Катушка зажигания Википедия
Катушка зажиганияКатушка системы зажигания двигателя — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.
Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.
Устройство
Контактная батарейная система зажиганияКатушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.
Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.
Принцип действия
Схема включения двухискровой катушки зажигания.ruwikiorg.ru
Катушки зажигания – устройство и принцип работы модуля зажигания автомобиля
Катушка зажигания (или модуль зажигания) – элемент системы зажигания автомобиля, который преобразует низковольтное напряжение бортовой сети в высоковольтный импульс. Высокое напряжение, возникающее в катушке зажигания, вызывает образование искры между электродами свечи зажигания и обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси.
Устройство катушки зажигания
Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.
- Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.
- Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. а. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.
Принцип действия катушки зажигания
В первичную обмотку катушки подается низковольтное напряжение, который создает магнитное поле. Время от времени это напряжение отсекается прерывателем, вызывая резкое сокращение магнитного поля и образования в витках катушек электродвижущей силы (э.д.с.).
Согласно физическому закону электромагнитной индукции, величина образующейся таким образом э.д.с. прямо пропорциональна количеству витков обмотки контура. Поэтому во вторичной катушке с большим количеством витков образуется импульс высокого напряжения, который по высоковольтным проводам (не применимо к индивидуальной катушке зажигания, установленной прямо на свечу)подается к свече зажигания. Благодаря импульсу, передаваемому катушкой, между электродами свечи зажигания образуется искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.
Различают общие и индивидуальные катушки зажигания.
- Общая катушка зажигания используется в системах зажигания с распределителем или без него. Ее конструкция описана выше: первичная обмотка располагается снаружи вторичной, внутри которой находится сердечник. Катушки с сердечником заключены в стальной корпус. Импульс от вторичной обмотки подается на свечи зажигания.
- Индивидуальная катушка зажигания используется в системах прямого электронного зажигания. В отличие от общей конструкции, в индивидуальных катушках первичная обмотка находится внутри вторичной. Индивидуальная катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания, поэтому высоковольтный импульс передается практически без потери мощности.
1. Не оставляйте включенным зажигание без запуска двигателя на долгое время. Это существенно сокращает срок службы катушек зажигания.
2. Найдите время для очистки и проверки состояния катушки. Убедитесь в том, что крепления проводов в порядке, особенно важно проверить высоковольтный провод. Убедитесь также, что на корпус или внутрь его не попадает вода.
3. Не отсоединяйте высоковольтный провод от катушки голыми руками при включенном зажигании.
устройство и методы диагностики :: SYL.ru
Назначение катушки зажигания
Катушка зажигания – это один из важнейших элементов воспламенения топлива в цилиндрах двигателя. Она представляет собой устройство, потребляющее низковольтный ток от аккумулятора автомобиля и преобразующее его в высоковольтные импульсы. Они в нужный момент образуют искру между электродами свечи зажигания и воспламеняют топливно-воздушную смесь.
Конструкция
Устройство катушки зажигания сходно с трансформатором: она тоже имеет две обмотки (первичную и вторичную) на сердечнике, а специальное устройство преобразует постоянный ток батареи в импульсный, напряжение которого повышается в несколько тысяч раз по закону электромагнитной индукции. В системах воспламенения старых автомобилей имелся только один такой узел. Импульсы от него поочередно подавались на все свечи через распределитель и высоковольтные провода. Но в последнее время на машинах все чаще встречается система с выносом отдельной катушки на каждый цилиндр.
Диагностика методом замыкания свечи на корпус
Без данного устройства автомобиль не способен завестись. Следовательно, проверка катушки зажигания — эта та операция, которую должен уметь производить любой автомобилист. Наиболее распространенный способ — это выкрутить свечи зажигания из цилиндра и замкнуть их на корпусе двигателя с последующей попыткой завести машину. Если искра проскакивает между электродами, значит, катушка зажигания исправна. Если же нет, то, скорее всего, проблема именно в этом устройстве. Но у многих автолюбителей существует мнение, что при таком способе проверки катушка зажигания может вывести из строя.
Диагностика методом измерения сопротивления
Существует безопасная альтернатива, но в этом случае понадобится омметр. Метод заключается в измерении сопротивлений обмоток. Точные их значения указаны в технических справочниках, но обычно рабочая катушка зажигания имеет на первичной обмотке сопротивление 16-17 КОм. Если обнаружено сильное расхождение с данной цифрой или вообще разрыв (бесконечное сопротивление) или короткое замыкание (величина будет стремиться к нулю), то, скорее всего данный агрегат неисправен.
