Главная » Своими руками » Устройство катушки зажигания индивидуальной

Устройство катушки зажигания индивидуальной


Индивидуальные катушки зажигания

На большинстве современных бензиновых двигателей применяются системы индивидуального зажигания. Данная система зажигания отличается от классического зажигания и от DIS-системы зажигания тем, что каждая свеча зажигания в такой системе обслуживается собственной (индивидуальной) катушкой зажигания. В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые.  

Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Конструктивно, индивидуальные катушки зажигания могут быть выполнены как отдельные элементы, либо объединены в модули по две, три или четыре катушки зажигания в одном модуле.  

Модуль зажигания, состоящий из четырёх компактных индивидуальных катушек зажигания. Модуль устанавливается непосредственно над свечами зажигания.

В большинстве случаев, индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосредственно над свечами зажигания. Но встречаются двигатели, где катушки зажигания соединены со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов.

Модули зажигания, состоящие из двух индивидуальных катушек зажигания, соединённых со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов (на приведённом примере, каждый цилиндр двигателя оснащён двумя свечами зажигания, обслуживаемыми собственным модулем).

Принцип действия индивидуальных катушек зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания за один рабочий цикл двигателя генерирует одну искру зажигания. Поэтому, в индивидуальных системах зажигания требуется синхронизация работы катушек с положением распределительного вала. При подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания, через первичную обмотку начинает течь ток, вследствие чего в сердечнике катушки изменяется величина магнитного потока. Изменение величины магнитного потока в сердечнике катушки приводит к возникновению напряжения положительной полярности на вторичной обмотке. Так как скорость нарастания тока в первичной обмотке при этом относительно небольшая, то и возникающее при этом напряжение на вторичной обмотке относительно мало и находится в диапазоне 1…2 kV. Но при определённых обстоятельствах этой величины напряжения может оказаться достаточно для несвоевременного возникновения искрового разряда между электродами свечи зажигания и как следствие, слишком раннего воспламенения рабочей смеси. Во избежание возможных повреждений двигателя вследствие несвоевременного возникновения искрового разряда, образование искрового разряда между электродами свечи зажигания при подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания должно быть исключено. В системах индивидуального зажигания, возникновение этого разряда предотвращается с помощью встроенного в корпус катушки зажигания диода EFU, включённого последовательно в цепь вторичной обмотки. В момент закрытия оконечного каскада зажигания, ток в первичной цепи резко прерывается, и магнитный поток стремительно уменьшается. Это быстрое изменение величины магнитного потока приводит к возникновению высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания (при определённых условиях, напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания может достигать 40…50 kV). Когда это напряжение достигает значения, обеспечивающего образование искры между электродами свечи зажигания, сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется от искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Типовые неполадки индивидуальных катушек зажигания.

Габаритные размеры индивидуальных катушек зажигания относительно малы, за счёт чего производителям двигателей удаётся легко их размещать непосредственно над свечами зажигания. Но из-за небольших размеров снижается надёжность катушек. Как следствие, индивидуальные катушки зажигания часто выходят из строя, и в первую очередь – изоляция вторичной обмотки. Повреждение изоляции обмотки приводит к межвитковому пробою высокого напряжения внутри катушки. Катушка зажигания с такой неисправностью обычно способна обеспечить поджег рабочей смеси в цилиндре при работе двигателя на малых нагрузках и на режиме холостого хода. Но при больших нагрузках на двигатель искрообразование прекращается, и цилиндр, обслуживаемый такой катушкой, перестаёт работать. Выявить данную неисправность можно по осциллограмме напряжения в первичной или во вторичной цепи катушки. Признаком межвиткового пробоя изоляции катушки является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры на осциллограмме сигнала.

Порядок проведения диагностики индивидуальных катушек зажигания.

Каждая свеча зажигания двигателя, оснащённого индивидуальной системой зажигания, обслуживается собственной катушкой зажигания и собственным коммутатором. По этой причине, диагностика индивидуальной системы зажигания проводится последовательно – системы зажигания каждого цилиндра диагностируется поочерёдно, одна за другой, как отдельные системы зажигания (по окончанию диагностики одной катушки зажигания диагност переходит к диагностике следующей катушки зажигания и т.д.). Основными контролируемыми параметрами при проведении диагностики индивидуального зажигания являются:

Схемы индивидуального зажигания и точки подключения для проведения диагностики системы.

Ниже приведены схемы индивидуального зажигания. На схемах показаны точки подсоединения осциллографического щупа и высоковольтных датчиков к диагностируемой катушке, для проведения диагностики системы по осциллограммам напряжения в первичной и во вторичной цепях катушки  

Схема системы индивидуального зажигания с внешним силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки (схема приведена для одного цилиндра).

  1. Точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа.
  2. Точка подключения пробника осциллографического щупа.
  3.   Точка съёма сигнала во вторичной цепи с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal".
  4.  Место установки универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" для съёма сигнала во вторичной цепи.
  5.   Аккумуляторная батарея.
  6.  Выключатель зажигания.
  7.  Индивидуальная компактная катушка зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой катушки.
  8.  Свеча зажигания.
  9.  Блок управления двигателем (или коммутатор).

