Меню

Повышенное напряжение катушек зажигания

Катушки зажигания: энергия для рождения искр

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью искры, проскакивающей между электродами свечи. Электрический импульс, необходимый для возникновения искры, создается с помощью довольно простого устройства — катушки зажигания. Об этом компоненте системы зажигания пойдет речь в данной статье.

Назначение катушки зажигания

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?

Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.

На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.

Катушка зажигания HYUNDAI Solaris (10-),i20,i30 KIA Ceed,Cerato,Rio (11-) (1.4/1.6) MANDO

1 551 ₽

Катушка зажигания ГАЗ-3302 ЕВРО-3 (модуль) BOSCH

2 990 ₽

Катушка зажигания ЗМЗ-40524 ЕВРО-3 на свечу СОАТЭ

1 030 ₽

Катушка зажигания CHEVROLET Aveo (09-) (1.4 101 л.с.),Cruze (1.8) ERA

4 322 ₽

Катушка зажигания ГАЗ-24,УАЗ,ГАЗ-3307 СОАТЭ

1 180 ₽

Катушка зажигания ЗМЗ-406 СОАТЭ

Катушка зажигания OPEL Astra J (10-) ERA

5 880 ₽

Катушка зажигания ВАЗ-2115 (модуль) СОАТЭ

1 215 ₽

Катушка зажигания BMW 1 (E82),3 (E90),5 (E60) PEUGEOT 207,308,Partner BOSCH

1 842 ₽

Катушка зажигания VW AUDI SEAT SKODA (FSI/TFSI) OE

Устройство и принцип действия катушки зажигания

Катушка имеет довольно простое устройство. В ней имеется две цилиндрических обмотки: первичная, содержащая 100-150 витков провода большого сечения, и вторичная, содержащая несколько тысяч витков (до 30 000) провода малого сечения. Причем витки первичной обмотки расположены поверх витков вторичной обмотки. Внутри обмоток находится металлический сердечник.

Вся эта конструкция помещена в цилиндрический корпус из диэлектрика, крышка корпуса выполнена несъемной, а внутренний объем обычно заполнен трансформаторным маслом (оно обеспечивает охлаждение катушек во время работы). На крышке находится несколько контактов (обычно три): центральная клемма, с которой снимается высокое напряжение, и две боковых клеммы, на которые подается ток низкого напряжения.

В основе работы катушки зажигания лежит явление электромагнитной индукции. В сущности, катушка — это повышающий трансформатор, на первичную обмотку которого подается ток низкого напряжения, а со вторичной снимается ток высокого напряжения. Но в катушке, в отличие от обычных трансформаторов, производится преобразование коротких импульсов электрического тока, и на выходе, соответственно, также получаются электрические импульсы.

Однако, как известно, трансформатор может работать только с переменным током, а в автомобилях используется ток постоянный. Мало того, через первичную обмотку катушки также протекает постоянный ток, а значит, во вторичной обмотке ток возникнуть не может. Нет ли здесь противоречия? На самом деле все просто: катушка зажигания работает совместно с прерывателем — устройством, которое обеспечивает пульсацию постоянного тока, и подает на первичную обмотку достаточно короткие электрические импульсы. Импульс, проходя по первичной обмотке, за счет электромагнитной индукции также возбуждает во вторичной обмотке импульс. Причем пиковое напряжение электрического импульса во вторичной обмотке будет во столько же раз больше напряжения в первичной обмотке, во сколько больше витков во вторичной обмотке по отношению к первичной.

Важно отметить, что преобразование тока происходит именно в момент размыкания прерывателя, то есть — в момент отсоединения первичной обмотки катушки от аккумулятора или генератора. Напряжение в этот момент падает не моментально, а в течение некоторого (очень короткого) промежутка времени, и за это время во вторичной обмотке, за счет изменения тока в первичной обмотке, индуцируется ток высокого напряжения — этот импульс и подается на свечу зажигания.

Так как в катушке действует закон сохранения, то мощность тока во вторичной обмотке почти равна (на деле — чуть меньше) мощности тока в первичной обмотке. Это значит, что электрический импульс на выходе имеет высокое напряжение, но малый ток, а в первичной обмотке все ровно наоборот. Именно поэтому первичная обмотка выполняется из провода большого сечения (так как по ней протекают токи в десятки ампер), а вторичная обмотка — из очень тонкого провода (токи во вторичной обмотке не превышают единицы микроампер).

Читайте также:  Как резать провод под напряжением

Часто в катушках зажигания предусмотрено добавочное сопротивление (резистор), включенное последовательно с первичной обмоткой. Этот резистор изготавливается из сплава, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры: при нагревании сопротивление увеличивается, при охлаждении — уменьшается. Добавочное сопротивление необходимо для защиты катушки на малых оборотах двигателя.

