Катушки и модули зажигания

Катушка зажигания играет роль источника напряжения (высоковольтного). Оно необходимо для того, чтобы поджечь топливно-воздушную смесь в цилиндрах мотора авто. Катушка зажигания – сердце всей системы зажигания, вне зависимости от её вида и конструктивных особенностей. Принцип действия В моторах автомобилей, работающих на бензине, горючее в цилиндре нужно поджечь. Для этого применяют свечи зажигания искрового типа. Чтобы создать нужную искру, нужно много энергии – около 50 тысяч Вольт. Этого количества хватит, чтобы разряд на электродах был той мощности, которая необходима. Такое количество энергии в состоянии обеспечить катушка зажигания. Она превращает двенадцативольтный ток от аккумулятора машины в высоковольтный. Благополучное функционирование мотора прямо пропорционально качеству и стабильной работе катушки. Нет искры – автомобиль не поедет. Принцип работы катушки зажигания, цена которой, в зависимости от производителя, стартует с примерно 2 000 рублей (производитель – Bosch), основан на законе самоиндукции. В рамках этого закона ток низкого напряжения от аккумулятора попадает на первичную обмотку. В итоге, вокруг первичной обмотки создается электромагнитное поле. Когда контакт размыкается, ток в первичной обмотке пропадает. Также пропадает и магнитный поток, после того, как проходит через вторичную и первичную обмотки. В них и образуется электродвижущая сила. Объем электродвижущей силы тем больше, чем больше у катушки витков во вторичной обмотке и чем меньше срок убывания напряжения в первичной обмотке. Благодаря тому, что современные катушки состоят из 25 тысяч витков вторичной обмотки (и больше), на ней образуется напряжение до 40 тысяч Вольт. Именно такое напряжение и нужно для системы зажигания. Чтобы катушка зажигания работала максимально эффективно и долго, необходимо предпринять дополнительные меры: смонтировать конденсатор параллельно прерывателю (это сократит образование искр на контактах); использовать еще один резистор (чтобы сохранить первичную обмотку от перегрева при небольших нагрузках); заизолировать обмотку между слоями. Состав катушки Все модели катушки зажигания имеют одно принципиальное устройство, состоящее из: первичной обмотки (толстая медная проволока в 400 витков);вторичной обмотки (тонкая медная проволока в 25 тысяч витков);сердечник, сделанный из слоистой трансформаторной стали (внутренний); сердечник кольцевой наружный (или магнитопровод); клеммы на «массу» и низкого напряжения для тока от генератора (он же аккумулятор); клемма высокого напряжения (контактная). В системе зажигания катушка представляет собой промежуточное звено между свечами зажигания и источником тока. Схема работы катушки зажигания (последовательная работа): источник питания; катушка зажигания; прерыватель; распределитель; свечи. Типы катушек зажигания На вопрос: какие катушки зажигания существуют, есть определенный ответ. С началом эпохи электронного управления машины медленно, но верно стали избегать использования ненадежных механических запчастей, а некоторые производители перестали использовать и высоковольтные провода. Катушка с распределителем От катушки заряд подается на свечу исходя из положения контактов трамблера. Так применяли только одну катушку для всех цилиндров мотора. Общая катушка зажигания DIS Работает по технологии «сдвоенной искры», в рамках которой катушка подает напряжение одновременно на две свечи в цилиндрах, где поршни передвигаются одновременно, но на разных тактах. В одном из двух цилиндров искра зажигает горючую смесь, а во втором катушка срабатывает «вхолостую». Эта система зажигания носит название DIS (Double Ignition System). Она позволила убрать один из самых ненадежных узлов – распределитель. Самые новые катушки зажигания: COP (Coil on Plug) Устанавливаются на свечу, их называют еще индивидуальные катушки зажигания. Эта система работает без высоковольтных проводов, которые были еще одним слабым звеном системы зажигания, часто выходящим из строя. Катушки монтируются на каждую свечу по отдельности или на общей топливной рейке. Дополнительные опции Любой тип катушки в рамках функционирования подвергаются нагреванию. Чтобы избежать перегрева, пользуются заливкой (или наполнителем). Она представляет собой эпоксидную смолу или трансформаторное масло. Главное чтобы в наполнителе отсутствовали пузырьки воздуха во время нагревания. Еще одна дополнительная конструктивная особенность катушки зажигания – внутренняя изоляция вторичной и первичной обмоток. Она нужна для того, чтобы не случилось короткого замыкания. Часто производители монтируют изоляционный слой в виде картона с пропиткой между каждым витком проволоки. В итоге высокое напряжение, которое создается на контактах, не вредит слоям изоляции. Используют и такой метод – изолируют исключительно