В корпус индивидуальной катушки зажигания может быть встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки (коммутатор).

 

Схема системы индивидуального зажигания со встроенным в катушку силовым каскадом управления первичной обмоткой (схема приведена для одного цилиндра).

  1. Точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа.
  2. Точка подключения пробника осциллографического щупа.
  3.  Место установки универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" для съёма сигнала во вторичной цепи.
  4. Аккумуляторная батарея.
  5.  Выключатель зажигания.
  6.   Индивидуальная компактная или стержневая катушка зажигания со встроенным силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки.
  7. Свеча зажигания.
  8. Блок управления двигателем.

Для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению, необходимо просмотреть осциллограмму напряжения на управляющем выводе первичной обмотки катушки при помощи осциллографического щупа.  

  Осциллографический щуп.

Для съёма осциллограммы напряжения на управляющем выводе первичной обмотки, осциллографический щуп необходимо подключить к аналоговому входу №5 USB Autoscope II, чёрный зажим типа "крокодил" подсоединить к "массе" на двигателе, пробник щупа подсоединить параллельно управляющему выводу первичной обмотки катушки зажигания.  

Подключение осциллографического щупа к управляющему выводу первичной обмотки индивидуальной катушки зажигания.

Далее необходимо запустить диагностируемый двигатель. В окне программы "USB Осциллограф" необходимо выбрать "Управление =>

 Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Ignition_Primary". Теперь, в окне программы будет отображаться осциллограмма напряжения на первичной обмотке диагностируемой катушки зажигания.  

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе первичной обмотки исправной индивидуальной катушки зажигания.

  1. Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания).
  2. Момент закрытия силового транзистора коммутатора (ток в первичной цепи резко прерывается и возникает пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания).
  3.  Участок горения искры между электродами свечи зажигания.
  4.   Затухающе колебания, возникающие сразу после окончания горения искры между электродами свечи зажигания.

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе первичной обмотки неисправной индивидуальной катушки зажигания. Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний после окончания горения искры между электродами свечи зажигания (участок отмечен символом "4").

В корпус некоторых типов индивидуальных катушек зажигания встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки. Управляющий вывод первичной обмотки таких катушек зажигания находится внутри корпуса катушки и оказывается недоступным для подсоединения к нему пробника осциллографического щупа. Это делает невозможным проведение диагностики такой индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению. В таком случае, диагностику катушки зажигания проводят по вторичному напряжению с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal" или универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal".

При проведении диагностики систем зажигания по вторичному напряжению применяют ёмкостной датчик. В случае если применение ёмкостного датчика невозможно, применяют индуктивный датчик. Применение ёмкостного датчика более предпочтительно, так как полученный с его помощью сигнал более точно повторяет форму осциллограммы напряжения во вторичной цепи диагностируемой системы зажигания.

Диагностика по вторичному напряжению с помощью ёмкостного датчика.

В качестве ёмкостного датчика для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению применяется универсальный накладной ёмкостной датчик "Cx Universal".

Универсальный накладной ёмкостной датчик "Cx Universal".

Съём сигнала с помощью ёмкостного датчика возможен только в том случае, если создаваемое вторичной обмоткой катушки зажигания электрическое поле не экранировано конструктивно. Такими катушками зажигания являются некоторые компактные индивидуальные катушки зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой.  

Стержневые индивидуальные катушки зажигания.  

Модуль зажигания, состоящий из четырёх стержневых индивидуальных катушек зажигания.

Для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению при помощи универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal", разъём датчика необходимо подключить к расположенному на задней панели USB Autoscope II входу "Ignition". К входу "Sync" датчика "Lx Universal" необходимо подключить разъём осциллографического щупа, чёрный зажим типа "крокодил" щупа подсоединить к "массе" двигателя. Далее необходимо запустить диагностируемый двигатель. В окне программы "USB Осциллограф" выбрать "Управление =>

Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Lx_Universal" для катушек без встроенного коммутатора или "Управление => Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Lx_Universal+" для катушек со встроенным коммутатором. Пробник осциллографического щупа необходимо подсоединить параллельно управляющему/сигнальному выводу катушки зажигания. Сразу после подсоединения пробника осциллографического щупа к управляющему/сигнальному выводу катушки зажигания, в окне программы "USB Осциллограф" будут отображаться импульсы синхронизации. Если же пробник осциллографического щупа по ошибке подсоединён к любому другому выводу катушки зажигания (+12V, "масса"), импульсы синхронизации в окне программы отображаться не будут. После правильного подсоединения пробника осциллографического щупа, к диагностируемой катушке зажигания следует поднести универсальный накладной индуктивный датчик "Lx Universal".  

Диагностика стержневой индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению с помощью индуктивного датчика "Lx Universal".  

Диагностика компактной индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению с помощью индуктивного датчика "Lx Universal" (в данном случае, четыре компактные индивидуальные катушки зажигания объединены в единый модуль зажигания).

