Какое напряжение на катушке зажигания: Тонкости проверки катушки зажигания автомобиля

Система зажигания бензиновых двигателей автомобиля

Система зажигания предназначена для поджигания топливовоздушной смеси в бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания. Поджог осуществляется за счет электрического разряда между электродами свечи при подведении к ней напряжения в 18000 – 20000 Вольт.

Основные составные части системы зажигания (каждый из элементов описан подробно ниже):

• выключатель зажигания;
• катушка зажигания;
• прерыватель-распределитель;
• регуляторы опережения зажигания;
• свечи зажигания;
• провода, соединяющие данные элементы.

Система зажигания с распределителем

На рисунке 10.6 приведена типичная схема системы зажигания с распределителем.

Рисунок 10.6 Контактная система зажигания двигателя с распределителем.

 Выключатель зажигания

Выключатель зажигания собран в сборе с замком зажигания. Основная функция данного выключателя — запитывание потребителей электрическим током от источников питания.

Система зажигания в целом — это тоже потребитель электротока. Как видно из схемы ниже, через выключатель от источника питания запитывается первичная обмотка катушки зажигания.

 Катушка зажигания

По сути, катушка зажигания — это трансформатор, который преобразует низкое напряжение от бортовых источников питания (12 В) в напряжение, достаточное для получения мощной искры между электродами свечи, необходимой для поджигания топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Достаточное напряжение – это 20 – 30, а то и 60 тысяч вольт.

Для такого рода преобразования в корпусе катушки имеются две обмотки – первичная и вторичная, а также сердечник. Каждая обмотка имеет различное количество витков и сечение проводов.

Когда вы поворачиваете ключ и включаете зажигание от аккумуляторной батареи, электрический ток поступает на первичную обмотку и через контакты замыкается на «массу». При прохождении через первичную обмотку тока вокруг катушки создается электромагнитное поле. Как только контакты разомкнутся и течение тока через первичную катушку резко прекратится, во вторичной катушке возникнет необходимое напряжение и ток. И уже ток в 30 и более тысяч вольт от вторичной обмотки катушки зажигания потечет через распределитель к свече зажигания.

 Прерыватель-распределитель

Прерыватель-распределитель (в простонародии — «трамблер») предназначен для того, чтобы прерывать и распределять: прерывать — ток, текущий через первичную обмотку катушки зажигания, распределять – ток от вторичной катушки зажигания между свечами зажигания в той последовательности, которая предусмотрена порядком работы двигателя. В центр крышки распределителя подсоединен высоковольтный провод от вторичной обмотки катушки зажигания, а по периметру крышки расположены выводы, которые через высоковольтные провода соединены со свечами зажигания.

Прерыватель может быть контактным и бесконтактным. В контактном прерывателе разрыв цепи первичной обмотки катушки зажигания происходит за счет контактов, что очень ненадежно.

Примечание
Причина ненадежности контактов в том, что исчезающее магнитное поле пересекает витки не только вторичной, но и первичной обмотки, вследствие чего в ней возникает ток самоиндукции и напряжение около 250-300 вольт. Это приводит к искрению и обгоранию контактов, кроме того, замедляется прерывание тока в первичной обмотке, что приводит к уменьшению напряжения во вторичной обмотке. Конечно, это решается установкой конденсатора (обычно емкостью в 0,25 мкф). Однако все-таки имеет место такое явление, как эрозия – постепенное разрушение поверхности контактов, вследствие которого контакты прилегают неплотно и понижается напряжение, возникающее во вторичной обмотке катушки зажигания.

Чтобы исключить механическую составляющую прерывателя, вместо контактов установили специальное устройство, называемое датчиком Холла. Никаких контактов, только управляющие импульсы, которые контролируют работу катушки зажигания.

 Регуляторы опережения зажигания

Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем момента зажигания является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи.

В распределителях описанного выше типа изменение угла опережения зажигания осуществляется механическим путем — проворачиванием контактов относительно приводного вала в ту или иную сторону.

 Свечи зажигания

Элемент, благодаря которому в цилиндре поджигается топливовоздушная смесь, называется свечой зажигания. Устройство этого элемента простейшее (смотрите рисунок 10.7): корпус с нарезанной резьбой и электродом (отрицательным, так как контактирует с «массой» — головкой блока цилиндров), изолятор, внутри которого проходит положительный электрод. К этому электроду с одной стороны через наконечник подсоединен высоковольтный провод системы зажигания. Положительный электрод расположен рядом с отрицательным электродом (воздушный зазор между ними составляет 0,8-1,2 мм — в зависимости от модели свечи).

Когда от распределителя зажигания высоковольтный разряд по проводу подводится к положительному электроду, воздушный зазор пробивается, то есть возникает искра — довольно мощная, чтобы поджечь топливовоздушную смесь.

Рисунок 10.7 Свеча зажигания.

Микропроцессорная система зажигания

Как уже не раз было сказано, развитие автомобилестроения движется семимильными шагами и на смену системе зажигания с распределителем пришли микропроцессорные системы. В них нет каких-либо вращающихся и подвижных частей (смотрите рисунок 10.8), но есть катушки зажигания (все чаще — по катушке на каждый цилиндр), электронный блок управления (с интегрированным блоком зажигания) и коммутатор (если блок катушки зажигания один) или коммутаторы (если катушек зажигания несколько).

Рисунок 10.8 Система зажигания с микропроцессорным управлением.

В электронный блок управления стекаются данные от ряда датчиков, обрабатывая которые ЭБУ выдает управляющий сигнал на коммутатор (или коммутаторы), определяющий, в какой момент поджечь в цилиндре топливовоздушную смесь. Получение каждого искрового разряда производится по электронным сигналам с очень высокой точностью и без использования каких-либо подвижных частей. Во многих двигателях искра образуется не только во время такта сжатия (это значит, что каждая свеча генерирует искровой разряд каждый раз, когда поршень доходит до ВМТ). Содержание вредных компонентов в отработавших газах при этом несколько снижается.

Сколько выдает катушка зажигания вольт ваз – Защита имущества

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.

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.

После осмотра бегунка обследуются контакты прерывателя, при необходимости они чистятся, а между ними проверяется зазор. Обязательно требуется осмотреть конденсатор, так как чаще всего именно он бывает неисправен, что является причиной отказа от работы систем автомобиля. При отсутствии накопления заряда после подачи напряжения конденсатор подлежит замене.

Проверяя зажигание ВАЗ 2106, нельзя забывать о свечах. Дело в том, что от того, какой зазор между электродами свечи, зависит нормальная работа системы. Зазор свечей должен быть 0,4-0,8 мм. Увеличенный люфт ведет к нагреву катушки и, как следствие, возможному пробою ее обмоток.

Реле зажигания ВАЗ предназначено для предохранения системы от скачкообразного изменения напряжения в моменты включения и выключения. Оно оберегает контакты замка и прерывателя от подгорания, обеспечивая тем самым длительность эксплуатации этих узлов. Размыкание контактов в реле зажигания ВАЗ происходит практически моментально, что предотвращает образование искр в процессе работы.

Преимуществом по сравнению с остальными элементами системы, которым обладает реле зажигания ВАЗ, является легкость его замены в случае выхода из строя. При ремонте машины лучше иметь под рукой специальное пособие. Как правило, подобное издание, помимо текстового пояснения, содержит фотографии узлов автомобиля, что облегчает проведение ремонта.

Данная статья описательная и универсальна для всех марок автомобилей

В состав системы зажигания входят узлы и соединительные провода, необходимые для формирования и подачи высокого напряжения на свечи зажигания в заданной последовательности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

В состав системы зажигания входят узлы и провода, необходимые для формирования высокого напряжения (до 40 000 В и выше). Во всех системах зажигания на плюсовой вывод катушки зажигания подается напряжение бортовой сети, а ее минусовой вывод через коммутатор подключается на «массу» автомобиля. Когда минусовой вывод катушки зажигания подключен на «массу», через первичную, низковольтную обмотку катушки зажигания течет ток, возбуждающий магнитное поле. При разрыве цепи магнитное поле исчезает, индуцируя во вторичной (высоковольтной) обмотке катушки зажигания высоковольтный импульс. В системах зажигания классической схемы замыкание и размыкание контакта катушки зажигания на «массу» осуществляется механическим прерывателем. В электронных системах зажигания это делает электронный модуль по сигналу магнитоэлектрического датчика, или триггера.

Катушки зажигания

Катушка зажигания — это «сердце» любой системы зажигания. В этой катушке создается высоковольтный импульс за счет электромагнитной индукции. Многие конструкции катушек зажигания состоят из двух отдельных, но электрически соединенных друг с другом, медных обмоток. Другие представляют собой классические трансформаторы — в них первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга (рис. 5.1).

Сердечник (магнитопровод) катушки зажигания набирается из пластин трансформаторного железа (тонких листов магнитомягкого железа). Сердечник увеличивает индуктивную связь между катушками. На наборном сердечнике намотана обмотка, состоящая приблизительно из 20 ООО витков тонкого провода (калибра, примерно, 42-AWG). Эта обмотка

Рис. 5.1. Конструкция катушки зажигания с масляным охлаждением. Обратите внимание на то, что первичная и вторичная обмотки электрически соединены друг с другом. Полярность выводов катушки определяется направлением ее намотки

называется вторичной (повышающей) обмоткой катушки зажигания. Поверх нее намотана обмотка, состоящая приблизительно из 150 витков толстого провода (калибра, примерно, 21-AWG). Эта обмотка называется первичной обмоткой катушки зажигания. Во многих конструкциях катушек зажигания эти обмотки окружены тонким металлическим экраном, изолированы электроизоляционной бумагой и помещены в металлический корпус. Корпус катушки зажигания обычно заполняется трансформаторным маслом с целью лучшего охлаждения. В HEI-системах зажигания компании GM (high-energy ignition — система зажигания с искрой повышенной мощности) используются так называемые Е-катушки, которые по конструкции представляют собой катушку зажигания, намотанную на наборном железном сердечнике Е-образной формы и залитую эпоксидной смолой. Охлаждение Е-катушки — воздушное (рис. 5.2 и 5.3).

Рис. 5.2. Пример Е-катушки зажигания с эпоксидной заливкой и воздушным охлаждением

Как в катушке зажигания создается напряжение 40 киловольт

Напряжение на плюсовой контакт первичной обмотки катушки зажигания поступает с плюсовой клеммы аккумуляторной батареи через замкнутые контакты замка зажигания. Минусовой контакт первичной обмотки замывается на «массу» через электронный модуль управления зажиганием.

Когда эта цепь замкнута, через первичную обмотку катушки зажигания течет ток величиной, примерно, от 3 А до 8 А. Этот ток создает в катушке зажигания мощное магнитное поле. Когда контакт первичной обмотки катушки зажигания на «массу» разрывается, магнитное поле резко убывает, наводя во вторичной обмотке катушки высоковольтный импульс — напряжением от 20 000 В до 40 000 В и током небольшой (от 20 мА до 80 мА) силы. Этот высоковольтный импульс через контакты распределителя зажигания поступает по высоковольтным проводам на свечи зажигания. Чтобы проскочила искра, катушка зажигания должна «зарядиться» от низковольтной первичной сети и снова разрядиться.

Рис. 5.4. Схема типичной системы зажигания с электронным прерывателем, в которой используется добавочное сопротивление и механический распределитель зажигания. С целью защиты катушки зажигания от перегрева на пониженных оборотах двигателя во многих электронных системах зажигания вместо добавочного сопротивления используются специальные электронные схемы, которые работают в составе электронного модуля управления зажиганием

Схема, управляющая током первичной обмотки катушки зажигания — подключающая ее к источнику питания и отключающая ее от него, называется первичной цепью системы зажигания. Схема, обеспечивающая формирование и распределение высокого напряжения, создаваемого в высоковольтной обмотке катушки зажигания, называется вторичной цепью системы зажигания (рис. 5.4 и 5.5).

Рис. 5.5. Пример типичной катушки зажигания НЕ1-системы зажигания компании General Motors, установленной в крышке распределителя. При замене катушки зажигания и/или распределителя зажигания обязательно проверьте, чтобы клемма массы была переставлена со старой крышки распределителя на новую. Отсутствие надлежащего контакта с массой может привести к повреждению катушки зажигания. В HEI-системах зажигания используются два варианта катушек зажигания. Первый вариант отличается тем, что выводы первичной обмотки имеют изоляцию красного и белого цвета — он показан на фотографии. Во втором варианте катушка включена в обратной полярности, изоляция выводов — красного и желтого цвета

Работа первичной цепи

Для формирования импульса высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания необходимо замкнуть и разомкнуть цепь первичной обмотки. Замыкание и размыкание первичной цепи зажигания осуществляется силовым транзистором (электронным прерывателем), установленным в электронном модуле управления зажиганием, управление которым, в свою очередь, осуществляется по сигналам различных датчиков:

• Магнитоэлектрический датчик положения ротора распределителя зажигания (импульсный генератор). Этот датчик, установленный в корпусе распределителя зажигания, создает сигнал переменного напряжения, по которому производится переключение транзисторного прерывателя в модуле управления зажиганием (рис. 5.6 и 5.7).

