Меню Закрыть

Работа катушки зажигания: Катушки зажигания – устройство и принцип работы модуля зажигания автомобиля

Содержание

Катушки зажигания – устройство и принцип работы модуля зажигания автомобиля

Катушка зажигания (или модуль зажигания) – элемент системы зажигания автомобиля, который преобразует низковольтное напряжение бортовой сети в высоковольтный импульс.  Высокое напряжение, возникающее в катушке зажигания, вызывает образование искры между электродами свечи зажигания и обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси.

Устройство катушки зажигания
Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.

  • Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.
  • Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки.  Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. а. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.
Катушка зажигания автомобиля  масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.

Принцип действия катушки зажигания

В первичную обмотку катушки подается  низковольтное  напряжение, который создает магнитное поле. Время от времени это  напряжение отсекается прерывателем, вызывая резкое сокращение магнитного поля и образования в витках катушек электродвижущей силы (э.д.с.).
Согласно физическому закону электромагнитной индукции, величина образующейся таким образом э.д.с. прямо пропорциональна количеству витков обмотки контура. Поэтому во вторичной катушке с большим количеством витков образуется импульс высокого напряжения, который по высоковольтным проводам (не применимо к индивидуальной катушке зажигания, установленной прямо на свечу)подается к свече зажигания. Благодаря импульсу, передаваемому катушкой, между электродами свечи зажигания образуется искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.
В устаревших моделях автомобилей напряжение от  катушки зажигания подавалось ко всем свечам с помощью распределителя зажигания. Такая схема оказалась недостаточно надежной, поэтому катушки зажигания  (их ещё называют свечными) современного автомобиля объединены в систему и распределены по одной на каждую свечу.

Виды катушек зажигания автомобиля
Различают общие и индивидуальные катушки зажигания.

  • Общая катушка зажигания используется в системах зажигания с распределителем или без него. Ее конструкция описана выше: первичная обмотка располагается снаружи вторичной, внутри которой находится сердечник. Катушки с сердечником заключены в стальной корпус. Импульс от вторичной обмотки подается на свечи зажигания.
  • Индивидуальная катушка зажигания используется в системах прямого электронного  зажигания. В отличие от общей конструкции, в индивидуальных катушках первичная обмотка находится внутри вторичной. Индивидуальная катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания, поэтому высоковольтный  импульс передается практически без потери мощности.
Рекомендации по эксплуатации модулей зажигания
1. Не оставляйте включенным зажигание  без запуска двигателя на долгое время. Это существенно сокращает срок службы катушек зажигания.
2. Найдите время для очистки и проверки состояния катушки. Убедитесь в том, что крепления проводов в порядке, особенно важно проверить высоковольтный провод. Убедитесь также, что на корпус или внутрь его не попадает вода.
3. Не отсоединяйте высоковольтный провод от катушки голыми руками при включенном зажигании.

Катушка зажигания автомобиля. Конструкция, принцип работы

Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания. Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.

Классическая катушка зажигания

Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.

Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).

Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося на свечи накаливания.

Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией самой катушки. Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.

Конструкция катушки зажигания

Устройство катушки зажигания

Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или генератора. Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.

Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.

Принцип работы катушки зажигания

Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.

Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.

Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.

Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.

Двухвыводная катушка

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

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

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

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

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

Индивидуальная катушка зажигания

В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной свечей, но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается непосредственно на свече.

Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.

Устройство индивидуальной катушки зажигания

В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.

Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.

Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.

Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.

Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.

Катушки зажигания — виды, устройство, принцип работы


(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)

Задачи катушки зажигания

Катушка зажигания накапливает энергию и вырабатывает высокое напряжение для образования искрового разряда на электроде свечи зажигания.

Функция катушки зажигания основывается на законе индукции: катушка зажигания состоит из магнитомягкого железного сердечника, первичной обмотки из медной проволоки с малым количеством витков (сечением примерно 0,75 мм2) и вторичной обмотки из медной проволоки с большим количеством витков (сечением примерно 0,63 мм2). Соотношение витков составляет примерно 1:200.

Поставляемая от аккумулятора энергия в требуемый момент зажигания отключается от конечной ступени управления. Магнитное поле первичной обмотки переносится на вторичную обмотку. Возникающее во вторичной обмотке напряжение зависят от количества витков. Это высокое напряжение используется для искрообразования на электроде свечи.

Энергия зажигания

При оптимальном составе смеси энергия зажигания должна составлять примерно 0,2 мДж, при более бедной или богатой смеси — примерно 3 мДж. Однако в практике расход энергии гораздо выше.

Вырабатываемая энергия в современных системах зажигания достигает от 60 до 200 мДж. Это означает, что при контакте с проводящими высокое напряжение частями может возникнуть угроза жизни!

Термины в системе зажигания

Распределение

Аккумулирование энергии: во время цикла заряда катушка накапливает энергию в магнитопроводе. Ток подается — катушка заряжается (цепь первичной обмотки закрыта, цепь вторичной обмотки открыта). В заданный момент зажигания первичная цепь размыкается.

Первичный ток

Индуцированное напряжение: любое изменение тока в индуктивности (катушке) изменяет напряжение. Вторично генерируется высокое напряжение.

Вторичное напряжение

Высокое напряжение: так же как и в трансформаторе вырабатываемое высокое напряжение зависит от числа витков катушки первично/вто-рично. После достижения необходимого напряжения пробоя происходит разряд катушки с образованием искры (пробой).

Вторичный ток

Искра зажигания: после поступления высокого напряжения на свечу зажигания накопленная энергия разряжается в искровой канал (цепь первичного тока открыта, вторичного-закрыта).

Время замыкания (заряда катушки)

В контактно-распределительной системе зажигания определяется продолжительность времени, в период которого контакт прерывателя замкнут.

В электронной системе зажигания предписывается продолжительность времени, в период которого первичный ток протекает. Первичная обмотка катушки подключена.

Система зажигания с контактным прерывателем

Электронная система зажигания

РАЗНОВИДНОСТИ КАТУШЕК

На практике в основном встречаются 3 вида: система зажигания с вращающимся распределителем, двухискровая катушка зажигания и одноискровая катушка зажигания.

Стандартная катушка зажигания для двигателей с вращающимся распределением высокого напряжения (ROV)

Управление током заряда через контакт прерывателя. Тут высокое напряжение генерируется центрально от одной катушки зажигания и распределителем зажигания механически распределяется на отдельные свечи зажигания. В современных системах управления двигателем этот вид распределения напряжения уже не актуален.

Двухискровая катушка зажигания (в двигателях с четным числом цилиндров)

Оба соединения высокого напряжения последовательно подключены к двум свечам зажигания, порядок зажигания которых на 360° оборота коленчатого вала смещены друг от друга. Катушка зажигания генерирует искру зажигания одновременно на две свечи зажигания: одна находится в цилиндре, в котором как раз и сжимается воздушно-топливная смесь, а вторая — в цилиндре, который в это время находится в такте выпуска. В цилиндре с высоким давлением (с тактом сжатия) возникает рабочая основная искра зажигания, в менее сжатом (с тактом продувки) — холостая искра зажигания. После 360° оборота коленчатого вала все становится наоборот. В другой паре цилиндров импульс зажигания происходит точно так же, только смещен на 180° оборота коленвала.

Благодаря последовательному включению одна из обеих свечей работает с положительным высоким напряжением пробоя, а другая — с отрицательным напряжением. Из-за разного направления напряжения электроды свечей зажигания показывают неодинаковые картины обгорания.


На каждый оборот коленвала -2 искры зажигания (основная/ рабочая искра и поддерживаю-щая/холостая искра)

1.    Помехоподавляющий штекер 2.    Кабели зажигания
3.    Соединительный штекер 4.    Двухискровая катушка зажигания 2×2

Статическое распределение высокого напряжения с двух-искровой катушкой зажигания

Одноискровая катушка зажигания в полностью электронной системе зажигания

В этом исполнении каждая свеча зажигания приписана к конкретной катушке зажигания, которая «сидит» прямо на изоляторе свечи зажигания. Конструкция делает возможным более филигранное исполнение и размеры. Одноискровые катушки зажигания устанавливаются как на четное, так и на нечетное количество цилиндров: система зажигания все равно синхронизируется сенсором распредвала.

Схема включения одноискровой катушки зажигания


Устройство одноискровой катушки

Одноискровая катушка зажигания вырабатывает в каждый такт по искре зажигания, потому необходима синхронизация с распределительным валом.

Преимущества одноискровой катушки зажигания в полностью электронной системе зажигания

Благодаря прямой передаче напряжения от катушки зажигания на свечу зажигания одноискровая катушка зажигания имеет меньшие потери напряжения и позволяет использовать самый широкий из возможных диапазонов углов опережения зажигания. Кроме того, в такой системе возможен контроль первичной и вторичной цепей системы зажигания и определение перебоев в искрообразовании.

Одноискровая катушка

1    Замок зажигания 2    Катушки зажигания 3.    Свечи зажигания 4.    Блок управления

Статическое распределение зажигания с одноискровыми катушками зажигания

Диоды в цепи высокого напряжения для подавления искры при включении. Вторичная обмотка не может быть проверена омметром.

Видео

Катушка зажигания: устройство и принцип работы

Любые двигатели внутреннего сгорания предполагают сжигание топлива в специальных камерах. Воспламенение воздушно — бензиновой смеси происходит за счет высоковольтной искры, возникающей между электродами автомобильных свечей. Высоковольтный импульс, который является причиной возникновения искры, генерируется катушкой зажигания (КЗ) с устройством подобным обычному трансформатору.

Принцип работы катушки зажигания

Изучение электромагнитной индукции дало значимый скачок в развитии электромеханики и, как следствие, цивилизации в целом. Именно благодаря данному физическому явлению появилась возможность преобразовывать в КЗ низковольтный ток аккумулятора или генератора в высоковольтный.

Классическая катушка зажигания, как и обычный трансформатор, устроена с двумя обмотками. Внутри находится стальной сердечник, а снаружи – корпус с изоляцией.