Следует выбрать такое расположение индуктивного датчика "Lx Universal" относительно сердечника диагностируемой катушки зажигания, при котором в окне программы "USB Осциллограф" будет отображаться осциллограмма напряжения во вторичной цепи диагностируемой катушки зажигания.  

Осциллограмма импульса высокого напряжения исправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal".

  1. Начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (совпадает с моментом открытия силового транзистора коммутатора).
  2. Пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания и начало горения искры (момент закрытия силового транзистора коммутатора).
  3. Участок горения искры между электродами свечи зажигания.
  4. Затухающе колебания, возникающие сразу после окончания горения искры между электродами свечи зажигания.  

Осциллограмма импульса высокого напряжения неисправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal". Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры между электродами свечи зажигания (участок отмечен символом "4").  

Осциллограмма импульса высокого напряжения неисправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal". Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры между электродами свечи зажигания и очень короткое время горения искры.

auto-master.su

Принцип работы и устройство катушки зажигания

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.

Как работает

Принцип работы катушки зажигания основывается на базовых физических законах, которым учили еще в школе. Его можно охарактеризовать следующим образом: напряжение низковольтного типа отправляется в первичную обмотку. Все это создает магнитное поле. Иногда это напряжение может быть отсечено прерывателем, что становится причиной резкого сокращения магнитного поля вместе с образованием электродвижущей силы в витках катушки.

Если верить физическому закону касательно электромагнитной индукции, то величина электродвижущей силы, которая возникает таким образом, является пропорциональной количеству витков в обмотке контура. Этим можно объяснить то, что во вторичной катушке образуется высокого напряжения импульс, ведь там находится большое количество витков. Этот импульс подается к свече зажигания. Причем данный процесс не характерен для индивидуального типа, так как такой устанавливается непосредственно на свечу.

Именно благодаря этому импульсу, передаваемый при помощи катушки, между электродами свечи возникает искра, что становится причиной воспламенения топливно-воздушной смеси. А в тот момент, когда возникновение этой искры уже просто необходимо, контакты в распределителе-прерывателе размыкаются. В этот же момент происходит разрыв цепи первичной обмотки. Ток высоковольтного характера появляется на центральном контакте катушки, после чего вновь отправляется – на тот контакт, напротив которого в этот конкретный момент находится электрод бегунка. После всего этого происходит замыкание цепи, а импульс проходит на свечу зажигания, принадлежащей одному из цилиндров.

Небольшая рекомендация: катушка не особо приветствует длительные нагрузки, поэтому лучше включать на длительное время зажигание при факте отсутствия запуска двигателя. Это — проверенный факт, исполнение которого поможет максимально продлиться время действия описываемого механизма.

Устаревшие модели автомобилей располагали такими катушками, напряжение от которых приходило сразу ко всем свечам при помощи распределителя зажигания. Последний механизм оказался недостаточно надежным, в связи с чем в современных авто начали активно применять системы с катушками индивидуального типа, принадлежащий каждой отдельной свече. В связи с этим энергия искрообразования увеличилась, а уровень радиопомех, что создавала система зажигания, наоборот уменьшился. Также применение данной системы позволило распрощаться с необходимостью использовать высоковольтные провода, которые часто оказываются ненадежными. 

Катушка, как важнейший элемент общей системы зажигания, нуждается в особенном внимании и уходе. Поэтому таким не стоит пренебрегать и ожидать до последнего, пока из строя выйдет на только данный механизм, но и вся система зажигания, а позже и автомобиль. Так что я рекомендую всегда находить время для осуществления хотя бы элементарной диагностики авто и системы зажигания в частности, тем более если о принципе ее работы теперь известно. И пусть автомобиль никогда не подводит.

Видео «Снятие катушки зажигания»

Посмотрев запись вы узнаете как можно самостоятельно снять катушку зажигания.

MineAvto.ru

Изучаем важный элемент системы зажигания автомобиля — катушку

Любой современный автомобиль состоит из множества узлов и механизмов, каждый из которых выполняет определенную функцию. Работа всех элементов авто, безусловно, очень важна, но сегодня мы поговорим о таком устройстве, как катушка зажигания. Вся информация о конструкции, принципе функционирования и разновидностях представлена ниже.

Перед тем, как вы поймете, какую нужно выбрать, предлагаем вам узнать, что такое катушка зажигания, где установлена, как выглядит, для чего нужна, каково ее назначение. Катушка зажигания представляет собой компонент системы зажигания машины, выполняющий функцию преобразования параметров напряжения в высоковольтный сигнал. В ходе работы компоненты выдает сильное напряжение, способствующее появлению искры на свечах. Это означает, что любая катушка зажигания предоставляет возможность обеспечить воспламенение горючей смеси благодаря подаче искры на свечи, как видно по видео и фото.

Устройство узла с описанием элементов

Что касается конструкции, то схема бесконтактной или контактной схемы машины состоит из трансформатора, оснащенного первичной и вторичной обмотками. Внутри первичного и вторичного компонента расположен металлический сердечник, а снаружи системы расположен изолированный корпус.

