Сколько вольт выдает катушка зажигания?

Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания

Катушка зажигания – «потомственный немец». В 1851 году механик из Германии Генрих Румкорф (проживавший, правда, в Париже) изобрел катушку с прерывателем, вырабатывающую импульсы высокого напряжения, а в 1925 году компания Роберта Боша начала массово применять её как элемент батарейной системы зажигания бензинового автомобильного мотора. Давайте посмотрим, в каком виде катушка зажигания дошла до наших дней, и каковы особенности ее работы.

Маслонаполненная бобина

Б олее чем полвека эволюции карбюраторных бензиновых моторов с контактной системой зажигания катушка (или как ее часто называли шоферы прошлых лет – «бобина») практически не меняла конструкцию и облик, представляя собой высоковольтный трансформатор в металлическом герметичном стакане, заполненном трансформаторным маслом для улучшения изоляции между витками обмоток и охлаждения.

Неотъемлемым партнером катушки был трамблер – механический коммутатор низкого напряжения и распределитель высокого. Искра должна была появляться в соответствующих цилиндрах в конце такта сжатия топливовоздушной смеси – строго в определенный момент. Трамблер осуществлял и зарождение искры, и синхронизацию ее с тактами работы мотора, и распределение по свечам.

Классическая маслонаполненная катушка зажигания — «бобина» (что по-французски и означало «катушка») — была чрезвычайно надежна. От механических воздействий ее защищал стальной стакан корпуса, от перегрева – эффективный теплоотвод через заполняющее стакан масло. Однако согласно малоцензурному в оригинальном варианте стишку «Дело было не в бобине – идиот сидел в кабине…», получается, что надежная бобина таки порой подводила, даже если даже водитель не такой уж идиот…

Если посмотреть на схему контактной системы зажигания, то можно обнаружить, что заглушенный мотор мог останавливаться в любом положении коленвала, как с замкнутыми контактами прерывателя низкого напряжения в трамблере, так и с разомкнутыми. Если при предыдущем глушении мотор остановился в положении коленвала, в котором кулачок трамблера замыкал контакты прерывателя, подающего низкое напряжение на первичную обмотку катушки зажигания, то когда водитель по какой-то причине включал зажигание, не запуская мотор, и оставлял ключ в таком положении надолго, первичная обмотка катушки могла перегреться и сгореть… Ибо через нее начинал проходить постоянный ток в 8-10 ампер вместо прерывистого импульсного.

Официально катушка классического маслонаполненного типа неремонтопригодна: после сгорания обмотки она отправлялась в утиль. Однако когда-то давно на автобазах электрики умудрялись ремонтировать бобины – развальцовывали корпус, сливали масло, перематывали обмотки и собирали заново… Да, были времена!

И лишь после массового внедрения бесконтактного зажигания, при котором контакты трамблера сменились на электронные коммутаторы, проблема сгорания катушек почти исчезла. В большинстве коммутаторов было предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания на включённом зажигании, но не запущенном двигателе. Иными словами, после включения зажигания начинался отсчет небольшого временного интервала, и если водитель за это время не заводил мотор, коммутатор автоматически выключался, защищая и катушку, и самого себя от перегрева.

Сухие катушки

Следующим этапом развития классической катушки зажигания стал отказ от маслонаполненного корпуса. «Мокрые» катушки сменились на «сухие». Конструктивно это была практически та же самая катушка, но без металлического корпуса и масла, покрытая сверху слоем эпоксидного компаунда для защиты от пыли и влаги. Работала она совместно с тем же самым трамблером, и часто в продаже можно было встретить и старые «мокрые» катушки, и новые «сухие» на одну и ту же модель авто. Они были полностью взаимозаменяемыми, соответствовали даже «уши» креплений.

Для рядового автовладельца в изменении технологии с «мокрой» на «сухую» не было, по сути, никаких преимуществ или недостатков. Если последняя, конечно, была изготовлена качественно. «Профит» получали только производители, поскольку изготовить «сухую» катушку несколько проще и дешевле. Однако если «сухие» катушки иностранных производителей автомобилей изначально продумывались и изготавливались достаточно тщательно и служили почти столько же, сколько и «мокрые», советские и российские «сухие» бобины снискали дурную славу, поскольку имели массу проблем с качеством и выходили из строя достаточно часто без каких-либо причин.

Так или иначе, сегодня «мокрые» катушки зажигания полностью уступили место «сухим», а качество последних даже отечественного производства практически не вызывает нареканий.

Были и катушки-гибриды: обычную «сухую» катушку и обычный коммутатор бесконтактного зажигания иногда объединяли в единый модуль. Такие конструкции встречались, к примеру, на моновпрысковых Фордах, Ауди и ряде других. С одной стороны, это выглядело в некоторой степени технологично, с другой – снижалась надежность и увеличивалась цена. Ведь два изрядно нагревающихся узла объединили в один, тогда как по отдельности они и охлаждались лучше, и при выходе из строя того или иного замена обходилась дешевле…

Ах да, еще в копилку специфических гибридов: на стареньких Тойотах нередко встречался вариант катушки, интегрированной прямо в распределитель трамблера! Интегрировалась она, конечно, не намертво, и при выходе из строя «бобину» можно было без труда снять и приобрести отдельно.

Модуль зажигания – отказ от трамблера

Заметная эволюция в катушечном мире произошла в период развития инжекторных моторов. Первые инжекторы имели в своем составе «частичный трамблер» – низковольтную цепь катушки уже коммутировал электронный блок управления двигателем, а вот искру по цилиндрам по-прежнему раздавал классический бегунковый распределитель, приводимый во вращение от распредвала. От этого механического узла стало возможным полностью отказаться, применив комбинированную катушку, в общем корпусе которой скрывались отдельные катушки в количестве, соответствующем числу цилиндров. Такие узлы стали называть «модулями зажигания».