Дело в том, что при малых оборотах через первичную обмотку катушки постоянный ток проходит на протяжении довольно длительного времени, а это приводит к усиленному нагреву провода и негативно сказывается на сердечнике. Поэтому на малых оборотах резистор нагревается, его сопротивление повышается, а это приводит к снижению тока в первичной обмотке — так исключается перегрев. При повышении оборотов температура падает, сопротивление резистора снижается, и через первичную обмотку проходит более высокий ток. Во время запуска двигателя сопротивление шунтируется (то есть, замыкается проводом), и не оказывает влияния на систему зажигания.

Классификация и схемы подключения катушек зажигания

Все катушки зажигания устроены одинаково, однако существует несколько схем включения катушек в систему зажигания, и катушки, используемые в каждой схеме, имеют свои особенности. Всего можно выделить три типа катушек зажигания:

— Общая;
— Индивидуальная;
— Сдвоенная (двухвыводная или двухискровая), и ее вариант — четырехвыводная катушка.

Общая катушка зажигания. Это наиболее простой и исторически первый вариант. При такой схеме в автомобиле есть только одна катушка зажигания, вырабатываемые ею высоковольтные импульсы распределяются по свечам зажигания с помощью трамблёра или иного распределительного устройства. Данная схема широко применяется в контактной, бесконтактной и электронной системах зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания. Это современный вариант, который находит все большее применение. В данной схеме в паре с каждой свечой зажигания работает своя катушка, чем достигается наилучшее согласование фаз газораспределения и воспламенения горючей смеси. Индивидуальные катушки конструктивно отличаются от общих, но принцип действия их одинаков. Данные катушки применяются в электронной системе зажигания. Часто такие катушки называют катушками карандашного типа (COP).

Сдвоенные (двухискровые) катушки зажигания. Как понятно из названия, эти катушки сдвоены, они позволяют получить сразу две искры в двух цилиндрах. Данные катушки иногда используются в двухтактных мотоциклетных и двухцилиндровых двигателях, такое решение позволяет избавиться от трамблёра и значительно упросить систему зажигания. Существует вариант сдвоенной катушки — счетверенная, она позволяет получить сразу четыре искры. В системах зажигания со сдвоенными (и с четверенными) катушками искры синхронно образуются в обоих цилиндрах, однако воспламенение горючей смеси происходит только в одном из них, так как второй в этот момент находится в НМТ, и воспламеняться там просто нечему.

Признаки неисправности катушки зажигания

Катушка является одним из основных компонентов системы зажигания, поэтому ее выход из строя сразу сказывается на работе двигателя. Наиболее часто поломка катушек проявляется следующим образом:

— В двигателях с общей катушкой — сложный запуск двигателя, нестабильная работа двигателя (пропуски зажигания);
— В двигателях с индивидуальными катушками — «троение» двигателя, пропуски зажигания в каком-либо из цилиндров;
— В двигателях со сдвоенными катушками — «троение», пропуски зажигания сразу в двух цилиндрах, работающих от одной катушки.

В современных двигателях, оснащенных системой самодиагностики, при неисправности катушки зажигания на приборной панели загорается индикатор «Check engine». В этом случае сканером можно легко определить код неисправности, и выяснить, какая именно катушка вышла из строя.

Однако данные признаки могут говорить о неисправности любых других компонентов системы зажигания, топливной системы и цилиндропоршневой группы. В частности, пропуски зажигания могут возникать из-за неисправностей свечей зажигания, высоковольтных проводов и трамблёра, а также из-за отсутствия необходимой степени компрессии в цилиндре. В инжекторных двигателях проблемы могут возникать из-за загрязнения или выхода из строя топливных форсунок.

Поэтому при возникновении неполадок в работе двигателя необходимо произвести диагностику катушек зажигания. В двигателях, не оснащенных системой самодиагностики, можно выполнить несколько простых действий:

— Выявить неисправную катушку — на работающем двигателе попеременно отсоединять высоковольтные провода от свечей зажигания. Если после снятия колпачка со свечи двигатель начинает работать хуже, то катушка данной свечи исправна, если же после снятия колпачка работа мотора не изменилась проблема в катушке данной свечи;
— Проверить сопротивление обмоток катушки. В рабочей катушке сопротивление первичной обмотки лежит в пределах 3-3,5 Ом, вторичной обмотки — в пределах 5-9 кОм. Слишком низкое сопротивление обмотки, особенно вторичной, свидетельствует о коротком замыкании внутри катушки. Имеет смысл проверять сопротивление всех катушек, так выявить неисправную катушку проще всего;
— Проверить свечу зажигания и высоковольтный провод, чтобы убедиться, что проблема заключается именно в катушке зажигания.