Рис. 5.6. Принцип работы магнитоэлектрического датчика (генератора импульсов). На приведенном внизу рисунке показана типичная осциллограмма выходного напряжения этого магнитоэлектрического датчика. Импульсный сигнал с выхода датчика поступает в электронный модуль управления зажиганием, который разрывает контакт первичной обмотки на «массу» в тот момент, когда напряжение импульса достигает максимума и начинает снижаться (это происходит в тот момент, когда зубец стального зубчатого диска начинает удаляться от катушки датчика)

Рис. 5.7. Импульсный сигнал, поступающий с выхода магнитоэлектрического датчика, управляет работой электронного модуля, который замыкает вывод первичной обмотки катушки зажигания на «массу» и размыкает его, генерируя высоковольтный импульс во вторичной цепи

• Датчик Холла. Установленные в корпусе распределителя зажигания или рядом с коленчатым валом интегральные датчики Холла формируют прямоугольный импульсный сигнал. Импульсный сигнал с выхода датчика, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.8 и 5.9).

Рис. 5.8. В интегральном датчике Холла используются металлические дисковые обтюраторы, шунтирующие силовые линии магнитного поля, экранируя от него датчик Холла, изготовленный по микроэлектронной технологии вместе со схемой усиления. Все интегральные датчики Холла формируют прямоугольные импульсы, обеспечивающие очень точную синхронизацию работы модуля управления зажиганием

Рис. 5.9. Зубец обтюратора на вращающемся роторе проходит в зазоре между интегральным датчиком Холла и постоянным магнитом

• Магнитоэлектрические датчики углового положения коленчатого вала. В этих датчиках сигнал формируется за счет изменения напряженности магнитного поля, окружающего катушку датчика. Этот сигнал, содержащий информацию о положении поршней и скорости вращения двигателя, поступает в модуль управления зажиганием и бортовой компьютер (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Датчик переменного магнитного сопротивления (VRS) представляет собой катушку индуктивности, намотанную на постоянном магните. Зубцы магнитного обтюратора, закрепленного на коленчатом валу (или распределительном валу), проходя мимо катушки датчика, вызывают изменение напряженности магнитного поля, окружающего ее. Когда выступ обтюратора приближается к катушке, напряженность магнитного поля возрастает, потому что в металле концентрация силовых линий магнитного поля выше, чем в воздухе

• Оптические датчики. Эти датчики бортовой компьютерной системы управления двигателем изготавливаются на основе светодиода и фототранзистора. Вращающийся диск с прорезями (обтюратор) модулирует поток излучения светодиода, в результате чего на выходе фотоприемника появляется импульсный сигнал. В оптических датчиках (обычно устанавливаемых в корпусе распределителя зажигания), как правило, предусматривается два ряда прорезей, что обеспечивает формирование отдельных сигналов для опознавания цилиндров (сигнал низкого разрешения) и прецизионного измерения угла поворота ротора распределителя зажигания (сигнал высокого разрешения) (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Оптический датчик-распределитель на шестицилиндровом V-образном двигателе Nissan объемом 3 литра со снятым оптическим экраном (а). Перед установкой ротора датчик закрывают оптическим экраном (6)

Бесконтактные системы зажигания

В системе зажигания с непосредственным подключением катушки зажигания к свечам зажигания — называемой также бесконтактной системой зажигания (DIS) или просто электронной системой зажигания (IE) — распределитель зажигания отсутствует. В этой системе зажигания оба вывода катушки подключены каждый к своему цилиндру, причем цилиндры выбраны так, что их рабочие циклы находятся в про-тивофазе друг с другом (рис. 5.12). Это означает, что искра возникает одновременно в обеих свечах зажигания! Когда в одном из цилиндров (например, №6) идет такт сжатия, в другом цилиндре (№3) — в то же самое время — идет такт выпуска отработанных газов.

Рис. 5.12. В бесконтактной системе зажигания искра возникает одновременно в двух цилиндрах — рабочем, в котором идет такт сжатия, и парном, или оппозитном, в котором в это же самое время идет такт выпуска отработанных газов. В типичном двигателе для возникновения холостой искры в цилиндре, в котором идет такт выпуска, обычно достаточно напряжения от 2 до 3 кВ. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия (типичное напряжение составляет от 8 до 12 кВ)

Оптический датчик-распределитель не любит внешней засветки

Принцип работы оптического датчика-распределителя системы зажигания заключается в импульсном освещении фототранзистора датчика излучением, создаваемом свето-диодом. В конструкции оптического датчика-распределителя зажигания, как правило, между ротором распределителя зажигания и кольцевым оптическим обтюратором, модулирующим поток излучения светодиода, устанавливается оптический экран. Искра, проскакивающая между контактом ротора и контактами высоковольтных проводов в крышке распределителя зажигания в процессе работы распределителя, создает паразитную засветку. Оптический экран защищает оптический датчик от внешней засветки, создаваемой искрением контактов распределителя зажигания.

Если выполняя техническое обслуживание, вы забудете установить оптический экран на место, оптический сигнал датчика из-за внешней засветки будет ослаблен, что может привести к нарушению нормальной работы двигателя. Такую неисправность трудно выявить из-за отсутствия внешних признаков. Не забывайте, что в оптическом датчике-распре-делителе между кольцевым оптическим обтюратором и ротором обязательно должен стоять оптический экран.

Искра, возникающая в такте выпуска, называется холостой искрой, потому что она не выполняет полезной работы, а обеспечивает только замыкание на «массу» вывода вторичной обмотки катушки зажигания. Напряжение, необходимое для пробоя разрядного промежутка свечи зажигания цилиндра №3 (в такте выпуска), находится в пределах всего лишь от 2 кВ до 3 кВ и обеспечивает соединение на землю вторичной цепи зажигания. Остальная энергия, накопленная катушкой зажигания, расходуется в том цилиндре, в котором идет такт сжатия. В каждой паре свечей зажигания одна свеча включена в прямой полярности, а другая — в обратной полярности. Обратная полярность включения не сильно отражается на ресурсе свечи. Но выход из строя одного из высоковольтных проводов или одной из свеч зажигания может привести к неработоспособности сразу двух цилиндров.

ПРИМЕЧАНИЕ

В системе зажигания с механическим распределителем зажигания существуют два разрыва во вторичной цепи зажигания: первый — между контактами ротора и клеммами, установленными в крышке распределителя (находится под атмосферным давлением), и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания (находится под повышенным давлением в такте сжатия). В бесконтактной системе зажигания во вторичной цепи также имеются два промежутка: один — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт сжатия, и второй — разрядный промежуток между электродами свечи зажигания цилиндра, в котором идет такт выпуска.

Для управления работой бесконтактной системы зажигания необходим датчик (обычно датчик углового положения коленчатого вала), по сигналу которого осуществляется синхронизация электронного коммутатора высоковольтного напряжения (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Функциональная схема типичной бесконтактной (EDIS) системы зажигания четырехцилиндрового двигателя, которой оснащаются автомобили компании Ford. Датчик угла поворота коленчатого вала, называемый датчиком переменного магнитного сопротивления (VRS), передает информацию об угловом положении коленчатого вала и скорости его вращения в модуль управления зажиганием (EDIS). В бортовой компьютер передается преобразованный сигнал — сигнал PIP, по которому осуществляется слежение за синхронизацией системы зажигания. По сигналу PIP компьютер рассчитывает временные параметры синхронизации системы зажигания и передает в модуль управления зажиганием EDIS команду о том, когда подавать высокое напряжение на свечу зажигания. Этот сигнал управления называется командой установки угла опережения зажигания — сигнал SAW

Скорректировать угол опережения зажигания путем перемещения датчика углового положения коленчатого вала невозможно, поскольку он делается нерегулируемым.

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ТИПА «КАТУШКА НА СВЕЧЕ»

В системе зажигания типа «катушка на свече» для каждой свечи зажигания предусмотрена отдельная катушка зажигания (рис. 5.14). В системе зажигания с отдельными для каждой свечи катушками зажигания отсутствуют высоковольтные провода, которые часто являются источниками электромагнитных помех, нарушающих работу бортовой компьютерной системы управления. Бортовой компьютер замыкает минусовой вывод каждой катушки в надлежащий момент.

Рис. 5.14. Система зажигания типа «катушка на свече»

Узнайте больше о катушках зажигания! Советы по сервисному обслуживанию катушек зажигания.

Система зажигания должна обеспечивать искру достаточной интенсивности в нужном цилиндре в нужное время тысячи раз в минуту. Поэтому правильный ремонт системы зажигания — это насущная необходимость. Благодаря нашим советам по обслуживанию катушек зажигания вы узнаете, как они работают, почему они выходят из строя, что указывает на их неисправность, а также как заменить их для обеспечения высококачественного долговечного ремонта, которому можете доверять и вы, и ваши клиенты.

Что такое катушка зажигания?

Чтобы произошло возгорание, необходима искра, поджигающая топливовоздушную смесь в двигателе. В этом и заключается функция катушки зажигания. Она представляет собой электрический трансформатор, который преобразует низкое напряжение аккумулятора — обычно всего 12 вольт — в очень высокое для того, чтобы в зазоре свечи зажигания проскочила искра, поджигающая топливо. В результате этого двигатель запускается. В некоторых системах требуется всего одна катушка, однако в большинстве новых моделей автомобилей на каждый цилиндр устанавливается отдельная катушка зажигания.

Как работает катушка зажигания?

Говоря простым языком, катушки зажигания состоят из трех частей: первичной цепи, состоящей из нескольких сотен витков первичной обмотки, вторичной цепи, состоящей из еще нескольких тысяч витков, и железного сердечника. Когда ток протекает через первичную цепь, вокруг сердечника создается мощное магнитное поле, заряжающее катушку. Однако, когда подача энергии прерывается — магнитное поле исчезает. А поскольку эта энергия должна куда-то уходить, она индуцирует импульс тока во вторичной катушке, увеличивая его напряжение до тех пор, пока его не станет достаточно, чтобы создать искру зажигания. 
 
Требуемое напряжение может варьироваться от всего 5000 вольт до 25 000 вольт и зависит от ряда факторов, а именно ширины зазора между электродами свечи зажигания, электрического сопротивления свечи зажигания, состава топливовоздушной смеси, температуры свечи зажигания, нагрузки на двигатель и т. д. На самом деле, при максимальной нагрузке некоторым системам требуется напряжение до 40 000 вольт. Величина выходного напряжения определяется соотношением количества витков вторичной обмотки к количеству витков первичной обмотки, которое обычно составляет порядка 80 к одному, но чем выше это соотношение, тем выше потенциальное напряжение.

Где устанавливается катушка зажигания?

На старых автомобилях катушка зажигания расположена между аккумулятором и трамблером. Однако в современных системах зажигания с электронным управлением трамблер больше не нужен. Вместо этого работу свечей зажигания контролирует блок управления двигателем (ЭБУ). Таким образом, в системах с индивидуальными катушками зажигания катушки монтируются непосредственно над каждой свечей зажигания. Или в случае бестрамблерных систем с «холостой искрой», подключаются к паре свечей зажигания.

Из-за этого количество катушек также может различаться. В то время как в старых системах обычно используется одна катушка, на более современных автомобилях устанавливается несколько катушек — по одной на цилиндр или на каждую пару цилиндров. Это позволяет производителям автомобилей более точно контролировать момент зажигания, повысить производительность двигателя, снизить расход топлива и количество выхлопных газов.

Почему катушки зажигания выходят из строя?

Несмотря на то, что катушки зажигания рассчитаны на длительное использование, возрастающие требования к ним означают, что они могут выйти из строя. Среди основных причин их поломки можно выделить следующие:

• Поврежденные свечи зажигания или их провода. Неисправная свеча зажигания, обладающая повышенным сопротивлением, вызывает рост выходного напряжения. Если оно превышает 35 000 вольт — может случиться пробой изоляции катушки, который вызовет короткое замыкание. Это может стать причиной снижения выходного напряжения, пропусков зажигания под нагрузкой и/или плохого запуска двигателя.
• Износ свечи зажигания или увеличенный зазор. По мере износа свечи зажигания будет увеличиваться и установленный на ней зазор между двумя электродами. Это означает, что для создания искры катушке будет необходимо генерировать более высокое напряжение. Увеличившаяся нагрузка на катушку может стать причиной перегрузки и перегрева. 
• Повреждение в результате вибрации. Постоянный износ из-за вибрации двигателя может стать причиной повреждения обмоток и изоляции катушки зажигания, в результате чего может возникнуть короткое замыкание или обрыв во вторичной обмотке. Также может ослабнуть крепление электрического разъема, подключенного к свече зажигания, что заставит катушку зажигания совершать дополнительную работу для создания искры.
• Перегрев. Вследствие своего расположения катушки зажигания часто подвержены воздействию высокой температуры, возникающей при работе двигателя. Это может снизить возможность катушек проводить ток, что, в свою очередь, приведет к снижению их производительности и долговечности.
• Меняющееся сопротивление. Короткое замыкание или низкое сопротивление в обмотке катушки зажигания увеличит количество электричества, протекающего через катушку. Это может вывести из строя всю систему зажигания автомобиля. Изменение сопротивления может также быть причиной создания слабой искры, что приведет к невозможности завести автомобиль и повреждению как катушки зажигания, так и расположенных радом элементов. 
• Попадание жидкости. В большинстве случаев источником жидкости является утечка масла через поврежденную прокладку клапанной крышки. Это масло скапливается и повреждает как катушку зажигания, так и свечу зажигания. Вода из системы кондиционирования, например, также может проникать в систему зажигания. В обоих случаях во избежание повторных аналогичных поломок важно устранить первопричину неисправности.