На контакты первичной обмотки подается ток в 12 Вольт. Эта часть состоит из 100-150 витков толстого медного провода. После подачи напряжения в обмотке возникает магнитное поле. Периодически контакт размыкается прерывателем. В эти моменты и возникает электродвижущая сила – результат скачка показателей магнитного поля. При этом во вторичной обмотке (с 15-30 тысячами тонких витков) возникает высоковольтный импульс.

Тем, кто запутался в физических терминах достаточно запомнить: принцип работы катушки зажигания в том, что поданный ток в 12 вольт на выходе превращается в импульс в 35 тысяч (!) вольт, который, через трамблер и провода подается на свечи.

Разновидности КЗ

Все КЗ подразделяют на две большие группы по предназначению:

  • общие, обслуживают все СЗ;
  • индивидуальные, устанавливающиеся непосредственно на конкретную свечу зажигания.

Также существуют сдвоенные КЗ, обеспечивающие работу двух цилиндров. В одном из них искра образуется во время выпуска газов, в другом, как обычно, — при рабочем такте. Схема соединения такой катушки зажигания несложна: к одной свече – через наконечник, к другой – через провод. Если объединить две таких катушки, получится общая четырехвыводная КЗ.

Как увеличить срок работы КЗ

Большинство выходов КЗ из строя связано с их неправильной эксплуатацией. Для того, чтобы ключевой элемент системы зажигания надежно работал в течение долгого времени, нужно соблюдать нехитрые правила:

  • не оставлять включенным зажигание на длительное время при неработающем двигателе;
  • периодически проверять контакты и очищать КЗ от пыли и грязи;
  • надежно защитить КЗ от попадания влаги.

Подобрать качественную катушку для любого авто можно в нашем каталоге — http://fortunaavto.com.ua/

Работа и устройство катушки зажигания с фото и видео

Не нужно иметь какое-то специальное автомобильное образование, чтобы понимать, что каждый элемент, входящий в структуру наиболее распространенного средства передвижения – автомобиля – даже самый маленький, является очень важным, и при его отсутствии дело может дойти вплоть до катастрофы. Не попадает в категорию исключений и система зажигания, а особенно ее поистине сердце – катушка. Поэтому так важно иметь представление об устройстве катушки зажигания и о ее принципе работы. Об этом и пойдет речь далее.

Содержание статьи

Устройство

Катушка зажигания (иначе она еще может называться модулем) представляет собой один из элементов системы автомобильного зажигания, призванный преобразовывать напряжение низковольтного типа бортовой сети в импульс высоковольтного характера. После этого возникающее высокое напряжение становится причиной образования искры между электродами, принадлежащие к свече, и воспламенения топливно-воздушной системы.

В целом данный механизм представляет собой трансформатор, который располагает двумя обмотками и может применяться во всех системах: электронной, бесконтактной и контактной. Но в зависимости от типа катушки, ее устройству характерны определенные трансформации. Рассмотрим эти виды и их структуру.




  1. Во множестве конструкций электронной системы зажигания может применяться сдвоенная катушка. Еще одно ее наименование – двухвыводная. Данный тип располагает двумя высоковольтными выводами, которые становятся причиной одновременного получения искры цилиндрами в количестве двух штук. Причем один из цилиндров размещается в конце такта сжатия, а в другом искра происходит вхолостую.

Этот тип может иметь не один вид соединения со свечами зажигания. Так, это может происходить при помощи приводов, характеризующихся высоким уровнем напряжения. А еще один способ объясняется таким образом: когда одна свеча напрямую связана через наконечник, а другая – при помощи ранее упомянутого провода с высоким напряжением.

Примечательно, что пара сдвоенных катушек может образовать уникальный единый механизм. При этом он будет носить новое название – четырехвыводный, что вряд ли стоит объяснять.

  1. Электронную систему зажигания прямого типа вполне устроит индивидуальная катушка. Установка этого вида производится совместно с зажиганием, чья работа заведена исключительно на управление электронного характера, при этом обязательно условие – отсутствие любых механических частей. Зажигание в такой катушке осуществляется с помощью разряда, поступающий от конденсатора, потому эту систему и называют прямой. Базовая функциональная часть индивидуальной катушки состоит из витков, сделанные из медных проводов, для того, чтобы принимать первичное напряжение и преобразовывать вторичный контур. Из этого следует, что механизм данного типа включает в себя две обмотки – первичную и вторичную, причем первая находится внутри второй. Конструкция первичной обмотки отличается наличием внутреннего сердечника, а вокруг вторичной находится внешний сердечник.

В катушке индивидуального типа могут размещаться такие компоненты воспламенителя, как электронные. Когда во вторичной обмотке вырабатывается высокое напряжение, то оно напрямую подается на свечу(делается это при помощи наконечника, состоящего из стержня высокого напряжения, изолирующей оболочки и пружины). А для того, чтобы во вторичной обмотке ток высокого уровня напряжение был отсечен как можно быстрее, там устанавливается диод, который тоже характеризуется высоким уровнем напряжения.

  1. Во всех трех ранее названных системах зажигания может использоваться общая катушка. При этом обязательно условие для системы электронного типа – наличие блока распределителя.

Как и ранее описанный индивидуальный тип, этот объединяет первичную и вторичную обмотки.

Первая состоит не менее чем из ста витков толстой проволоки, выполненной из меди, которая, дабы иметь возможность предупреждать резкие скачки напряжения вместе с коротким замыканием, была изолирована. Также первичная обмотка располагает двумя выводами низковольтных характеристик, которые находятся на крышке катушки.

Что касается вторичной обмотки, то она в своем составе имеет гораздо большее количество витков (предел обозначен цифрой 30000) тоже медной, но уже тонкой проволоки. Примечательно то, что в общей вторичная обмотка располагается внутри первичной, в отличие от индивидуальной.

Основная характеристика всех проанализированных видов заключается в сопротивлении обмоток, которое варьируется в зависимости от модели механизма. В случае, если значение отклоняется от оптимального, то это говорит о неисправности в работе катушки.

Нужно упомянуть и о том, что обмотки, чтобы иметь возможность повышать силу магнитного поля, размещаются вокруг сердечника, сделанного из железа. А все вместе это образует конструкцию, которую помещают в корпус с изолирующей крышкой. При этом катушка обязательно должна быть заполненной трансформаторным маслом – это должно предотвращать токовой нагрев.

Как работает

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

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

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

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

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

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

Видео “Снятие катушки зажигания”

Посмотрев запись вы узнаете как можно самостоятельно снять катушку зажигания.

Катушка зажигания: устройство, принцип действия, разновидности

И снова здравствуйте, друзья! В продолжение темы об столь сложной системе автомобиля, как электронное зажигание, предлагаю разобрать неотъемлемый и без сомнения главный ее элемент под названием катушка зажигания! Ведь именно она гарантирует появления нужного напряжения на электродах свечи, которое обеспечивает воспламенение горючей смеси и соответственно движение самого транспортного средства. Другими словами, механизм увеличивает стандартные 12 вольт в огромное количество раз, до 35 тысяч вольт. За счет чего и собственно, как это происходит я и попытаюсь сегодня вам растолковать.

Содержание

Конструктивные особенности

Итак, что такое катушка зажигания? По большему счету это обычный автомобильный трансформатор с незатейливым строением! Его устройство заключается в двухслойной изолированной обмотке и стальном сердечники. Первый такой слой, рассчитан на низковольтные импульсы (6-12 В), он выполненный из медной проволоки большего диаметра с количеством витков от 100, до 150.

Второй слой, уже создается из проводов малого сечения и располагается под первичной обмоткой, контактируя одним концом с минусовым ее выводом. За счет огромного количества витков (до 30 тыс.) и положению медной проволоки, образуется импульсное напряжение высокого значения. Подается ток из положительного конца вторичной обмотки через центральный вывод катушки. В свою очередь металлический сердечник, размещенный ровно по середине катушки зажигания, существенно повышая магнитное поле обмоток.

Все описанные выше элементы закупорены в специальном корпусе, который каждый автолюбитель может наблюдать под капотом своего автомобиля, хоть на инжекторе он, хоть на карбюраторе. Особую роль в подобном строении, да и в целом электрике, играет изоляция. Ее обеспечивает специальная крышка корпуса, на которой кстати присутствуют клеммы первичной и вторичной обмотки (подробней на схеме), а также трансформаторное масло. Жидкость к тому же, выполняет еще одну важнейшую функцию – охлаждение.

Какими бывают катушки зажигания?

На данный момент друзья, ваш покорный слуга насчитал целых три типа катушки зажигания. Все они играют одну и ту же роль, но несмотря на это, имеют разную конструкцию, а иногда даже принцип действия. Сейчас, предлагаю уделить достаточно времени каждой из них!

Общий тип – классический

Катушка зажигания общего типа работает в паре со специальным распределителем (трамблером), который проводит импульс к нужному цилиндру. Используется она на автомобилях с любой системой зажигания. Весь процесс создания искры, выглядит следующим образом:

  • Напряжение от аккумулятора поступающее на прибор, следует по виткам первого слоя проволоки.
  • Таким образом, создается магнитное поле, за счет которого, на вторичной обмотке зарождается импульс высокого напряжения.

На заметку: для расчета выходного напряжения, следует количество витков второго слоя проволоки умножить на индукцию поля первичной обмотки. Это означает, что чем больше витков на вторичной обмотке, тем соответственно выше ток на выходе.

  • Железный сердечник одним своим нахождением в корпусе, увеличивает магнитное поле, а с ним и напряжение.
  • Сбросить температуру от возможного токового нагрева помогает трансформаторное масло.

В связи с тем, что крышка такой катушки зажигания герметично прилегает к корпусу, ремонту прибор практически не подлежит. Чтобы наверняка убедиться в ее неисправности, требуется замерить сопротивление ее витков. Этот показатель у каждой катушки свой и вам нужно его знать, возможные отклонения при замере будут означать выход из строя агрегата.