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) содержал в себе 4 транзисторных ключа, которые поочередно подавали 12 вольт на первичные обмотки всех четырех катушек модуля зажигания, а те в свою очередь отправляли искровой импульс высокого напряжения каждая на свою свечу. Еще чаще встречаются упрощенные варианты комбинированных катушек, более технологичные и дешевые в производстве. В них в одном корпусе модуля зажигания четырёхцилиндрового мотора помещается не четыре катушки, а две, но работающие, тем не менее, на четыре свечи. В такой схеме искра на свечи подается попарно – то есть, на одну свечу из пары она приходит в нужный для воспламенения смеси момент, а на другую – вхолостую, в момент выпуска отработавших газов из этого цилиндра.

Следующим этапом развития комбинированных катушек стал перенос электронных коммутирующих ключей (транзисторов) из блока управления двигателем в корпус модуля зажигания. Вынос мощных и греющихся при работе транзисторов «на волю» улучшил температурный режим ЭБУ, а при выходе из строя какого-либо электронного ключа-коммутатора достаточно было заменить катушку, а не менять или паять сложный и дорогущий блок управления. В котором ещё часто прописаны индивидуальные для каждого авто пароли иммобилайзера и тому подобная информация.

Каждому цилиндру – по катушке!

Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение в сфере зажигания, существующее параллельно с модульными катушками, – это индивидуальные катушки для каждого цилиндра, которые устанавливаются в свечной колодец и контактируют со свечой непосредственно, без высоковольтного провода.

Первые «персональные катушки» были именно катушками, но потом в них переехала и коммутационная электроника – так же, как это произошло и с модулями зажигания. Из плюсов такого форм-фактора – отказ от высоковольтных проводов, а также возможность замены при выходе из строя только одной катушки, а не целого модуля.

Правда, стоит сказать, что в этом формате (катушки без высоковольтных проводов, монтируемые на свечу) существуют и катушки в виде единого блока, объединенные общим основанием. Такие, к примеру, любят использовать GM и PSA. Вот это воистину кошмарное техническое решение: катушки вроде бы отдельные, но при выходе из строя одной «бобины» приходится менять в сборе крупный и очень дорогой блок…

К чему мы пришли?

Классическая маслонаполненная бобина была одним из самых надежных и неубиваемых узлов в карбюраторном и ранних инжекторных автомобилях. Внезапный выход ее из строя считался редкостью. Правда, ее надежность, к сожалению, «компенсировал» неотъемлемый напарник – трамблер, а позже – и электронный коммутатор (последнее, правда, относилось только к отечественным изделиям). Пришедшие на смену «масляным» «сухие» катушки по надежности были сопоставимы, но все же несколько чаще выходили из строя без видимых причин.

Инжекторная эволюция заставила избавиться от трамблера. Так появились разнообразные конструкции, не нуждавшиеся в механическом высоковольтном распределителе – модули и отдельные катушки по числу цилиндров. Надежность таких конструкций еще более снизилась в связи с усложнением и миниатюризацией их «потрохов», а также крайне тяжелыми условиями их работы. Через несколько лет работы с постоянным нагревом от двигателя, на котором катушки были смонтированы, на защитном слое компаунда образовывались трещины, через них влага и масло попадали на высоковольтную обмотку, вызывая пробои внутри обмоток и пропуски зажигания. У отдельных катушек, которые установлены в свечных колодцах, условия работы еще более адские. Также не любят нежные современные катушки мойку моторного отсека и увеличенный зазор в электродах свечей зажигания, образующийся в результате длительной работы последних. Искра всегда ищет наиболее короткий путь, и нередко находит его внутри обмотки бобины.

В итоге на сегодняшний день наиболее надежной и правильной конструкцией из существующих и применяемых можно назвать модуль зажигания со встроенной коммутирующей электроникой, установленный на двигателе с воздушным зазором и соединенный со свечами высоковольтными проводами. Менее надежны раздельные катушки, установленные в свечных колодцах головки блока, и совсем неудачно, с моей точки зрения, решение в виде объединенных катушек на единой рампе.

Как определить неисправность и выявить подделку катушки зажигания

Катушка зажигания — часть системы зажигания автомобиля. Преобразует низкое напряжение (12 В) от аккумулятора автомобиля в высокое (40 000 В), после чего напряжение подается на свечу зажигания, между электродами которой образуется искра. Искра воспламеняет воздушно-топливную смесь в камере сгорания и приводит в действие поршни двигателя. Катушка зажигания состоит из двух обмоток — длинных медных проволок, намотанных вокруг железного сердечника. Работает по закону электромагнитной индукции, по которому изменение силы тока в первичной обмотке порождает электродвижущую силу во вторичной обмотке

Отметим сразу, что восстановительный ремонт катушек не предусмотрен. Только замена. Ресурс катушки — в в среднем 60 000-80 000 км.

Причины поломок.

Наиболее частые причины преждевременного выхода из строя катушек зажигания:

— повреждение свечи зажигания или кабеля.

Механические повреждения изолятора, повреждение головки цилиндра, проникновение масла внутрь катушки зажигания выводят катушку из рабочего состояния.

Загрязнения. Попадание влаги, грязи или дорожных реагентов на первичную или вторичную обмотку катушки ведет к окислению обмотки, появлению коррозии и снижению эффективности работы катушки и свечи зажигания.

Перегрев. Катушки зажигания в среднем рассчитаны на температуру до 80-100 С. Индивидуальная катушка зажигания выходит из строя при температуре выше 230 С, а корпусная – 130 С.

Читайте также  Почему не включается видеорегистратор при включении зажигания?

Повреждение свечи зажигания или кабеля.

Если свеча зажигания или коммутационный шнур повреждены и получают дополнительное сопротивление, выходное напряжение катушки зажигания резко поднимается, и возникает короткое замыкание. После короткого замыкания может упасть выходное напряжение катушки, что вызывает пропуски в зажигании, или катушка может совсем перестать выдавать какое-либо напряжение. Изоляция катушки повреждается, если выходная мощность превышает 50 000 вольт.

Трещины на разъеме свечи зажигания приводят к неплотной установке свечи и снижению эффективности работы зажигания. При повреждении кабеля зажигания катушка не получает необходимые 12 Вольт от аккумулятора автомобиля. Катушке необходимо больше времени, чтобы зарядиться, что может привести к поломке модуля зажигания и катушки.

Признаки неисправности катушки зажигания.

При повреждении катушки зажигания воздушно-топливная смесь не сгорает в камере полностью, и несгоревшее топливо отводится через выхлопную систему. Наблюдается черный дым и запах бензина. Несгоревшее топливо может повредить выхлопную систему, что приведет к необходимости ее ремонта или замены.

Проблема запуска двигателя.

Если двигатель не запускается, а со свечей зажигания все в порядке, возможно, повреждены провода, по которым подается напряжение от катушки зажигания к свече.

Увеличенное потребление топлива.

Когда свеча зажигания не получает необходимое напряжение, автомобиль потребляет больше топлива, чтобы компенсировать недостаток мощности зажигания.

Автомобиль «кашляет» и вибрирует.

Если при езде и на холостом ходу автомобиль вибрирует, «кашляет» и «чихает» это может быть признаком неисправности катушки зажигания.

Как проверить катушку зажигания мультиметром и омметром.

Основные неполадки катушки зажигания – повреждение изоляционного материала, повреждение контактов и короткое замыкание. При подозрении, что катушка зажигания неисправна, способность трансформировать напряжение катушки проверяют мультиметром или омметром. Полученные значения сравнивают с показателями производителя, и, если они не совпадают, катушку считают неисправной. Чтобы проверить сопротивления первичной обмотки, измеряют сопротивление между положительным и отрицательным контактом катушки зажигания. Значение должно находиться в пределах 0,5-3 Ом. Для проверки сопротивления во вторичной обмотке измеряют сопротивление между положительным контактом и выходом катушки.

Важно! Не проверяйте исправность катушки наличием искры между свечей и корпусов автомобиля. Это привете к поломке катушки и электронных приборов.

Работоспособность катушки можно проверить pick-up tool (приспособление с магнитом). Когда катушка заряжается и разряжается, магнитное поле вокруг катушки изменяется. Если поднести магнит к работающей катушке зажигания, то магнит начнет двигаться из-за изменяющегося магнитного поля. Катушки зажигания вышла из строя из-за короткого замыкания, то при подключении мультиметра к положительному и отрицательному контакту катушки показания сильно выйдут за пределы значений, указанных производителем.

Определение сопротивления первичной (1) и вторичной (2) обмотки.

Признаки подделки.

Подделки обладают меньшей эффективностью, быстрее выходят из строя, допускают пропуски в зажигании, менее теплостойки.

1. Корпус катушки сделан из некачественного материала, видны швы, инородные включения в материал корпуса.

2. Внутрь корпуса катушки для герметизации вводится специальная смесь. В оригинальной катушке зажигания смесь должна быть однородной на вид, без примеси посторонних веществ и пузырьков. Наличие воздуха во вторичной обмотке приводит к образованию коррозии на корпусе катушки.

3. Корпус первичной и вторичной обмотки не должны быть разъединены.

В оригинальной катушке зажигания провода и компоненты обмоток расположены упорядоченно.

Советы по условиям хранения и транспортировки:

Избегать попадания влаги, грязи и других загрязняющих веществ на корпус катушки зажигания – это может привести к коррозии контактов и обмотки катушки зажигания.

При транспортировке катушек зажигания не допускать падения, механических нагрузок (не ставить груз на упаковку), попадания воды или влаги на корпус катушки.

Виды, устройство и принцип работы катушки зажигания

Главным элементом системы зажигания, то есть воспламенения топливовоздушной смеси, в двигателях внутреннего сгорания является катушка зажигания или трансформатор. С ее помощью подается высокое напряжение на свечи, что приводит к возникновению искры. Если катушка неисправна, нарушается работа всей системы зажигания, двигатель может существенно снизить свою мощность или совсем перестать работать.

  1. Принцип работы катушки зажигания
  2. Виды катушек зажигания
  3. Классическая конструкция катушки зажигания
  4. Конструктивные отличия индивидуальных катушек
  5. Двухвыводные катушки зажигания
  6. Сухие и маслозаполненные катушки
  7. Срок службы и неисправности катушек зажигания

Принцип работы катушки зажигания

Основной задачей катушки является преобразование низкого напряжения, подаваемого от аккумулятора автомобиля (порядка 12 вольт), в высокое (до 25-30 тысяч вольт).

Иными словами, устройство типовой катушки зажигания фактически представляет собой аналог импульсного повышающего трансформатора, работа которого осуществляется следующим образом.

Схема работы катушки зажигания в автомобиле

При повороте ключа зажигания сеть замыкается, и низкое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Она обладает меньшим количеством витков и выполнена из толстого провода. Прохождение тока по первичной обмотке вызывает возникновение магнитного поля, в котором накапливается энергия. При прерывании цепи первичной обмотки (например, механическим прерывателем), магнитное поле создает высокое напряжение во вторичной обмотке. Она, в свою очередь, имеет большее количество витков и выполнена из тонкого провода.

Затем высокое напряжение в виде импульса поступает к распределителю, который разделяет его и подает к электродам свечей зажигания. Между электродами образуется искра, воспламеняющая топливовоздушной смесь.

Расположение катушки зажигания зависит от ее типа и компоновки моторного отсека. В современных автомобилях для каждой свечи зажигания предусмотрена своя катушка, так называемая индивидуальная. Она надевается непосредственно на свечу и устанавливается на клапанной крышке двигателя. Общие или двухвыводные катушки обычно располагаются сбоку от верхней части мотора. Основная идея заключается в том, чтобы сократить длину высоковольтных проводов. Подробнее о типах катушек ниже.

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

  • Индуктивность первичной обмотки – способность накапливать энергию.
  • Коэффициент трансформации – во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
  • Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
  • Энергия образующейся искры.
  • Напряжение пробоя – величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Наибольшее распространение получили три вида конструкций катушек зажигания: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки имеют две медные обмотки до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Обе обмотки изолированы, что предотвращает возникновение короткого замыкания.

Корпус представляет собой стакан с крышкой, на которую выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка расположена внутри первичной и соединена одним концом с обмоткой низкого напряжения.

Второй конец также выведен на крышку бобины и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор со свечой. Внутри обмоток находится железный сердечник, увеличивающий силу формирующегося внутри магнитного поля.

Такие конструкции на сегодняшний день практически не применяются в автомобилестроении. Однако их еще можно встретить при ремонте старых авто и других транспортных средств.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип используется преимущественно в электронных системах. Принцип работы индивидуальной катушки зажигания аналогичен классической. Конструктивно она также имеет обмотки высокого и низкого напряжения, но в отличие от классической схемы, первичная находится внутри вторичной. Также, вместо одного сердечника, их два – внешний и внутренний.

Индивидуальные катушки зажигания. Компактная (слева) и стержневая (справа)

Первый находится внутри первичной обмотки, а второй – вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащается специальным диодом. Он отсекает токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки разделяют на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: компактные и стержневые. Последние могут объединяться в модули по четыре штуки. За один цикл индивидуальная катушка формирует одну искру, что обуславливает необходимость синхронизации всех катушек относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Конструкция сдвоенной (двухвыводной) катушки зажигания аналогична классической схеме, но единственным отличием является наличие двух выводов от обмотки высокого напряжения. Такая конструкция позволяет формировать искру одновременно на двух свечах (на два цилиндра двигателя). В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси, а во втором – на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Двухвыводная катушка зажигания

Такие конструкции используются в двигателях с четным числом цилиндров. Они позволяют упростить систему зажигания, а также исключить из схемы распределитель. Подключаются сдвоенные трансформаторы двумя способами:

  • оба контакта соединяются со свечами высоковольтной проводкой;
  • один контакт соединен наконечником (напрямую со свечой), а второй – высоковольтной проводкой.

Для четырехцилиндровых двигателей могут применяться четырехвыводные катушки, которые фактически являются системой из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

В классической конструкции катушки системы зажигания внутреннее пространство заполнено трансформаторным маслом. Это необходимо для того, чтобы под действием тока ее обмотки не перегревались. Сам корпус такой бобины изготавливается из металла, что не всегда рационально.

Поэтому в большинстве современных автомобилей используется альтернативная конструкция – «сухой» трансформатор. Она не имеет корпуса, а покрыта слоем эпоксидного компаунда, который служит одновременно и корпусом, защищающим от загрязнений и влаги, и системой охлаждения.

Помимо этого, в ряде импортных автомобилей используются комбинированные модели, объединяющие контактный коммутатор и сухую катушку или же предполагающие интеграцию катушки в распределитель.

Срок службы и неисправности катушек зажигания

Теоретически современные катушки зажигания имеют срок эксплуатации 60-80 тысяч километров пробега автомобиля. Однако реальные показатели во многом зависят от условий эксплуатации. Причин возникновения неисправностей может быть множество:

  • Короткое замыкание на обмотках.
  • Перегрев катушки.
  • Износ в результате длительной эксплуатации или повышенной вибрации.
  • Превышение времени зарядки. Чаще всего это происходит когда аккумулятор автомобиля не обеспечивает нужного уровня напряжения.
  • Разгерметизация основных узлов двигателя и топливной системы.
  • Повреждение корпуса.

В современных автомобилях бортовой компьютер сигнализирует о неисправности катушки включением на приборной панели индикатора Check Engine. Помимо этого, признаками нарушения работы являются:

  • Отклонение сопротивления обмоток трансформатора от нормативной величины. Диагностируется при помощи тестера.
  • Периодический или полный отказ одного или нескольких цилиндров двигателя, что снижает его мощность.
  • Ухудшение работы ДВС при холодной (морозной) погоде или при высокой влажности воздуха.
  • Отказ в работе двигателя при резком нажатии на педаль газа.
  • Слабый разгон автомобиля.

Из-за особенностей конструкции ремонт катушек зажигания невозможен, и при обнаружении неполадок они просто меняются на новые. Проводить диагностику состояния и их замену лучше в сервисных центрах, поскольку от точности работы этого элемента системы зажигания зависит работа двигателя и автомобиля в целом.

Всё про автомобильную катушку зажигания


В системе зажигания катушка выполняет функцию источника высоковольтного напряжения, используемого для поджига топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя. Можно сказать, что катушка – центральный элемент всей системы зажигания, независимо от ее конструкции и типа.

Назначение

В бензиновых двигателях топливо в цилиндре требует поджига, для чего используются искровые свечи зажигания. Для создания заветной искорки требуется много энергии: порядка 10-50 тыс. вольт, чтобы разряд на электродах свечи был достаточно мощным. Источником такого напряжения и является катушка зажигания, преобразовывающая 12-вольтный ток от автомобильного аккумулятора в высоковольтный. От стабильности работы катушки зависит и работа двигателя: не будет искры – не будет и движения.

Читайте также  Как определить исправность свечей зажигания?

Устройство, принцип работы

Принципиальное устройство катушки зажигания одинаково для всех модификаций, независимо от разницы в конструкции:

  • Первичная обмотка (наружный слой) из 250-400 витков толстой (Ø 0,8 мм) медной проволоки;
  • Вторичная обмотка (внутренний слой) из 19-25 тыс. витков тонкой (Ø 0,1 мм) медной проволоки, изолированной от первичной обмотки;
  • Внутренний металлический сердечник из слоистой трансформаторной стали;
  • Наружный кольцевой сердечник (магнитопровод);
  • Клеммы низкого напряжения для тока от аккумулятора (генератора) и на «массу»;
  • Контактная клемма высокого напряжения.

Во всей системе зажигания катушка является промежуточным звеном между источником тока и свечами зажигания.

Принципиальная (классическая) схема системы зажигания:
1. Источник питания. 2. Катушка зажигания.
3. Прерыватель. 4. Распределитель. 5. Свечи.

Принцип действия основан на законе самоиндукции. Ток низкого напряжения от источника питания (аккумулятора или генератора) поступает на первичную обмотку, в результате чего вокруг нее возникает электромагнитное поле. Затем контакт размыкается, и ток в первичной обмотке исчезает. Магнитный поток исчезает тоже, но перед этим проходит сквозь первичную и вторичную обмотки, в которых возникает электродвижущая сила (ЭДС). Показатель ЭДС тем выше, чем больше количество витков во вторичной обмотке и чем короче время убывания напряжения в первичной (в идеале размыкание контакта должно быть одномоментным). За счет того, что в современных катушках вторичная обмотка насчитывает 25 тыс. витков и больше, на ней индуцируется высокое напряжение до 40 тыс. В, которое и необходимо для системы зажигания.

Для оптимизации работы катушки принимаются дополнительные меры: установка конденсатора параллельно прерывателю для уменьшения искрообразования на контактах, использование дополнительного резистора для предохранения первичной обмотки от перегрева при низких нагрузках, изоляция между слоями обмотки и т.д.

Виды катушек и систем зажигания

Систему зажигания можно и нужно улучшать, что и делают современные автопроизводители. С началом эры электронного управления автомобили постепенно избавляются от ненадежных механических деталей, а самые новые – и от высоковольтных проводов.

Катушка с распределителем и модуль зажигания

В первых автомобилях использовался распределитель зажигания: от катушки заряд подавался на свечу в зависимости от положения контактов трамблера. Таким образом использовалась одна катушка зажигания для всех цилиндров двигателя.

Схема общей катушки зажигания

Следующая ступень эволюции системы зажигания – технология «сдвоенной искры», когда одна катушка подает напряжение сразу на две свечи в тех цилиндрах, в которых поршни движутся синхронно (пары первый-четвертый и второй-третий), но на разных тактах. При этом в одном из двух цилиндров, находящемся на такте компрессии, искра поджигает топливную смесь, а во втором, на такте выпуска, срабатывает «вхолостую». Такая система называется DIS (Double Ignition System).

Система двойной искры. Сдвоенные катушки с разными
вариантами подключения: DIS (слева) и DIS-COP (справа)

Эта технология дала возможность избавиться от одного из ненадежных узлов – распределителя.

Схема сдвоенной катушки зажигания

И, наконец, самый современный вариант – индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно на свечу. В этой системе не нужны уже и высоковольтные провода – еще одно «слабое место» системы, подверженное поломкам. Катушки устанавливаются на каждую свечу отдельно или монтируются в общей рейке.

Индивидуальные катушки по отдельности
и в единой рейке зажигания

Эта система называется COP (Coil on Plug) или «катушка на свече».

Схема индивидуальной катушки
(без использования высоковольтных проводов)

Дополнительные конструктивные особенности

Все катушки во время работы нагреваются, и для предотвращения перегрева используется наполнитель (заливка): трансформаторное масло или эпоксидная смола. Основное требование к заливке – отсутствие пузырьков воздуха при нагреве до высоких температур.

Внутренняя изоляция первичной и вторичной обмоток необходима для предотвращения короткого замыкания и «пробоев» высокого напряжения. Некоторые производители устанавливают изоляционный слой (тонкий картон с пропиткой) между каждым витком проволоки. В результате высокое напряжение, возникающее на контактах, не пробивает слои изоляции.

Однако чаще изолируют только вторичную обмотку, соблюдая соотношение количества витков между первичной и вторичной как 1:150-1:200.

Слои обмотки в изоляции

Системы батарейного зажигания (с одной катушкой на все цилиндры) имеют техническую особенность: чем медленней едет автомобиль (меньше нагрузка на двигатель), тем длительней то время, пока цепь низкого напряжения (источник питания → первичная обмотка) замкнут, что вызывает нежелательный перегрев катушки. Для предотвращения перегрева, и в конечном итоге перегорания обмотки, используется дополнительный резистор с термоактивным сопротивлением: при нагреве металла резистора показатель его сопротивления возрастает и пропускная способность уменьшается. В системах с электронным управлением в этой детали уже нет необходимости, продолжительность и очередность подачи тока на первичную обмотку регулируется компьютером.

При работе катушки в сердечнике индуцируются вихревые токи, вызывающие нагрев самого сердечника и всей катушки, а также снижающие мощность ЭДС в обмотке. Для уменьшения вихревых токов сердечник делается из изолированных друг от друга слоев трансформаторной стали (с добавлением кремниевых лигатур для увеличения сопротивления). На сегодняшний день методику слоистого сердечника используют все производители.

Признаки, причины и следствия неисправностей

Даже самые лучшие суперсовременные катушки рано или поздно выходят из строя. Признаки поломки могут проявляться по-разному, но обязательно отразятся на работе двигателя:

  • пропуски зажигания (мотор троит) постоянно или время от времени;
  • потеря мощности при разгоне;
  • переход двигателя на режим safe-mode;
  • загорается «check engine» на приборной панели;
  • двигатель не заводится.

Это типичные проблемы системы зажигания, требующие диагностики для точного определения причины сбоя. Аналогичные симптомы могут выдавать и неисправные провода, форсунки, свечи или распределитель.

Основных причин поломки катушки зажигания две: влага и перегрев. Даже самые прочные материалы «стареют» от времени и теряют свои свойства. Это относится и к корпусу катушки, и к изоляции обмоток. При перегреве катушки изоляция внутри нарушается и возникают пробои и короткое замыкание – катушка сгорает.

Попадание влаги на разогретый корпус может вызвать появление коррозии и микротрещин, через которые происходят утречки тока, ощутимые при касании к металлическим деталям кузова.

Иногда причиной поломки катушки становятся некачественные свечи зажигания: пробой изоляции свечи ведет к перегоранию катушки, а проникновение раскаленных газов из камеры сгорания портит наконечники. Даже самые дорогие свечи дешевле новых катушек, так что на них лучше не экономить.

Следствием поломки катушки будет повышенный расход бензина, нестабильная работа двигателя и выход из строя катализатора.

Эксплуатация и проверка

Чтобы как можно реже менять катушки зажигания, необходимо соблюдать стандартные правила эксплуатации: поддерживать электрооборудование автомобиля (особенно высоковольтное) в чистоте, периодически проверять исправность и подключение проводов (как высоковольтных, так и низковольтных), вовремя менять свечи зажигания и следить за их состоянием.

Одной из проблем может быть плохой контакт между катушкой и высоковольтным проводом, когда на клеммах появляется грязь и окислы. Из-за этого разъемы перегреваются и клеммы с колпачками выходят из строя.

Проверить работоспособность катушки можно с помощью тестера: замерить сопротивление на обмотках, и если оно не соответствует номинальным параметрам – катушка не работает.

Катушка имеет две низковольтных клеммы (плюс и минус от аккумулятора), один высоковольтный выход (у двухискровых катушек – два), а также может иметь один (у двухискровых – два) контакт «массы» от вторичной обмотки (на фото внизу это контакт №2).

1. Отсоединить низковольтные и высоковольтные провода от катушки.

2. Осмотреть катушку: она должна быть абсолютно целой, без коррозии, трещин, потеков масла, расплавленных участков, нагара.

3. Замерить собственную погрешность мультиметра: установить измерение до 200 Ом и замкнуть щупы. Идеальный аппарат покажет 0,0 Ом, другие показатели и являются погрешностью, которую затем нужно будет вычитать из результатов измерений.

4. Замерить сопротивление первичной обмотки: тестер подключить к низковольтным клеммам (1 и 3), полярность не важна. Значение сопротивления должно быть 0,4-3 Ом (или другое, в зависимости от типа катушки). Сопротивление ниже (стремящееся к 0) – короткое замыкание в обмотках, бесконечность – обрыв провода.

5. Проверка вторичной обмотки: установить тестер на измерение до 2000 кОм, один щуп на высоковольтный выход, второй щуп на клемму №2 или на плюсовую клемму. Сопротивление вторичной обмотки должно составлять 5-10 кОм (возможны и другие значения в зависимости от технических параметров катушки). Так же, как и в предыдущем случае, не 0 и не бесконечность.

6. В двухискровых катушках для диагностики вторичной обмотки замеряется сопротивление на сдвоенных контактах: 1-4 и 2-3.

7. И, наконец, можно проверить катушку на пробой изоляции: один щуп мультиметра на высоковольтную клемму, другой на металлическую деталь корпуса катушки. Сопротивление в этом случае должно составлять бесконечность. Способ не слишком надежный, но явные нарушения изоляции покажет.

Старый способ, которым проверялись катушки на советских автомобилях – оценить образование искры на свече – для современных систем зажигания может закончиться серьезной поломкой: даже абсолютно рабочая катушка зажигания не выдерживает такого обращения и сгорает. При сомнениях в качестве работы зажигания лучше обратиться за профессиональной диагностикой: на хороших СТО есть возможность протестировать всю систему высокоточным оборудованием.

Катушка зажигания – устройство неремонтопригодное, ее можно только заменить новой. Ресурс качественной катушки составляет 60-80 тыс. км, но из-за неблагоприятных условий эксплуатации она может выйти из строя раньше срока.

О том, как выбрать новую катушку зажигания и на что обращать внимание при подборе, читайте наш «Гид покупателя».

Сколько вольт выдает катушка зажигания?

Сколько выдает катушка зажигания вольт ваз

Чтобы свечи зажигания создавали искровой разряд, на их электроды необходимо подать высокое напряжение. В зависимости от системы зажигания такое напряжение разряда составляет свыше 30 000 Вольт.

Фабрика по производству искр – катушка зажигания

Катушки зажигания состоят из двух обмоток: первичной обмотки с небольшим количеством витков (около 100) из толстой медной проволоки (около 0,6 мм 2 ) и вторичной обмотки с несколькими тысячами витков из тонкой медной проволоки (около 0,1 мм 2 ). Обе обмотки окружены ламеллированными железными сердечниками. От устройства управления через встроенный модуль высокого напряжения первичная обмотка получает ток от аккумуляторной батареи (низкое напряжение). Вследствие этого возникает электромагнитное поле, которое возбуждает вторичную обмотку.

Когда блок управления прерывает эту электрическую цепь, то одновременно в течение долей секунды мгновенно пропадает и электромагнитное поле. Во вторичной обмотке после этого возникает напряжение до 400 Вольт, которое генерирует скачок тока высокого напряжения (индукция) свыше 30 000 Вольт. Двигатели Mondeo имеют электронные системы зажигания с двухискровыми катушками зажигания, которые в четырехцилиндровых двигателях воспроизводят свои воспламеняющие искры в рабочей последовательности 1 – 3 – 4 – 2 или 1 – 4 – 2 – 5 – 3 – 6 в V6-двигателях.

Читайте также  Что означает белый налет на свечах зажигания?

В комплект системы зажигания «шестерки» включаются:

Дополнительно в систему электроснабжения автомобиля входит еще реле зажигания ВАЗ.

Компоненты системы зажигания автомобиля

Ранее на авто устанавливался трамблер марки Р-125Б. Этот узел монтировался на машине совместно с карбюратором маркировки 2103. Трамблер имел в своей конструкции специальный механический корректор, а вакуумный регулятор отсутствовал. На ВАЗ 2106 устанавливаются свечи, относящиеся к типу А17ДВ или же свечи, которые имеют аналогичные технические характеристики. В конструкции автомобильной системы применен замок типа ВК347, оснащенный противоугонным устройством.

На автомобиле используется катушка зажигания типа Б117-А, которая имеет разомкнутый магнитопровод и является маслонаполненной и герметизированной системой. Зажигание ВАЗ 2106 контактное, однако стоит отметить, что иногда встречается и бесконтактный вариант исполнения. Контактная система считается более простой в своем устройстве.

Контактное зажигание ВАЗ требует регулярного ухода и контроля состояния контактов. Такое зажигание принято считать классическим вариантом системы. Конструкция свечей зажигания ВАЗ 2106 является неразборной и имеет керамический изолятор. Трамблер предназначен для осуществления прерывания токов с низким напряжением в первичной обмотке и распределения высоковольтных импульсов по свечам.

Прерыватель трамблера состоит из кулачка, имеющего четыре выступа, и стойки, на которой расположены контакты, размыкаемые при вращении. На верхнем конце втулки кулачка припаивается опорная планка регулятора опережения с грузами. Сбоку к трамблеру крепится вакуумный регулятор. В конструкции распределителя предусмотрена установка помехоподавительного резистора.

Работа бесконтактной системы основана на использовании датчика распределения электрического импульса. Он функционирует на основе использования эффекта Холла. В состав датчика входят полупроводниковая пластина, специальная микросхема и магнит.

Устройство катушки зажигания, принцип ее работы и проверка

Катушка автомобиля является высоковольтным импульсным трансформатором. На сердечник устройства намотан тонкий провод вторичной обмотки. Она содержит 30 тысяч витков. В соответствии со схемой устройства поверх вторичной обмотки расположена первичная, состоящая из толстой проволоки. Обе обмотки одним из своих концов соединяются с аккумулятором авто.

Второй конец первичной обмотки подключен к распределителю. Общая точка соединения обмоток катушки подключается к коммутатору напряжения. Сердечник играет роль усилителя магнитного поля. В момент разрыва цепи во вторичной обмотке образуется высокое напряжение, которое по проводу поступает на свечу для пробоя и образования искры.

В процессе диагностики работоспособности катушки первое, что нужно сделать — проверить подачу напряжения на нее. Для этой цели включается его подача и после этого осуществляется замер между клеммой Б+ и массой. Это значение должно составлять 12 В. Если напряжение не поступает на катушку, то причину его отсутствия следует искать в замке.

В случае присутствия нормального напряжения и отсутствия искры на свечах требуется измерить сопротивление обмоток. Для этого контакты измерительного прибора прикладываются к двум боковым выводам. Для первичной обмотки показатель сопротивления должен составлять 3-4 Ом. Сопротивление вторичной обмотки — в пределах 7-9 Ом.

Катушку нельзя проверять на наличие искры, прислоняя высоковольтный провод к корпусу двигателя, так как в этом случае зазор становится настолько большим, что возросшее сопротивление вызывает пробой обмотки узла, а это ведет к выходу его из строя.

Диагностика трамблера

Неисправности системы зажигания могут быть вызваны поломкой такого узла, как распределитель. В нем может возникнуть несколько типов неполадок, которые способны вывести из строя контактное зажигание ВАЗ 2106. Итак, если катушка является исправной, то проблема в работе системы связана с тем, что поломался распределитель, который имеет контактное зажигание ВАЗ.

Для проверки требуется снять крышку и осмотреть ее. Все контакты и контактный уголек должны быть без повреждений и трещин. После осмотра крышки требуется проверить бегунок распределителя. Иногда на этом элементе в результате износа появляются трещины, что приводит к возникновению пробоев на массу.

Устройство катушки зажигания на автомобиле «Лада Приора»

Элегантная «Приора» — это автомобиль с двигателем, работающим на бензине. А это значит, что смесь в цилиндрах поджигается искрой. Ну это, в свою очередь, требует наличия катушки зажигания (бобины). Или искрообразователя. Как эта система работает на «Приоре»? Как устроена, вообще, система зажигания «Приоры»? Вот об этом и пойдёт речь.

Общий принцип работы катушки зажигания, история

Как и большинство активных электрических устройств, бобина работает на индукционном эффекте. Суть такова. На катушку постоянно подаётся напряжение 12 вольт. Внутри устройства проходят две обмотки. Высокого и низкого напряжения. Хитрость в том, что в момент замыкания цепи в обмотке низкого напряжения — 12 вольт. Во второй, внутренней, индуцируется короткий импульс высокого напряжения. До 24 Квольт. То есть 24 тысячи. Этот импульс подаётся на свечу зажигания, и между её электродами вспыхивает высокотемпературная искра, поджигающая топливную смесь. Существует три вида системы зажигания:

  1. Контактная — 14—18 Квольт.
  2. Электронная — 19—22 Квольт.
  3. Электронная система управления двигателем (ЭСУД) — 22—26 Квольт.

На «Приоре» стоит именно система ЭСУД. В чём её отличие от остальных, привычных установок.

Внимание! Напряжение на катушках действительно очень высокое. Поэтому при работе с ними на «Приоре» обязательно соблюдать технику безопасности.

Автомобили, оснащённые этими системами, в обиходе водителей называют просто — «инжекторы». Здесь управляет всем , или правильней электронный блок управления. Его водители и слесаря зовут ещё проще — мозги. Вся работа этого анклава идёт цепочкой:

  • «Мозги».
  • Датчики.
  • Снова ЭБУ.
  • Исполнительные механизмы.

То есть идёт запрос на датчики, которые, образно говоря, сообщают в «мозги» о состоянии мотора. В каком положении поршни кривошипно-шатунного механизма (КШМ), в каком положении клапана и так далее. Сверяясь, с заложенными таблицами ЭБУ даёт сигналы исполняющим устройствам — форсункам, катушкам зажигания и системе холостого хода.

Основное отличие ЭСУД «Приоры»

Дело в том, что для мотора «Приоры» реализована идея индивидуальной катушки зажигания для каждой свечи. Так как двигатель имеет 16-клапанный газораспределительный механизм, с глубокими колодцами для установки свечей, это позволяет отлично осуществить эту идею. Итак, на моторе «Приоры» установлено 4 искрообразователя. На более ранних моделях автомобилей с ЭСУД устанавливался модуль из двух спаренных катушек. Неудобство в том, что при выходе из строя одной из обмоток, прекращают работу сразу два цилиндра. Либо 1 и 4, либо 2 и 3.

На «Приоре» с раздельными искробразователями, на каждой свече своя катушка. То есть при поломке перестаёт работать только один цилиндр. Это позволяет добраться, с грехом пополам до места ремонта.

Осторожно! Некоторые водители могут даже не заметить, или не очень обратить внимание на выход из строя одной катушки, и продолжать эксплуатировать «Приору» в обычном режиме. Этого делать не стоит. Такая небрежность грозит полным выходом мотора из строя, от перераспределения нагрузки в КШМ.

Внимательный водитель, профессионал, сразу обратит внимание на нетипичное поведение «Приоры». Вот что будет заметно:

  • Повышенная вибрация на холостых оборотах.
  • Затруднённый запуск мотора.
  • Рывки и «подёргивания» при наборе скорости.
  • Общая потеря мощности.
  • Зажигается сигнал «Чек энджер» на комбинации приборов.

При любом из этих признаков, а также если они присутствуют все, необходимо обязательно выяснить причину нарушения работы мотора.

Неоспоримым преимуществом автомобилей с ЭСУД является возможность компьютерной диагностики. Но и тут есть свои хитрости. У катушки зажигания «Приоры» могут быть три вида неисправности.

  1. Обрыв цепи обмотки.
  2. Короткое замыкание обмотки.
  3. Механическое повреждение наконечника.

А диагностика, чётко позиционирует только первую неисправность. В остальных случаях компьютер равнодушно сообщает, что обнаружены пропуски в цилиндре № имярек. И вот тут понадобиться знание особенностей системы зажигания «Приоры», чтобы определить неисправность. Дело в том, что давать пропуски могут и другие поломки. Такие:

  • Выход из строя форсунки топливной.
  • Неработающая свеча зажигания.
  • Потеря компрессии в цилиндре.

Как определить что не работает именно катушка зажигания

Метод это не новый, но весьма действенный, и очень простой. Итак, загорелась тревожная лампочка, «Чек». А под рукой нет диагностики. Что делать? Порядок действий такой:

  1. Открыть капот «Приоры».
  2. Снять декоративную, пластмассовую крышку мотора.
  3. Запустить двигатель на холостых.
  4. Снять разъём с катушки первого цилиндра. Если этот «котёл» рабочий, то его принудительное отключение заставит мотор работать совсем уж неадекватно. Вибрация усилится в разы, появятся ощутимые перебои.
  5. Если в этом цилиндре всё в порядке, то фишка одевается на место, и нужно переходить к следующему. Итак по очереди все «котлы».
  6. Но если цилиндр не работает, то при снятии разъёма, ничего не изменится. Уровень работы останется прежним, значит, всё дело здесь. А вот теперь уточнить степень виновности катушки зажигания «Приоры».

Это делается следующим образом. Мотор надо заглушить. Берётся головка на 10 и вороток. Выкручивается болт крепления искрообразователя с подозрительного цилиндра. Точно так же с соседнего. Потом они просто меняются местами. Фиксируются, и снова заводится мотор.

Внимание! Если признаки неисправности, то есть отсутствие смены чистоты работы мотора при отключении, переместились вместе с катушкой зажигания на другой цилиндр, то всё, это точно модуль искрообразования. Значит, его нужно менять, и дело с концом.

А вот если все признаки остались на месте, то катушка исправна, и необходимо проверять другие узлы. Но это уже совсем другая история.

Важно! Пытаться отремонтировать неисправный модуль, не стоит и пытаться. Это невозможно в условиях даже самого обеспеченного сервиса. Его можно только заменить. В сети ходит множество видео и статей о некой возможности ремонта катушек зажигания для ЭСУД. В действительности рисковать этим не стоит. В итоге можно спалить «мозги».

Основным производителем этих деталей является германская брендовая фирма «Бош». Хотя уже и в полном объёме присутствуют на рынке как российские, так и китайские аналоги. Надо признать, что качество из германии, конечно, победить трудно. Но российские производители, стараются максимально близко к нему подойти. Ну а о китайских товарах сказано слишком много, чтобы повторять это здесь. В общем, если удастся, лучше брать «немца». Ну и отечественные на втором месте.

Замена искрообразователя «Приоры»

По сути, эта операция описана в разделе диагностирования. Так что надо просто выкрутить крепёж, Болтик на 10. Отсоединить разъём. Извлечь старый, и вставить новый модуль. И всё. Можно ехать. Только не забыть заехать на диагностику, чтобы почистить память ЭБУ от накопившихся ошибок. Вот и всё.