Альтернативные методы диагностики
Еще один способ — это установка вашей катушки на другую машину. В этом случае вы однозначно узнаете, исправен ли данный компонент. Сложность в том, что автомобиль должен быть той же марки и той же комплектации что и ваш, а еще вам нужно согласие его владельца. Также существуют и визуальные признаки выхода из строя катушки: запах горелой изоляции или следы пробоя (наличие черных прогоревших точек на корпусе и обмотках).
Можно ли отремонтировать катушку зажигания
Что делать в случае, если установлена неисправность данного компонента системы зажигания? Только менять — катушка не поддается ремонту. Точнее, отремонтировать ее можно, но сложность замены обмоток делает такую операцию нерентабельной.
Методика проведения работ
Помните о технике безопасности при всех манипуляциях с системой зажигания, так как напряжение катушки может достигать 20-25 тысяч вольт. Используйте инструменты с электроизолированными ручками и не работайте в сырых помещениях или под дождем. Если вы не можете найти причину неисправности автомобиля самостоятельно, обратитесь в специализированный сервис. Удачи на дорогах!
www.syl.ru
Как выбрать катушку зажигания | Новости автомира
Автомобильная катушка зажигания представляет собой небольшое металлическое изделие, которое используется для поджигания топливной свечи в двигателях. Ресурс катушек относительно невелик, так как им приходится работать при больших напряжениях и в особо агрессивных условиях.
Для чего нужны катушки зажигания
В двигателях на бензине и газе топливная смесь должна зажигаться. Лучше всего справляются с задачей поджига электротехнические устройства вроде свечей зажигания. Однако рабочее напряжение в них достигает несколько десятков тысяч вольт. Именно здесь и нужна катушка, поскольку в ней можно превратить 12 вольт тока от аккумулятора даже в 50 тысяч вольт. При этом катушка, несмотря на свою кажущуюся простоту, серьезно страдает от внешних воздействий. По этой причине ее меняют в среднем через каждые 70 тысяч километров пробега.
Подробнее об устройстве
На использовании закона самоиндукции базируются очень многие электротехнические устройства. Пресловутая катушка зажигания состоит из следующих элементов:
- Наружный слой, она же первичная обмотка, из толстой медной проволоки диаметром 0,8 миллиметров. Количество витков: 250-400 штук;
- Внутренний слой, она же вторичная обмотка, из тонкой медной проволоки диаметром 0,1 мм. Количество витков: 19-25 тысяч штук;
- Сердечник из специальной трансформаторной стали, являющейся отличным доступным ферромагнетиком.
Также отдельно выделяют коммутирующие устройства, то есть клеммы высоких и низких напряжений. Вторые подводятся к аккумулятору и металлической части автомобиля, практически всегда раме.
Работает это так: ток от выбранного источника (в авто это генератор или аккумулятор) изначально действует в первичной обмотке, создавая электромагнитное поле. При размыкании цепи наблюдается эффект самоиндукции: во вторичной обмотке при изменении силы тока (т.е. снижении его до нуля) наводится импульс электродвижущей силы. Выражаясь ненаучно, вторичная обмотка «сопротивляется» резкому изменению силы тока в обмотке первичной. При этом величина ЭДС имеет зависимость от числа витков и плотности их намотки. В итоге из нескольких вольт можно получить десятки тысяч вольт, которые востребованы системой зажигания.
Сердечник делают слоистым – так он меньше греется. Нагретый сердечник вносит в систему излишнюю нелинейность, а счет чего нельзя достигнуть стабильно высокого значения индуктивности всей катушки. Если от сердечника избавиться, индуктивность будет слишком малой.
Дабы избежать неприятностей, катушку оборудуют добавочными сопротивлениями (позволяет избежать перегрева) и конденсаторами (смягчают скачки напряжения, препятствуя образованию искр), изолируют каждый из слоев (не дает цепи замкнуться). Отметим, что катушка отчасти компенсирует недостатки высоковольтных проводов.
Виды систем зажигания
В зависимости от того, как происходит поджигание топливной смеси, выделяют следующие системы:
- Распределительная. Одна катушка брала на себя всю работу по работе с несколькими цилиндрами. Система устаревшая и не слишком надежная, сегодня встречается только в старых автомобилях;
- «Сдвоенная искра». Высокое напряжение от одной катушке обеспечивает работу двух свечей, которые работают с синхронно двигающими поршнями. При этом энергия обеспечивает искру в одной свече, а в другой расходуется вхолостую. Различают системы DIS и несколько модернизированную DIS-COP;
- Индивидуальная. Катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания. Отпадает нужда и в высоковольтных проводах. Иначе называет системой COP.
Пока что система COP не слишком распространена, однако ведущие автоконцерны отдают предпочтение именно ей: несмотря на кажущуюся сложность, конечная система зажигания включает в себя лишь несколько элементов, которые должны работать в соответствии с движением поршней в цилиндрах. С ней водители выигрывают в надежности, стоимости ремонта и, как ни странно, внешнем виде – в подкапотном пространстве больше нет провисающей проводки.