Двухвыводная или сдвоенная катушка

Работа катушки зажигания такого типа не требует наличия в системе распределителя и может быть подключена к свечам двумя способами:

  1. Импульсы подаются посредством нескольких проводов высокого напряжения.
  2. С помощью одного провода высокого напряжения и наконечника.

Несмотря на то, что корпус существенно отличается от общего типа катушек, внутреннее строение практически идентично им. Единственное отличие – пара выводов для подачи импульсов. Да вы не ослышались, два выхода и соответственно искра поступает на две свечи сразу. Вы ведь в курсе, что одновременный конец такта сжатия сразу в двух цилиндрах нереален? Если нет, теперь точно знаете.

Так вот, в момент искрозажигания, конец такта будет только в одном цилиндре, где успешно топливовоздушная смесь будет воспламенена. Во втором же, искра будет абсолютно бестолковая, иными словами – холостая. Однако спустя некоторое время все изменится с точностью до наоборот.

Наверное, вы обратили внимание, что речь шла всего о двух цилиндрах, но как же спаренная катушка справляется с 4? Да никак, такие агрегаты используются в основном в мотоциклах с электронным зажиганием, а вот для машины существует четырехвыводная катушка или говоря простым языком – модуль зажигания. Его мы разбирали в прошлой статье, помните?

Индивидуальная катушка зажигания

Данная разновидность катушки зажигания носит такое имя неспроста. Каждая свеча накала силового агрегата получает собственную, индивидуальную катушку зажигания, отсюда собственно и название. Выглядит все достаточно просто, прибор устанавливается непосредственно на саму свечу. Таким образом, отпадает потребность применения в цепи бронепроводов, но несмотря даже на то, что устройство имеет совершенно другой корпус, принцип его работы остается прежним. Между собой индивидуальная катушка отличается устройством сердечника, отсюда два ее типа:

  1. Стержневая.
  2. Компактная.

Как работает такой механизм в общем? Суть в принципе та же, но вот чтобы воссоздать ту оказывается уже устаревшую советскую катушку в более компактных габаритах и при этом сделать ее на порядок эффективнее, пришлось кое-что изменить.

  • Сердечник – теперь их два, внутренний остается в середине, а внешний выносится за обмотку.
  • Обмотка – выполняется, как и ранее в два слоя, но с той лишь разницей, что поверх первичной располагается вторичная.
  • Диод – крепится ко вторичной обмотки и предохраняет оба слоя от высоких нагрузок.

В завершение

Ну что сказать друзья, данный вид катушки зажигания определенно легче своего предшественника как в прямом, так и в переносных смыслах! Он компактен, требует меньше энергозатрат и более надежен. По-моему, лидер в этой гонке очевиден.

Повторюсь: практически все элементы зажигания сложно поддаются ремонту, не исключение и катушка зажигание. Замена, в большинстве случаев, только замена.

Саму по себе катушку зажигания мы разобрали вдоль и поперек. Строение, принцип работы, разновидности – мы говорили казалось обо всем. Но почему-то мне хочется говорить о ней и говорить! Поэтому уже в будущей статье, я расскажу вам как идентифицировать вышедший из строя агрегат, как сделать все аккуратно и правильно! Признаки неисправности катушки зажигания, собственноручная ее диагностика и многое другое уже в следующей публикации! На этом ставлю жирное троеточие и жду новых встреч на страницах нашего блога! До скорого…

как работает, как проверить, какие бывают

На чтение 5 мин. Просмотров 8.9k. Опубликовано

Катушка зажигания является частью системы зажигания автомобиля. Она преобразует напряжение аккумулятора 12 вольт в высокое напряжение, чтобы создать искру в свече зажигания. Искра зажигает воздушно-топливную смесь в цилиндрах двигателя.

Большинство современных автомобилей имеют индивидуальную (штекерную) катушку зажигания на цилиндр. Обычно она устанавливается прямо над свечой зажигания, как на этом двигателе ВАЗ на фотографии.

 

В некоторых автомобилях катушки зажигания всех цилиндров объединены в один пакет катушек. В старых автомобилях с распределителем (трамблёром) для всех цилиндров используется одна катушка. Посмотрите этот пример двигателя с одной катушкой зажигания:

Устройство

Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками — первичной и вторичной. Внутри обмоток находится стальной сердечник, а снаружи — изолированный корпус.

На первичную обмотку подаётся 12 вольт. Она намотана толстым медным проводом и насчитывает 100–150 витков. Вторичная обмотка располагается снаружи первичной. Она имеет 15000–30000 витков тонкой медной проволоки.

Во вторичной обмотке наводится импульсное напряжение до 45 000 вольт, которое подаётся на свечи зажигания.

Такое устройство характерно как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки.

Виды катушек зажигания

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

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

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

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

  1. Катушка зажигания с распределителем. В современных автомобилях такие катушки зажигания уже не используются. Однако их всё ещё можно встретить в старых автомобилях, где они использовались до 1990-х годов. Такие катушки создают импульс высокого напряжения, который проходит через провод зажигания к механическому распределителю зажигания (трамблёру). Он в свою очередь передает импульс высокого напряжения на соответствующий провод зажигания, через который напряжение подается на нужный цилиндр.
  2. Модуль зажигания. Модуль зажигания состоит из нескольких катушек зажигания, которые создают импульсы высокого напряжения для свечей. Эти импульсы подаются к свечам через соответствующие высоковольтные выводы и провода зажигания. Бывают одноискровые и двухискровые модули зажигания.
  3. Индивидуальная катушка зажигания. Индивидуальные (штекерные) катушки зажигания не требуют использования высоковольтных проводов. Они устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, при этом импульс высокого напряжения создается прямо на свече. Преимущество такого решения — отсутствуют потери напряжения в проводах. Кроме того, эта компактная конструкция позволяет экономить место, что особенно важно для современных автомобилей.
  4. Система («рейка») катушек зажигания. Этот вид состоит из нескольких катушек, объединённых в едином компактном корпусе.

Неисправности катушки зажигания

Во многих автомобилях катушки зажигания часто выходят из строя. Симптомами плохой катушки зажигания являются тряска двигателя, отсутствие тяги (пропуски зажигания) или остановка двигателя.

На приборной панели будет мигать или постоянно гореть индикатор Check Engine. В автомобилях с одной катушкой зажигания или пакетом катушек неисправность приведет к тому, что двигатель не запустится.

Часто катушки зажигания выходят из строя после попадания воды в отсек двигателя. Часто катушки выходят из строя, если свечи зажигания не заменялись в течение длительного времени. Это связано с тем, что старая свеча зажигания имеет больший зазор и более высокое сопротивление, что увеличивает нагрузку на катушку зажигания.

В некоторых автомобилях вождение с неисправной катушкой зажигания может повредить каталитический нейтрализатор или даже блок управления двигателя (ЭБУ).

Меры предосторожности

Катушка зажигания создает очень высокое напряжение, которое опасно для вашего здоровья. При работе с компонентами зажигания соблюдайте меры предосторожности, приведенные в руководстве по обслуживанию вашего автомобиля.

Первым шагом при проверке или замене катушки зажигания является отсоединение отрицательного провода аккумуляторной батареи.

Как проверить катушку зажигания

Сначала нужно проверить блок управления двигателя на наличие кодов неисправностей. Это можно сделать с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.

Код неисправности может указывать на то, в каком цилиндре или на какой катушке произошел сбой. Например, код P0301 означает, что пропуски зажигания в первом цилиндре. Код P0351 говорит о неисправности в цепи катушки зажигания «A» (цилиндр 1).

После считывания кодов неисправности необходимо проверить соответствующую катушку зажигания, следуя инструкции по обслуживанию.

Обычно проверка катушки включает в себя измерение сопротивления между конкретными клеммами. Если сопротивление не соответствует техническим характеристикам, катушку зажигания нужно заменить.

Иногда, чтобы определить неисправную катушку зажигания, можно попытаться заменить её на заведомо исправную с другого цилиндра, чтобы проверить, перемещаются ли пропуски зажигания вместе с катушкой или остаются в том же цилиндре.

Например, с кодом P0302 (пропуски в цилиндре 2) можно поменять местами катушки зажигания цилиндра 2 и цилиндра 3 и запустить двигатель на короткое время. Если код неисправности изменяется с P0302 на P0303 (пропуски зажигания в цилиндре 3), катушка зажигания, которая изначально находилась в цилиндре № 2, неисправна.

Катушки зажигания также рекомендуется заменять, если на них есть трещины, следы искрения или другие повреждения, которые могут вызывать замыкание.

Замена катушки зажигания

Неисправная катушка зажигания не подлежит ремонту, её нужно менять. В большинстве автомобилей с 4-цилиндровым или 6-цилиндровым двигателем замена катушки зажигания — простая и недорогая работа.

В некоторых двигателях V6 для получения доступа к задним катушкам зажигания необходимо снять впускной коллектор (например, Ford Edge, Ford Escape V6, Nissan Murano, Toyota Camry V6). Это требует больше труда и затрат. В подобных случаях, чтобы предотвратить будущие проблемы, автомеханик может порекомендовать заменить все три задние катушки зажигания.

Когда одна из катушек зажигания выходит из строя, рекомендуется также заменить все свечи зажигания, если они не менялись в течение долгого времени. Новые свечи помогут катушкам зажигания работать дольше.

Катушка зажигания

— MagLab

Дамы и господа, запустите свои двигатели и узнайте о катушке зажигания, типе ключа повышающего трансформатора (без каламбура) для работы вашего автомобиля.

Электрические, солнечные и альтернативные виды топлива могут быть волной будущего, но на данный момент большинство автомобилей работают на бензине, который они сжигают в двигателе внутреннего сгорания, чтобы преобразовать его в движение. Чтобы горение произошло, нужна искра, чтобы воспламенить топливную смесь в двигателе.Система зажигания автомобиля спроектирована таким образом, что 12-вольтовая батарея может генерировать очень высокое напряжение, необходимое для создания такого разряда. Сердцем этой системы является устройство, называемое катушкой зажигания .