Признаки неисправности катушки зажигания.

Поскольку катушка зажигания отвечает за генерирование искры, с помощью которой запускается двигатель автомобиля, любая ее неисправность быстро отразится на работе двигателя. Можно выделить следующие признаки неисправности катушки зажигания:

• Горит индикатор проверки двигателя. Поскольку неисправная катушка зажигания непосредственным образом влияет на работу двигателя, любая ее неполадка станет причиной включения индикатора проверки двигателя.
• Повышенный расход топлива. При снижении мощности искры процесс сгорания топлива будет не столь эффективным, что приведет к заметному увеличению его расхода. 
• Прострел в выхлопной системе. Часто ранним признаком отказа катушки зажигания является прострел, возникающий, когда топливо, не сгоревшее в камере сгорания, попадает в выхлопную систему. Если не устранить эту неисправность, выхлопная система может получить значительные повреждения.
• Остановка двигателя. Неисправная катушка зажигания будет подавать ток на свечи зажигания с перебоями, что может привести к остановке двигателя. Это также может стать причиной невозможности запуска двигателя. 
• Пропуски зажигания. Из-за недостаточной мощности, развиваемой одним или несколькими цилиндрами, в двигателе могут возникать пропуски зажигания, особенно во время набора скорости.
• Проблемы с запуском двигателя. Аналогичным образом, если на одну или несколько свечей зажигания не подается достаточного заряда, двигатель будет очень сложно завести. Автомобили с одной катушкой зажигания могут в этом случае вообще не завестись. 

Советы по поиску и устранению неисправностей катушек зажигания.

Если имеется подозрение на неисправность катушки зажигания, чтобы упростить диагностический процесс, просто выполните приведенные ниже действия:

• Считайте коды неисправностей и рабочие данные с помощью диагностического прибора. Сравните полученные данные о катушке зажигания, которая по вашему мнения неисправна, со значениями, характерными для исправной катушки.
• Проверьте катушки на наличие признаков повреждения, таких как трещины корпуса, повреждения стопорных петель или повреждения проводки и электрических разъемов.
• Также извлеките и осмотрите свечу зажигания. Проверьте зазор свечи зажигания и провод питания свечи, при его наличии, и убедитесь, что его сопротивление в норме.
• При включенном зажигании с помощью мультиметра измерьте напряжение, подающееся на катушку зажигания. Напряжение не должно превышать 10,5 вольт. 
• Опять же, с помощью мультиметра проверьте первичную и вторичную обмотки катушки. У большинства катушек зажигания сопротивление первичной обмотки должно составлять от 0,4 до 2 Ом, а вторичной — от 5000 до 20 000 Ом. Однако для уточнения значений следует свериться с руководством, предоставленным автопроизводителем. Если оба эти параметра выходят за допустимые пределы, катушку следует заменить. Нулевые показания прибора свидетельствуют о наличии короткого замыкания, а завышенные значения — о наличии обрыва в катушке.  В тех случаях, когда к катушке зажигания подключено три, четыре, пять или семь проводов, следует свериться с электросхемой, описывающей ее конструкцию.

Советы по замене катушек зажигания.

После того как неисправность была выявлена, замените катушку зажигания, выполнив простые действия, описанные ниже:

• Отключив зажигание определите расположение неисправной катушки. Отсоедините электрический разъем и выверните крепежные болты. Аккуратно приподнимите катушку с посадочного места.
• Перед установкой новой катушки рекомендуется нанести диэлектрическую смазку на посадочную поверхность новой катушки и ее электрический разъем. Это позволит предотвратить появление коррозии и обеспечить качественное соединение. Также одновременно с заменой катушки рекомендуется заменить все свечи зажигания.
• После этого установите катушку на место. Затяните болты рекомендованным моментом и подсоедините электрический коннектор.
• Подключите диагностическое устройство, сотрите все коды неисправностей и отключите индикатор предупреждения о необходимости обслуживания двигателя. 
• Выполните ходовые испытания, чтобы убедиться, что неисправность устранена.

Больше о катушках зажигания.

 

Сколько вольт подается на свечи зажигания

Немного теории.

Искра — это электрический разряд между электродами, температура в котором достигает 6000 градусов. Он легко управляем, поэтому и поджигают смесь в цилиндре с ее помощью. Для того, чтобы этот разряд проскочил через зазор 1 мм на воздухе, необходимио подать на электроды напряжение около 1000 вольт. Но, т.к. искра проскакивает в камере сгорания, при повышенном давлении, на свечу подается около 10000-15000 вольт.

Вопрос — откуда на моем мотоцикле берется такое огромное напряжение? Вспоминаем курс физики. Есть такая штуковина — называется трансформатор. Упрощенно — на сердечник из железа наматывается две обмотки. Если на одну из них подать переменное напряжение, в другой обмотке мы зафиксируем тоже переменное напряжение. Причем, какое именно, зависит от отношения количества витков в обмотках. Т.е, если на обмотку с количеством витков 220 подать 220 вольт, то с обмотки с 10-ю витками мы снимем 10 вольт. И наоборот. Подай 10 вольт переменного напряжения на вторую — с первой снимешь 220. (В действительности все немного сложнее, но здесь усложнять смысла не вижу).

Итак, задача. Хочу, чтобы на свечу подалось 10000 вольт! Легко. Берем трансформатор (т.е. катушку зажигания — она, по сути, и есть обычный высоковольтный трансформатор), знаем его характеристики первая обмотка-100 витков, 2-я 20000 витков (количество витков для примера, точно не помню). Подаем на ее первичную обмотку 10 вольт переменного тока и видим на выходе 2000 вольт. Круто! (Так электрошокеры работают). Осталась маленькая проблема — где взять переменный ток? На байке стоит аккумулятор, который отдает 12 вольт постоянного! А на постоянном токе трансформатор не работает. Ток в обмотке должен менятся и собственно трансформация происходит только в момент изменения напряжения на первичной обмотке. Плюс к этому нам же надо один кратковременный импульс-разряд на свече в нужное нам время.

Переменный ток мы сделать не можем, точнее незачем. Зато можем сделать один импульс изменения напряжения на первичной обмотке с нуля (ну нет на ней напряжения) до 12 вольт (есть напряжение аккумулятора. ) А больше то нам и не надо. Сделано это так. Кулачок-прерыватель пока замкнут — на катушке, на ее первичной обмотке полные 12 вольт.Высокого напряжения не образуется — так, стоим, разряжаем аккумулятор. Затем выступ на коленвале размыкает этот контакт и на обмотке напряжение падает с 12 вольт до нуля. Вот тебе и кусочек переменного напряжения — возник импульс во вторичной обмотке, на свечу подалось высокое напряжение, произошел поджиг топливо-воздушной смеси в цилиндре, и мотоцикл поехал по своим делам 🙂

Ну и под конец. Я сознательно не упоминал конденсатор, включенный паралельно контакту, но с ним я еще больше полезу в физику процесса искрообразования, чего всячески избегал. Скажу только, что он необходим, т.к. накапливает в себе энергию, увеличивающую импульс и предотвращает обгорание контактов.

Катушка системы зажигания двигателя — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.

Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.

Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Принцип действия [ править | править код ]

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E = − L 12 d I d t <displaystyle <mathcal >=-L_<12><frac

>> ,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L 12 ∝ N 1 N 2 <displaystyle L_<12>propto N_<1>N_<2>> , где N 2 <displaystyle N_<2>> очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э. д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление [ править | править код ]

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, имеющего высокий температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Рабочие характеристики [ править | править код ]

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

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

Индуктивность [ править | править код ]

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

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

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

Сопротивление [ править | править код ]

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

Энергия искры [ править | править код ]

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

Напряжение пробоя [ править | править код ]

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

Расчет числа искрообразований в системе зажигания [ править | править код ]

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

Все не так : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
:
: Павел

Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

: : Катушка имеет большую индуктивность. Через нее протекает ток, который коммутатор резко обрывает. В момент прекращения тока возникает ЭДС самоиндукции достигающая 300-400 В, а во вторичной обмотке, соотв., несколько киловольт. Для справки — в выходном каскаде коммутатора всегда стоят высоковольтные транзисторы (пробивное напр. до 400-500В).
: :
: : Павел
:
: Значение которое ты привел НЕ является напряжением — это мгновенное максимальное амплитудное значение (поэтому и транзисторы такие) — оно и в контактной системе такое же, а напряжение там, все таки, 12 вольт.

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

*** Когда коммутатор замыкает «-» катушки на корпус , через нее начинает протекать НАРАСТАЮЩИЙ ток от 0 до 7-8 ампер. В момент достижения требуемого значения тока коммутатор размыкает первичную цепь и из-за ЭДС самоиндукции происходит искровой разряд. Время нарастания тока в первичной обмотке где-то 1-2 миллисекунды при нормальном напряжении в бортсети и увеличивавется при пониженном напряжении (холодный пуск). Коммутатор должен «знать» когда придет сигнал от ДХ на размыкание, и подать напряжение на катушку заранее с учетом времени нарастания тока. Возможно в чем-то не прав. Поправьте,pls.
Борис

. Совершенно верно, сгорит.

Но в БСЗ она почему-то не сгорает. Вопрос — почему? Моя версия (ИМХО) — потому что к ней прикладывается напряжение не 12 вольт, а меньше. Мой вопрос — сколько? 4? 6? 8? 10? Я понимаю, что больше 14 (напряжение бортовой сети) быть не может, оно наверняка меньше.

. Потому, что коммутотор выдает нормированные по времени импульсы
определенной формы. Длительность и частота их специально подобраны
и зависят от оборотов. Прерыватель же, не может этого делать, так как импульсы от него прямоугольные (замкнут — разомкнут).
Говорить тут о напряжении опять же не корректно, но амплитуда его 12 вольт, а ЭДС самоиндукции, по большому счету, значения не имеет, так как является следствием изменения тока катушки и сдвинута по времени.

: Кстати, поскольку количество витков в первичной обмотке зубильной катушки меньше, чем в обычной катушке, то и ЭДС самоиндукции тоже должно быть меньше, поэтому ИМХО там нет 300-400 вольт этой самой ЭДС самоиндукции, которые есть в обычной катушке.

Насчет того, больше там витков или меньше не скажу, т. к. имхо, это не принципиально.

Конечно меньше. Коммутатор нормально работает и при 8 вольтах бортовой сети (когда включен стартер, напр.)

А вообще хороший коммутатор заранее знает, когда надо будет выдать искру и открывает выходной транзистор за несколько миллисекунд до этого момента. За это время ток нарастает до максимума. В момент поступления сигнала от датчика ток резко прекращается.

ЭДС самоиндуции зависит не только от индуктивности, но и от скорости уменьшения тока. Современные транзисторы могут оборвать ток настолько быстро, что никаким контактам и не снилось 🙂

PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.

: Ну, скажем, нормальная искра возникает при прерывании тока через катушку силой в 5 ампер. Катушка может выдержать этот ток в течении 200 мс. Если, например, двигатель остановится при включенном зажигании и контакты трамблера окажутся замкнутыми, то рабочий ток (т.е. 5A) будет протекать постоянно — через секунду-другую катушка сгорит. Такая ситуация очень вероятна при пуске.
:
: Павел
:
: PS Все цифры взяты с потолка и отражают только принципы процессов.
:

Напряжение катушки зажигания ваз 2108

6. …и внутри на предмет повреждений (трещин, сколов, разрушения угольного контакта внутри крышки распределителя зажигания). Поврежденную крышку распределителя зажигания замените.

7. Если крышка распределителя зажигания не повреждена, проверьте, не поврежден ли ротор (бегунок) распределителя зажигания. Иногда выходит из строя помехоподавляющее сопротивление в роторе. Бывают также случаи пробоя корпуса ротора «на массу». Одновременно проверните стартером коленчатый вал двигателя.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Если ротор распределителя не вращается при проворачивании двигателя стартером — обратитесь на автосервис или отбуксируйте автомобиль в гараж для дальнейшего ремонта. Возможен обрыв ремня привода механизма газораспределения либо поломка привода распределителя зажигания (см. разд. 4 «Двигатель»). Если есть сомнения в исправности ротора распределителя зажигания, замените ротора распределителя зажигания.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
Сопротивление можно временно заменить пружинкой от шариковой ручки.

Еще раз, соблюдая меры предосторожности, проверьте наличие искры. Попробуйте пустить на автомобиле ваз 2108, ваз 2109, ваз 21099 двигатель.

8. Если двигатель не заработал, проверьте наличие искры на свечах зажигания. Снимите высоковольтный провод с любой свечи зажигания.
Вставьте в наконечник провода запасную свечу зажигания и прижмите ее металлической частью к «массе» автомобиля. Обязательно используйте толстую резиновую перчатку либо пассатижи с изолированными ручками. Проверните стартером коленчатый вал двигателя. Если искры нет, замените высоковольтные провода новыми. Можно предварительно попробовать установить бывшие в употреблении, но проверенные, «с рабочей машины». Если искра есть, но двигатель на автомобиле ваз 2108, ваз 2109, ваз 21099 не заводится, замените свечи зажигания новыми. Можно предварительно также попробовать установить свечи зажигания бывшие в употреблении, но проверенные, «с рабочей машины».