Неисправную катушку зажигания необходимо заменить, так как длительная работа двигателя с такой катушкой чревата различными проблемами, в том числе повышенным расходом топлива, повышенными вибрациями и даже повреждением каталитического нейтрализатора. Заменить катушку в большинстве моторов, особенно на российских автомобилях, несложно и не составит труда автомобилисту.

Подушка на подголовник: комфорт и здоровье автомобилиста 11 Декабря 2020 Подушка на подголовник: комфорт и здоровье автомобилиста

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Читайте также:  Задатчик напряжения своими руками

Плашкодержатель: надежный партнер плашки 4 Декабря 2020 Плашкодержатель: надежный партнер плашки

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Набор экстракторов: поврежденный болт - больше не проблема 27 Ноября 2020 Набор экстракторов: поврежденный болт — больше не проблема

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Шипы или «липучка»: во что «обуть» автомобиль зимой? 20 Ноября 2020 Шипы или «липучка»: во что «обуть» автомобиль зимой?

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Присадки в дизельное топливо: защита двигателя в сложных ситуациях 18 Ноября 2020 Присадки в дизельное топливо: защита двигателя в сложных ситуациях

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Всесезонная резина — очередной миф неопытных автомобилистов? 15 Ноября 2020 Всесезонная резина — очередной миф неопытных автомобилистов?

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

Повторитель поворота: в борьбе за безопасное маневрирование 15 Октября 2020 Повторитель поворота: в борьбе за безопасное маневрирование

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Источник



IZh Москвич 412 Classic › Logbook › Повышаем напряжение на катушке зажигания (первые тесты)

Как зажал двигатель и получил компрессию 16, заметил что система зажигания работает не очень эффективно. По всем признакам недостаточная мощность искры, хотя едет вполне не плохо.
Желание увеличить мощность искры появилось давно, но конкретной необходимости небыло. Нашел много инфы в инете с опытами и описанием результатов. Последняя статья дала толчок к началу работы в этом направлении. Статья тут: Питаем катушки зажигания повышенным напряжением через DC-DC Boost. Спасибо автору за статью и наблюдения 🙂
Написано вроде грамотно, а главное описан практический опыт и результаты длительных испытаний. Идея моя была простая: бустер на 150Вт, амперметр и вольтметр, корпус металлический, чтоб работал как радиатор. К амперметру был взят шунт на 50А (мало ли какие скачки с импульсного бустера) — решил что 10А мало.
Бустер взят тут. У него есть предохранитель на 15А и клемы подключения вентилятора 🙂

Амперметр брался тут. В комплекте шунт на 50А.

Все было собрано в корпусе от советского коммутатора. Бустер установлен радиаторами на корпус коммутатора через термопасту. Там же внутри шунт и амперметр. Шунт подключен по схеме по минусу. минус на бустере общий для входа и выхода. Все было для начала настроено на 18В.

До этого напрямую от генератора был протянут провод 4 кв.мм. для питания бустера и подключен через реле. После реле стоят 2 конденсатора для сглаживаний пульсаций по напряжению. Идея взята тут и сделано по аналогии с автором. Спасибо за идею и проведенные замеры 🙂

Подключено все к генератору, так как на приборке стоит амперметр и нагрузку нужно подключать после него. На генераторе вернее всего. Вот место установки под штатным коммутатором, рядом с МПСЗ (который тоже в корпусе от советского коммутатора).

Все готово к первому запуску. Но для начала тесты. Все проверил, напряжение показывает правильно. А вот с амперами интересно: минус от корпуса через шунт приходит на бустер. Чет не пойму: амперметр показывает ток на входе бустера или на выходе? 🙂
Ну будем предположительно считать что на входе 🙂

Теперь на клему датчика Холла подключаю АЗ (аварийное зажигание, кажется дает импульсы с частотой 100 Гц). Прямым проводом от катушки на свечу через хитрую приспособу для проверки искры.
Идея: покрутить напряжение на бустере и посмотреть как меняется искра. Выглядит это так:

У меня DENSO с электродом U, поэтому искра бьет по краям электрода. Их как бы две
Начал крутить напряжение от 18В до 35В и смотреть за искрой. Меня очень удивило, что искра оставалась прежней при увеличении напряжения!. Я ожидал что с поднятием напряжения более чем в двое будет заметно усиление искры.