  1. Первичный элемент контактной или бесконтактной системы состоит из основного кабеля. Провод всегда изолирован, в нем насчитывается от 100 до 150 витков, в зависимости от устройства. Данный элемент оснащен выходами 12 вольт.
  2. Что касается вторичной обмотки, то обычно она устанавливается снаружи. Сколько в данной системе существует витков? от 15 до 30 тысяч тонкой проволоки. Эти системы актуальны не только для модуля, но и для двухвыводных, сдвоенных устройств, а также индивидуальных систем. Внутри данной обмотки образовывается напряжение примерно 35 тысяч вольт, именно оно идет на свечи. Чтобы контакты всегда были надежно изолированы, используется наконечник катушки зажигания (автор видео — MotoDalnoBoy).

Если система масляного типа, то она должна быть заполнена трансформаторным маслом, в результате чего элемент будет защищен от перегрева. Более подробное устройство приведено на фото.

Разнообразие

Какие различают виды:

  1. Общее устройство используется с распределительным устройством или без него. Как устроен такой элемент, мы описали выше. Компоненты с сердечником установлены в корпусе, и импульс передается на свечи. Данные системы используются в контактных или бесконтактных устройствах.
  2. Бесконтактные электронные устройства. Индивидуальные компоненты находят свое применение в них. Индивидуальная катушка зажигания обладает немного иной конструкцией — первичная обмотка расположена внутри вторичной. Как видно по фото, такая система, вырабатывающая энергию в вольтах, монтируется на свечку. Разумеется, в этом случае напряжение в вольтах передается почти без потери мощности.
  3. Сдвоенные системы. Что касается сдвоенных системы (их также часто называют двухвыводными), то использование их параметров актуально именно в электронном зажигании. Что касается схемы, то она немного другая. Сдвоенное устройство оснащению двумя высоковольтными кабелями, которые передают напряжение на свечу в вольтах, предназначенных для обеспечения одновременного образования искры между цилиндрами. Важно, чтобы искры появлялась синхронно. Следует отметить, в этом случае один цилиндр из двух располагается в конце такта сжатия. Что касается второго цилиндра, то в нем искра происходит вхолостую на такте выпуска отработанных газов. Также нужно учитывать, что в двухвыводном устройстве может быть реализован разный принцип подключения к свечам. К примеру, для этого могут применяться высоковольтные кабеля, но иногда одна свеча подключается непосредственно через сам наконечник, а вторая — благодаря проводам.
Схема устройства общей катушки Конструкция индивидуального типа устройств Сдвоенная катушка

Как работает?

Далее, рассмотрим принцип работы катушки зажигания автомобиля. Первичная обмотка элемента предназначена для передачи постоянного тока. В том случае, когда поршень мотора двигается к ВМТ (мертвой точке), в цепи данной обмотки происходит разрыв путем размыкания контактов. Этот разрыв осуществляется механическим образом в тот момент, когда контакты отсоединяются на шкиве. Или же это происходит благодаря электронным ключам, которые могут быть либо тиристорными, либо транзисторными.

Следует отметить, что в этом случае параметр управляющего импульса образуется благодаря специальной схеме. В каком месте в этот момент находится коленчатый вал — система узнает благодаря датчику Холла, также для этого используются индуктивные регуляторы.

Что касается электродвижущей силы, индуцируемой в результате изменения параметра тока, то она рассчитывается по определенной формуле:

При расчете следует учитывать, в первую очередь, изменение параметра силы тока и, разумеется, индукцию обоих обмоток. Как сказано выше, полученный потенциал передается от устройства к свечам зажигания по проводам, подавая искру. Следует отметить, что в некоторых двухцилиндровых моторах мотоциклов, а также машин (к примеру, автомобилей марки Ока), используются двухискровые компоненты, в которых искра в вольтах передается сразу на две свечки. В этом случае воспламенение горючей смеси осуществляется в одном цилиндре. Во втором в это время осуществляется такт выпуска, соответственно, здесь нет топливо-воздушной смеси и воспламеняться здесь нечему.

Добавочное сопротивление

Как показывает практика, в большинстве случаев последовательно первичной системе устройства активируется добавочное сопротивление либо добавочный резистор. Когда двигатель функционирует на пониженных оборотах, контакты прерывателя находятся в замкнутом состоянии. В это время через обмотку проходят вольты напряжения, которых вполне достаточно для того, чтобы насытить магнитопровод. Их даже больше, чем нужно, чтобы активировать компонент. Оставшийся ток просто нагревает саму систему и ничего более (автор видео — Саня Киселев).

Необходимо отметить, что для обеспечения добавочного сопротивления сама спираль, установленная на дополнительном резисторе, выполняется только из металлического сплава. Когда происходит нагревание, температурный коэффициент электрического сопротивления значительно увеличивается. В этом случае, когда избыточный ток проходит через спираль, ее сопротивление также растет, соответственно, показатель тока понижается, в результате чего осуществляется автоматическое регулирование.

В том случае, когда двигатель автомобиля функционирует на повышенных оборотах, контакты будут в основном разомкнуты. При этом нагрев резистора есть, но он менее заметный, поскольку сопротивление спирали минимальное. Когда мотор запускается, показатель сопротивления подключается в параллель реле стартера, таким образом значительно увеличивается энергия искры на свечке. Как видите, в целом схема работы добавочного сопротивления достаточно сложная, разобраться в ней сможет не каждый.

