Катушка зажигания – как спасти ценный трансформатор?

Как проверить катушку зажигания (бобину) на автомобиле

Для бензинового ДВС система зажигания является одной из определяющих, хотя в машине сложно выделить какой-то главный узел. Без мотора не поедешь, но и без колеса это тоже невозможно.

Катушка зажигания создает высокое напряжение, без которого невозможно образование искры и воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах бензинового двигателя.

Коротко о зажигании

Чтобы понять зачем в автомобиле бобина (это народное название), и какое участие она принимает в обеспечении движения, надо хотя бы обобщенно понять устройство систем зажигания.

Упрощенная схема работы бобины приведена ниже.

Плюсовой вывод катушки подключен к положительной клемме аккумулятора, а другим выводом она соединяется с распределителем напряжения. Такая схема подключения является классической и широко применяется на машинах семейства ВАЗ. Для полноты картины необходимо сделать ряд уточнений:

  1. Распределитель напряжения является неким диспетчером, подающим напряжение на тот цилиндр, в котором произошла фаза сжатия и должны воспламениться пары бензина.
  2. Работой катушки зажигания управляет коммутатор напряжения, его исполнение может быть механическим или электронным (бесконтактным).

Механические устройства использовались в старых автомобилях: на ВАЗ 2106 и подобных, но сейчас они практически полностью вытеснены электронными.

Устройство и работа бобины

Современная бобина является упрощенной версией индукционной катушки Румкорфа. Она была названа в честь изобретателя немецкого происхождения – Генриха Румкорфа, который первым запатентовал в 1851 году устройство, преобразовывающее постоянное низкое напряжение в переменное высокое.

Чтобы понять принцип работы, нужно знать устройство катушки зажигания и основы радиоэлектроники.

Это традиционная, общая катушка зажигания ВАЗ, применяемая в течение длительного времени и на многих других автомобилях. Фактически это импульсный высоковольтный трансформатор. На сердечнике, предназначенном для усиления магнитного поля, тонким проводом намотана вторичная обмотка, она может содержать до тридцати тысяч витков провода.

Поверх вторичной обмотки находится первичная из более толстой проволоки и с меньшим количеством витков (100-300).

Обмотки с одних концов соединены между собой, второй конец первичной подсоединяется к аккумуляторы, вторичная обмотка свободным концом подключена к распределителю напряжения. Общей точкой обмотки катушки подключены к коммутатору напряжения. Всю эту конструкцию закрывает защитный корпус.

Через «первичку» в исходном состоянии протекает постоянный ток. Когда нужно образовать искру, цепь разрывается коммутатором или трамблером. Это приводит к образованию высокого напряжения во вторичной обмотке. Напряжение поступает на свечу нужного цилиндра, где и образуется искра, вызывающая сгорание топливной смеси. Для соединения свечей с распределителем использовались высоковольтные провода.

Конструкция с одним выводом не является единственно возможной, существуют и другие варианты.

  • Двухискровые. Сдвоенная система применяется для цилиндров, которые работают в одной фазе. Предположим, в первом цилиндре происходит сжатие и искра нужна для воспламенения, а в четвертом фаза продувки и там образуется холостая искра.
  • Трехискровые. Принцип работы как у двухвыводной, только используются подобные на 6 цилиндровых двигателях.
  • Индивидуальные. Каждая свеча оснащена собственной катушкой зажигания. В данном случае обмотки поменяны местами — первичная находится под вторичной.

Как проверить катушку зажигания

Основной параметр, по которому определяется работоспособность бобины, является сопротивление обмоток. Существуют усредненные показатели, говорящие о ее исправности. Хотя не всегда отклонения от нормы являются показателем неисправности.

С помощью мультиметра

С помощью мультиметра можно проверить катушку зажигания по 3 параметрам:

  1. сопротивление первичной обмотки;
  2. сопротивление вторичной обмотки;
  3. наличие короткого замыкания (пробой изоляции).