Читайте также:  Проверка напряжения датчика мультиметром

(!) Но в моем случае при поднятии напряжения искра оставалась прежней

Почему? Может есть теории?
При этом ток показывал прибор 2-3А. Показания прыгали, так как ток идет импульсами. Будем считать, что это некие средние показания тока. Хотя мне больше интересны не абсолютные значения, а относительные (где стал больше, а где — меньше). Ну да ладно, решил перейти к испытаниям. Вернул обратно 18В, и завелся. Кстати до начала испытаний я полностью прогрел двигатель, чтобы посмотреть как изменится ХХ после включения бустера. ХХ остался прежним, движок также слегка колбасило (бедная смесь на ХХ). Наверное не удивительно, ведь искра не стала мощнее при поднятии напряжения. Хотя это только визуально. Еще нюанс:

(!) При включенном зажигании выставил 18В, но когда запустил двигатель напряжения плясало от 21 до 22В. На ХХ ток был порядка 0,5А, подняв обороты примерно до 1500 — ток держался 0,7-0,8А (Интересно почему при АЗ ток был 2-3А? Возможно ответ будет дальше в коммутаторе)

Тесты на ходу.
В ходу показалось, что звук немного другой и чуть раньше отзывается на педаль газа. Мне казалось заметны небольшие улучшения. Хотя может это моя хотелка? Потрачено много усилий и кажется что стало лучше? Не берусь утверждать — это только начало теста и минимальное напряжение. Проездил так весь день. Порядка пяти коротких поездок, около 30 км. Вроде и лучше немного и живее, и звук немного другой 🙂
Результатом я был доволен.
Приехав в гараж заглушил двиг и настроил напряжение 25В. Когда завел двиг — прыгало 31-32В

(!) При этом ток вырос до 1,5-2А. ХХ не вырос, двиг слегка колбасило как и раньше.

Погазовов немного на месте мин 5 показалось что раскручивается двиг при резком газе поживее, чем без бустера. Несколько раз глушил и заводил. Заводится как и раньше очень легко — с этим проблем никогда небыло 🙂
Наигрался и пошел домой. На утро решил продолжить эксперименты. Покрутив двиг понял что не заведу. Не хватает совсем, как будто нет искры. МПСЗ работает нормально (видно по БК). Смотрю на бустер — напряжение 0. Перемерял тестером — нет на выходе ничего. Разобрал. Перегорел предохранитель на 15А. Пластмасса черная, как будто была резкая вспышка.

(!) Как мог сгореть предохранитель на 15А при средних тока в 1,5-2А? Тут у меня нет ответа. Похоже сгорел моментально при попытке завести утром 🙁

Подключил все на прямую, но завести не смог. Завелся только с подменным коммутатором. Проверил дважды — старый коммутатор не рабтает. Забрал все домой на вскрытие. Ну с бустером понятно — нужно заменить предохранитель. Надеюсь остальное все целое. А вот с коммутатором…
Стал изучать

На сайте SECU-3 видел предупреждение, что некоторые винницкие коммутаторы не регулируют время накопления, а значит накопление зависит только от импульса с датчика Холла. А так чем выше обороты — тем меньше накопление. Автор секи предупреждал, что для такого коммутатора нужно использовать прошивку с расчетом времени накопления. Во многих коммутаторах и модулях стоит контроллер зажигания L497 c разными буквами. Тут его не оказалось, а вместо него операционник LM 2903. Похоже у меня именно тот коммутатор, который не регулирует время накопление!

(!) Есть авторитетные мнения по этому поводу? Видел кто такие коммутаторы?

(!) Возможно именно по этому на 18В с АЗ показывал ток 2-3А, а на штатном зажигании было всего 0,5-0,8А. Наверное в АЗ просто квадратные импульсы 50/50. Больше длина импульса — больше время накопления в моем случае!

Резюме:
Первый опыт по внедрению бустера оказался не очень удачный. Хотя ощущалось много мелких положительных моментов, в остатке — потеря коммутатора. Хотя может и совпадение? Ему уже 5-6 лет.
Но до следующих тестов планирую разобраться что случилось
А вот вопросов осталось много! Подскажите у кого есть ответы.
1. Почему с АЗ ток показывал больше? Может с такой начинкой и правда коммутатор не регулирует накопление?
2. Почему искра не стала сильнее при поднятии напряжения? Или может на глаз при пробое в воздухе не будет заметно? По-моему должно быть заметно! 🙂
3. Почему поднимается напряжение на выходе бустера при запуске двига? Из-за пульсаций бустер не успевает реагировать?
4. Как получился ток спаливший 15А предохранитель? Может сдох силовик в коммутаторе и дал обратный импульс на бустер? Или наоборот через бустер и катушку пробило силовик? Тогда удивительно что катушка целая 🙂
5. Двигатель на ХХ работает как и раньше наверное от того, что искра не стала мощнее? Или сильно бедная смесь на ХХ? У меня карб и регулировать смесь на ХХ нечему

Жду ваши мнения, особенно тех кто делал что-то подобное

Источник