Часто, когда автолюбитель сталкивается с невозможностью запуска двигателя, он пытается завести мотор при помощи рукоятки. Особенно это зачастую происходит, когда АКБ разряжен. Сразу же отметим, что никаких результатов добиться не получится. В этом случае оптимальным вариантом будет шунтирование добавочного резистора, для чего можно использовать обычную проволоку.

Что следует учесть при эксплуатации?

Чтобы не допустить ускоренного выхода из строя катушки с добавочным сопротивлением, следует придерживаться правильных моментов эксплуатации устройства.

Необходимо соблюдать несколько простых требований:

  1. Постарайтесь не оставлять автомобиль с включенным зажиганием на длительное время. Разумеется, имеется в виду ситуация, когда мотор не запущен. Если зажигание будет работать просто так, вхолостую, то это значительно снизит срок использования устройства в целом. Соответственно, необходимость его замен наступит значительно раньше.
  2. Время от времени необходимо осуществлять сервисное обслуживание устройства. Вам, как автомобилисту, следует периодически производить очистку элементов системы, а также проверять ее состояние в целом. Следует убедиться в том, что места крепления проводов находятся в полном порядке, установлена проводка надежно, в частности, вас интересует именно высоковольтный кабель. Также нужно удостовериться в том, что ан корпус или вовнутрь устройства не попадает влага, иначе это негативно отразиться на его работе в целом.
  3. Учтите, что отсоединять высоковольтный кабель от катушки голыми во время проведения работ по обслуживанию не следует. Особенно в том случае, если зажигание включенное.

Видео «Как осуществить проверку катушки своими руками»

Подробнее о том, как в домашних условиях проверить работоспособность устройства, узнайте из видео (автор видео — vassilij pavliuk).

 Загрузка ...

AvtoZam.com

Катушка зажигания (Ignition coil)

Данное устройство применяется в любой системе зажигания: бесконтактной, контактной и электронной. Конструктивно катушка представляет собой трансформатор, имеющий две обмотки.

Конструкция

В зависимости от конструктивных особенностей системы зажигания различают несколько видов катушек зажигания:

– общая;

– сдвоенная;

– индивидуальная.

В бесконтактной, контактной и электронной системах зажигания, использующих распределитель, применяется общая катушка зажигания.

 

Конструктивно данный вид катушки зажигания представляет собой две обмотки: первичную, которая может содержать до 150 витков (но не менее 100), и вторичную, которая содержит до 30000 витков (но не менее 15000). В первичной обмотке используется толстая медная проволока, которая изолирована, чтобы избежать короткого замыкания и предупредить скачки напряжения. Во вторичной обмотке используются тонкие медные проволоки, и она расположена внутри первичной обмотки. Вторичная обмотка одним окончанием соединяется с отрицательной клеммой первичной обмотки, а второе окончание идет к центральной клемме на крышке, которая обеспечивает вывод напряжения.

В середине катушки зажигания расположен сердечник, который повышает силу магнитного поля. Для изоляции сердечник и обмотки помещены в изолирующий корпус. Трансформаторное масло, которым заполняется катушка, предотвращает токовый нагрев.

Сдвоенная катушка зажигания используется в электронных системах с прямым зажиганием. В конструкции катушки присутствуют два высоковольтных вывода. Они необходимы для синхронного получения искры с помощью двух цилиндров одновременно. Данный тип катушки может иметь различное соединение со свечой зажигания:

– одна свеча соединена напрямую (используется наконечник), а вторая соединяется проводом высокого напряжения;

– используются только провода высокого напряжения.

Может использоваться конструкция в виде четырехвыводной катушки зажигания, это когда происходит соединение в единый блок двух сдвоенных катушек.

Индивидуальная катушка зажигания используется только в электронных системах прямого зажигания. Конструктивно данная катушка зажигания отличается от общей тем, что первичный сердечник расположен внутри вторичного.

В конструкции индивидуальной катушки возможно использование электронных компонентов воспламенителя. Во вторичной обмотке вырабатывается высокое напряжение, подаваемое на свечу зажигания при помощи наконечника. Наконечник состоит из стержня высокого напряжения, пружины и изолирующей оболочки. Чтобы ток высокого напряжения быстро отсекался, во вторичную обмотку установлен диод высокого напряжения.

Основной характеристикой всех видов катушек зажигания является сопротивление первичной и вторичной обмоток, при изменении которого можно судить о неисправности катушки зажигания.

Принцип работы

1. Ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки зажигания и создает магнитное поле.

2. Магнитное поле после отсекания тока создает на вторичной обмотке ток высокого напряжения.

3. Со вторичной обмотки ток поступает на центральную клемму.

4. С центральной клеммы ток передается на распределитель и поступает на свечи зажигания.

Еще статьи по ремонту этого автомобиля:

27.11.2012 Положение о ГАИ МВД Республики Беларусь 23.11.2012 Штрафы ГИБДД Российской Федерации 2 30.11.2012 Шипованная резина

www.avtika.ru

Принцип работы и устройство катушки зажигания

Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Катушка (модуль) зажигания — один из ключевых узлов автомобиля, обеспечивающих своевременное воспламенение топливовоздушной смеси и нормальную работу двигателя.