Разбираемся со временем замены
Проблемы с катушкой зажигания во многом дублируют таковые у свечей зажигания. А именно:
- Повысился расход бензина;
- Двигатель отказывается работать;
- Упала мощность;
- Выхлопные газы стали более «грязными»;
- Мотор начал «троить»;
- Появилась подозрительная вибрация агрегата;
- Стало тяжело заводиться.
При этом, как мы и писали выше, ресурс катушек может уменьшаться по целому ряду причин: попадание воды, паров масла и автохимии, перегрев. Любые катушки моментально выходят из строя из-за пробоя изоляции. Да и сами свечи могут сильно их нагружать, вследствие чего катушка перегорает. Особенно уязвимы индивидуальные системы, которые функционируют при экстремальных температурах и требуют дополнительной защиты.
О дорогостоящем процессе изготовления
Что крупные трансформаторы и намотки для электродвигателей, что маленькие автомобильные катушки стоят приличных денег. Конечной, сравнивать автомобильную электрику с таковой на станции нет смысла, но и та, и другая очень требовательна к материалам и технологиям производства.
Поскольку вторичная обмотка составлена мелким проводом, правильная намотка не может быть простым делом: провод толщиной 0,1 мм должен ложиться ровно, без малейших перекосов. Если вы видите в катушке даже мелкий пропуск, можете быть уверены в том, что все изделие начнет греться. Вместе с перегревом выйдет из строя изоляция.
Крайне важна запрессовка проводов. При работе двигателя автомобиль начинает вибрировать, а значит, играет роль разводка мелких проводков внутри катушек. Если они болтаются свободно, появляется риск короткого замыкания.
Высокие требования предъявляются к материалам. Корпус катушки должен выдерживать даже большие механические нагрузки. Сегодня корпус состоит из ударопрочного ABS-пластика. Изоляционные материалы в современных катушках могут служить даже в химически агрессивной среде.
Продлеваем эксплуатацию катушек зажигания
Производители помещают катушки в корпуса, наполненные эпоксидной смолой, а чаще всего трансформаторным маслом. Это делается для предотвращения перегрева устройства. Так что на совести владельца авто всегда остается проверка детали на предмет механических повреждений.
Катушки зависят от качества проводки. Высоковольтные провода нужно поддерживать в чистоте. То же касается клемм, которые покрываются слоем оксида и грязи.
Не забывайте следить за свечами. Их меняют относительно редко, но случай использования одних свечей на протяжении всего цикла использования автомобиля от покупки до отправки в утиль достаточно редок – неисправные свечи нужно менять как можно скорее, иначе они «убьют» катушки.
Увы, катушки зажигания неремонтопригодные. Витки в них уложены так плотно, что в случае пробоя изоляции как-то помочь ситуации не получится. В этом случае нужно менять все устройство. То же касается случаев перегрева.
Делаем верный выбор
Правильнее всего выбирать оригинал, руководствуясь VIN-кодом автомобиля. Так как катушка зажигания находится где-то в середине цепи зажигания, она остро реагирует на любые отклонения от заданных производителем автомобиля характеристик. К примеру, если свеча требует затрат энергии больших, чем может обеспечить катушка, последняя попросту перегорит. Можно получить и другой «бонус»: если исковой зазор свечи очень велик, высокое напряжение будет пытаться найти обходной путь, то есть пробьет изоляцию.
Также вы можете пойти к дилеру и обеспечить его данными о следующем:
- Двигатель авто;
- Модель;
- Год выпуска;
- Тип автомобильного кузова.
Он подберет катушку даже в том случае, если было установлено нештатное оборудование. Или же вы можете просто снять катушку и попросить дилера подобрать такую же или идентичный ей аналог.
Экскурс по брендам
Значительное число OEM-катушек по факту производится теми фирмами, которые будут перечислены. Это не значит, что оригинал брать бессмысленно. Скорее вы выигрываете во времени, практически сразу подбирая нужную вам запчасть, устанавливая ее и возвращаясь на дорогу.
Из дорогостоящих товаров стоит обратить внимание на те, что лежат в коробках с именами следующих фирм: Valeo (Франция), Beru (Германия), Magneti Marelli (Италия). Качество катушек этих фирм очень высоко, но и цена, как говорится, кусается.
Очень популярны катушки данных фирм: Bosch (Германия), NGK (Япония), Tesla (Чехия).
Бюджетным решением могут стать катушки от чешской фирмы Profit, а также небезызвестной датской JP Group. Менять их придется чаще более дорогих устройств, но даже в этом случае их покупка будет выгодной.
