проверка сопротивления обмоток катушки при помощи мультиметра. Для повышения удобства при работе катушку следует снять с машины.

Если катушка оказалась неисправной ее лучше заменить новой. Ремонт, а именно перемотка обмоток сильно дорогое, трудоемкое и неблагодарное дело. Намного проще и быстрее купить и установить новую.

Источник