Устройство катушки зажигания

Назначение катушки зажигания — увеличить стандартное напряжение автомобиля (12 Вольт) в более высокий потенциал, что гарантирует появление мощной искры между электродами свечи. Итог — возгорание рабочей смеси, движение поршней, вращение коленчатого вала и движение машины.

Конструктивные особенности и виды катушки зажигания

Устройство катушки зажигания предельно просто. Основа узла — обычный двухобмоточный трансформатор. Между «первичкой» и «вторичкой» находится сердечник из стали. Защищается вся конструкция с помощью изолированного корпуса.

Каждая из обмоток имеет свои особенности:

— для «первички» используется толстый провод из качественной меди. Число оборотов — 100-150. Входное напряжение — 12 Вольт;

— «вторичка» наматывается поверх первичной обмотки. В ее составе — от 15 до 30 тысяч оборотов. В качестве материала (как и в первом случае) используется медная проволока, но уже с другим сечением.

Описанная выше система характерна для различных типов катушек — индивидуального и сдвоенного типа. Рабочее напряжение на «вторичке» устройства — 35 тысяч вольт.

Роль изолирующего состава выполняет трансформаторное масло, которое находится внутри изделия. Кроме изолирующей, масло выполняет еще одну функцию — защищает устройство от перегрева.

Виды катушек могут быть:

1. Общими. Такие устройства используются в авто, где есть или отсутствует распределитель. Конструкция данного изделия описана в разделе выше. В частности, устройство состоит из двух обмоток, сердечника из стали и внешнего корпуса. Сформированный импульс направляется к электродам свечей.

2. Индивидуальными. Устройства задействованы в авто с электронным зажиганием. Особенность — наличие «первички» внутри «вторички». Индивидуальное устройство устанавливается непосредственно на каждую свечу зажигания.

3. Сдвоенными. Они применяются в автомобилях с электронной организацией зажигания. Особенность такого устройства — наличие сдвоенных проводов, что гарантируют подачу искры сразу к двум камерам сгорания. При этом в такте сжатия будет только одна камера, а для второй воспламенение является холостым.

Как работает катушка зажигания?

Зная устройство узла, много проще понять и принцип работы катушки зажигания. К «первичке» подводится потенциал с АКБ (12 Вольт). После этого в трансформаторе создается магнитное поле.

Периодически подаваемое напряжение разрывается с помощью прерывателя, что приводит к сокращению магнитных потоков и формированию в обмотках ЭДС.

Теперь вспоминаем курс физики, где хорошо раскрыт закон ЭМИ (электромагнитной индукции). В нем сказано, что размер ЭДС непосредственным образом зависит от числа витков в контуре. Следовательно, во «вторичке» формируется более высокое напряжение.

Полученный потенциал передается непосредственно на электроды свечей, что способствует появлению искры и возгоранию подготовленной горючей смеси.

В более старых машинах ВАЗ напряжение от узла отходило ко всем свечкам при помощи распределителя. Минус устройства — недостаточная надежность, поэтому современные устройства объединяются в общую систему и расходятся на каждую свечку по отдельности.

Основные поломки и способы диагностики катушки

В процессе эксплуатации возможны следующие неисправности катушки зажигания:

При наличии подозрений на неисправность, важно знать, как проверить катушку зажигания. Действуйте по следующему алгоритму (на примере ВАЗ-2108—2109):

1. Готовьте инструмент, который понадобится для выполнения работ. Здесь необходим тестер (можно использовать обычный мультиметр, в котором есть режим омметра), а также ключ на «восемь» (он может быть рожковым или накидном).

2. Проведите подготовительные работы. В частности, проверьте узел без его демонтажа с автомобиля. Для этого отбрасывайте «минус» от источника питания, снимайте провод, отходящий от модуля, отсоединяйте провода, которые подключены к выводам катушки.

Для выкручивания винтов используйте ключ на «восемь». При этом запомните позицию проводов, чтобы при их возвращении на место не допустить ошибку.

Сама проверка осуществляется в несколько этапов:

1. Диагностика исправности первичной обмотки. Подсоединяйте один щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выходу «К» (это начало и конец первичной обмотки). Ставьте переключатель в режим измерения сопротивления (оно должно находиться на уровне 0.4-0.5 Ом).

2. Диагностика исправности витков вторичной обмотки. Чтобы проверить данную часть катушки, подключайте щуп мультиметра к выходу «Б», а второй — к выводу самого провода. Измерения должны показать сопротивление на уровне 4.5-5.5 кОм.

3. Диагностика целостности изоляционного покрытия. Один из щупов тестера подключайте к выходу «Б» устройства, а вторым прикасайтесь к внешней части. В данном случае сопротивление должно находиться на уровне около 50 мОм и более. Если хотя бы одна из 3-х проверок была «провалена», то катушку нужно менять.

Полезные советы

При эксплуатации катушки зажигания нужно учитывать несколько полезных советов, возможно когда нибудь они вам пригодятся.