вторичную обмотку, соблюдая соотношение числа витков между вторичной и первичной обмотками 1 к 150-200. Система зажигания, когда с одной катушкой на все цилиндры обладают такой особенностью: чем медленнее передвигается машина, тем дольше то время, пока цепь низкого напряжения замкнута (это провоцирует перегрев катушки). Чтобы избежать перегрева и перегорания обмотки, применяют резистор с термоактивным сопротивлением. Когда металл резистора нагревается, показатель его сопротивления увеличивается, а пропускная способность сокращается. В системах зажигания с электронным управлением резистор не используют, т. к. очередность подачи тока на первичную обмотку регулирует компьютер. В рамках функционирования катушки в сердечнике индуцируются вихревые тока, провоцирующие нагрев сердечника и всей катушки, сокращающие мощность ЭДС в обмотке. Чтобы уменьшить вихревые токи, делают сердечник из изолированных друг от друга слоев трансформаторной стали, добавляя в сталь кремниевые лигатуры (чтобы повысить сопротивление). Сегодня метод слоистого сердечника применяют все изготовители катушек зажигания. Причины и признаки поломок катушек Даже самые дорогие современные катушки зажигания в конце-концов ломаются. Симптомы их выхода из строя разные, но все они портят работу мотора. Проявляется выход из строя катушки зажигания в следующем: двигатель троит иногда или все время; мотор теряет мощность при разгоне; на приборном щитке загорается сигнал "check engine"; мотор начинает работать в режиме safe-mode; мотор не заводится. Но не факт, что все, перечисленное выше, говорит о поломке катушки зажигания. Те же признаки могут говорить о проблемах с форсунками, распределителем или свечами. Главные виновники выхода из строя катушек зажигания – перегрев и влага. От перегрева изоляция внутри катушки нарушается, появляются пробои, короткое замыкание, в результате чего катушка сгорает. Влага, попавшая на нагретый корпус, провоцирует возникновение ржавчины и трещин. Через последние утекает ток, в результате чего при прикосновении к металлическим частям кузова вас бьет током. Частой причиной выхода из строя катушки являются некачественные свечи зажигания. Если изоляция свечи пробита, это спровоцирует перегорание катушки, а попадание газов из камеры сгорания приводит в негодность наконечники. Имейте в виду – купить катушку зажигания выйдет гораздо дороже, чем купить даже самые дорогие свечи зажигания, поэтому на последних экономить не следует. Если катушка сломана, будет перерасход топлива, нестабильная работа мотора и поломка катализатора. Как продлить жизнь катушки зажигания Чтобы редко заменять катушку зажигания, нужно придерживаться простейших правил их использования, а именно: держать электрооборудование машины в чистоте; время от времени производить проверку работоспособности низковольтных и высоковольтных проводов; своевременно производить замену свечей зажигания; следить за тем, чтобы на клеммах не было окислов и грязи. Проверяем работоспособность катушки зажигания Для этой процедуры существует тестер. Он измеряет сопротивление на обмотках. Если сопротивление расходится с номинальными параметрами, катушка функционировать не будет. Катушка обладает двумя низковольтными клеммами, одним высоковольтным выходом и одним контактом «массы». У двухискровых катушек два высоковольтных выхода и два контакта «массы» от вторичной обмотки. Последовательность действий при проверке работоспособности катушки зажигания: отсоедините высоковольтные и низковольтные провода от катушки; проверьте, что катушка совершенно целая, без ущербов в виде трещин, потеков масла, ржавчины, нагара и расплавленных участков; замерьте собственную погрешность мультиметра, для того необходимо поставить измерение до 200 Ом и замкнуть щупы (исправное устройство покажет 0,0 Ом, другие показатели станут погрешностью, её нужно будет вычесть из результатов измерений); измерьте сопротивление первичной обмотки, подключив тестер к низковольтным клеммам, полярность можно не соблюдать (нужное значение сопротивления составляет 0,4-3 Ом, если сопротивление меньше, это значит, что в обмотках короткое замыкание, если сопротивление бесконечно – провод оборван); проверяем вторичную обмотку – ставим тестер на измерение до 2 тыс. кОм, один щуп монтируем на высоковольтный выход, второй – на клемму под номером 2 или на клемму + (сопротивление вторичной обмотки должно быть 5-10 кОм); на пробой изоляции катушку проверяют так – один щуп ставят на высоковольтную клемму, второй – на деталь корпуса, сделанную из металла, сопротивление должно быть бесконечным. Отремонтировать катушку зажигания невозможно, при её выходе из строя нужно покупать новую. Ресурс хорошей катушки составляет порядка 80 тыс. км. Но если условия эксплуатации неблагоприятные, она может сломаться гораздо раньше этого срока.