Катушка зажигания ВАЗ 2108 в системе электрооборудования автомобиля имеет очень важное значение. От того, насколько слаженной будет работа с другими компонентами, зависит стабильность работы всего двигателя, его быстрый запуск.

Особенно дискомфорт ощущают водители в холодное время года, когда остывшее авто невозможно завести. Поэтому тонкости строения и особенности ремонта катушки зажигания своего ВАЗ 2108 должен знать каждый автолюбитель.

Бесконтактное зажигание, особенности строения и работы

Вся система зажигания на ВАЗ 2108 включает несколько элементов. Каждый из них выполняет свою функцию. К таким элементам относят:

• датчик-распределитель зажигания;
• коммутатор;
• катушку зажигания;
• свечи;
• замок зажигания;
• провода высокого напряжения.

Датчик-распределитель еще называют датчиком Холла. Это вакуумный прибор, у которого есть центробежный регулятор опережения. Внутри него встроен маленький электронный датчик, с помощью которого регулируются импульсы. 4-искровая неэкранированная конструкция распределителя очень удобна в применении.

В датчике вмонтирована интегральная схема. Она способна превращать разницу потенциалов в импульсы напряжения полярности со знаком «-». Это происходит благодаря эффекту Холла: в пластинке полупроводника образуется поперечное электрическое поле. Им снабжается система зажигания, когда на нее воздействует магнитное поле.

Схема бесконтактной системы зажигания: 1 — бесконтактный датчик; 2 — датчик-распределитель зажигания; 3 — свечи зажигания; 4 — коммутатор; 5 — катушка зажигания; 6 — монтажный блок; 7 — реле зажигания; 8 — выключатель зажигания

Электронный коммутатор зажигания способен перекрывать ток в начальной цепи катушки зажигания. На машинах ВАЗ 2108 применяют свечи А-17ДВ-10 или FE65R, которые производят в Словении. Встроенный механизм, который подавляет помехи, способен продлить срок их эксплуатации.

На кронштейне вала рулевого управления закреплен замок зажигания ВАЗ. Он находится под панелью управления и оснащен блокировкой повторного включения. В него встроена и противоугонная система. Для того чтобы проверить замок зажигания ВАЗ, достаточно постепенно включать и тестировать его в каждом режиме работы, отслеживая при этом неполадки.

Катушка зажигания ВАЗ 2108 герметичная и наполнена маслом. Она имеет разомкнутый магнитопровод. Вакуумный регулятор способен изменить показатели зажигания. Этот процесс напрямую зависит от нагрузки на двигатель. Когда она слишком большая, зажигание должно происходить позже, и наоборот, когда нагрузка маленькая, то раньше.

Работа диафрагмы вакуумного регулятора зависит от разрежения, которое передается из зоны, находящейся над дроссельной заслонкой первой камеры карбюратора. Если заслонка немного приоткрыта, то диафрагма оттягивается и поворачивает опорную пластину, находящуюся на датчике по направлению вращения валика. При этом опережение напряжения увеличивается.

Дальнейшее открытие заслонки при увеличении нагрузки будет способствовать тому, что пружина, отжимая диафрагму в исходное положение, повернет опорную пластину датчика в направлении вращения валика. Так опережение зажигания начнет уменьшаться.

Бесконтактная система зажигания, применяемая на автомобилях ВАЗ-2108, -2109, состоит из следующих узлов: датчика-распределителя зажигания, коммутатора, свечей зажигания, катушки зажигания, выключателя зажигания и проводов высокого напряжения. Датчик-распределитель зажигания. Применяется типа 40 3706 на двигателях 2108 и 21083 или 40.3706- 10 на двигателях 21081 и служит для выдачи управляющих импульсов низкого напряжения на коммутатор и для распределения импульсов высокого напряжения по свечам зажигания. Эти датчики-распределители четырех искровые с вакуумным и центробежным регуляторами опережения зажигания и с бесконтактным микро- электронным датчиком управляющих импульсов.

Они отличаются только характеристиками вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания. Датчик-распределитель зажигания установлен на корпусе вспомогательных агрегатов (см. рис. 4) и приводится во вращение непосредственно от заднего конца распределительного вала через муфту 16. Валик вращается в двух металлокерамических втулках 17 и 25. Втулка 17 смазывается маслом из системы смазки двигателя, а втулка 25 окружена войлочным кольцом 26, пропитанным маслом, которого достаточно на весь срок службы. На валике расположены детали центробежного регулятора опережения зажигания: ведущая пластина 12 с грузиками 11 и ведомая пластина 10. Ведущая пластина закреплена на валике, а ведомая вместе с экраном 9 составляет одно целое с втулкой, надетой на валик. Втулка в небольших пределах может поворачиваться на валике. Бесконтактный датчик 22 закреплен на пластине 8 и действует на основе эффекта Холла, который заключается в возникновении поперечного электрического поля в пластинке полупроводника с током при действии на нее магнитного поля.

Датчик состоит из полупроводниковой пластинки с интегральной микросхемой 55 и постоянного магнита 54 с магнитопроводом. Между пластинкой и магнитом имеется зазор, в котором находится стальной экран 9 с четырьмя прорезями. Когда через зазор датчика проходит тело экрана (см. рисунок), то магнитные силовые линии замыкаются через экран и на пластинку не действуют. Поэтому разность потенциалов в пластинке не возникает. Если же в зазоре находится прорезь экрана, то на пластинку полупроводника действует магнитное поле и с нее снимается разность потенциалов. Интегральная микросхема, встроенная в датчик, преобразует разность потенциалов, возникающую на пластинке, в импульсы напряжения отрицательной полярности. Таким образом, когда тело экрана находится в зазоре датчика, то на его выходе имеется напряжение U 4max О, примерно на 3 В меньше напряжения питания. Если же через зазор датчика проходит прорезь экрана, то напряжение U 4min О на выходе датчика близко к нулю (не более 0,4 В).

Коммутатор. Электронный коммутатор 49 служит для прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания по сигналам бесконтактного датчика. Могут применяться взаимозаменяемые коммутаторы различных марок: 3620.3734, HIM -52. ВАТ10.2, RTI903 или PZE4020. Для прерывания тока служит специальный мощный высоковольтный транзистор. В схеме коммутатора имеется устройство для автоматического регулирования периода t 4н О накопления тока 1 41 0 в катушке зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Величина импульсов тока 1 41 0 составляет 8-9 А. Кроме того, предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания при неработающем двигателе, но включенном зажигании. Через 2-5 с после остановки двигателя выходной транзистор запирается, не создавая при этом искры на свечах зажигания. Свечи зажигания применяются отечественные типа А- 17ДВ-10 или FE65R производства Словении, или им подобные. Эти свечи имеют встроенный помехоподавительный резистор величиной 4-10 ком. Конструкция свечей традиционная. Зазор между электродами свечи составляет 0,7-0,8 мм. Выключатель зажигания закреплен на кронштейне вала рулевого управления и применяется совместно с реле зажигания типа 113.3747-10, которое крепится под панелью приборов. Выключатель имеет блокировку против повторного включения стартера на работающем двигателе и противоугонное устройство. Принцип действия этого устройства заключается в том, что после вынимания ключа в положении III (Стоянка), из корпуса выдвигается запорный стержень, входит в паз на валу руля и блокирует его. Катушка зажигания типа 27.3705 с разомкнутым магнитопроводом, герметизированная, маслонаполненная. Она предназначена для преобразования тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (20- 25 кВ) для пробоя воздушного зазора между электродами свечей зажигания. Представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной 43 и вторичной 42. Работа системы зажигания. При работе двигателя бесконтактный датчик выдает импульсы В напряжения на штекер «6» коммутатора, а тот преобразует их в импульсы С тока в первичной обмотке катушки зажигания.

В момент прерывания тока магнитное поле в катушке зажигания резко сжимается и, пересекая витки обмотки, индуктирует в ней ЭДС порядка 22-25 кв. Ток высокого напряжения идет к центральной клемме 2 датчикараспределителя зажигания, затем через контакты ротора 5 к боковому электроду 6 и далее к свече зажигания, создавая искровой разряд между ее электродами. Чтобы получить максимальную мощность двигателя, необходимо воспламенять горючую смесь несколько ранее прихода поршня в ВМТ, и каждой частоте вращения коленчатого вала двигателя необходим свой угол опережения зажигания. Так, при 750-800 об/мин начальный (установочный) угол опережения зажигания составляет 1+1 для двигателей 2108, 6+1 для 21081 и 4 +1 для 21083. С увеличенном частоты вращения угол опережения зажигания должен увеличиваться, и эту задачу выполняет центробежный регулятор опережения зажигания. При увеличении частоты вращения грузики 11 под действием центробежных сил расходятся и поворачивают пластину 10 вместе с экраном 9 на угол А в направлении вращения валика. Теперь прорезь экрана раньше на угол А проходит через зазор датчика, и он раньше выдает импульс, т.е. опережение зажигания увеличивается. Вакуумный регулятор изменяет опережение зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель. Когда нагрузка большая (дроссельные заслонки карбюратора полностью открыты), содержание остаточных газов в горючей смеси низкое, и она сгорает быстрее, поэтому зажигание должно происходить позже. Наоборот, при низкой нагрузке (дроссельные заслонки прикрыты) количество остаточных газов в рабочей смеси увеличено, и рабочая смесь горит медленнее, поэтому зажигание должно происходить раньше.

На диафрагму 20 вакуумного регулятора действует разрежение, передаваемое из зоны над дроссельной заслонкой первой камеры карбюратора. При небольших открытиях заслонки под действием разрежения диафрагма 20 оттягивается и тягой 21 поворачивает опорную пластину 8 датчика против направления вращения валика. Опережение зажигания увеличивается. По мере дальнейшего открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки) разрежение уменьшается, и пружина отжимает диафрагму в исходное положение. Опорная пластина датчика поворачивается в направлении вращения валика, и опережение зажигания уменьшается.

Зажигание — ключевой элемент, необходимый для работы любого бензинового двигателя. Система зажигания своевременно подает искру в цилиндр, где уже поршень сжал топливную смесь и зажигает ее. Вследствие этого газы расширяются, давят на поршень. Далее движение передается на шатун, который, в свою очередь, вращает коленвал.

Зажигание ВАЗ 2108

Настройка зажигания на «восьмерке» зависит от предпочитаемого топлива и двигателя (2108, 21081 или 21083). Зажигание для каждого мотора соответственно выставляют с определенным углом опережения.

Для настройки зажигания нужны:

• Тахометр.
• Стробоскоп.
• Ключ на 10.

Но, как показывает практика, перебойная или несвоевременная подача искры может быть вызвана не только неточной настройкой зажигания. Причиной бывают нерабочие свечи, недостаточная компрессия, пробитая неисправный коммутатор.

Коммутатор ВАЗ 2108 — элемент системы зажигания, который отвечает за подачу импульсов управления на катушку и оптимизацию эффективности искры. Качество подачи импульса определяется в специальных условиях. После установки инженерами ВАЗ в систему зажигания двухканального коммутатора работа двигателя изменилась в лучшую сторону:

• Появилась более мощная искра.
• стал более устойчив.
• Эффективнее стал запуск мотора в холодное время.
• Снизился расход топлива.
• Пропали потери мощности искры в трамплере.

Неисправности в зажигании

Выявить и устранить все неполадки довольно просто. Проверить свечу можно до боли простым способом, в случае если нет нужного прибора. Делают это так: на заведенном двигателе по очереди снимают бронепровода с каждого цилиндра. Если бронепровод снят, а на работу двигателя это никак не повлияло — становится ясным, что причина кроется именно в этой свече.

Проверить катушку немного сложнее. Потребуется позаимствовать такую же запчасть, но 100% рабочую. Если после замены катушки проблема исчезла, значит, именно она была неисправной.

Проверить наличие или отсутствие импульса можно с помощью контрольной лампы. Часто так случается, что неисправности в системе зажигания случаются во время поездки. И далеко не всегда под рукой у автовладельца окажется запасной коммутатор на ВАЗ 2108, катушка зажигания, комплект свечей и так далее. В этой ситуации помощи можно просить у проезжих или обратиться к услугам эвакуатора. Стоимость последней услуги наверняка не обрадует водителя.

Чтобы выйти из этого положения и поехать своим ходом дальше, нужно сперва выяснить причину неисправности. Проверка коммутатора осуществляется разными способами. Но для многих методов нужно использовать специальные приборы и оборудование.

Методы устранения неполадок

В дорожных условиях проверить коммутатор можно. Следует отсоединить провод, который идет от контакта 1, и подключить лампочку (12 вольт) в разрыв. Когда проворачиваешь коленвал, лампочка периодически должна загораться. Это значит, что коммутатор ВАЗ 2108 исправен.

Проверить можно иначе: отсоединить провод от трамблера и в центральный контакт вставить обычную скрепку. Последнюю подсоединять на короткое время (1 секунда) к корпусу трамблера. Высоковольтный бронепровод с катушки зажигания положить на с зазором контакта 1 сантиметр.

После этих несложных операций с включением зажигания должна появляться искра. Если последняя появилась — коммутатор исправен.