Нельзя оставлять зажигание включенным на длительное время (при условии, что двигатель не заведен). Такая оплошность приводит к уменьшению ресурса катушки и ее быстрой поломке.

Производите очистку и диагностику состояния изделия. Проверяйте качество фиксации проводников. Особое внимание уделяйте проводам, по которым проходит высокое напряжение. Кроме этого, убедитесь, что на кожух или во внутреннюю часть устройства не поступает влага.

Не отбрасывайте провода от устройства, когда зажигание активно. Если это необходимо сделать, то используйте специальные перчатки.

Как видно из статьи, устройство и работа катушки зажигания, а также ее обслуживание не должны вызвать проблем даже у начинающего автолюбителя. Главное — быть внимательным к своему автомобилю, обращать внимание на описанные выше неисправности и своевременно проверять катушку зажигания на наличие дефектов.

При выявлении поломок старайтесь не затягивать с заменой узла. В противном случае неприятности с заводом мотора могут застать в дороге.

(2 голос, средний: 3,00 out of 5) Loading...

RemontAvtoVaz.ru

Системы индивидуального зажигания, часть 1

На большинстве современных бензиновых двигателей применяются системы индивидуального зажигания. Данная система зажигания отличается от классического зажигания и от DIS-системы зажигания тем, что каждая свеча зажигания в такой системе обслуживается собственной (индивидуальной) катушкой зажигания. В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые –  фото 1  

Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания. Конструктивно, индивидуальные катушки зажигания могут быть выполнены как отдельные элементы, либо объединены в модули по две, три или четыре катушки зажигания в одном модуле – фото 2  

Модуль зажигания, состоящий из четырёх компактных индивидуальных катушек зажигания. Модуль устанавливается непосредственно над свечами зажигания.

В большинстве случаев, индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосредственно над свечами зажигания. Но встречаются двигатели, где катушки зажигания соединены со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов – фото 3

Модули зажигания, состоящие из двух индивидуальных катушек зажигания, соединённых со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов (на приведённом примере, каждый цилиндр двигателя оснащён двумя свечами зажигания, обслуживаемыми собственным модулем).

Принцип действия.

Индивидуальная катушка зажигания за один рабочий цикл двигателя генерирует одну искру зажигания. Поэтому, в индивидуальных системах зажигания требуется синхронизация работы катушек с положением распределительного вала. При подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания, через первичную обмотку начинает течь ток, вследствие чего в сердечнике катушки изменяется величина магнитного потока. Изменение величины магнитного потока в сердечнике катушки приводит к возникновению напряжения положительной полярности на вторичной обмотке. Так как скорость нарастания тока в первичной обмотке при этом относительно небольшая, то и возникающее при этом напряжение на вторичной обмотке относительно мало и находится в диапазоне 1…2 kV. Но при определённых обстоятельствах этой величины напряжения может оказаться достаточно для несвоевременного возникновения искрового разряда между электродами свечи зажигания и как следствие, слишком раннего воспламенения рабочей смеси. Во избежание возможных повреждений двигателя вследствие несвоевременного возникновения искрового разряда, образование искрового разряда между электродами свечи зажигания при подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания должно быть исключено. В системах индивидуального зажигания, возникновение этого разряда предотвращается с помощью встроенного в корпус катушки зажигания диода EFU, включённого последовательно в цепь вторичной обмотки.

В момент закрытия оконечного каскада зажигания, ток в первичной цепи резко прерывается, и магнитный поток стремительно уменьшается. Это быстрое изменение величины магнитного потока приводит к возникновению высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания (при определённых условиях, напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания может достигать 40…50 kV). Когда это напряжение достигает значения, обеспечивающего образование искры между электродами свечи зажигания, сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется от искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Типовые неполадки Габаритные размеры индивидуальных катушек зажигания относительно малы, за счёт чего производителям двигателей удаётся легко их размещать непосредственно над свечами зажигания. Но из-за небольших размеров снижается надёжность катушек. Как следствие, индивидуальные катушки зажигания часто выходят из строя, и в первую очередь – изоляция вторичной обмотки. Повреждение изоляции обмотки приводит к межвитковому пробою высокого напряжения внутри катушки. Катушка зажигания с такой неисправностью обычно способна обеспечить поджег рабочей смеси в цилиндре при работе двигателя на малых нагрузках и на режиме холостого хода. Но при больших нагрузках на двигатель искрообразование прекращается, и цилиндр, обслуживаемый такой катушкой, перестаёт работать. Выявить данную неисправность можно по осциллограмме напряжения в первичной или во вторичной цепи катушки. Признаком межвиткового пробоя изоляции катушки является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры на осциллограмме сигнала. Схемы индивидуального зажигания и точки подключения для проведения диагностики системы.

Ниже приведены схемы индивидуального зажигания. На схемах показаны точки подсоединения осциллографического щупа и высоковольтных датчиков к диагностируемой катушке, для проведения диагностики системы по осциллограммам напряжения в первичной и во вторичной цепях катушки – фото 4

 

Схема системы индивидуального зажигания с внешним силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки (схема приведена для одного цилиндра). 1. Точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа. 2. Точка подключения пробника осциллографического щупа. 3. Точка съёма сигнала во вторичной цепи с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal". 4. Место установки универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" для съёма сигнала во вторичной цепи. 5. Аккумуляторная батарея. 6. Выключатель зажигания. 7. Индивидуальная компактная катушка зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой катушки. 8. Свеча зажигания. 9. Блок управления двигателем (или коммутатор).

В корпус индивидуальной катушки зажигания может быть встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки (коммутатор) – фото 5

 

Схема системы индивидуального зажигания со встроенным в катушку силовым каскадом управления первичной обмоткой (схема приведена для одного цилиндра). 1. Точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа. 2. Точка подключения пробника осциллографического щупа. 3. Место установки универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" для съёма сигнала во вторичной цепи. 4. Аккумуляторная батарея. 5. Выключатель зажигания. 6. Индивидуальная компактная или стержневая катушка зажигания со встроенным силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки. 7. Свеча зажигания. 8. Блок управления двигателем. Порядок проведения диагностики индивидуального зажигания. Каждая свеча зажигания двигателя, оснащённого индивидуальной системой зажигания, обслуживается собственной катушкой зажигания и собственным коммутатором. По этой причине, диагностика индивидуальной системы зажигания проводится последовательно – системы зажигания каждого цилиндра диагностируется поочерёдно, одна за другой, как отдельные системы зажигания (по окончанию диагностики одной катушки зажигания диагност переходит к диагностике следующей катушки зажигания и т.д.). Основными контролируемыми параметрами при проведении диагностики индивидуального зажигания являются: • наличие затухающих колебаний в конце участка горения искры между электродами свечи зажигания; • продолжительность периода накопления энергии в магнитном поле индивидуальной катушки зажигания (обычно составляет 1,5…5,0 mS в зависимости от устройства катушки); • продолжительность горения искры между электродами свечи зажигания (обычно составляет 1,5…2,5 mS в зависимости от устройства катушки). Следует учесть, что если из-за неполадки на каком либо режиме работы двигателя продолжительность горения искры между электродами свечи зажигания будет меньше 0,5 mS, то искровой разряд между электродами свечи зажигания возникнет, но топливовоздушная смесь от такого разряда не воспламенится. Диагностика по первичному напряжению.

Для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению, необходимо просмотреть осциллограмму напряжения на управляющем выводе первичной обмотки катушки. Для съёма осциллограммы напряжения на управляющем выводе первичной обмотки, осциллографический щуп необходимо подключить к аналоговому входу №5 USB Autoscope II, чёрный зажим типа "крокодил" подсоединить к "массе" на двигателе, пробник щупа подсоединить параллельно управляющему выводу первичной обмотки катушки зажигания – фото 6

Подключение осциллографического щупа к управляющему выводу первичной обмотки индивидуальной катушки зажигания. Далее необходимо запустить диагностируемый двигатель. В окне программы "USB Осциллограф" необходимо выбрать "Управление => Загрузить настройки пользователя => Ignition => Ignition_Primary". Теперь, в окне программы будет отображаться осциллограмма напряжения на первичной обмотке диагностируемой катушки зажигания – фото 7

 

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе первичной обмотки исправной индивидуальной катушки зажигания. 1. Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания). 2. Момент закрытия силового транзистора коммутатора (ток в первичной цепи резко прерывается и возникает пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания). 3. Участок горения искры между электродами свечи зажигания. 4. Затухающе колебания, возникающие сразу после окончания горения искры между электродами свечи зажигания

Фото 8

 

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе первичной обмотки неисправной индивидуальной катушки зажигания. Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний после окончания горения искры между электродами свечи зажигания (участок отмечен символом "4"). В корпус некоторых типов индивидуальных катушек зажигания встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки. Управляющий вывод первичной обмотки таких катушек зажигания находится внутри корпуса катушки и оказывается недоступным для подсоединения к нему пробника осциллографического щупа. Это делает невозможным проведение диагностики такой индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению. В таком случае, диагностику катушки зажигания проводят по вторичному напряжению с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal" или универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal".

Диагностика по вторичному напряжению

При проведении диагностики систем зажигания по вторичному напряжению применяют ёмкостной датчик. В случае если применение ёмкостного датчика невозможно, применяют индуктивный датчик. Применение ёмкостного датчика более предпочтительно, так как полученный с его помощью сигнал более точно повторяет форму осциллограммы напряжения во вторичной цепи диагностируемой системы зажигания.

Диагностика по вторичному  напряжению с помощью ёмкостного датчика

В качестве ёмкостного датчика для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению применяется универсальный накладной ёмкостной датчик "Cx Universal". Съём сигнала с помощью ёмкостного датчика возможен только в том случае, если создаваемое вторичной обмоткой катушки зажигания электрическое поле не экранировано конструктивно. Такими катушками зажигания являются некоторые компактные индивидуальные катушки зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой – фото 9

Владимир Постоловский, журнал «Автомастер», 

                http://www.a-master.com.ua

Продолжение в части №2

Книги по ремонту автомобилей

Autodata.ru

Смотрите также