Эта катушка представляет собой своего рода трансформатор. Трансформаторы передают напряжение из одной цепи в другую либо в виде более высокого напряжения (как в повышающем трансформаторе, примером которого является катушка зажигания), либо в виде более низкого напряжения (понижающий трансформатор). Ключевым принципом работы трансформаторов является электромагнитная индукция: движущееся магнитное поле или изменение стационарного магнитного поля (как в случае с нашей катушкой зажигания) может индуцировать ток в проводе, подверженном воздействию этого поля.

Эта катушка зажигания представляет собой трансформатор импульсного типа. Как и другие трансформаторы, он частично состоит из двух катушек провода, как показано на схеме справа. Оба они обернуты вокруг одного и того же железного сердечника. Поскольку это повышающий трансформатор, вторичная обмотка имеет гораздо больше витков провода, чем первичная обмотка, которая намотана вокруг вторичной обмотки. Фактически, вторичная катушка состоит из нескольких тысяч витков тонкой проволоки, а первичная — всего несколько сотен. В вашем автомобиле это позволяет вырабатывать около 40 000 вольт электричества от скромной батареи, как показано в приведенном ниже руководстве.

Нажмите синюю кнопку Turn On , чтобы замкнуть ножевой выключатель и создать цепь, которая позволяет току (обозначенному красным свечением в цепи) течь в одну из первичных клемм к первичной катушке. Переменный ток (AC) используется в большинстве типов трансформаторов, потому что постоянно меняющееся магнитное поле, которое он создает в первичной катушке, обеспечивает постоянную индукцию во вторичной катушке. В системе зажигания автомобиля, однако, используется постоянный ток (DC) (обеспечиваемый батареей ), потому что идея состоит не в создании устойчивой, непрерывной индукции, а в создании единственной резкой индукции от внезапного коллапса магнитное поле.

По мере того, как ток течет к первичной катушке, вокруг нее, а также вокруг размещенной внутри вторичной катушки создается все более сильное магнитное поле. Если вы нажмете красную кнопку Turn Off , чтобы остановить этот ток, поле внезапно схлопнется, и это быстрое изменение вызовет всплеск тока во вторичной катушке, который выдает высокое напряжение Output Terminal , и этого достаточно, чтобы прыгнуть. искровой разрядник в цепи. Эта искра воспламеняет топливную смесь и запускает двигатель.

В этом сценарии есть только одна проблема. Коллапсирующее поле также вызывает меньший выброс (обратная ЭДС) в первичной катушке, создавая второй нежелательный выброс электричества, возвращающегося через один из первичных выводов к переключателю. Чтобы этот скачок не достигал переключателя (и не создавал разрушающую искру в этих точках), в цепь вставлен конденсатор . Этот конденсатор, называемый конденсатором в системах автоматического зажигания, надежно поглощает обратную ЭДС.


Спасибо нашим научным консультантам на этой странице, Джеймсу Энди Пауэллу, главному инженеру-электронику в отделе измерительной техники и операций MagLab, и Расселу Вуду.

Как работает катушка зажигания и какие факторы влияют на ее работу?

Выход катушки — это фактор ее отношения витков, сопротивления первичной обмотки и входного напряжения — при условии, что у нее есть достаточно времени для полной «перезарядки» между импульсами зажигания.

Листая каталог системы зажигания, можно увидеть всевозможные катушки зажигания для обычных систем зажигания распределительного типа.Сказать, что это немного сбивает с толку, — значит ничего не сказать! Как работает катушка зажигания? , чтобы поднять напряжение батареи с 12 вольт (даже меньше с балластным резистором) до десятков тысяч вольт, необходимых для зажигания свечей зажигания?

Извилистая дорога: Все начинается с понятий индуктивности и электромагнетизма. Внутри катушки зажигания есть два набора проволочных обмоток (или катушек, поэтому они называются «катушками», понимаете?). Две обмотки, известные как первичная и вторичная обмотки, окружают железный сердечник. Когда ток батареи течет в первичную обмотку, она создает магнитное поле. Когда выключатель — размыкающий элемент распределителя или электронный спусковой механизм — прерывает прохождение тока батареи, магнитное поле разрушается во вторичных обмотках.

Просмотреть все 6 фотографий

При замкнутой цепи переключения (точки или электронный триггер) ток течет от батареи в первичные обмотки катушки.
Фото: Стив Амос

Просмотреть все 6 фотографий

Размыкание цепи переключения останавливает ток, вызывая схлопывание магнитного поля на вторичных обмотках катушки.Это вызывает высокое напряжение во вторичных обмотках, которое вытекает из вторичного вывода и зажигает свечу зажигания.
Фото: Стив Амос

Магнитное притяжение: Сам акт размыкания точек или разрыва цепи электронного сигнала (прерывание магнитного поля) вызывает мгновенный всплеск напряжения. Поскольку магнитное поле продолжает разрушаться, электромагнитное явление индуктивности заставляет другой ток течь во вторичных обмотках.Поскольку количество вторичных обмоток намного больше, чем количество первичных обмоток, в результате получается огромный множитель напряжения. Итак: разрыв цепи , скачок начального напряжения, коллапс магнитного поля, индуктивность приводит к созданию сильно увеличенного тока во вторичной обмотке с.

Оборотов к лучшему: Соотношение между первичной и вторичной обмотками катушки, отвечающими за повышение напряжения, называется «отношением витков». T : чем больше передаточное число, тем больше скачок напряжения. Соотношение витков 100: 1 (типичное для многих катушек на рынке) означает, что на каждый виток первичной обмотки приходится 100 вторичных обмоток. При соотношении витков 100: 1 и, например, начальном пике прерывания тока 250 вольт теоретически будет выход искры 25000 вольт (при условии отсутствия потерь на сопротивление). Регулировка передаточного числа, очевидно, изменяет количество выходных сигналов, но чем больше, тем лучше. Идеальное передаточное число может варьироваться в зависимости от общих проектных характеристик всей группы системы зажигания.В какой-то момент более высокий коэффициент оборотов становится контрпродуктивным. Слишком высокое отношение приводит к тому, что вторичное напряжение начинает уменьшаться. Также обратите внимание, что по мере увеличения выходного напряжения выходной ток уменьшается. Все более высокие отношения витков влияют на другие электронные свойства, такие как сопротивление, реактивное сопротивление и импеданс.

Посмотреть все 6 фотографий

MSD имеет целую серию катушек зажигания Blaster 2 и 3 канистрового типа, которые могут заменить стандартные катушки, используемые в различных системах зажигания оригинальных производителей. Они также являются хорошим дополнением к системам зажигания MSD 6-й серии.При соотношении витков 100: 1 и относительно низком сопротивлении выходная мощность составляет около 45000 вольт. Бластеры запрещены к смогу для автомобилей 2003 года и ранее, и теперь они бывают разных цветов, помимо традиционного красного MSD.
Фото: MSD

Сопротивление бесполезно: Катушки даже с одинаковым соотношением витков могут иметь разное сопротивление. При равном числе витков , чем ниже сопротивление первичной обмотки, тем сильнее магнитное поле и выше выходное напряжение. Однако, если сопротивление слишком низкое, более высокий ток может повредить точки распределителя или электронный спусковой механизм.

Время не ждет ни смертного … ни катушки зажигания. Хотя коллапс магнитного поля и скачок напряжения происходят мгновенно для нас, простых людей, магнитному полю катушки требуется некоторое время для генерации полного потенциального тока и напряжения: время для того, чтобы катушка стала полностью насыщенной; время для того, чтобы катушка разрядила накопленную энергию, чтобы зажечь свечу зажигания. Инженеры называют коэффициент заряда катушки «выдержкой», который выражается в градусах коленчатого вала. Продолжительность задержки может варьироваться в зависимости от типа системы зажигания — 30 градусов для большинства традиционных точечных систем, но различные электронные триггеры могут иметь (в зависимости от конструкции) меньшую задержку, большую задержку или даже переменную задержку.

Жить не вздут. При низких оборотах 30 градусов времени выдержки катушки может быть в 2 или 3 раза больше, чем необходимо, что приводит к чрезмерному тепловыделению системы зажигания и ненужному потреблению энергии генератора.Это сокращает срок службы компонентов. Но на высоких оборотах 30 градусов недостаточно: чем быстрее вращается кривошип (чем выше частота вращения двигателя), тем меньше времени остается на подзарядку катушки. При определенных оборотах двигателя катушка не может полностью перезарядиться, пока не наступит время зажигания следующей свечи зажигания в порядке зажигания двигателя. При недостаточной энергии для проскока зазора свечи зажигания и ионизации топливовоздушной смеси происходит пропуск воспламенения.

Просмотреть все 6 фотографий

Промышленный распределитель HEI с большой крышкой производства GM является ярким примером индуктивного распределителя с электронным управлением и изменяемой выдержкой.Модуль OE GM / Delco имеет схему прогнозирования задержки, которая сокращает время задержки на низких оборотах до 15 градусов и удлиняет его до 40 градусов при высоких оборотах.
Фото: Марлан Дэвис

Зарядка вперед с CD: Одним из способов решения этой проблемы является система зажигания емкостным разрядом (CD). Как следует из названия, система «емкостного разряда» использует отдельный конденсатор для хранения энергии на пороге высокого напряжения (например, 580 первичных и 50 000 вторичных вольт в MSD 8-Plus), которая затем разряжается через систему зажигания. катушка.Конденсаторы заряжаются намного быстрее, чем катушка, и лучшие из этих систем могут полностью заряжаться до 15 000 об / мин двигателя. Катушка, предназначенная для использования с системой CD, неизменно имеет другую частоту витков, внутреннее сопротивление и время нарастания по сравнению с катушкой, используемой в традиционной индуктивной системе. (Для обсуждения емкостного разряда и традиционных чисто индуктивных систем зажигания см .: «Индуктивные и емкостные системы зажигания».)

Best Bros: Также часто упускается из виду изменение поведения катушки при использовании с CD-система. В сочетании с конденсатором катушка становится настраивающим устройством для системы зажигания. Меняя местами разные катушки с разными уровнями индуктивности, можно улучшить мощность и производительность на треке (см. «Настройка катушек» для подробного объяснения того, как это сделать).