Автолюбителям, которые вовсе не разбираются в электронике, проще заменить неисправную деталь. Вовсе не сложно взять заведомо исправный элемент и включить его в систему. Методом дедукции можно найти неисправность. Как показывает практика, реже всего из строя выходит катушка, после нее трамблер, далее свечи и коммутатор.

Схема подключения коммутатора ВАЗ 2108

Коммутатор ВАЗ 2108 имеет 7 пронумерованных контактов. Каждый из них выполняет конкретную функцию и подключается к отдельному элементу. А именно:

1. На катушку зажигания.
2. К электронному коммутатору (на корпус).
3. К контакту
4. На аккумуляторную батарею.
5. На распределитель зажигания.
6. Используется для управляющего сигнала в и контрольных приборах.

В целом, подключение коммутатора ВАЗ 2108 — несложный процесс даже для неопытного автовладельца. Проблем во время стандартной замены или установки этой запчасти возникнуть не должно. В крайнем случае, каждый желающий может воспользоваться помощью специалиста или литературой, посвященной ремонту и эксплуатации автомобиля ВАЗ нужной модели. Схема подключения коммутатора ВАЗ 2108 не имеет особых сложностей.

О главном

Как ни крути, ВАЗ — это автомобиль, созданный без каких-либо современных и инновационных технологий. Ремонт такого автомобиля в 80% случаев производится самим владельцем.

Не исключение — ремонт системы зажигания данного автомобиля. Коммутатор ВАЗ 2108 — наиболее уязвимая деталь в этой системе. Опытные умельцы знают, что для «восьмерки» подходит коммутатор от некоторых моделей Audi, Volkswagen и других марок машин.

Запчасть от иностранного производителя показывает более высокий ресурс без потерь в подаче импульса и производстве искры.

1. Для начала давайте разберем что же входит в основной состав распределителя. Во-первых в него входит датчик холла, а во-вторых центробежный и вакуумным регулятор опережения зажигания, и многое что другое.

2. Ранее на всех автомобилях которые оснащались двигателем 21081, распределитель зажигания устанавливался типа «40.3706-10», который имел совершенно другие характеристики вакуумного и центробежного регулятора опережения зажигания. А так же крышка такого распределителя помечалась красной меткой.

3. Распределитель зажигания нужен для того, что бы выполнять две основные функции:

• Первую функцию которую он делает, так это он задаёт момент искрообразования, который осуществляется в зависимости от оборотов двигателя автомобиля.
• Следующая его функция состоит в том, то что он в нужный момент даёт импульс высокого напряжения, проще говоря искру в цилиндры, в зависимости от порядка их работы.

Примечание!
Распределитель зажигания подаёт искру в цилиндр при помощи бегунка, который установлен в самом распределителе, и надет он там на валик распределителя!

Свечи зажигания:

1. Для многих уже известно зачем присутствуют свечи зажигания в автомобиле, но все же давайте разберём по подробнее.

2. Свечи зажигания нужны каждому бензиновому автомобилю, а их работа заключается в том, что с их помощью частички топлива в цилиндрах своевременно сгорают, за счет того что свеча даёт в нужный момент искру, а от чего же поступает искра на эту свечу? Да всё от той же катушки зажигания, с чьей помощью двигатель у автомобиля и работает.

3. Свечи в автомобилях семейства «Самара», используются по типу «А17ДВР» а так же «А17ДВРМ», и «А17ДВРМ1». Есть и другие зарубежные аналоги, но это по сути самые распространённые свечи которые используются в этих автомобилях.

4. Иногда приходит момент когда свечи зажигания так скажем своё отживают, и поэтому их необходимо переодически в 30.000 км. заменять на новые. Если вам всё же придётся их заменить, то в таком случае для вас мы подготовили статью, в которой вы найдёте подробную инструкцию по их замене. (см. )

Катушка зажигания:

1. Катушка как принято её называть в народе, выполняет функция преобразования тока низкого напряжения, в ток высокого напряжения, ниже всё это мы разберём подробно.

2. Сперва поймите раз и навсегда, то что катушка зажигания это по сути некий элемент, который работает за счет аккумуляторной батареи, и еще нескольких факторов. Принцип работы катушки заключается в следующем:

• Сперва ток на катушку подаётся от аккумуляторной батареи.
• После того как катушка приняла ток, она его преобразовывает в ток высокого напряжения, напряжение которого доходит порядка до 25.000 — 35.000 вольт.
• Затем после преобразования тока высокого напряжения, она направляет этот ток к свечам зажигания, через высоковольтные провода.
• А после того как свечи получили ток, далее они его уже используют для того, что бы выдать искру когда поршень будет подходить к верхней мертвой точке (ВМТ).

Коммутатор:

1. Он представляет из себя некий модуль небольших размеров, за счет которого осуществляется:

• Стабилизация тока, то есть проще говоря коммутатор не даёт току упасть менее «6 Вольт», а так же он препятствует преобразованию тока свыше «18 Вольт». Благодаря этим действиям провода у бесконтактной системы зажигания подгорают гораздо реже.
• А так же он создаёт импульсы тока в катушке зажигания.
• Еще он защищает детали от перегрева и перегрузок, благодаря чему они прослужат более долгую жизнь.
• И ко всему этому коммутатор обесточивает зажигание в автомобиле, в тот момент когда вы глушите двигателя автомобиля.

2. На автомобили семейства «Самара», устанавливаются коммутаторы типа «3620.3734», а так же «76.3734», еще подлежат установки коммутаторы типа «RT1903», и «PZE4022».

3. При выходе коммутатора из строя, он не подлежит ремонту. Если вы начали замечать то что коммутатор приходит в негодность, его рекомендуется заменять на новый.

4. Запрещается отсоединять колодку проводов которая подсоединена к коммутатор, при включенном зажигании у автомобиля, потому что это его может повредить, а так же возможно произойдет повреждение еще и других деталей системы зажигания.

Выключатель зажигания:

1. Выключатель представляет из себя замок, который вы все уже видели в каждом автомобиле. Благодаря этому выключателю, вы можете включать и отключать приборы системы зажигания.

2. В состав выключателя входит индивидуально подобранным ключ, при помощи которого мы можем проворачивать этот выключатель. А в корпусе выключателя установлен неподвижный диск с клемами и контактами, а к этому диску подсоединены провода которые идут от катушки зажигания.

3. Когда ключ извлечен из замка, в последующим происходит размыкание всёх контактов. А когда ключ вставлен в личинку и после чего повернут, в таком случае происходит замыкание всех контактов, в связи с чем зажигание в автомобиле и включается.

4. В автомобилях семейства «Самара», используется выключатель зажигания по типу: «2108-3704005» и «KZ813», в состав которого входит противоугонное запорное устройство. При повороте ключа в таком выключателе напряжение подаётся сперва на дополнительное реле типа «113.3747-10», которое после чего подаёт напряжение на катушку зажигания и коммутатор.

Провода низкого и высокого напряжения:

Провода высокого напряжения:

1. Высоковольтные провода служат для передачи тока высокого напряжения, от самой катушки зажигания и на каждую свечу цилиндров.

2. В автомобилях семейства «Самара» установлены высоковольтные провода, с распределённым сопротивлением в 2550±270 Ом/м.

3. Ни в коем случае не пробуйте заводить автомобиль, с разорванной высоковольтной цепью напряжения, то есть проще говоря: Двигатель у автомобиля не нужно заводить при снятых проводах высокого напряжения, а так же при снятой крышки распределителя зажигания. Такие действия могут привести к выходу из строя элементов системы зажигания, а так же к пробою изоляции, поэтому будьте осторожны.

Примечание!
При проверки высоковольтных проводов на наличие искры, рекомендуется отсоединять провода на заглушенном двигателе, а в случае заведения двигателя провода должны быть закреплены на расстоянии 5-10 мм, от массы автомобиля, а так же эти провода не должны находится у вас в руках, даже в том случае если их вы удерживаете при помощи инструмента!

Провода низкого напряжения:

1. Каждый человек с такими проводами встречался в своей жизни, они чаще всего бывают небольшой толщины, и имеют очень гибкую форму, в отличие от проводов высокого напряжения.

2. А так же чаще всего провода низкого напряжения имею комбинированную расцветку, то есть они бывают как красные, так и синие, и имеют множество других цветов.

3. Яркий пример куда подсоединяются провода низкого напряжения, служит всё та же самая катушка зажигания, потому что если на неё внимательно посмотреть, то на боковой её части можно будет увидеть два провода один из которого «красного», а другой «синего» цвета. (см. фото выше)

Подал на катушку зажигания 30 вольт. Эксперимент. | Электроник

Система зажигания в автомобиле часто подвергается разного рода доработкам. Модернизируют свечи зажигания, подрезают боковые электроды, устанавливают провода нулевого сопротивления. Но на деле от всего этого мало толка. Не давно, прочитал статью о том, что можно увеличить мощность искры, подняв напряжение питания катушки с 12 вольт до 30. Пишут, что это увеличит вторичное напряжение. При этом улучшится запуск двигателя в мороз, автомобиль станет резвее и снизится расход топлива.

Если рассуждать логически, то можно сделать вывод, что при поднятии напряжения питания катушки вторичное напряжение действительно должно вырастить, но на деле получилось вот что.

В момент подачи питания на катушку, магнитное поле начинает разворачиваться. При этом ток в цепи нарастает плавно. Он достигнет своего максимального значения в тот момент, когда магнитное поле полностью развернется. На это нужно определенное время. Если подать слишком короткий импульс на первичную цепь, то ток не успеет подняться до максимума и напряжение во вторичной цепи по этой причине будет ниже. Если этот импульс будет слишком длинным, то это приведет к перенасыщению катушки. В результате магнитное поле не будет успевать полностью, сворачиваться. А это значит, что в момент повторной подачи питания на первичную цепь напряжение в ней еще будет, но только с обратной полярностью. Это замедлит нарастание тока и, в конечном счете, приведет к тому же, что и при слишком коротком импульсе, то есть к уменьшению пробивного напряжения.

Если изменить напряжение питание катушки, то время, которое нужно для того, что бы магнитное поле развернулось и свернулось, тоже изменится.

Если сравнить осциллограммы пробивного напряжения при 12 вольтах и 30 то вот, что можно увидеть.

Осциллограмма напряжения во вторичной цепи при 12 вольтах. Зазор на разряднике 8 миллиметров.

Напряжение пробоя находится на уровне 14,5 киловольт.

Если подать 30 вольт на катушку, то осциллограмма выглядит так.

Ожидалось, что напряжение увеличится, но оно понизилось до 8 киловольт. Но продолжительность горения искры выросло значительно.

Возможно напряжение пробоя уменьшилось по той причине, что изменилось время нарастания тока, а время запитки катушки осталось прежним. Если подстроить это время то и напряжение повысится. Слишком много энергии накоплено, при таком большом питающем напряжении.

Искра, которая пробивает зазор в разряднике при питании 12 вольт, выглядит так.

Толщина ее около 1 миллиметра.

А это искра, при питании 30 вольт.

Результат на лицо. Толщина искры увеличилась до 5 миллиметров. Ее окружает мощное электрическое поле.

С такой искрой процесс горения в цилиндре будет протекать намного эффективнее. Улучшится запуск двигателя в мороз. Залить свечи будет практически невозможно, потому что такая мощная искра все выжгет.

В общем, для того чтобы понять, что измениться в работе двигателя в результате такой модернизации системы зажигания нужно запитать катушку на машине от повышающего преобразователя напряжения. Это я и собираюсь сделать и в одной из следующих статей рассказать и показать, что это дает. Но даже после того, что я увидел на разряднике можно сказать, что все параметры двигателя улучшатся.

На этом все, спасибо за прочтение статьи, если она была вам полезна, ставьте лайк, и подписывайтесь на канал.

Можете еще прочитать следующие статьи.

Бензонасос отходил 90 тысяч. Разрезали его болгаркой и посмотрели что внутри. Турбина изношена сильно.

Подрезал боковой электрод свечи болгаркой и вкрутил ее в двигатель.

Какой ток потребляет стартер в мороз и при положительной температуре. Сравнил.

В свече зажигания есть одна важная деталь, о которой знают только профессионалы.

Как проверить исправность катушки зажигания

Катушка зажигания создает высокое напряжение, которое требуется для работы самой системы и создания искры между контактами свечей зажигания. Большинство двигателей с распределительной системой зажигания оснащается одной катушкой зажигания, в некоторых случаях – двумя катушками зажигания. В системах без распределителя зажигания (DIS) применяется несколько катушек зажигания. В двухискровых системах на каждую пару цилиндров приходится одна катушка зажигания. В других системах DIS и системах с катушками карандашного типа на одну свечу (COP) на каждый цилиндр или свечу зажигания устанавливается собственная катушка зажигания. 

Катушка зажигания играет роль трансформатора напряжения. Она превращает напряжение 12В в несколько тысяч вольт.  

Вторичное напряжение создает искру в зазоре между электродами свечи, оно зависит от зазора, электрического сопротивления свечи зажигания и высоковольтных проводов, состава топливовоздушной смеси, нагрузки на двигатель и температуры свечи. Напряжение может меняться от 5000 вольт до 25000 вольт и более. В некоторых системах достигается максимальное напряжение, равное 40000 вольт. 