Вывод
Знание о том, как правильно выбирать катушки зажигание, вам всегда будет полезно. Во-первых, это устройство выходит из строя достаточно часто. Многие автолюбители путают неисправности катушки с таковыми у свечей зажигания или высоковольтных проводов. Во-вторых, понимание специфики изготовления катушек и их работы поможет вам не только распознать подделку, но и правильно подобрать смежные узлы, как-то упомянутые свечи и провода. Как правило, катушки зажигания не стоят больших денег, однако если у вас новый автомобиль с индивидуальной системой зажигания, замена влетит в копеечку. В случае замены советуем брать катушки от Valeo, Beru (их вам обязательно порекомендуют друзья-автомобилисты) или, если финансы ограничены, изделия Profit и датского JP Group. Не забывайте также о том, что полноценную диагностику системы зажигания вам смогут разве что мастера на СТО.
avto.pro
Системы зажигания с одной катушкой на два цилиндра
Одной из разновидностей системы зажигания с индивидуальными катушками является система с одной катушкой зажигания на 2 цилиндра, которая применяется для двигателей с четным числом цилиндров.
Рис. Соединение свечей зажигания с двухвыводной катушкой:
1 – свеча зажигания; 2 – первичная обмотка; 3 – вторичная обмотка; А – направление потока электронов; Б – направление потока электронов, формирующих искру; Г – переход электронов с бокового электрода на центральный; Д – переход электронов с центрального электрода на боковой
В этой системе каждый раз, когда вторичная обмотка катушки зажигания выдает высокое напряжение, искра на свечи зажигания подается сразу на две свечи. Разряд одной свечи происходит в цилиндре, где заканчивается такт сжатия, второй свечи – в цилиндре, где заканчивается такт выпуска. При этом одна искра является высоковольтной (12…20 кВ) и воспламеняет топливовоздушную смесь, а другая низковольтной (5…7 кВ) – холостой. В конце такта сжатия незадолго до появления рабочей искры температура топливовоздушного заряда еще недостаточно высокая (200° С), а давление наоборот – значительное (10…12 атм). При этих условиях пробивное напряжение становится максимальным. В конце такта выпуска, когда происходит разряд другой свечи, пробивное напряжение значительно уменьшается вследствие высокой температуры отработавших газов (800…1000° С) и низкого давления (2…3) атм.
Недостатком системы зажигания с двухвыводными катушками является то, что в одной свече электроны переходят от центрального электрода к массовому (боковому), а во второй свече в обратном направлении. Так как центральный электрод заострен и всегда значительно горячее бокового, истечение электронов с его острия при искрообразовании требует затраты меньшего количества энергии, чем при истечении с бокового электрода (на центральном электроде начинает проявляться термоэлектронная эмиссия). Это приводит к тому, что пробивное напряжение на свече, работающей в прямом направлении, становится несколько ниже (на 1,5…2,0 кВ), чем на свече с обратным включением полярности, т.е имеется небольшой разброс пробивного напряжения по цилиндрам. Для устранения разброса напряжения по цилиндрам и поддержания нормального искрообразования двухвыводная катушка должна иметь достаточно высокое напряжение вторичной обмотки порядка 35…40 кВ.
Если двигатель имеет четыре цилиндра, потребуются две двухвыводные катушки зажигания и два раздельных канала высокого напряжения.
В настоящее время разработан ряд автомобильных систем зажигания, в которых две двухвыводные катушки зажигания собираются на общем Ш-образном магнитопроводе и тем самым образуется одна 4-х выводная катушка зажигания. Такая катушка имеет две первичные и две вторичные обмотки и управляется от двухканального коммутатора. 4-х выводная катушка зажигания может иметь и одну вторичную двухвыводную обмотку при двух первичных. Вторичная обмотка такой катушки дооборудована четырьмя высоковольтными диодами – по два на каждый высоковольтный провод.
Рис. Четырехвыводная катушка зажигания с двумя воздушными зазорами в магнитопроводе:
VT1,VT2 – транзисторы двухканального коммутатора; W1,W2 – первичная и вторичная обмотки; FV1-FV4 – свечи зажигания; М – Ш-образный магнитопровод; N – соединительное ярмо магнитопровода; δ – воздушный зазор
В такой конструкции общим элементом является средний стержень магнитопровода, а взаимное влияние двух катушек исключается с помощью двух воздушных зазоров δ. Величина этих зазоров может достигать 1…2 мм, чем увеличивается магнитное сопротивление в магнитопроводе и достигается развязка каналов.
Система зажигания с одной катушкой на два цилиндра используется на некоторых моделях двигателей вследствие ее меньшей стоимости. Вследствие двойной искры на свечах зажигания необходимость их замены сокращается примерно в полтора раза.
ustroistvo-avtomobilya.ru