«Горячий» змеевик работает … горячее: По мере увеличения мощности змеевика увеличивается и его потребность в излучении тепла. Больше тепла, больше сопротивления. Чтобы охладить их, традиционные змеевики в форме канистры заполнены маслом.Если масло начнет вытекать, это знак того, что дни змеевика сочтены. Современные катушки нестандартной формы и гоночные катушки обычно отводят тепло с помощью эпоксидной заливки. И в новых конструкциях железный сердечник больше не представляет собой круглую трубу. Например, катушки MSD с E-образным сердечником и U-образным сердечником оказались более эффективными, чем традиционные конфигурации контейнеров, для излучения тепла при повышении напряжения между обмотками из-за их меньшей и более закрытой области, где поле схлопывается. Более эффективная катушка, которая лучше отводит тепло, будет выдавать большее количество вольт и тока (обычно выражается в миллиамперах; 1 миллиампер = 1/1000 ампер).

Просмотреть все 6 фотографий

Высокотехнологичные катушки MSD: компактный E-core Blaster SS — доступный высокопроизводительный блок для индуктивного зажигания и зажигания от компакт-дисков. Катушки с большим U-образным сердечником, такие как HVC II, предназначены для длительного использования с высокими эксплуатационными характеристиками при зажигании компакт-дисков, когда стоимость не является главной проблемой. Пластины железного сердечника содержат намного больше тонких металлических слоев, чтобы получить катушку с более высокой частотой с меньшими потерями энергии.
Фото: MSD

Требуется деревня (зажигание): В сумме для достижения максимальной производительности, катушка должна быть оптимизирована для типа используемой системы зажигания (индуктивный или емкостной разряд) и переключения распределителя механизм (точечный или электронный), ожидаемый диапазон рабочих оборотов двигателя и рабочий цикл (уличные, краткосрочные гонки или гонки на выносливость).Катушка с правильным соотношением витков для правильной работы с одним типом системы зажигания может быть не лучшим решением для другого типа системы. Время нарастания или выдержки катушки и выходная мощность должны быть совместимы с остальной системой зажигания. Некоторые катушки с чрезвычайно высокой выходной мощностью могут использоваться только в краткосрочных гонках, по сравнению с другими, оптимизированными для длительной овальной трассы или увеличенного срока службы на улице. Это прекрасный баланс, объединяющий все эти факторы, чтобы найти катушку, подходящую для конкретного применения.Но именно поэтому их так много! В случае применения с критически важными характеристиками стоит проконсультироваться с производителем вашей системы зажигания, чтобы создать команду, которая будет работать вместе слаженно.

Факторы, влияющие на работу катушки зажигания

  • Первичное сопротивление: Более низкое внутреннее сопротивление увеличивает выходную мощность, но становится слишком низким, и вы можете повредить систему зажигания.
  • Передаточное число: До определенного момента более высокое передаточное число — разница между количеством первичных и вторичных проводов — увеличивает выходную мощность.
  • Входное напряжение: Чем выше входное напряжение, тем выше выходное напряжение.
  • Отвод тепла: При прочих равных катушка, работающая с более низкой температурой, имеет меньшее сопротивление и, следовательно, выдает большее напряжение.
  • Время выдержки в зависимости от частоты вращения двигателя: Чем выше частота вращения двигателя, тем меньше времени доступно для полной перезарядки змеевика.
  • Совместимость системы зажигания : Катушка и тип системы зажигания должны работать вместе как оптимизированная команда.
  • Система зажигания емкостным разрядом : Более быстрое время перезарядки и более высокое начальное напряжение, подаваемое на катушку, увеличивает выходную мощность катушки, сводя к минимуму проблемы, связанные с временем задержки.
  • Рабочий цикл : Как долго змеевик должен работать без повреждений; например, дрэг-рейсинг против расширенного уличного вождения.

Источник

Посмотреть все 6 фото

Как работают автомобильные системы зажигания

Система зажигания вашего автомобиля должна работать в идеальном согласии с остальной частью двигателя.Цель состоит в том, чтобы зажечь топливо точно в нужное время, чтобы расширяющиеся газы могли выполнять максимальный объем работы. Если система зажигания сработает не в то время, мощность упадет, а потребление газа и выбросы могут увеличиться.

Когда горит топливно-воздушная смесь в цилиндре, температура повышается, и топливо преобразуется в выхлопные газы. Это преобразование вызывает резкое повышение давления в цилиндре и заставляет поршень опускаться.

Чтобы получить максимальный крутящий момент и мощность от двигателя, цель состоит в том, чтобы максимизировать давление в цилиндре во время рабочего хода .Максимальное давление также обеспечит максимальную эффективность двигателя, что напрямую приведет к увеличению его пробега. Выбор времени для искры имеет решающее значение для успеха.

Существует небольшая задержка от момента искры до момента, когда вся топливно-воздушная смесь сгорит и давление в цилиндре достигнет максимума. Если искра возникает прямо тогда, когда поршень достигает вершины такта сжатия, поршень уже переместится вниз на части своего рабочего хода до того, как газы в цилиндре достигнут максимального давления.

Чтобы максимально использовать топливо, искра должна возникнуть до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия , поэтому к тому времени, когда поршень начнет свой рабочий ход, давление будет достаточно высоким, чтобы начать полезную работу .

Работа = Сила * Расстояние

В цилиндре:

  • Сила = Давление * Площадь поршня
  • Расстояние = Длина хода

Итак, когда мы говорим о цилиндре, работа = давление * площадь поршня * длина хода .А поскольку длина хода и площадь поршня фиксированы, единственный способ максимизировать работу — увеличить давление.

Время зажигания очень важно, и время может быть либо , , либо , , в зависимости от условий.

Время, необходимое для сжигания топлива, примерно постоянно. Но скорость поршней увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это означает, что чем быстрее двигатель работает, тем раньше должна возникнуть искра.Это называется опережением зажигания . : Чем выше частота вращения двигателя, тем больше требуется опережения зажигания.

Другие цели, такие как минимизация выбросов , имеют приоритет, когда максимальная мощность не требуется. Например, замедляя синхронизацию зажигания (перемещая искру ближе к вершине такта сжатия), можно снизить максимальное давление и температуру в цилиндре. Снижение температуры помогает уменьшить образование оксидов азота (NO x ), которые являются регулируемым загрязнителем.Задержка синхронизации также может устранить детонацию; некоторые автомобили с датчиками детонации делают это автоматически.

Далее мы рассмотрим компоненты, которые создают искру.

Катушка зажигания

— основные части, принцип работы и применение Катушка зажигания

— это (также называемая искровой катушкой) индукционная катушка, которая используется для повышения низкого напряжения батареи (12 В) до очень высокого напряжения (около 50000 Вольт). для образования искры в цилиндре двигателя для сгорания топлива.Используется в автомобильной системе зажигания. Также можно сказать, что это короткий повышающий трансформатор.

Принцип работы

Катушка зажигания в основном состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки и железного сердечника. Когда ток через первичную обмотку многократно включается и прерывается контактным выключателем, он вызывает очень высокое напряжение во вторичной обмотке (около 50000 В). Это высокое напряжение от вторичной обмотки передается на свечу зажигания через распределитель зажигания, чтобы вызвать искру в цилиндре.

Основные части

Различные основные части катушки зажигания
1. Первичная обмотка
2. Вторичная обмотка
3. Железный сердечник

Также читайте:

1. Первичная обмотка

Она состоит из толстых медный провод, имеющий от 200 до 300 витков, изолированных друг от друга

2. Вторичная обмотка

Он состоит из тонкой медной проволоки, имеющей большое количество витков, около 21000 витков. Провода вторичной обмотки изолированы друг от друга эмалированным проводом.

3. Железный сердечник

Состоит из многослойного железного сердечника. Он используется для хранения энергии в виде магнитного поля.

Конструкция

В катушке зажигания железный сердечник находится в центре, а первичная и вторичная обмотки окружают его. Первичная обмотка состоит из толстого медного провода, имеющего от 200 до 300 витков, изолированных друг от друга. С другой стороны, вторичная обмотка состоит из тонкого медного провода, имеющего 2100 витков и изолированного друг от друга эмалью на проводах и слоями масляной бумажной изоляции.

Работа катушки зажигания

  1. Когда ключ зажигания включен, ток через первичную обмотку начинает течь, это создает магнитное поле в железном сердечнике и вокруг него.
  2. При размыкании контакта в автоматическом выключателе первичный ток падает. Это также разрушает магнитное поле в сердечнике. Это внезапное нарушение магнитного поля вызывает очень высокое напряжение на вторичной обмотке. Величина наведенного напряжения составляет около 50000 вольт.
  3. Это высокое напряжение затем передается на свечу зажигания через распределитель зажигания, чтобы произвести искру для зажигания.

Также читайте:

Application

Он в основном используется в автомобильных системах зажигания и в транспортных средствах с бензиновыми двигателями, таких как скутеры, мотоциклы, автомобили и т. Д.

Не используется в транспортных средствах, работающих под управлением образуют дизельный двигатель.

Как определить неисправность катушки зажигания?

Различные симптомы неисправности:

  • Возгорание
  • Проблемы с запуском
  • Меньшая экономия топлива
  • Пропуски зажигания в двигателе
  • Двигатель глохнет
  • Дрожание двигателя

Если вы найдете какие-либо вопросы по этой статье, не забудьте прокомментировать нас.И если вы найдете эту статью информативной, то лайкайте и поделитесь ею.

Конструкция катушки зажигания | Строительство автомобилей

Катушка зажигания или искровая катушка — это индукционная катушка в системе зажигания автомобиля . Он преобразует низкое напряжение батареи в ток высокого напряжения, необходимый для воспламенения топлива.

Ток низкого напряжения преобразуется в ток высокого напряжения в катушке зажигания.Конструкция катушки зажигания может отличаться количеством витков, диаметром выводов первичной и вторичной обмоток и соответствующим соединением между обмотками.