Следует учесть, что таким образом можно проверить только индивидуальную катушку зажигания. Сдвоенные устроены иначе, и необходимо знать схему вывода «первички» и «вторички».

Первичную обмотку проверяем присоединив щупы к контактам Б и К.

APNUkraine2 › Блог › Катушка зажигания: проблемы и их решения

У меня нет машины

Говорят, в недалеком будущем такой элемент, как катушка зажигания, перестанет существовать, за счет внедрения свечей зажигания нового поколения, большинство из нас все еще будет эксплуатировать транспортные средства с существующей на сегодняшний день системой зажигания. В этой статье мы попробуем разобраться в основных проблемах, которые возникают из-за неисправности катушки зажигания, а также причины выхода ее из строя.

Система зажигания – это целый ряд приборов и устройств, каждый из которых выполняет свою собственную функцию для обеспечения оптимального режима работы двигателя, где катушка выполняет функции трансформатора, индуцируя высокое напряжение в низкое.

Основные элементы катушки зажигания – это первичная обмотка, вторичная обмотка и электрические разъемы.

Тонкая вторичная обмотка располагается вокруг металлического стержня и представляет собой изолированную медную проволоку толщиной 0,05 – 0,1 мм, поверх которой наматывается первичная обмотка с медным покрытием толщиной 0,6 – 0,9 мм. Существует два основных типа катушек: двухискровая и одноискровая катушка зажигания.

Двухискровые катушки зажигания, как правило, устанавливаются в систему со статическим высоковольтным распределением, где одна катушка обеспечивает высоким напряжением две свечи зажигания. Такой тип катушки используется в двигателях с четным числом цилиндров, среди которых такие популярные марки, как современные Ford Focus, Mitsubishi Lancer, Toyota Corolla, Mazda 3, Volkswagen Golf и многие другие.

Четырехцилиндровый двигатель, к примеру, является самым популярным среди покупателей, т.к. наиболее широко представлен на рынке и идеально подходит для тех, кто находится в поиске бюджетного варианта.

Одноискровые же катушки зажигания устанавливаются на каждый цилиндр над свечой зажигания. Особенность одноискровой системы зажигания – необходимость сенсорного датчика распределительного вала для того, чтобы различить ВМТ (верхняя мертвая точка) сжатия и ВМТ газообмена. Одноискровые катушки зажигания имеют различные конструкции: в виде отдельных катушек зажигания (например, в некоторых моделях BMW) или в виде катушечных блоков, где одиночные катушки собраны в одном пластмассовом корпусе (например, в автомобилях марки Opel).

Какой бы тип катушки ни стоял в вашем автомобиле, никто не застрахован от выхода из строя данного компонента.

Неисправности проявляются по-разному и вот некоторые из них: пропуски зажигания, слабый разгон или потеря мощности, ошибка на панели приборов, блок управления двигателя переходит в режим safe-mode, а также самый критичный вариант, когда двигатель просто не заводится.

Данные неисправности могут возникать как при всех режимах работы двигателя, так и при одном определенном.

Причин может быть множество: внутреннее короткое замыкание, когда из-за процесса старения катушка перегревается. Также время зарядки катушки может возрастать за счет слишком низкого источника напряжения (слабого аккумулятора), что впоследствии приведет к преждевременному износу или повышенной нагрузке блока управления зажигания. Не герметичность узлов двигателя и течи могут стать причиной замыкания, вызвав тем самым нарушение работы системы зажигания.

Поиск причин неисправности.

Специалисты компаний производителей компонентов зажигания советуют начинать поиск причины неисправности с визуальной проверки: разъемы, провода, свечи и распределитель зажигания, а также следы окисления.

Если во время визуальной проверки неисправности или какие-либо другие недостатки не обнаружены, рекомендуется проверить систему зажигания с помощью осциллоскопа, который при оценке первичной и вторичной обмоток, даст информацию обо всех составных частях системы.

