Катушка зажигания автомобиля

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.

1. 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.

1. 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.

1. 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.

Срок службы и неисправности катушек зажигания

В теории служба данного элемента системы зажигания современного автомобиля ограничена 80-ю тысячами километров пробега машины. Однако это не является константой. Причина тому – разные условия эксплуатации транспортного средства.

Пробитая катушка

Вот лишь некоторые факторы, которые могут значительно сократить ресурс данного устройства:

1. Короткое замыкание между обмотками;
2. Катушка часто перегревается (такое бывает с общими модификациями, установленными в плохо проветриваемом отсеке подкапотного пространства), особенно если она уже не первой свежести;
3. Длительная работа или сильные вибрации (часто этот фактор влияет на исправность моделей, которые установлены на двигателе);
4. При плохом напряжении от аккумулятора время накопления энергии превышено;
5. Повреждение корпуса;
6. Когда водитель не выключает зажигание во время деактивации ДВС (первичная обмотка находится под постоянным напряжением);
7. Повреждение изоляционного слоя ВВ проводов;
8. Неправильная распиновка при замене, обслуживании устройства или подключении дополнительного оборудования, например, электрического тахометра;
9. Некоторые автомобилисты, выполняя раскоксовку мотора или другие процедуры, отсоединяют катушки от свечей, но не отключают их от системы. После того, как были выполнены очистительные работы с двигателем, они стартером проворачивают коленвал, чтобы удалить всю грязь из цилиндров. Если не отключить катушки, они в большинстве случаев выходят из строя.

Чтобы не сократить срок службы катушек, водителю следует:

• Выключать зажигание при неработающем моторе;
• Следить за чистотой корпуса;
• Периодически перепроверять контакт высоковольтных проводов (не только контролировать окисление на надсвечниках, но и на центральном проводе);
• Следить за тем, чтобы ни на корпус, ни тем более внутрь не попадала влага;
• Во время обслуживания системы зажигания ни в коем случае не браться за высоковольтные элементы голыми руками (это опасно для здоровья), даже если мотор заглушен. Если в корпусе есть трещина, человек может получить серьезный разряд, поэтому ради безопасности лучше проводить работы в резиновых перчатках;
• Периодически проводить диагностику устройства на сервисной станции.

Признаки неисправности

Как и любая неисправность поломка модуля зажигания имеет свои признаки. Сложность диагностики заключается в их схожести с признаками отказов в других системах. Проверять блок зажигания следует при следующих явлениях:

• Неустойчивая работа на холостом ходу. При этом на низких оборотах двигатель может вообще глохнуть;
• Заметное снижение мощности, автомобиль начинает тупить при разгоне;
• Мотор троит, проявляется это как неустойчивая работа. При этом, он значительно громче работает и появляется заметная вибрация;
• Загорается Check Engine.

Последнее не обязательно, иногда отказ модуля происходит без реакции системы самодиагностики. Такое часто случается при кратковременных отказах, например при нестабильном питании. В принципе, все эти признаки могут сопровождать и неисправности системы питания автомобиля. Поэтому обязательно проверьте дроссельный узел и работу форсунок, прежде чем начинать проверку системы зажигания. Часто к неисправностям приводят неправильно подобранные расходные компоненты. В частности, отказы могут происходить, из-за неправильно подобранных высоковольтных проводов. В таком случае напряжение на катушке становится запредельным, что приводит к ее разрушению.

Рекомендации по эксплуатации катушек зажигания

Длительность срока службы катушек зажигания в первую очередь зависит от правильности их использования.

Поэтому автовладельцу надо знать о техническом обслуживании и нюансах эксплуатации устройств. Разумеется, дешевые и низкокачественные КЗ не могут похвастаться высоким ресурсом эксплуатации.

Правила технического обслуживания катушек

Правила обслуживания устройств:

1. Нельзя оставлять машину на долгое время с активированным зажиганием, если силовой агрегат не заведен. При включенном зажигании не только быстрее разряжается аккумулятор, но и падает ресурс эксплуатации КЗ.
2. Периодически катушка нуждается в техническом обслуживании. Устройство надо очищать от пыли и загрязнений. Требуется диагностика качества фиксации высоковольтных кабелей. Они должны быть надежно зафиксированы как на свечах, так и на самой катушке. При проверке надо убедиться, что на корпус устройства и внутрь не попадает вода, в противном случае возможен скорый выход из строя КЗ.
3. Не допускается отключение «высоковольтника» от устройства голыми руками, когда выполняется техобслуживание системы. Нельзя этого делать и при активированном зажигании.
4. Неполадки в работе КЗ можно выявить посредством визуальной диагностики или проверить устройство на наличие искры. Визуальная проверка позволит определить трещины и прочие дефекты на корпусе устройства. О проблемах в работе КЗ сообщат электрические прожиги, которые имеются на крышке рядом с разъемом для «высоковольтника».

Неисправности КЗ

Неполадки, которые могут произойти при длительной эксплуатации или неправильном использовании:

При долгом использовании есть вероятность появления замыкания в обмотках устройства. Если это произойдет, то трансформаторный узел будет перегреваться и не сможет выполнять свои функции.
Длительное использование КЗ при температуре более 150 градусов станет причиной выхода из строя устройства.
Поломка устройства может произойти при некорректной работе АКБ. Если батарея не в состоянии выдать необходимое напряжение, то катушка будет функционировать неправильно

Важно, чтобы АКБ могла выдавать как минимум 11,5 вольт напряжения.
Нарушения в работе устройства могут быть спровоцированы повреждением высоковольтного кабеля.
Повреждение изоляционного слоя внутри механизма приведет к тому, что устройство не сможет генерировать необходимое напряжение. Подобные проблемы обычно проявляются в результате попадания жидкости или смазочного вещества внутрь через поврежденный уплотнитель

Это приводит к увеличению величины сопротивления.
Индивидуальные катушки особенно чувствительны к повышенным вибрациям, которые издает ГБЦ. Это приводит к быстрой поломке устройств.

Виды катушек зажигания

Строение катушек разных моделей автомобилей может отличаться. Рассмотрим несколько различных видов.

По принципу работы катушки зажигания можно разделить на два основных вида: одноискровые и двухискровые.

• Одноискровая технология — для каждой свечи зажигания устанавливается своя катушка.
• Двухискровая технология — одна катушка зажигания управляет воспламенением смеси в двух цилиндрах.

В зависимости от строения и особенностей работы выделяют четыре типа катушек зажигания.

Катушка зажигания с распределителем. В современных автомобилях такие катушки зажигания уже не используются. Однако их всё ещё можно встретить в старых автомобилях, где они использовались до 1990-х годов. Такие катушки создают импульс высокого напряжения, который проходит через провод зажигания к механическому распределителю зажигания (трамблёру). Он в свою очередь передает импульс высокого напряжения на соответствующий провод зажигания, через который напряжение подается на нужный цилиндр.

Модуль зажигания. Модуль зажигания состоит из нескольких катушек зажигания, которые создают импульсы высокого напряжения для свечей. Эти импульсы подаются к свечам через соответствующие высоковольтные выводы и провода зажигания. Бывают одноискровые и двухискровые модули зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания. Индивидуальные (штекерные) катушки зажигания не требуют использования высоковольтных проводов. Они устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, при этом импульс высокого напряжения создается прямо на свече. Преимущество такого решения — отсутствуют потери напряжения в проводах

Кроме того, эта компактная конструкция позволяет экономить место, что особенно важно для современных автомобилей.

Система («рейка») катушек зажигания. Этот вид состоит из нескольких катушек, объединённых в едином компактном корпусе

Подушка и ремень безопасности

Рабочие характеристики

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

• Индуктивность первичной обмотки;
• Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
• Коэффициент трансформации;
• Энергия искры;
• Напряжение пробоя;
• Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0.
Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение.
Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом.
Во вторичной обмотке – 2-25 кОм.
Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж.
В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой.
Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры.
Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Расчет числа искрообразований в системе зажигания

Чтобы рассчитать, сколько раз образуется искра в минуту в системе зажигания, нужно знать число оборотов в минуту двигателя и количества цилиндров.
N – столько раз образуется искра в минуту.
N= (Обороты/мин*число цилиндров) / (количество тактов двигателя 2 или 4).
Для 6-цилиндрового двигателя при скорости вращения в 4000 об/мин число искрообразований равно:
N=6*4000/4=6 000 раз в минуту.

Следите за нами в соцсетях

Характеристики популярных катушек зажигания

Р — разомкнутый магнитопровод;
З — замкнутый магнитопровод;
М — маслонаполненная катушка;
С — сухая катушка;
Э — экранированная катушка;
ДР — катушка имеет добавочное сопротивление (0,9…1,0 Ом)

Бобины могут отличаться некоторыми незначительными нюансами, влияющими на слаженность работы двигателя. Например, бобина Б-115В может быть заменена на Б-117А. По характеристикам Б-115В и Б-117А практически идентичны. Но ток искрового разряда у Б-115В мощнее – 38 мА, а у Б-117А всего лишь – 30 мА. Мощная искра лучше, чем слабая, и замена Б-115В на Б-117А не приводит ни к каким негативным последствиям. Но владельцы автомобилей с тахометрами, обнаружат, что показания прибора не совпадают с действительными. Это происходит из-за отсутствия в 117 модели добавочного резистора. То есть, замена практически одинаковых приборов Б-115В на Б-117А, или наоборот, не всегда корректна.

Если в вашем автомобиле установлена катушка зажигания Б116, то следует знать, что они выпускаются в двух модификациях. Для контактных и бесконтактных систем. Модификации 03, 04 для бесконтактных.

В современных автомобилях чаще применяются индивидуальные катушки, для каждой свечи отдельно. Индивидуальные повышающие трансформаторы для каждой свечи значительно упрощают систему зажигания, исключая из электрической цепи модуль распределения

Наиболее популярными производителями подобных устройств являются:

• немецкая компания Бош;
• тайваньская Dynatec;
• итальянская

Но если первую компанию, Бош, можно считать генеральным разработчиком устройств, то вторые Dynatec и ERA изготавливают их клоны, но на достаточно высоком техническом уровне и по надежности почти не уступают оригиналу, несмотря на более низкую цену.

Как работают катушки зажигания

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

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.

Mercedes-Benz E-klasse, 2010 г.

Симптомы неисправности катушки зажигания

Признаки неисправности катушки зажигания заключаются в том двигатель периодически «троит» (актуально троение в дождливую погоду, и при запуске мотора, «на холодную»), имеют место «провалы» при разгоне машины, при визуальном осмотре катушки наблюдаются «дорожки» электрического пробоя, подгорание контактов, следы термического перегрева, наличие большого количества грязи и мусора в корпусе катушки и другие, более мелкие, неисправности. Чаще всего причинами неисправности катушки является обрыв ее первичной или вторичной обмоток. В некоторых случаях просто повреждение их изоляции. На начальном этапе катушка будет работать более-менее нормально, однако со временем проблемы будут усугубляться, и описанные выше признаки будут проявляться в большей мере.

Существует несколько типовых признаков пробоя катушки зажигания. Сразу стоит оговориться, что перечисленные ниже неисправности могут быть вызваны и другими причинами, поэтому диагностику все же стоит проводить комплексно, в том числе проверив и состояние катушек зажигания. Так, симптомы пробоя можно разделить на два типа — поведенческие и визуальные. К поведенческим относится:

• Двигатель начинает «троить». И с течением времени ситуация все усугубляется, то есть «подтраивание» выражается все четче, теряется мощность и динамика двигателя.
• При попытке быстрого разгона имеет место «провал», а при работе на холостом ходу аналогично резко не повышаются обороты двигателя. Также имеет место потеря мощности под нагрузкой (при перевозе тяжелых грузов, езде в гору и так далее).
• «Троение» двигателя чаще возникает в дождливую (влажную) погоду и при запуске двигателя «на холодную» (особенно характерно для низких температур окружающего воздуха).
• В некоторых случаях (на более старых машинах) возможно появление в салоне запаха несгоревшего бензина. На более новых автомобилях аналогичная ситуация может быть, когда вместо более-менее чистых выхлопных газов к ним добавляется запах несгоревшего бензина.

При демонтаже катушки зажигания при ее неисправности можно наблюдать визуальные признаки того, что она полностью или частично вышла из строя. Так, к ним относится:

• Наличие на корпусе катушки «дорожек пробоя». То есть, характерных темных полос, по которым «прошивает» электричество. В некоторых, особо «запущенных» случаях, на дорожках имеют место окалины.
• Изменение (помутнение, почернение) цвета диэлектрика на корпусе катушки зажигания.
• Потемнение электрических контактов и разъемов, возникшее вследствие их подгорания.
• Следы перегрева на корпусе катушки. Обычно они выражаются в неких «потеках» или изменении геометрии корпуса в некоторых местах. В «тяжелых» случаях они могут иметь горелый запах.
• Высокая загрязненность на корпусе катушки. Особенно вблизи электрических контактов. Дело в том, что электрический пробой может происходить именно по поверхности пыли или грязи. Поэтому желательно не допускать такого состояния.

Основной же признак неисправности катушки — отсутствие воспламенения топливной смеси. Однако такая ситуация возникает не всегда, поскольку в определенных случаях часть электрической энергии все же уходит на свечу, а не только на корпус. В этом случае необходимо провести дополнительную диагностику.

Ну и на современных машинах в случае возникновения пробоя катушки зажигания электронный блок управления двигателем (ЭБУ) сообщит об этом водителю, активировав на приборной панели лампу Check Engine (и диагностическим кодом пропуски зажигания). Однако она может засветиться и из-за других неисправностей, поэтому для этого нужна дополнительная диагностика с помощью программных и аппаратных средств.

Описанные выше признаки неисправности актуальны в случае, если в двигателе установлены индивидуальные катушки зажигания. Если конструкцией предусмотрена установка одной, общей для всех цилиндров, катушки — то двигатель заглохнет вовсе (это, собственно, одна из причин, почему на современных машинах устанавливают несколько индивидуальных модулей).

Заключение

Можно ли переоформить машину по генеральной доверенности? Такой способ передачи прав может использоваться как альтернативный вариант купли-продажи. В тексте документа указываются полномочия по распоряжению автомобилем, в том числе на его продажу. Однако доверенное лицо не сможет переоформить автомобиль на себя, поэтому придется искать другое лицо для заключения договора.

Чтобы устранить любые риски и проблемы при выдаче гендоверенности на продажу авто, обратитесь за помощью к нашим юристам. Проконсультироваться по вопросам оформления документов вы можете по телефонам, указанным на нашем сайте, либо через форму обратной связи.

Двухвыводная катушка

Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.

Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.

Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа. Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.

Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.

Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.