1 — корпус; 2 — резистор; 3 — держатель резистора; 4 — шина; 5 — зажим высокого напряжения; 6 — высокое напряжение выход; 7 — крышка; 8 — вторичный контакт; 9 — пружина; 10 — зажим низкого напряжения; 11 — кронштейн крепления катушки зажигания; 12 — токопровод; 13 — первичная обмотка; 14 — вторичная обмотка; 15 — изолирующие прокладки; 16 — изолятор; 17 — масло; 18 — магнитопровод; 19 — вывод.

Зажигание катушка имеет магнитопровод 18, который состоит из отдельных полос электрического стали изолированы между собой шкалой. Изолирующая трубка электрического картон кладется поверх магнитопровода, на котором вторичная обмотка Сначала наматывается 14, а затем первичная обмотка 13. При таком расположении обмоток, нагрев катушки зажигания при работе двигателя уменьшенный.

Один конец вторичной обмотки 14 соединен с первичной обмоткой. 13, а другой — к выходной клемме 8.При такой связи между обмотками имеется электрическая или магнитная связь. Концы первичной обмотки подключены к зажимам 5 и 10. Слой изоляционная бумага и кольцевой магнитопровод из трансформаторного железа. расположен в верхней части первичной обмотки для усиления магнитного потока и отвода тепла.

Магнитопровод с обмотками помещен в герметичный корпус 1 и закреплен в нем изолятором 16 и крышкой 7. Пространство между корпусом и обмотками заполнено трансформаторным маслом, которое улучшает изоляцию и отводит тепло от обмоток.Во время работы прерывателя ток в первичной обмотке катушки зажигания постоянно меняется: он уменьшается при размыкании контактов и увеличивается при их замыкании. Сила тока в первичной обмотке зависит от длительности контактов выключателя.
При более высокой частоте вращения коленчатого вала контакты замыкаются на очень короткое время: в этом случае сила тока в первичной обмотке и напряжение на вторичной обмотке снижаются.


Работа многоцилиндрового двигателя в этих условиях становится нестабильной из-за перебоев в контактной системе зажигания аккумуляторной батареи. Для уменьшения этих негативных явлений в первичную обмотку включен резистор 2. Это приводит к тому, что сопротивление первичной обмотки катушки зажигания становится переменным: при малой скорости вращения коленвала оно увеличивается, при высокой частоте уменьшается, а ток несколько увеличивается.

В период пуска двигателя стартером, потребляющим большой ток, напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи уменьшается, а ток в первичной обмотке катушки зажигания уменьшается. Следовательно, резистор в момент пуска двигателя замыкается контактами стартера.

Первичный контур системы зажигания.

Первичная цепь состоит из аккумулятора, переключателя зажигания, резистора, модуля зажигания или контактных точек и первичной проводки катушки.Они покрываются в том порядке, в котором через них проходит электричество. Напряжение первичной цепи низкое, работает от батареи 12 вольт. Проводка в этой схеме покрыта тонким слоем изоляции для предотвращения коротких замыканий.



Аккумулятор.


Чтобы лучше понять работу первичных цепей системы зажигания, мы начнем с батареи и проследим прохождение электричества через систему. Аккумулятор является источником электроэнергии, необходимой для работы системы зажигания.Батарея накапливает и вырабатывает электричество за счет химического воздействия. Когда он заряжается, он преобразует электричество в химическую энергию. Когда он разряжается (вырабатывая ток), батарея преобразует химическую энергию в электричество. Для правильной работы батарея должна быть в таком состоянии или заряжена, чтобы производить максимальную электрическую мощность.

Выключатель зажигания.

Первичный контур начинается от аккумуляторной батареи и течет к замку зажигания. Он контролирует поток электроэнергии через терминалы.Выключатель зажигания может иметь дополнительные клеммы, которые подают электричество в другую систему автомобиля при включении ключа. Большинство выключателей зажигания установлено на рулевой колонке.

Резистор.


Некоторые системы зажигания включали резистор в свои первичные цепи. Электричество течет от замка зажигания к резистору. Резисторы контролируют количество тока, достигающего катушки. Это может быть калиброванный провод сопротивления или балластный тип.

Большинство резисторов просто состоят из калиброванного провода резистора, встроенного в жгут проводов между переключателем зажигания и катушкой.Провод сопротивления понижает напряжение аккумуляторной батареи примерно до 9,5 В при нормальной работе двигателя. Однако, когда двигатель запускается, катушка получает полное напряжение батареи от байпасного провода, байпасный провод подает на катушку полное напряжение батареи от переключателя зажигания и соленоида стартера, пока двигатель проворачивается. когда ключ отпущен, цепь получает питание через провод сопротивления.

Балластный резистор, который используется на некоторых автомобилях, представляет собой термочувствительный блок с переменным сопротивлением.Балластный резистор предназначен для нагрева на низких оборотах двигателя, когда через катушку будет протекать больший ток. По мере того, как он нагревается, значение его сопротивления увеличивается, в результате чего меньшее напряжение проходит через катушку. По мере увеличения оборотов двигателя продолжительность протекания тока уменьшается. Это вызывает понижение температуры. При понижении температуры резистор позволяет напряжению на катушке увеличиваться.

На высокой скорости, когда требуется более горячая искра, катушка получает полное напряжение батареи. Балластный резистор представляет собой катушку из никель-хромовой или нихромовой проволоки.Свойства нихромовой проволоки имеют тенденцию увеличивать или уменьшать напряжение прямо пропорционально теплу проволоки. На следующем рисунке показано, что в некоторых транзисторных системах зажигания используются два балластных резистора для управления напряжением катушки. От резистора ток идет к катушке. В большинстве современных автомобилей с электронным зажиганием резистор в цепи зажигания не используется. Большинство современных электронных систем зажигания постоянно используют полное напряжение батареи.

Принципы балластного резистора.A — Это иллюстрирует длительную пульсацию тока

, проходящего через провод специального балластного резистора при низких оборотах двигателя

. Ток нагревает специальный провод и снижает величину тока, достигающего

катушки, B — Это иллюстрирует короткую пульсацию

на высоких скоростях. Это позволяет проводу остыть, и через катушку течет более сильный ток

.

Катушка зажигания.

Первичная цепь ведет от переключателя зажигания или резистора к катушке зажигания.Катушка зажигания на самом деле представляет собой трансформатор, способный повышать напряжение батареи до 100 000 вольт, хотя большинство катушек вырабатывают около 50 000-60 000 вольт. Катушки различаются по размеру и форме, чтобы соответствовать требованиям различных транспортных средств.

Конструкция змеевика.

Катушка со специальным ламинированным железным сердечником. Вокруг этого центрального сердечника намотаны многие тысячи витков очень тонкой медной проволоки. Эта тонкая проволока покрыта тонким слоем высокотемпературного изоляционного лака.Один конец тонкого провода подключается к клемме высокого напряжения, а другой — к проводу первичной цепи внутри катушки. Все эти витки тонкой проволоки от так называемой вторичной обмотки.

Несколько сотен витков более тяжелого медного провода намотаны вокруг обмотки вторичной катушки. Каждый конец подключен к клемме первичной цепи на катушке. Эта обмотка также изолирована. Витки более тяжелого провода от первичной обмотки.

Сердечник с присоединенной вторичной и первичной обмотками помещен внутри многослойной железной оболочки.Задача оболочки — помочь сконцентрировать магнитные силовые линии, которые будут развиваться обмотками. Затем все это устройство помещается в стальной, алюминиевый или бакелитовый корпус. В некоторых конструкциях катушек корпус заполнен маслом или парафиноподобным материалом. В других конструкциях обмотки катушек заключены в тяжелый пластик. Змеевик герметизирован, чтобы предотвратить попадание грязи или влаги. Клеммы первичной и вторичной обмоток тщательно герметизированы, чтобы выдерживать вибрацию, нагревание, влагу и воздействие высокого наведенного напряжения.

Несколько различных катушек зажигания и их конструкция.

A — Выносная высокоэнергетическая катушка зажигания (HEI)

B — Конструкция катушки HEI в разрезе.

C-образный разрез катушки обычного типа.

Работа катушки.

При включении зажигания ток течет через первичные обмотки катушки на землю. Когда через провод течет ток, вокруг проводника создается магнитное поле. Поскольку в первичных обмотках несколько сотен витков провода, создается сильное поле.Это магнитное поле окружает как вторичную, так и первичную обмотки. Если происходит быстрое и четкое прерывание тока на его пути к земле после прохождения через катушку, магнитное поле схлопнется в ламинированном железном сердечнике.

По мере того, как поля исчезают через первичную обмотку, напряжение в первичных обмотках будет увеличиваться. Это называется самоиндукцией, поскольку первичные обмотки создают собственное повышение напряжения. Напряжение, индуцированное в первичных обмотках, составляет около 200 вольт.Поскольку он состоит всего из нескольких сотен витков провода, самоиндукция не влияет на работу вторичной обмотки, но может вызвать точечное искрение в системе точек контакта.

Когда магнитное поле схлопывается, оно проходит через вторичную обмотку, производя крошечный ток в каждом витке. Вторичные обмотки содержат тысячи витков провода, так как напряжение каждого витка провода умножается на количество витков. Это может привести к возникновению напряжения, превышающего 100 000 вольт.Это называется индукцией. Высокое напряжение, создаваемое вторичными обмотками, выходит из вывода катушки высокого напряжения и направляется к свечам зажигания.

Большинство катушек имеют клеммы первичной обмотки, отмеченные (+) и (-). Знак «плюс» указывает на положительный результат, а «минус» — на отрицательный. Катушка должна быть установлена ​​в первичной цепи в соответствии с заземлением батареи. Это совмещение положительной и отрицательной клемм заземлено, отрицательная клемма катушки должна быть подключена через модуль зажигания или распределитель к земле, если применимо.Это сделано для обеспечения правильной полярности свечи зажигания.

Схема подключения, показывающая, как катушка индуцирует ток

, протекающий во вторичной катушке.