Подключение осциллоскопа не вызывает трудностей в случае с двухискровыми катушками, а также в случае с одноискровыми, которые установлены отдельно от колпачка свечей зажигания, т.к. высоковольтные провода открыты для доступа.

Совсем по-другому дело обстоит с одноискровыми катушками зажигания, которые совмещены со свечными колпачками.

Используя комплект переходных проводников, снимаются осциллограммы первичной и вторичной обмоток для всех цилиндров одновременно (например, в случае с автомобилями BMW). Если же такого комплекта нет, можно, изготовить вспомогательный кабель из свечного колпачка, который после снятия катушки, подключается между свечой зажигания и катушкой. Показатели осциллоскопа сохраняются, и операция проделывается аналогичным образом для других цилиндров, после чего сравниваются все данные.

Если в одноискровой катушке зажигания размещен оконечный каскад (например, в случае с автомобилями Volkswagen/Audi с двигателем FSI), измерить первичное напряжение невозможно, поэтому измеряется ток в первичной обмотке, подключив ее к плюсу или к массе катушки зажигания. Для измерения напряжения вторичной обмотки, снова понадобится вспомогательный кабель для подключения к осциллоскопу.

Эти системы зажигания оснащены устройством распознавания пропуска цилиндров, которые способны определить возможный пропуск.

На автомобилях с двойным зажиганием и одноискровыми катушками (например, Smart) можно с помощью двухканального осциллоскопа вывести на экран как напряжение первичной, так и напряжение вторичной обмотки.

Другим способом диагностики является измерение величины сопротивления с помощью омметра. В зависимости от системы зажигания и строения самой катушки, применяются показатели, которые считаются нормой для исправного компонента.

Помимо вышеперечисленного, рекомендуется проверка сенсорных датчиков коленчатого и распределительного валов, а также датчика детонации. При проведении всех работ, не следует оставлять без внимания тот факт, что неисправности, которые определены с помощью осциллоскопа, могут быть объяснены также неисправностями механических частей двигателя. Например, такое возникает, когда в одном из цилиндров компрессия слишком мала, от чего напряжение зажигания, показанное на экране прибора, несколько меньше, чем напряжение зажигания других цилиндров.

Катушка зажигания – как спасти ценный трансформатор?

Катушка зажигания — обязательный компонент любой автомобильной электроискровой системы зажигания. Описанию различных современных катушек зажигания посвящена настоящая статья.

1. Общие сведения

2. Конструкция и параметры классической катушки зажигания

Добавочный резистор обычно наматывается из константановой или никелевой проволоки. В последнем случае он выполняет роль так называемого вариатора. Сопротивление вариатора изменяется в зависимости от величины протекающего по нему тока: чем больше ток, тем выше температура нагрева вариатора и тем больше его сопротивление. Величина первичного тока, потребляемого катушкой зажигания, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При низкой частоте вращения, когда сила первичного тока к моменту его прерывания успевает достигнуть максимального значения, сопротивление вариатора также максимально. При повышении частоты вращения сила первичного тока падает, нагрев вариатора ослабевает и его сопротивление уменьшается. Так как вторичное напряжение, развиваемое катушкой зажигания, зависит от тока разрыва в первичной цепи, то применение вариатора дает возможность снизить вторичное напряжение при малой и повысить при большой частоте вращения вала двигателя, что несколько уменьшает основной недостаток контактной системы зажигания — снижение вторичного напряжения с увеличением частоты вращения. Если добавочный резистор выполнен из константана, вариационные свойства в нем не проявляются. Добавочный резистор может также устанавливаться отдельно от катушки зажигания. На некоторых автомобилях, например, на автомобилях фирмы АвтоВАЗ, добавочный резистор в системе зажигания отсутствует, что обусловлено применением аккумуляторной батареи с повышенными пусковыми свойствами, напряжение которой при пуске двигателя снижается незначительно.