Как работает катушка зажигания

В катушке зажигания имеются две обмотки, которые намотаны на пластинчатый металлический сердечник. Первичная обмотка, имеющая несколько сотен витков, соединена с двумя внешними контактами катушки. Положительный вывод (+) катушки подключен к выключателю зажигания и АКБ, а отрицательный вывод (-) – к модулю зажигания и затем на «массу» кузова. Вторичная обмотка имеет несколько тысяч витков и подсоединена одним концом к положительному контакту первичной обмотки, а другим – к высоковольтному выводу в центральной части катушки. 

Соотношение витков вторичной и первичной обмоток составляет 80 к 1. Чем выше соотношение, тем выше выходное напряжение катушки. Мощные катушки зажигания обычно имеют более высокое соотношение числа обмоток по сравнению со стандартными катушками.

После замыкания первичной обмотки на «массу» по ней протекает электрический ток. Он создает сильное магнитное поле вокруг металлического сердечника и «заряжает» катушку энергией. Требуется примерно 10-15 мс для максимальной зарядки катушки зажигания. 

Затем модуль зажигания размыкает первичную цепь катушки. Это приводит к внезапному исчезновению магнитного поля. Энергия, запасенная в катушке, создает ток во вторичной обмотке. В зависимости от соотношения числа витков обмоток напряжение увеличивается в 100 или более раз. Этого достаточно, чтобы  между контактами свечи зажигания «пробежала» искра. 

Неисправности катушек зажигания

Катушки зажигания очень надежные и прочные устройства. Причинами неисправности данных трансформаторов могут быть нагрев и вибрация, при этом повреждаются обмотки и возникает пробой изоляции, что в свою очередь приводит к короткому замыканию или обрыву цепей обмоток. Наибольшую опасность для катушки зажигания представляет перегрузка, вызванная неисправностью свечи зажигания или высоковольтного провода. 

Если свеча зажигания или высоковольтный провод повреждены и имеют чрезмерно высокое сопротивление, напряжение катушки зажигания может повышаться для пробоя ее изоляции. 

Изоляция большинства катушек зажигания может получить повреждение в результате превышения напряжения в 35000 вольт. После этого вторичное напряжение катушки зажигания падает, появляются пропуски зажигания под нагрузкой, катушка не выдает напряжения, достаточного для работы и пуска двигателя. 

Если на положительном контакте катушки имеется напряжение АКБ и при замыкании на «массу» модулем зажигания она не создает искру, значит, катушка неисправна и требует замены.  

Подсказка: если модуль зажигания несколько раз не сработал, это, возможно, связано с неисправностью катушки зажигания. Внутренние пробои или замыкания в катушке зажигания могут стать причиной неисправности модуля зажигания. 

Диагностика катушки зажигания

Если неисправность возникла в системе зажигания распределительного типа, она оказывает влияние на работу всех цилиндров двигателя. Двигатель трудно запустить или возникают пропуски зажигания под нагрузкой, которые происходят то в одном, то в другом цилиндре. В системах, не имеющих распределитель зажигания (DIS), или оснащенных катушками карандашного типа (COP) на каждую свечу неисправность в катушке зажигания влияет на работу только одного цилиндра (или двух цилиндров, если применяется двухискровая система зажигания DIS с так называемой «холостой» искрой). Здесь оба цилиндра работают от одной катушки, но в разных циклах. 

Если двигатель работает неровно (с пропусками зажигания) и включается лампа «Проверить двигатель», необходимо использовать диагностический сканер для проверки кода, связанного с пропусками зажигания. 

    На двигателях 1996 г. выпуска и более современных моторах с системой OBD II  неисправность катушки обычно отображается в форме кода P030X. Здесь «X» представляет собой номер цилиндра, в котором возникают пропуски зажигания.  Код P0301, например, означает, что в цилиндре #1 зафиксированы пропуски зажигания. Но пропуски зажигания могут возникнуть не только в результате поломки в системе зажигания, но также из-за проблем в системе подачи топлива, цилиндро-поршневой группы, поэтому пропуски зажигания не всегда являются прямым следствием неисправной катушки, свечи зажигания или высоковольтного провода. 

Если произошло замыкание или обрыв в цепях катушки зажигания, может быть выдан соответствующий код. При его отсутствии необходимо измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток зажигания цифровым мультиметром. Необходимо также снять и проверить состояние свечи зажигания, в том числе зазор между контактами и цвет нагара на контактах свечи. Возможно, пропуски возникают в результате масляных отложений или сильного нагара. Также следует  проверить высоковольтный провод, чтобы убедиться в том, что его сопротивление соответствует требуемому значению. 

Если катушка, свеча зажигания и высоковольтный провод в порядке, пропуски зажигания являются следствием загрязнения или повреждения топливной форсунки (следует проверить сопротивление форсунки и напряжение питания, использовать индикатор «NOID» для проверки наличия импульсов управления блока PCM). Если форсунка исправна, следует проверить компрессию,  исправность клапанов или наличие утечки через прокладку головки блока цилиндров. 

Замечание: ваш двигатель с системой зажигания COP прокручивается как положено, но при этом отсутствует искра, в этом случае проблема отнюдь не в одной или нескольких катушках зажигания. Вероятно, неисправен датчик положения коленчатого или распределительного вала, отсутствует напряжение питания в системе зажигания или вышел из строя модуль зажигания (при его наличии),  неисправна цепь управления катушками зажигания блока PCM.

Проверка катушки зажигания

Предупреждение: запрещено отсоединять высоковольтный провод от свечи зажигания или с катушки зажигания для проверки искры. Помимо поражения электрическим током снятие провода сулит резкий рост вторичного напряжения и опасность повреждения катушки. Единственный правильный способ проверить искрообразование состоит в том, чтобы использовать тестер для свечей зажигания KV/ARC или щуп для проверки системы зажигания COP. 

При наличии неисправности в катушке следует измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток с помощью омметра. Если есть отклонение от нормы, катушку меняют. 

Катушку зажигания также можно проверить с помощью омметра с 10МОм входным сопротивлением. См. руководство по ремонту для получения сведений о характеристиках катушки зажигания.

 

Для тестирования катушки зажигания целесообразно подключить измерительные провода к контактам первичной обмотки (+ и -). В большинстве случае сопротивление обмотки составляет 0,4 – 2Ом. Нулевое сопротивление свидетельствует о коротком замыкании в катушке, а высокое сопротивление указывает на обрыв в цепи.

Вторичное сопротивление измеряется между положительным контактом (+) и выводом высокого напряжения. Современные катушки зажигания с пластинчатым сердечником обычно имеют сопротивление 6000-8000Ом, в другие свыше 15000Ом. 

В катушках других конструкций первичные контакты могут быть расположены в разъеме или спрятаны. См. данные руководства по ремонту для поиска контактов обмоток и тестирования катушки зажигания.

  

Неисправная катушка зажигания может вывести из строя блок PCM

Чем ниже сопротивление в первичной обмотке, тем выше ток через катушку, а, значит, и риск выхода из строя блока PCM. Это может также привести к снижению вторичного напряжения, слабому искрообразованию, затрудненному пуску двигателя, вибрациям, пропускам зажигания под нагрузкой или в момент ускорения.

Значительное сопротивление или обрыв первичной цепи катушки зажигания не всегда ведет к выходу из строя блока PCM, но оно сопровождается падением вторичного напряжения. 

Короткое замыкание во вторичной обмотке катушки зажигания сокращает эффективность искрообразования, но модуль PCM не ломается.

Следствием повышенного сопротивления или обрыва во вторичной обмотке катушки может стать ослабление или отсутствие искры в цилиндрах или поломка блока PCM из-за сильной самоиндукции в первичной обмотке.

Замена катушки зажигания

Новая катушка должна быть аналогична заменяемой (если вы не планируете усовершенствовать систему зажигания).

При замене катушки зажигания все контакты и соединения необходимо очистить, проверить отсутствие коррозии и надежность подключений. Коррозия повышает сопротивление в электрических проводниках, неустойчивое соединение (дребезг), обрыв, что, в конечном счете, сокращает срок службы катушки. Для снижения опасности пробоя из-за повышенной влажности рекомендуется использовать диэлектрическую свечную смазку на контактах катушки. Например, на двигателях Форд с катушками COP влажность является основным фактором выхода из строя катушек зажигания. 

Если двигатель имеет неисправность, катушки будут работать в жестких условиях. Неисправности могут быть вызваны высоким вторичным сопротивлением (изношенные свечи зажигания или большой зазор между электродами свечи), обеденная топливовоздушная смесь (загрязнение форсунок, утечка разрежения или негерметичность клапана рециркуляции отработанных газов). 

При большом пробеге (двигатель с системой зажигания COP) следует установить новые свечи зажигания в случае неисправной катушки, свечи эксплуатируются более 45000 миль, а платиновые или иридиевые свечи – свыше 100000 миль

Катушка зажигания — проверка, измерение, неисправности

Конструкция обычной катушки зажигания в основном аналогична конструкции трансформатора. Катушка зажигания предназначена для создания высокого напряжения из низкого напряжения. Наряду с железным сердечником основными компонентами являются первичная обмотка, вторичная обмотка и электрические соединения.

Ламинированный железный сердечник предназначен для усиления магнитного поля. На этот стальной сердечник помещена тонкая вторичная обмотка.Он изготовлен из изолированного медного провода толщиной около 0,05-0,1 мм, намотанного до 50 000 раз. Первичная обмотка изготовлена ​​из медного провода с покрытием толщиной около 0,6-0,9 мм и намотана поверх вторичной обмотки. Омическое сопротивление катушки составляет около 0,2–3,0 Ом на первичной стороне и около 5–20 кОм на вторичной стороне. Соотношение первичной и вторичной обмоток составляет 1: 100. Техническая конструкция может отличаться в зависимости от области применения катушки зажигания. В случае обычной катушки зажигания цилиндра электрические соединения обозначаются как клемма 15 (подача напряжения), клемма 1 (контактный выключатель) и клемма 4 (высоковольтное соединение).

Первичная обмотка подключается к вторичной обмотке через соединение общей обмотки с клеммой 1. Это общее соединение известно как «экономичная схема» и используется для упрощения производства катушек. Первичный ток, протекающий через первичную обмотку, включается и выключается с помощью контактного выключателя. Величина протекающего тока определяется сопротивлением катушки и напряжением, приложенным к клемме 15. Очень быстрое направление тока, вызванное контактным выключателем, изменяет магнитное поле в катушке и индуцирует импульс напряжения, который преобразуется в высоковольтный. импульс вторичной обмотки.Он проходит через кабель зажигания к искровому промежутку свечи зажигания и воспламеняет топливно-воздушную смесь в бензиновом двигателе.

Величина индуцированного высокого напряжения зависит от скорости изменения магнитного поля, количества обмоток вторичной катушки и силы магнитного поля. Индукционное напряжение открытия первичной обмотки составляет от 300 до 400 В. Высокое напряжение на вторичной обмотке может достигать 40 кВ, в зависимости от катушки зажигания.

Закон Фарадея и самовоспламенение

Как получить 40 000 вольт на свече зажигания в автомобиле, если для начала у вас всего 12 вольт постоянного тока? Основная задача зажигания свечей зажигания для воспламенения газо-воздушной смеси выполняется с помощью процесса, основанного на законе Фарадея.

Первичная обмотка катушки зажигания намотана с малым количеством витков и имеет небольшое сопротивление. Применение батареи к этой катушке вызывает протекание значительного постоянного тока.Вторичная обмотка имеет гораздо большее количество витков и поэтому действует как повышающий трансформатор. Но вместо того, чтобы работать от переменного напряжения, эта катушка спроектирована так, чтобы производить большой скачок напряжения, когда ток в первичной катушке прерывается. Поскольку индуцированное вторичное напряжение пропорционально скорости изменения магнитного поля через него, быстрое размыкание переключателя в первичной цепи для падения тока до нуля вызовет большое напряжение во вторичной катушке в соответствии с законом Фарадея.Высокое напряжение вызывает искру в промежутке свечи зажигания, которая воспламеняет топливную смесь. В течение многих лет это прерывание первичного тока осуществлялось путем механического размыкания контакта, называемого «точками», в синхронизированной последовательности для отправки импульсов высокого напряжения через поворотный переключатель, называемый «распределителем», к свечам зажигания. Одним из недостатков этого процесса было то, что прерывание тока в первичной катушке генерировало индуктивное обратное напряжение в этой катушке, которое, как правило, приводило к возникновению искры на точках.Система была улучшена путем размещения конденсатора значительного размера на контактах, так что скачок напряжения имел тенденцию заряжать конденсатор, а не вызывать деструктивное искрение на контактах. Используя старое название конденсаторов, этот конкретный конденсатор был назван «конденсаторный».

Более современные системы зажигания используют транзисторный ключ вместо точек для прерывания первичного тока.

Транзисторные переключатели находятся в твердотельном модуле управления зажиганием.Современные конструкции катушек вырабатывают импульсы напряжения около 40 000 вольт при прерывании подачи 12-вольтного питания от батареи.

Некоторые современные двигатели имеют несколько катушек зажигания, установленных непосредственно на свечах зажигания. Вместо одиночных импульсов напряжения они могут в некоторых условиях двигателя генерировать три импульса напряжения. Показанное расположение катушек относится к двигателю Dodge.