Работа катушки зажигания. 1-первичная обмотка. 2- Вторичная обмотка

. Ток теперь покидает кишечную палочку на своем пути, чтобы зажечь свечи

через распределитель.

Фактический выход катушки.

Даже несмотря на то, что выходное напряжение некоторых катушек может превышать 100 000 вольт, катушка вырабатывает напряжение, достаточное только для возникновения искры.Оно может составлять всего 2000 вольт на холостом ходу на более старом автомобиле без средств контроля выбросов или до 60 000 вольт на новом автомобиле с максимально обедненной смесью и под нагрузкой. Для управления мощностью катушки в большинстве двигателей есть распределитель. Задача распределителя — запустить катушку и распределить ток высокого напряжения на правую свечу зажигания в нужное время.

Обрушение первичного поля. Когда первичная цепь

разрывается, магнитное поле разрушается через вторичную обмотку

к сердечнику.

Способы отключения тока.

Чтобы вызвать коллапс магнитного поля катушки, ток через первичные обмотки должен быть мгновенно и чисто прерван, без пробоя (скачки тока или дуги в пространстве) в точке отключения в течение примерно 75 лет. потоки тока контролировались с помощью набора контактных точек для разрыва потока и сжатия первичного поля катушки. За последние 20 лет системы контактных точек были заменены электронными системами зажигания, в которых для управления первичной цепью используются транзисторы.

Электронное зажигание может производить искру высокого напряжения, необходимую для воспламенения бедных смесей, используемых в современных транспортных средствах. В то время как старая система точек контакта могла производить не более 20 000 или 30 000 вольт, электронные системы зажигания позволяют использовать до 100 000 вольт. Все современные автомобили используют системы зажигания с электронным управлением первичной цепью, основное различие между системами зажигания в точке контакта и электронными системами зажигания заключается в методе прерывания первичной цепи катушки.

Контактный пункт.

Контактные точки, используемые на старых автомобилях, представляли собой простой механический способ замыкания и размыкания первичной цепи катушки. Стационарная деталь заземлена через монтажную пластину точки контакта распределителя. Этот раздел предназначен только для настройки начальной точки.

Вторая деталь — подвижная точка контакта. Поворачивается на стальной стойке. Волокнистая пружина прижимает подвижный контактный рычаг к неподвижному блоку, заставляя две точки контакта касаться друг друга.Подвижный рычаг выталкивается наружу кулачками распределителя, которые поворачиваются за счет того, что вал распределителя открывает и закрывает точки при вращении. Количество лепестков соответствует количеству цилиндров.

Типовая конструкция точки контакта. Большинство из них включает регулируемую точку

в регулируемую опорную базу. Технические характеристики зазора средней точки

(от 0,018 до 0,022 дюйма)

Кулачок вращается и перемещает контактный рычаг через оптоволоконный блок трения. Он прикреплен к контактному рычагу и трется о кулачок.Для уменьшения износа на блоке используется высокотемпературная смазка. Подвижный контактный рычаг изолирован, так что, когда первичная цепь не будет заземлена, точки контакта соприкасаются.

Контактный пункт Жилая.

Число градусов, на которое кулачок распределителя поворачивается от момента закрытия до момента, когда они снова открываются, называется задержкой и иногда упоминается, поскольку это влияет на накопление магнитного поля в первичных обмотках. Чем дольше точки закрыты, тем больше магнитное накопление.Однако слишком долгая выдержка может привести к искрению и возгоранию. Если задержка слишком мала, точки откроются и схлопнут поле до того, как в нем накопится достаточно напряжения, чтобы произвести удовлетворительную искру.

При установке габаритов точки контакта, когда габариты уменьшаются, задержка увеличивается. Когда габарит увеличен, задержка уменьшается. Задержка не может быть отрегулирована в электронных системах зажигания, но может быть измерена для помощи при диагностике. Всегда проверяйте спецификацию производителя на задержку при установке точек.

Эти точки зажигания закрываются на 1 и остаются закрытыми, когда кулачок поворачивается

на 2. Число градусов, образованных этим углом, определяет

задержки.

Конденсатор.

Конденсатор, иногда называемый конденсатором, поглощает избыточный первичный ток при размыкании точек контакта. Конденсатор предотвращает точечное искрение и, как следствие, перегрев, точечную коррозию и чрезмерный износ. Помимо увеличения срока службы точки контакта, конденсатор позволяет магнитному полю катушки быстро разрушаться, вызывая сильную мгновенную искру.

Большинство конденсаторов состоит из двух листов очень тонкой фольги, разделенных двумя или тремя слоями изоляции. Фольга и изоляция скручены в цилиндрическую форму. Затем цилиндр помещается в небольшой металлический корпус и герметизируется для предотвращения проникновения влаги. Близкое расположение полос фольги создает емкость или способность притягивать электроны.

Когда точки закрыты, конденсатор активен, так как магнитное поле катушки начинает нарастать, когда точки открываются, магнитное поле начинает разрушаться, а напряжение в первичных обмотках увеличивается из-за самоиндукции.Если бы конденсатор не использовался, напряжение в первичной цепи было бы дугой в точках, потребляя энергию катушки до того, как магнитное поле пройдет через вторичные обмотки.

Однако конденсатор притягивает избыточное первичное напряжение, предотвращая дугу в точках. К тому времени, когда конденсатор полностью зарядился, точки слишком сильно разомкнули ток, чтобы дуга магнитного поля схлопнулась через вторичные обмотки, образуя быструю сильную искру.

Конденсаторный блок герметично заключен в металлический корпус.Обратите внимание на

, как конденсатор прикреплен к распределителю.

Электронное зажигание.

Схема на рисунке представляет собой простую электронную схему зажигания. Обратите внимание, что нет никаких механических устройств для замыкания и размыкания цепи. Весь процесс осуществляется в электронном виде. Ток течет от замка зажигания через модуль зажигания к катушке. Модуль зажигания содержит электронные компоненты, которые заставляют катушку производить искру высокого напряжения. Модули зажигания обрабатывают входные данные от других компонентов зажигания.

Схема, показывающая поток энергии через один тип электронной цепи зажигания

.

Модули зажигания иногда устанавливаются на брандмауэре двигателя или на внутреннем крыле, чтобы защитить их от чрезмерного нагрева двигателя. Остальные модули расположены в распределителе, установлены снаружи на корпусе распределителя или как часть узла змеевика. Ток от замка зажигания поступает в модуль и проходит через силовой транзистор, прежде чем достигнет катушки. Силовой транзистор действует как проводник, пропуская полный ток в цепи.Это начинает нарастание магнитного поля в катушке.

Когда силовой транзистор сигнализируется срабатывающим устройством и другими схемами модуля, он становится изолятором. Поскольку ток течет через изолятор, это останавливает протекание тока через первичную цепь катушки. Когда ток прекращается, магнитное поле схлопывается, создавая ток высокого напряжения во вторичных обмотках. После завершения схлопывания катушки процесс повторяется, поскольку ток через силовой транзистор снова начинается.


A и B — Покомпонентные изображения распределителя в сборе, в котором находится электронный модуль зажигания

.

C — Схема системы зажигания с электронным модулем зажигания

.

Электронные пусковые устройства.

Электронные пусковые устройства посылают ток сигнала на модуль зажигания, который затем разрывает первичную цепь. Детали спускового устройства не изнашиваются, что дает им гораздо больший срок службы, чем контактные точки, поскольку спусковое устройство не меняется.Это улучшает характеристики двигателя, выбросы выхлопных газов и надежность. В настоящее время используются три типа пусковых устройств:

  • Магнитное.
  • Эффект Холла.
  • Оптический.

Большинство пусковых устройств приводится в действие вращением вала распределителя. Некоторые пусковые устройства установлены в блоке цилиндров или на нем и приводятся в действие вращением коленчатого и / или распределительного вала.

Магнитный датчик.

Магнитный датчик установлен в распределителе и реагирует на скорость распределителя, которая составляет половину скорости вращения коленчатого вала, этот датчик вырабатывает переменный ток.Выделяемый ток невелик (около 250 милливольт), но его легко считывает модуль зажигания. Узел вращающегося зуба называется реле или спусковым колесом. Стационарный узел называется приемной катушкой или статором.

Воздушный зазор между вращающимися и неподвижными зубьями предотвращает физический контакт и исключает износ. Когда зуб реактора совмещается с зубцом датчика, сигнал напряжения отправляется на модуль зажигания, который выключает силовой транзистор и прерывает первичный ток в катушке зажигания, вызывая зажигание свечи зажигания.Некоторые датчики устанавливаются возле коленчатого вала. реакторное колесо является частью коленчатого вала и находится в его средней точке. Между этим датчиком и реактором также существует воздушный зазор. Когда датчик находится в середине каждого слота, транзистор отключается и прерывает ток к катушке зажигания, вызывая срабатывание свечи зажигания. Воздушный зазор имеет решающее значение для всех магнитных датчиков и должен быть установлен в соответствии со спецификацией.

Несколько различных магнитных датчиков положения коленчатого вала

. A — Между реактором

и приемной катушкой имеется воздушный зазор.Устанавливается на распределителе

B — Этот датчик

формирует переменный ток. C — Датчик положения и реактор, расположенный на

коленчатом валу.

Переключатель на эффекте Холла.

Переключатель Холла может быть установлен в распределителе или на коленчатом валу. Датчик Холла представляет собой тонкую пластину из полупроводникового материала, на которую постоянно подается напряжение. Напротив датчика расположен магнит, между датчиком и магнитом есть воздушный зазор.Магнитное поле воздействует на датчик до тех пор, пока между датчиком и магнитом не появится металлический язычок, обычно называемый заслонкой. Этот металлический язычок не касается магнита или датчика. Когда контакт между магнитным полем и датчиком прерывается, его выходное напряжение уменьшается. Это сигнализирует модулю зажигания о необходимости выключить силовой транзистор. Это прерывает первичный ток катушки зажигания, вызывая ее возгорание.

A — Магнитное поле может воздействовать на датчик Холла.