— максимальное вторичное напряжение 18. 20 кВ;

— скорость нарастания вторичного напряжения 200. 250 В/мкс;

— суммарная длительность фаз искрового разряда 1,1. 1,5 мс;

— энергия искрового разряда 15. 20 мДж.

3. Катушки зажигания электронных систем зажигания

— длительность импульсов первичного тока формируется таким образом, чтобы имел место минимум рассеиваемой мощности в катушке и на силовом транзисторе коммутатора;

— время протекания первичного тока зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и напряжения питания;

— амплитуда импульсов первичного тока ограничивается на уровне 6,5.10 А в зависимости от типа электронного коммутатора;

— при неработающем двигателе, но включенном зажигании, ток в первичной обмотке катушки зажигания не протекает.

4. Катушки зажигания микропроцессорных систем зажигания

Чтобы чередование воспламенений топливовоздушной смеси в цилиндрах соответствовало порядку работы двигателя (1243 или 1342), первая свеча сгруппирована с четвертой, а вторая — с третьей. При таком со единении свечей «рабочие» искры возникают в цилиндрах в конце такта сжатия, а «холостые» искры — в конце такта выпуска. Ясно, что рабочие искры воспламеняют топливовоздушную смесь, а холостые — разряжаются в среде отработавших газов.

В таких катушках вторичная обмотка 3 имеет каркасную секционную намотку, позволяющую уменьшить вторичную емкость и усилить изоляцию вторичной обмотки. Катушка имеет пластмассовый каркас 9, в который вмонтированы обмотки. При сборке обмотки заливаются эпоксидным компаундом 8. Катушка в сборе с обмотками и выводами представляет собой монолитную конструкцию с высокой стойкостью к механическим, электрическим и климатическим воздействиям.

Для такой системы не нужны высоковольтные провода, которые являются источником радиопомех. Кроме того, исключается холостая искра. Вторичное напряжение несколько увеличивается и имеет только отрицательную полярность, что продлевает срок службы свечи зажигания.

— максимальное вторичное напряжение до 35 кВ;

— скорость его нарастания >700 В/мкс;

— суммарная длительность фаз искрового разряда 2,0. 2,5 мс;

— энергия искрового разряда 80. 100 мДж.

5. Техническое обслуживание

Это делается для того, чтобы не получить травму или не вывести из строя электронные приборы на автомобиле. С помощью разрядника можно достаточно точно измерить вторичное напряжение на любой катушке зажига ния. Размер зазора между шарами разрядника почти линейно зависит от приложенного к ним напряжения в момент появления искры (см. график на рис. 9).

Схема и устройство катушки зажигания автомобиля

Трудно представить жизнь современного человека без автомобиля. Поддержание автотранспортного средства в порядке – одна из главных задач любого водителя, ведь от этого зависит качество вождения и безопасность на дороге. Машину можно назвать своеобразным домом на колёсах, а любому дому нужен трансформатор, который распределит ток по всем частям. Таким трансформатором в автомобиле служит катушка системы зажигания, преобразующая низковольтный ток от батареи аккумулятора, генератора в высоковольтный (электрический импульс). Схема катушки зажигания такова:

  • от катушки выводятся «+» вместе с «-», где плюс присоединяется к плюсу аккумулятора, а минус подключается к распределителю тока;
  • коммутатор, позволяет контролировать напряжение бобины, бывает механическим и более современным – электронным;
  • первичная обмотка состоит из нескольких оборотов уплотнённых проводов, которые используются для проведения напряжения низкого ряда (к примеру, 12 Вольт). Провода изолируется, что позволяет избегать резких изменений напряжения или замыкания;
  • вторичная высоковольтная обмотка состоит из большего числа оборотов тонкого шнура и проводит напряжение высокого ряда (25000-35000 Вольт);
  • распределитель (трамблер) даёт напряжение в свечи зажигания, где идёт сжатие, после чего испарения бензина начинают гореть.

Схема катушки зажигания

Строение катушки зажигания

Принцип работы легче представить, если знать, как устроена бобина и её составляющие элементы. Автомобильная катушка зажигания – устройство с сердечником из железа, который усиливает магнитное поле. Вокруг него наматывается вторичная обмотка (до 30000 витков). Поверх располагается первичная обмотка, имеющая 100-300 обмоток. Обмотки с одной стороны скрепляются между собой, а другие концы уходят к аккумулятору – от первичной обмотки, к трамблеру – от вторичной. Скреплённые между собой концы обвивки присоединяются к коммутатору тока. Поверх устройства устанавливается корпус с крышкой с изоляцией. Бобина наполняется трансформаторным маслом, чтобы избежать нагрева от тока.

Катушка зажигания

Принцип действия бобины

  1. Постоянный ток идёт сквозь первичную обвивку.
  2. Поршень поднимается к верхней точке.
  3. При образовании искры цепь разрывается коммутатором.
  4. Вследствие чего образуется высокое напряжение во вторичке, которое по высоковольтным проводам идёт к свече.
  5. В свече цилиндра происходит образование искры.
  6. Начинается сгорание топлива.

На разных видах автотранспорта могут применяться бобины, имеющие не один вывод:

  • в двигателях с чётным количеством цилиндров искра возникает на первой и второй свече одновременно, для чего нужна двухискровая катушка. Горючее сгорает в одном из цилиндров, во втором происходит разряжение искры;
  • индивидуальные катушки зажигания используются, когда у всех свечей есть отдельные бобины, но обвивки перемещаются: первичная (с внутренним сердечником) уйдёт под вторичную (имеет наружный сердечник). Напряжение высокого характера из вторички направляется на свечу зажигания через наконечник. Диод высокого напряжения позволяет вторичной обвивке усекать поступление тока.

Параметры оценки катушки зажигания:

  • индуктивность: первичная обмотка позволяет сберегать некоторое количество энергии. Высокий показатель индуктивности говорит о большом объеме накопленной энергии;
  • коэффициент трансформации, который даёт представление о том, насколько первичное напряжение стало больше (числовое соотношение вторичной и первичной витков катушки);
  • сопротивление первичной (0,25-0,55 Ом) и вторичной (2-25 кОм) обмоток. Мощность и энергия искры снижаются, если сопротивление первичной обмотки повышается;

Если сопротивление обмоток не соответствует заявленному, то данный факт свидетельствует о поломке бобины.

  • энергия искры (0,05-0,1 Дж). Для работы свечей зажигания без перебоев величина напряжения катушки обязано быть больше величины напряжения для пробивания люфта промеж электродами в 1,5 раза;
  • напряжение люфта промеж электродами свечей: во время начального запуска мотора необходимо высокое напряжение для пробивания люфта и появления искры (холодное топливо и низкая температура в камере сгорания могут мешать данному процессу).

Добавочное сопротивление

Иногда вслед за первичной обмоткой бобины добавляется дополнительный резистор. Что такое добавочное сопротивление (резистор)? Оно необходимо для регуляции силы тока, который при переизбытке может повышать температуру катушки. Материал, из которого сделан резистор (сплав стали), позволяет уменьшить силу тока, благодаря электрическому сопротивлению.

Если сел аккумулятор, нельзя заставлять мотор заработать с помощью рукоятки пуска. Правильно будет присоединить к резистору проволоку на короткий срок.

Катушка зажигания – как спасти ценный трансформатор?

Когда вы заметили, что сильно греется катушка зажигания, немедленно следует провести диагностику данного элемента. Ведь он играет огромную роль в работе всей системы зажигания, именно про это мы и поговорим чуть ниже, а также научимся устранять неполадки.

Определяем, почему греется катушка зажигания

Основная функция катушки заключается в преобразовании низковольтного напряжения, которое поступает от генератора или же аккумуляторной батареи, в высоковольтное. Происходит же генерация высоковольтных электрических импульсов на свечах. Схема подключения катушки зажигания обеспечивает определенный механизм работы: при включении стартера, благодаря контактному диску, включается добавочное сопротивление, это приводит к возрастанию тока, проходящего через первичную обмотку, и, как следствие, повышается напряжение вторичной обмотки, что способствует надежному воспламенению рабочей смеси.

Неисправности катушки зажигания можно заметить по следующим признакам. Прежде всего, если она имеет высокую температуру при выключенном моторе. Причиной такого симптома может послужить поворот ключа в активное положение на довольно длительный период при выключенном двигателе. Следующим тревожным признаком является короткое замыкание, когда движок не запускается вообще, при этом появляется запах горелой изоляции и сильный нагрев замка, а также стартера. В этом случае необходим ремонт и замена катушки зажигания.

Понять, что срочно необходима диагностика, помогает и нестабильная работа автомобиля. Он начинает дергаться при движении на скоростях, превышающих 60 км/ч, а при длительной остановке, например в пробке, может вообще пропасть искра, тогда проверка катушки зажигания должна следовать как можно скорее.

Чем обусловлены неисправности катушки зажигания?

Представляет собой катушка импульсный трансформатор, состоящий из двух обмоток: первичной, имеющей небольшое количество витков толстого провода, и вторичной, состоящей из множества витков относительно тонкого провода. Кроме того, каждая бобина имеет добавочное сопротивление катушки зажигания. Поэтому многие неисправности могут произойти элементарно из-за разрыва какой-то из обмоток катушки, также вполне возможно и короткое замыкание в обмотках бобины.

Если ключ повернут в активное состояние, но пока что при неработающем двигателе, это приводит к чрезмерному нагреву изоляции обмоток бобины, и, как следствие, она пересыхает и осыпается. Таким образом, провода остаются оголенными, что и способствует возникновению короткого замыкания. Кроме того, подвержен старению и силикон, из которого изготовлены наконечники катушек зажигания, что способствует возникновению утечек, и двигатель «троит».

Как проверить катушку зажигания – основные методы

В принципе определить причину можно и самостоятельно, так как проверить работоспособность катушки зажигания довольно просто. Для этого необходимо снять ее. В зависимости от модели машины, искать ее следует в районе двигателя, а именно, блока цилиндров. Чтобы не навредить электрике, отсоедините минусовой провод с АКБ и разъем на катушке. Далее надо схематически зарисовать на бумаге, как именно она была установлена и, конечно же, подключена. Больше всего интересуют высоковольтные провода, вот их схема крайне важна, зарисовав ее, снимите их клеммы с катушки.

Остается открутить четыре болтика, и деталь снята. Затем осуществите визуальный осмотр на дефекты и сколы, их не должно быть. Также очистите ее корпус от грязи, ведь она способствует возникновению больших утечек напряжения. Для того чтобы проверить бобину на обрывы, необходимо знать, как прозвонить катушку зажигания, для этого вам понадобится только лишь омметр (одна его клемма подключается на вход обмотки, вторая – на выход). Сначала прозвоните первичную, а затем вторичную обмотки. Сопротивление на первой должно быть гораздо ниже, чем на второй.

Есть еще один способ, как проверить катушку зажигания, если предыдущие способы не выявили неисправностей. В этом случае необходимо подключить первичную обмотку бобины к источнику постоянного тока (12 В), подсоединив его к кнопкам, они рассчитаны на ток 20 В. Параллельно подсоедините конденсатор с такой же емкостью, как и в системе зажигания. Ко второй обмотке подключается свеча, и несколько раз быстро включается источник. Возникший треск свидетельствует о наличии пробоев. Таким образом, нет ничего сложного в том, как проверить исправность катушки зажигания, главное, следить за ее состоянием, так как любые неисправности могут привести к весьма негативным последствиям. Ремонт же заключается в восстановлении обмотки либо полной замене детали, это недорого, быстро и надежно.