Высоковольтный дисплей катушки зажигания: 6 ступеней (с изображениями)

При нормальном автомобильном использовании ток в первичной обмотке прерывается в подходящее время для образования искры на свече зажигания для воспламенения топлива. воздушная смесь в двигателе автомобиля.В старых автомобилях ток прерывается механическим переключателем, называемым точками, которые открываются и закрываются кулачком на валу, который вращается при работающем двигателе. В более новых реализациях датчик отправляет сигнал в электронный модуль, чтобы заставить полупроводниковый переключатель в модуле размыкаться и генерировать искру в нужное время.

Все, что необходимо для использования катушки для генерации дуги для экспериментов и отображения, — это схема, которая включает и выключает переключатель для прерывания первичного тока катушки зажигания.Такие проблемы, как корректировка момента времени для зажигания топлива в цилиндре в нужное время, не относятся к приложению отображения.

На схеме ниже показаны основные блоки системы, используемой для генерации переменного тока с помощью катушки зажигания. Общая схема управления состоит из генератора импульсов, который включает и выключает полупроводниковый переключатель (транзистор, полевой транзистор или, в представленной ниже схеме, IGBT) с желаемой скоростью. Источником питания может быть любая батарея или источник постоянного тока соответствующего напряжения, способный обеспечивать достаточный ток.

Далее подробно описывается функция каждого раздела системы. См. Также подробную схему.

Регулируемое питание +5 В
Регулятор LM7805, VR1, обеспечивает стабилизированное напряжение +5 В для схемы генератора импульсов. Диод D1, включенный последовательно с входом регулятора, используется для предотвращения повреждения при обратном подключении источника питания. На входе и выходе регулятора есть электролитические и керамические конденсаторы (C1, C2, C3 и C4) для фильтрации.

Генератор импульсов
Как описано ранее, энергия тратится впустую, если переключатель остается включенным после достижения установившегося тока первичной обмотки, поэтому схема генератора импульсов должна быть спроектирована и настроена с учетом этого. Опять же, постоянная времени первичной цепи будет определять, сколько времени потребуется первичному току, чтобы достичь своего установившегося состояния. Индуктивность и сопротивление первичной обмотки будут различаться для разных катушек, поэтому максимальное время включения переключателя потребует некоторой регулировки в зависимости от характеристик катушки, которую вы используете.Некоторые катушки предназначены для работы с дополнительным сопротивлением последовательно с первичной катушкой, и это сопротивление необходимо будет добавить к другому сопротивлению в первичной цепи при вычислении установившегося тока и постоянной времени.
В следующих шагах описаны две различные конструкции генератора импульсов. Один основан на микропроцессоре PIC, а другой — на таймере 555.

Генератор импульсов на базе микропроцессора
Схема генератора импульсов на основе микроконтроллера PIC используется для генерации сигнала, используемого для включения и выключения IGBT.Использование микроконтроллера дает возможность независимо контролировать как время включения, так и частоту. Программное обеспечение позволяет установить частоту повторения искры от 10 Гц до 400 Гц, а также позволяет установить время включения импульса от 0,5 до 2 миллисекунд.

Максимальный ток может быть ограничен регулировкой времени включения. Если для времени включения установлено менее четырех постоянных времени, то ток в первичной обмотке никогда не достигнет своего установившегося состояния.

В схеме используются два потенциометра R3 и R7.Один используется для установки времени включения, а другой — для установки частоты повторения. Потенциометры считываются аналого-цифровым преобразователем микропроцессора. R4 и C5, а также R6 и C6 используются как фильтры нижних частот на этих аналоговых входах. Программное обеспечение генерирует выходные импульсы на основе показаний времени и частоты.

Один вход процессора используется для чтения переключателя разрешения. Когда переключатель нажат, на входе устанавливается низкий уровень, и микропроцессор генерирует импульсы на выходе со временем и частотой включения, установленными потенциометрами.Когда переключатель отпускается, R1 устанавливает высокий уровень на входе, а выход отключается.

Включены блок-схема программы, файл исходного кода * .asm и файл * .hex для программирования.

Генератор альтернативных импульсов на основе таймера 555
Эту схему таймера 555 также можно использовать для генератора импульсов, но она обычно не позволяет вам контролировать время и частоту включения независимо. См. Отдельную схему для версии генератора импульсов с таймером 555.

На схеме показана схема таймера 555, в которой используются диоды для создания отдельных путей заряда и разряда. Время включения определяется тем, как долго C1 заряжается через R1, потенциометр R2 и диод D1. Время выключения определяется тем, как долго C1 разряжается через R3, потенциометр R4 и диод D2. Разделив пути заряда и разряда, время включения и выключения можно контролировать независимо, что позволяет пользователю устанавливать время включения так, чтобы оно не было настолько длинным, чтобы приводить к потере энергии.Однако обратите внимание, что изменение времени включения или времени выключения приведет к изменению частоты повторения импульсов, в отличие от микропроцессорной версии генератора импульсов.

Время включения, время выключения и частота выхода определяются следующим образом:

Ton = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Toff = 0,693 * (R3 + R4) * C1
Частота = 1 / (Ton + Toff) = 1,44 / [C1 * (R1 + R2 + R3 + R4)]

Кнопочный переключатель SW1 подключает линию сброса высокого уровня таймера, обеспечивая выход генератора импульсов.При отпускании переключателя SW1 выход становится низким, отключая выход высокого напряжения.

Переключатель
Переключатель, используемый здесь для управления током в первичной обмотке, — это международный выпрямитель IRGB14C40LPBF IGBT. Этот IGBT специально разработан для автомобильных систем зажигания.

Когда переключатель в системе зажигания размыкается, чтобы прервать ток в первичной обмотке, напряжение на нем повышается до сотен вольт. Этот IGBT рассчитан на работу с этим напряжением.Он также включает внутренние ограничивающие диоды для защиты от перенапряжения. Обратитесь к внутренней схеме части, показанной ниже, чтобы увидеть, как реализована внутренняя защита.

Для коммутатора необходим надлежащий радиатор. Это особенно верно, если вы когда-нибудь планируете перегрузить катушку более высоким напряжением источника питания. Точные потребности в теплоотводе требуют некоторого расчета фактической мощности, рассеиваемой в вашем коммутаторе. Чтобы не ошибиться, установите его на кусок алюминия, а также используйте немного нагнетаемого воздуха, например, от небольшого вентилятора.В показанной здесь системе радиатор обеспечивается большой медной площадью печатной платы.

Защита цепи
Целесообразно обеспечить защиту схемы драйвера, чтобы избежать повреждения от переходных «скачков» перенапряжения. MOV1 помещается на входе источника питания для ограничения скачков напряжения. MOV (металлооксидный варистор) — это защитные устройства, которые предназначены для отключения, когда напряжение на них ниже их напряжения ограничения, но затем включаются и проводят ток при превышении этого напряжения.Когда он является проводящим, падение напряжения на нем относительно постоянно. Таким образом, MOV «фиксирует» напряжение на шине источника питания до безопасного уровня, так что оно не поднимается достаточно высоко, чтобы повредить схему драйвера.

MOV должен быть выбран с ограничивающим напряжением, превышающим напряжение источника питания; в противном случае MOV будет работать все время и будет перегреваться. Например, MOV, который я выбрал для использования с зажимами источника питания на 14 вольт, составляет около 20 вольт. Затем переходные выбросы более 20 вольт будут фиксироваться, так что шина источника питания не будет видеть напряжение выше этого.

Также полезно иметь конденсатор большей емкости (C7) на входе источника питания. Электролитические конденсаторы на пару тысяч микрофарад работают хорошо. Конденсаторы обеспечивают путь с низким сопротивлением к высокочастотным выбросам в источнике питания. Убедитесь, что номинальное напряжение конденсаторов, которые вы используете, больше, чем напряжение питания, и больше, чем напряжение ограничения MOV.

Поиск и устранение неисправностей катушек зажигания

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК

Том Бенфорд

Катушка зажигания — поистине удивительное маленькое устройство.Катушка зажигания — это тип импульсного трансформатора, который умножает низкое напряжение, полученное от батареи или генератора переменного тока, до многих тысяч вольт, когда выключатель замыкает и размыкает. Катушка содержит первичную обмотку, щелевой железный сердечник и вторичную обмотку. Выход высокого напряжения катушки направляется распределителем на соответствующую свечу зажигания. Следовательно, без этого высокого напряжения нет искры и, следовательно, не может происходить внутреннее сгорание внутри двигателя. Проще говоря, суть в том, что без искры двигатель не работает.Вот почему, когда мой Corvette 1963 года продолжал запускать двигатель, но не заводился, после того, как я убедился, что в двигатель поступает топливо, следующее, что нужно было проверить, это наличие искры для воспламенения топлива. Катушки на ранних Корветах представляют собой черные цилиндрические устройства; Начиная с 1975 года, от катушки как от дискретного цилиндрического устройства отказались, когда GM перешла на системы зажигания HEI без прерывателя. Однако информация, которую я здесь предоставляю, применима ко всем автомобилям GM того времени и в целом применима практически к любому 12-вольтовому автомобилю с дискретной катушкой зажигания.

Проверить наличие искры довольно просто. Вы просто вытаскиваете свечу зажигания из двигателя (или используйте запасную свечу, если она есть в коробке с деталями, защелкните на ней один из проводов свечи и убедитесь, что хвостовик свечи заземлен относительно блока двигателя (не держитесь за нее). на свечу зажигания голыми руками, если вы не хотите получить действительно неприятный толчок — для этой цели можно использовать плоскогубцы или другие плоскогубцы с изолированной ручкой). Попросите кого-нибудь провернуть двигатель и наблюдать за центральным электродом свечи зажигания — если на свечу подается достаточное напряжение, вы должны видеть ярко-синюю искру, прыгающую через зазор электрода каждый раз, когда зажигается цилиндр.Если вы не видите искры, то можно заподозрить катушку.

Вам понадобится цифровой мультиметр, чтобы проверить уровни сопротивления вашей катушки. Боковые выводы катушки отмечены положительным (+) и отрицательным (-), и именно здесь вы можете измерить сопротивление первичных обмоток. Установите мультиметр на настройку 200 Ом и подсоедините провода измерителя в соответствии с маркировкой клемм: красный — положительный, а черный — отрицательный. Нормальное первичное показание для корветов 12 В (1956 года и позже) на первичной стороне составляет 1.6, хотя допустимый диапазон от 1,5 до 1,7.

Затем вам нужно измерить сопротивление вторичной обмотки, и это реальная бизнес-цель искрового генератора. Переключите диапазон сопротивления измерителя на настройку 20 кОм и подсоедините отрицательный (черный) провод измерителя к центральному выводу катушки. Показание здесь должно быть 11,00 или выше, при этом 13,49 примерно соответствует норме. Если ваша катушка показывает ниже 11.00, то велики шансы, что это причина того, что у вас нет искры или она очень слабая.

Замените катушку на новую хорошего качества, убедитесь, что вы правильно прикрепили и затянули провода, подключите верхний кабель, идущий к распределителю, поверните ключ, и все будет в порядке!

Используйте гаечный ключ или небольшой гаечный ключ, чтобы ослабить стопорные гайки на клеммах катушки и снять провода; к положительной стороне катушки в дополнение к положительному проводу присоединен провод конденсатора. Затем ослабьте нижний зажимной винт, вытащите центральный кабель, идущий к распределителю, и снимите катушку.Кроме того, вы можете проверить катушку прямо в машине с помощью мультиметра, если сначала удалите все три провода.

Это катушка вторичного рынка, которая была в моем Корвете. Нормальное показание на первичной обмотке составляет 1,6, но 1,5 все еще находится в допустимом диапазоне, так что это само по себе не обязательно указывает на проблему.

Это значение 8,84 указывает на то, что вторичные обмотки катушки не выдают такое большое напряжение, как следовало бы; минимально допустимое значение сопротивления здесь должно быть 11.00, при этом примерно 13,5 является нормальным.

Вот основные показания новой сменной катушки GM Delco до того, как я ее установил. Показание 1,6 — это именно то, что должно быть, но, опять же, реальное значение имеет значение вторичного сопротивления.

А, да — больше нравится 13,49. Теперь в яме должно быть много огня! Осталось только установить его в машину, подключить выводы к клеммам, воткнуть трос распределителя и завести!

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Назад к основам: Как работает катушка зажигания

16 февраля 2021 г. | Статья

.

Во всех системах зажигания современных бензиновых двигателей катушки зажигания используются для одной и той же основной функции: для создания высокого напряжения, необходимого для возникновения искры на свече зажигания.Профессионалы послепродажного обслуживания будут знакомы с их назначением и основными характеристиками, но они могут не знать о глубоких научных принципах, на которые они опираются. Здесь мы объясняем, как электромагнетизм лежит в основе важной роли катушки зажигания…

История катушек зажигания

Хотя системы зажигания, безусловно, развивались с течением времени — в частности, включали все больше и больше электроники — они все еще несут отличительные черты оригинальных катушечных систем зажигания, которые были введены более 100 лет назад.

Первая катушечная система зажигания приписана американскому изобретателю Чарльзу Кеттерингу, который разработал катушечную систему зажигания для крупного производителя автомобилей примерно в 1910/1911 годах. Впервые он разработал электрическую систему, которая питала стартер и зажигание одновременно. Аккумулятор, генератор и более полная электрическая система транспортного средства обеспечивали относительно стабильное электрическое питание катушки зажигания.

Система Кеттеринга (Рисунок 1) использовала одну катушку зажигания для создания высокого напряжения, которое передавалось на рычаг ротора, который эффективно направлял напряжение на серию электрических контактов, расположенных в узле распределителя (по одному контакту на каждый цилиндр). ).Эти контакты затем соединялись проводами свечей зажигания со свечами зажигания в такой последовательности, которая позволяла распределять высокое напряжение на свечи зажигания в правильном порядке зажигания цилиндров.

Рисунок 1: Основные компоненты системы зажигания Кеттеринга

Система зажигания Kettering стала практически единственным типом системы зажигания для массовых бензиновых автомобилей и оставалась таковой до тех пор, пока в 1970-х и 1980-х годах системы зажигания с электронным переключением и управлением не начали заменять механические системы зажигания.

Основной принцип катушки зажигания

Для создания необходимого высокого напряжения в катушках зажигания используются отношения, существующие между электричеством и магнетизмом.

Когда электрический ток протекает через электрический проводник, такой как катушка с проволокой, он создает магнитное поле вокруг катушки (Рисунок 2). Магнитное поле (или, точнее, магнитный поток) фактически является хранилищем энергии, которая затем может быть преобразована обратно в электричество.

Рисунок 2: Создание магнитного поля путем пропускания электрического тока через катушку

При первоначальном включении электрического тока ток быстро увеличивается до максимального значения. Одновременно магнитное поле или магнитный поток будет постепенно расти до максимальной силы и станет стабильным, когда электрический ток станет стабильным. Когда электрический ток затем отключается, магнитное поле возвращается обратно в катушку с проволокой.

На силу магнитного поля влияют два основных фактора:

1) Увеличение тока, подаваемого на катушку с проволокой, усиливает магнитное поле

2) Чем больше витков в катушке, тем сильнее магнитное поле.

Использование изменяющегося магнитного поля для индукции электрического тока

Если катушка с проволокой подвергается воздействию магнитного поля, а затем магнитное поле изменяется (или перемещается), это создает электрический ток в катушке с проволокой.Этот процесс известен как «индуктивность».

Это можно продемонстрировать, просто перемещая постоянный магнит по катушке. Движение или изменение магнитного поля или магнитного потока индуцирует электрический ток в проводе катушки (Рисунок 3).

Рисунок 3: Изменяющееся или движущееся магнитное поле индуцирует электрический ток в катушке

Есть два основных фактора, которые влияют на то, сколько напряжения индуцируется в катушке:

1. Чем быстрее изменяется (или скорость движения) магнитного поля и чем больше изменение силы магнитного поля, тем больше индуцированное напряжение.
2. Чем больше количество витков в катушке, тем больше индуцированное напряжение.

Использование коллапсирующего магнитного поля для индукции электрического тока

Когда магнитное поле создается путем приложения электрического тока к катушке с проволокой, любое изменение электрического тока (увеличение или уменьшение тока) вызывает такое же изменение магнитного поля. Если электрический ток выключен, магнитное поле схлопнется.Коллапсирующее магнитное поле будет индуцировать электрический ток в катушке (рис. 4). Рисунок 4: Если электрический ток, используемый для создания магнитного поля, отключен, магнитное поле схлопывается, что индуцирует другой электрический ток в катушке

.

Точно так же, как увеличение скорости движения магнитного поля через катушку с проволокой увеличивает напряжение, индуцированное в катушке, если коллапсирующее магнитное поле может схлопнуться быстрее, это вызовет более высокое напряжение.Кроме того, в катушке может быть индуцировано более высокое напряжение, если количество обмоток в катушке увеличивается.

Взаимная индуктивность и действие трансформатора

Если две катушки с проволокой расположены рядом или вокруг друг друга, и электрический ток используется для создания магнитного поля вокруг одной катушки (которую мы называем первичной обмоткой), магнитное поле также будет окружать вторую катушку (или вторичную обмотку). ). Когда электрический ток отключается, а затем магнитное поле коллапсирует, оно индуцирует напряжение как в первичной, так и во вторичной обмотках.Это известно как «взаимная индуктивность» (рис. 5).

Рис. 5: Магнитное поле в первичной обмотке также окружает вторичную обмотку. Коллапс поля индуцирует электрические токи в обеих обмотках

Для катушек зажигания (и многих типов электрических трансформаторов) вторичная обмотка состоит из большего числа обмоток, чем первичная обмотка. Когда магнитное поле схлопывается, оно вызывает более высокое напряжение во вторичной обмотке, чем в первичной (рис. 6).

Рис. 6. Здесь вторичная обмотка имеет больше катушек, чем первичная. Когда магнитное поле падает, напряжение во вторичной обмотке будет больше, чем напряжение, индуцированное в первичной обмотке

Первичная обмотка катушки зажигания обычно содержит от 150 до 300 витков провода; вторичная обмотка обычно содержит от 15 000 до 30 000 витков провода, что примерно в 100 раз больше, чем первичная обмотка.

Магнитное поле изначально создается, когда электрическая система автомобиля подает примерно 12 вольт на первичную обмотку катушки зажигания.Когда в свече зажигания требуется искра, система зажигания отключает ток в первичной обмотке, что вызывает коллапс магнитного поля. Коллапсирующее магнитное поле вызовет в первичной обмотке напряжение порядка 200 вольт; но наведенное на вторичную обмотку напряжение будет примерно в 100 раз больше, около 20 000 вольт.

Таким образом, используя эффекты взаимной индуктивности и вторичную обмотку, которая имеет в 100 раз больше обмоток, чем первичная обмотка, можно преобразовать исходное 12-вольтовое питание в очень высокое напряжение.Этот процесс преобразования низкого напряжения в высокое называется «действием трансформатора».

В катушке зажигания первичная и вторичная обмотки намотаны вокруг железного сердечника, что помогает концентрировать и усиливать магнитное поле и магнитный поток, тем самым делая катушку зажигания более эффективной.

DENSO является давним лидером в области технологий прямого зажигания, а катушки зажигания DENSO доступны на вторичном рынке. Узнайте больше о типах катушек зажигания DENSO и их преимуществах.

Вернуться к обзору

Катушка зажигания — проверка выхода

Как проводить тест

Примечание: вам понадобится адаптер для проверки зажигания на 30 кВ, который можно приобрести у поставщика испытательного оборудования.

Порядок подключения — Распределительные системы

Подключите провод высокого напряжения (HT) от датчика к каналу Channel A на PicoScope, закрепите провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на одном из выводов вилки двигателя.Отсоедините этот соединительный провод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на Рисунок 1 .

Порядок подключения — система зажигания без распределителя (DIS)

Используя пример формы сигнала вторичного отрицательного зажигания, сначала определите две свечи зажигания с отрицательным зажиганием. Необходимо будет только проверить вилки с отрицательным зажиганием в этой системе, поскольку неисправность на одной стороне блока катушек будет обнаружена независимо от полярности.

Подключите провод высокого напряжения (HT) от датчика к каналу A на PicoScope , закрепите вывод кабеля на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на одном из выводов свечи зажигания с отрицательным зажиганием.Отсоедините этот соединительный провод (со стороны свечи зажигания) и вставьте тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на Рисунок 1 .

Порядок подключения — Катушка на цилиндр

Снимите блок катушек и установите удлинительный адаптер на свечу зажигания. Присоедините тестовый адаптер на 30 кВ, как показано на рис. 1 , между удлинителем и катушкой.

Подключите измерительный провод высокого напряжения (HT) к каналу A на PicoScope , закрепите контактный провод кабеля на подходящем заземлении и закрепите зажим HT на тестовом адаптере 30 кВ.

Методика испытаний

Процедура испытаний одинакова для всех вышеперечисленных систем зажигания. При работающем двигателе и отображении осциллографа текущих показаний очень осторожно отсоедините соединение от свечи зажигания (или переходника-удлинителя). Для этого используются плоскогубцы с соответствующей изоляцией, такие как показаны на , рис. 2, . После снятия соединения со свечой зажигания внутри тестера на 30 кВ должна быть видна искра. Этот зазор предварительно установлен, и на осциллографе должно отображаться не менее 30 кВ, если катушка в достаточно хорошем состоянии.Для предварительно заданной формы сигнала максимальное значение напряжения отображается в нижней части экрана.

На рис. 3 показаны соединения, выполненные на свече зажигания с отрицательным зажиганием в системе DIS. На рис. 4 показано, как снимается соединение со свечой зажигания.

Во время этого испытания следует проявлять особую осторожность, так как современные высокотемпературные цепи могут вырабатывать напряжение свыше 60 кВ. Это напряжение приведет к повреждению системы зажигания и даже электронного модуля управления (ЕСМ), если проверка не будет проведена должным образом.

Предупреждение

При присоединении или снятии вторичных датчиков зажигания с поврежденных проводов HT существует опасность поражения электрическим током. Чтобы избежать этого риска, присоединяйте и снимайте вторичный датчик зажигания при выключенном зажигании.

Как проверить катушку зажигания свечи зажигания

Катушка зажигания — жизненно важный компонент современной системы управления двигателем. Практически во всех производимых сегодня автомобилях используются катушки зажигания, которые служат источником искры для свечей зажигания двигателя.Катушка зажигания — это индукционная катушка, которая является частью вторичной системы зажигания автомобиля. Он использует электромагнитную индукцию для преобразования двенадцати вольт автомобиля в несколько тысяч вольт, необходимых для создания искры, достаточно мощной, чтобы перепрыгнуть через зазор свечи зажигания.

В зависимости от конструкции производителя, некоторые автомобили будут использовать одну или две катушки зажигания, которые отвечают за зажигание нескольких свечей зажигания, иногда через кабели зажигания с низким сопротивлением.В других конструкциях будет использоваться одна катушка зажигания для каждой отдельной свечи зажигания, которая закреплена болтами прямо над свечами зажигания.

Хотя назначение и работа катушек зажигания относительно просты и пассивны по своей природе, на самом деле они являются жизненно важным компонентом эффективной работы двигателя, а их неисправность может вызвать всевозможные проблемы. Неисправная катушка зажигания может проявляться по-разному, от заметного снижения мощности и расхода топлива до серьезных пропусков зажигания в двигателе, которые иногда могут сделать автомобиль непригодным для движения.Из-за своего расположения (часто прямо на двигателе) катушки зажигания подвергаются суровым условиям работы двигателя с высокой температурой и вибрацией.

Со временем они могут перегореть или развить повышенное электрическое сопротивление, которое может привести к пропускам зажигания или ослаблению, менее эффективной искре, что снизит производительность. В этом пошаговом руководстве мы рассмотрим, как проверить, исправна ли катушка зажигания, путем проверки сопротивления с помощью цифрового мультиметра.

Часть 1 из 1: Проверка катушки зажигания свечи зажигания

Необходимые материалы

Шаг 1. Изучите спецификации .Узнайте, какое сопротивление катушек зажигания должно соответствовать вашему автомобилю.

Эти характеристики обычно можно найти в заводском руководстве по обслуживанию автомобиля и обычно указываются в виде диапазона, измеряемого в «омах» (символ: Ω).

Шаг 2: Найдите катушку или катушки зажигания на вашем автомобиле . Обычно они располагаются прямо на двигателе, либо прикручиваются непосредственно к свечам зажигания, либо устанавливаются удаленно где-то наверху двигателя.

При необходимости снимите все пластиковые крышки, которые могут закрывать катушки зажигания.

Шаг 3: Отсоедините жгут проводов от катушек зажигания . Удалите их с помощью ручных инструментов.

Катушки зажигания обычно очень просто снимаются, часто они удерживаются только одним или двумя болтами.

Шаг 4. Проверить первичную цепь зажигания катушки зажигания . Катушки зажигания имеют две цепи, которые необходимо проверить: первичную и вторичную цепи зажигания.

Подключите положительный и отрицательный выводы мультиметра к положительным и отрицательным клеммам катушки зажигания. На некоторых катушках выводы будут явно отмечены положительным и отрицательным; у других просто два контакта или клеммы, которые расположены на разъеме.

Большинство катушек зажигания должны иметь сопротивление первичной обмотки от 0,4 до 2 Ом; однако для правильного чтения обратитесь к спецификациям вашего производителя.Если отображается нулевое значение, это означает, что катушка зажигания имеет внутреннее короткое замыкание в первичной обмотке и требует замены. Чтение по спецификации сигнализирует, что катушка зажигания разомкнута, что также указывает на необходимость замены катушки.

Шаг 5: Проверить вторичную цепь катушки зажигания . Подключите мультиметр к положительной клемме или контакту катушки и к клемме высокого уровня, которая идет к свече зажигания.

У большинства катушек зажигания сопротивление вторичной обмотки должно быть где-то между 6000 и 10000 Ом; однако правильный диапазон см. В спецификациях производителя.Если отображается нулевое значение, это означает, что в катушке произошло короткое замыкание и ее необходимо заменить, в то время как чрезмерное значение означает, что катушка разомкнута и ее также необходимо заменить.

Шаг 6: При необходимости повторите процедуру . Следуйте шагам 4 и 5 для проверки каждой отдельной катушки, если в вашем автомобиле их больше одной.