B-Когда металлический язычок, прикрепленный к валу распределителя

, вращается между магнитом и датчиком Холла, магнитное поле

прерывается.Катушка зажигания посылает на распределитель высокое напряжение

каждый раз, когда магнитное поле прерывается

Оптический датчик

.

Оптический датчик обычно находится в распределителе. Пластина ротора имеет множество прорезей, через которые свет проходит от светодиода (LED) к фоточувствительному диоду (светоприемник). Когда пластина ротора вращается, она прерывает световой луч от светодиода к фотодиоду. Когда фотодиод не обнаруживает свет, он посылает сигнал напряжения на модуль зажигания, заставляя его запускать катушку.

Оптический датчик положения коленчатого вала использует светодиод для передачи луча

света на фотодиод через прорези в пластине ротора.

Пластина ротора, используемая с оптическим датчиком. Обратите внимание на расстояние между прорезями

.

Система зажигания без распределителя.

Система зажигания без распределителя не имеет распределителя. В нем используется датчик положения коленчатого вала, который является магнитным датчиком переключателя на эффекте Холла. Датчик коленчатого вала установлен на блоке двигателя или в нем.Некоторые системы без распределителя имеют второй датчик на распределительном валу. датчик выполняет ту же работу, что и приемная катушка или переключатель на эффекте Холла в распределителе, соответствует ходу. Преимущество этой системы — отсутствие распределителя или узла, ротора и крышки распределителя.

Электрический сигнал генерируется всякий раз, когда коленчатый вал вращается, и сигнал отправляется на модуль зажигания и / или бортовой компьютер. Этот сигнал позволяет компьютеру определять положение каждого поршня в двигателе.В системах с датчиками коленчатого и распределительного валов показания обоих датчиков используются для определения положения поршня. Вход датчика также может использоваться компьютером для определения числа оборотов двигателя и величины опережения угла опережения зажигания.

A — Схема электронной системы зажигания без распределителя зажигания.

B — Одно возможное расположение компонентов для системы зажигания без распределителя.

При зажигании без распределителя создается свеча зажигания высокого напряжения с использованием нескольких катушек зажигания. На каждые два цилиндра приходится одна катушка зажигания.Версия с четырьмя цилиндрами имеет две катушки, шестицилиндровый — три катушки, а V-B использует четыре катушки, необходимо использовать несколько катушек, поскольку нет крышки распределителя и ротора для распределения искры.

Все катушки зажигания без распределителя имеют две разрядные клеммы. Эти клеммы подключаются к двум свечам зажигания двигателя через обычные провода резисторной свечи. Когда катушка срабатывает, искра выходит из одного вывода, проходит через провод свечи зажигания и возвращается к другому выводу катушки через блок двигателя, при этом другой провод свечи зажигания фактически зажигает обе свечи одновременно. .Провода катушки расположены так, что катушка зажигает одну свечу в верхней части такта выпуска, не влияет на работу двигателя и часто называется отработанной искрой. Поскольку для перескока язычка свечи зажигания на такте выпуска требуется очень небольшое напряжение, катушка достаточно мощная, чтобы зажигать обе свечи.

Интегрированная система прямого зажигания представляет собой разновидность безраспределительной системы зажигания. В этой системе вместо проводов свечей зажигания используются токопроводящие полоски для передачи электричества от катушек к свечам зажигания.Как и во всех безраспределительных системах, каждая катушка обслуживает две свечи зажигания.

Изображение системы прямого зажигания в разобранном виде. Эта установка с двумя катушками

для использования с четырехцилиндровым двигателем.

Система прямого зажигания.

Система прямого зажигания аналогична системе зажигания без распределителя. Однако в системе прямого зажигания на каждую свечу зажигания приходится по одной катушке. Между катушками и свечами не используются провода свечей зажигания или другие проводники. Вместо этого башни катушек подключаются непосредственно к свечам зажигания.

Покомпонентное изображение, показывающее расположение катушки и свечи зажигания

для одного цилиндра двигателя V-B с прямым зажиганием

. Каждая свеча в этом двигателе имеет свою катушку

.

Вы проследили прохождение тока через первичную систему.

Пройдя через контактный модуль или точки контакта, он возвращает

аккумулятор через металлические части автомобиля, к которым он заземлен.

Функция катушки зажигания

— информация о детали

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный (слаботочный) трансформатор, который преобразует 12-вольтовый источник питания автомобиля в 25-30 000 вольт, необходимые для преодоления зазора свечи зажигания, тем самым вызывая возгорание.

Как работают катушки зажигания

С развитием системы управления двигателем катушки зажигания подверглись полной переработке. Ушли в прошлое традиционные бочкообразные змеевики, заполненные маслом / асфальтом, теперь практически все производители используют заполненные смолой пластиковые змеевики всех форм и размеров. Они меньше, легче и эффективнее, но, к сожалению, не всегда надежнее.

Хотя они кажутся совершенно разными, они по-прежнему полагаются на законы электромагнетизма Фарадея для генерации этого высокого напряжения.

Когда напряжение проходит через первичные обмотки (от батареи (+ ve) через переключатель зажигания до земли (–ve)) вокруг обмоток создается магнитное поле (поток). Если напряжение прерывается (выключается), магнитное поле коллапсирует, это создает напряжение во вторичных обмотках. Это генерируемое или индуцированное напряжение зависит от соотношения обмоток (первичной и вторичной), конструкции катушки и скорости включения и выключения напряжения.

Выключателем, который использовался много лет, были контакты зажигания. Они механически приводились в действие двигателем и синхронизировались с запуском зажигания непосредственно перед тем, как поршень достиг верхней мертвой точки. В конце 70-х — начале 80-х годов электронное зажигание заменило механические контакты. Это обеспечило более высокую скорость переключения (следовательно, более высокое выходное напряжение) и более точную настройку момента зажигания (отсутствие механического переключателя для износа / ухудшения). В электронном зажигании использовался бесконтактный датчик (датчик Холла или индуктивного типа), который был предшественником современных датчиков кулачка / кривошипа.

В связи с тем, что правительственное законодательство диктует необходимость постоянно снижать концентрацию смесей, а производители двигателей разрабатывают все более и более мощные двигатели, возникла необходимость в системах зажигания с более высоким напряжением. Высокое давление в цилиндре, температура в камере сгорания и концентрация бедной смеси затрудняют проскакивание искры через зазор свечи, поэтому требуется искра более высокого напряжения. Наиболее требовательные приложения включают приложения с турбонаддувом / суперзарядом, обедненной смесью или прямым впрыском бензина.После появления электронного зажигания конструкторы обратились к разработке катушки зажигания.

К этому моменту традиционная система зажигания достигла своего предела. Он становился «насыщенным» при более высоких требуемых напряжениях, и искались альтернативы. Более высокие напряжения, необходимые для зажигания искры, также вызывали проблемы под капотом с изоляцией выводов высокого напряжения (HT), как по напряжению, так и по излучению. Требовалась новая конструкция системы зажигания, что привело к разработке пластиковых катушек, наполненных смолой, и снижению популярности распределителей и выводов HT.

Разработка этих «пакетов» катушек стала возможной только с появлением пакетов автоматизированного проектирования (САПР). Катушки проектируются и тестируются перед производством. Узел катушки теперь точно согласован с другими компонентами системы зажигания (свечи, ступень привода ЭБУ и т. Д.), Все из которых являются неотъемлемой частью системы управления двигателем.

Вторичная цепь катушки теперь полностью изолирована от первичной (см. Схему ниже), это позволяет использовать «двусторонние» катушки с двумя выходами HT, они также включены в многоцилиндровые «блоки», состоящие из сборки двойных концевые катушки для обеспечения возможности настройки «катушка на цилиндр».Кроме того, поскольку катушки из смолы могут быть меньше и любой формы, их можно даже устанавливать непосредственно на свечи зажигания (катушки с карандашом).

Блоки катушки на штекере уменьшают электрическую емкость цепи HT и уменьшают количество компонентов HT, удаляя «слабое звено» — вывод HT. Это также увеличивает надежность системы зажигания.

Эти типы катушек бывают всех форм и размеров — карандашные катушки, блочные катушки, кассетные катушки.

Консультации по тестированию

При проверке катушек зажигания начните с основ:

  1. Выполните внешние проверки на наличие признаков утечек HT (отслеживание), проверьте изоляционный материал на наличие трещин, проверьте клеммы на предмет коррозии.

  1. Затем перейдите к проверке внутренних сопротивлений, проверьте первичную и вторичную обмотки, проверьте сопротивление (если есть) между двумя цепями. Сравните показания с соответствующими руководствами по данным.

Вышеупомянутые испытания выявят множество неисправностей, однако полное испытание очень затруднено, поскольку наиболее частые отказы происходят с нарушением внутренней изоляции. В смоле, изолирующей первичную обмотку от вторичной, образуются трещины.Это вызывает утечку напряжения HT через первичные обмотки. Без специального оборудования проверить это невозможно. Проверка сопротивления между катушками с помощью обычного омметра просто покажет обрыв цепи, неисправности обнаруживаются только при 30 000 вольт, пытающихся выбраться наружу. Таким образом, проверка сопротивления первичной и вторичной обмоток не гарантирует исправности катушки зажигания.

Внимание: поскольку теперь катушка управляется ЭБУ, любое повреждение внутренней изоляции катушек может привести к отказу ЭБУ.

Катушки зажигания всегда следует заменять комплектами. Все катушки на транспортном средстве проделали одинаковую работу, поэтому, если одна из них вышла из строя, другие будут уходить — при замене отдельных блоков значительно увеличиваются риски повторной неисправности зажигания. При установке сменной катушки важно использовать высококачественный блок, чтобы избежать дальнейшего преждевременного выхода из строя. Катушки зажигания между двигателями проходят тщательные испытания, чтобы гарантировать, что они соответствуют спецификации оригинального оборудования и дают установщикам уверенность в том, что они устанавливают качественный продукт, обеспечивающий высокий уровень производительности и оптимальный срок службы.

Источник: СМПЭ

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *