Последний тип катушки, используемый в автомобилях, — это одинарная катушка. Эти катушки работают с одной свечой зажигания, но один из элементов исключен из цепи передачи искры — высоковольтные провода — поскольку катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания.
Катушка зажигания — описание, виды, как работает
Катушка зажигания является основным компонентом системы зажигания автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Его второе название — трансформатор, но как бы вы его ни называли, он необходим для своевременного запуска двигателя.
- Что такое катушка зажигания и зачем она нужна?
- Структура катушки зажигания
- Как работает катушка зажигания?
- Типы катушек зажигания
- Проверка катушки зажигания
- Распространенные неисправности, предупреждающие знаки и решения
- Заключение
В конечном итоге катушка отвечает за воспламенение топливно-воздушной смеси и передачу напряжения на свечи зажигания. О том, что это за деталь, каковы особенности ее структуры и виды, мы поговорим в сегодняшнем материале.
Что такое катушка зажигания и зачем она нужна?
Как уже упоминалось ранее, основная функция катушки заключается в подаче высокого напряжения на свечу зажигания, после чего образуется искра, которая, в свою очередь, воспламеняет топливно-воздушную смесь. Если катушка не работает должным образом, система зажигания также не будет работать должным образом, и в результате производительность двигателя может снизиться, а автомобиль часто не заводится.
Интересующий нас компонент используется во всех без исключения системах зажигания — бесконтактные, контактные, электронные выключатели.
Конструктивно он представляет собой трансформатор с двумя обмотками. В настоящее время катушку зажигания можно приобрести в трех различных вариантах — обычная, двойная или одинарная, о которых мы подробнее расскажем ниже.
Структура катушки зажигания
Как уже упоминалось, катушка зажигания представляет собой небольшой трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Внутри этих обмоток находятся сердечник и изолированная внешняя оболочка. Первичная обмотка состоит из изолированного медного провода, намотанного с количеством витков, которое может составлять от 100 до 150. Обмотка имеет провода на 12 вольт.
Вторичная обмотка расположена над первичной обмоткой и состоит из еще большего количества витков тонкого медного провода. Количество этих поворотов колеблется между 15 000 и 30 000.
Именно здесь генерируется высокое напряжение, которое может достигать 35 000 вольт и передается на свечи зажигания. Масляные катушки заполнены трансформаторным маслом, которое предотвращает нагрев компонента.
Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение зажигания, используемое в сочетании с модульными катушками, — это индивидуальная катушка для каждого цилиндра, которая устанавливается в свечной колодец и находится в непосредственном контакте со свечой зажигания без высоковольтного провода.
Виды, устройство и принцип работы катушки зажигания
Система зажигания, т.е. воспламенение топливно-воздушной смеси, в двигателях внутреннего сгорания представляет собой катушку зажигания или трансформатор. Это подает на свечи зажигания высокое напряжение и таким образом генерирует искру. Если катушка неисправна, нарушается работа всей системы зажигания, и двигатель может потерять значительную мощность или вообще не работать.
Основная функция катушки заключается в преобразовании низкого напряжения автомобильного аккумулятора (около 12 вольт) в высокое напряжение (до 25-30 тысяч вольт).
Другими словами, устройство типичной катушки зажигания фактически является аналогом импульсного гасящего трансформатора, функция которого заключается в следующем.
При повороте ключа зажигания происходит короткое замыкание сети, и на первичную обмотку трансформатора подается низкое напряжение. Он имеет меньшее число витков и изготовлен из более толстой проволоки. Ток, протекающий через первичную обмотку, создает магнитное поле, в котором накапливается энергия. Если первичная обмотка прерывается (например, механическим выключателем), магнитное поле создает высокое напряжение во вторичной обмотке. Он, в свою очередь, имеет большее количество витков и изготавливается из тонкой проволоки.
Затем высокое напряжение передается в виде импульса на распределитель, который разделяет его и передает на электроды свечи зажигания. Между электродами образуется искра, которая поджигает топливно-воздушную смесь.
Расположение катушки зажигания зависит от ее типа и компоновки моторного отсека. Современные автомобили имеют отдельно адаптированную катушку зажигания для каждой свечи зажигания. Он устанавливается непосредственно на свечу зажигания и клапанную крышку двигателя. Общие или двойные катушки обычно располагаются сбоку капота. Основная идея заключается в уменьшении длины высоковольтных проводов. Более подробную информацию о различных типах катушек см. ниже.
Типы катушек зажигания
Основные характеристики катушек зажигания следующие:
- Индуктивность первичной катушки — способность накапливать энергию.
- Коэффициент преобразования — во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от батареи.
- Напряжение обмоток — частота включения и выключения напряжения трансформатора. Каждая модель имеет свой диапазон, поэтому сопротивление для низковольтных обмоток может составлять 3-3,5 Ом, а для высоковольтных обмоток 5000-9000 Ом.
- Энергия вырабатываемой искры.
- Напряжение пробоя — это уровень высокого напряжения катушки, при котором пробивается воздушный зазор между электродами свечи зажигания и возникает искра.
Наиболее распространены три типа катушек зажигания: обычные, однополюсные и двухполюсные.
Классическая конструкция катушки зажигания
Простейшие катушки имеют две медные обмотки с частотой вращения до 150 об/мин в первичной катушке и до 30 000 об/мин во вторичной. Обе обмотки изолированы во избежание короткого замыкания.
Корпус представляет собой цилиндр с крышкой, в котором расположены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка находится внутри первичной обмотки и одним концом соединена с низковольтной обмоткой.
Другой конец также идет к крышке катушки и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор с воском. Внутри обмотки находится железный сердечник, который увеличивает силу магнитного поля, создаваемого в катушке.
Такие конструкции практически никогда не используются в автомобильной промышленности сегодня. Однако их все еще можно встретить при ремонте старых автомобилей и других транспортных средств.
Конструктивные отличия индивидуальных катушек
Этот тип в основном используется в электронных системах. Катушка зажигания основана на том же функциональном принципе, что и классическая катушка. Конструктивно он также имеет высоковольтную обмотку и низковольтную обмотку, но в отличие от классической схемы, первичная обмотка находится внутри вторичной обмотки. Кроме того, вместо одного ядра имеется два ядра — внешнее и внутреннее.
Первый находится внутри первичной обмотки, а второй — вокруг вторичной обмотки. Высоковольтная обмотка каждой катушки зажигания оснащена специальным диодом. Это прерывает токи высокого напряжения.
Отдельные катушки делятся на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: Сплошные катушки и стержневые катушки. Последние могут быть объединены в модули по четыре штуки. Одна катушка производит только одну искру за цикл, поэтому все катушки должны быть синхронизированы относительно распределительного вала двигателя.
Двухвыводные катушки зажигания
Конструкция двойной катушки зажигания (double lead) аналогична классической конструкции, с той лишь разницей, что высоковольтная обмотка имеет два проводника. Такая конструкция позволяет одновременно воспламенять две свечи зажигания (для двух цилиндров двигателя). В первом случае зажигание происходит в конце такта сжатия топливно-воздушной смеси, во втором — во время фазы выхлопа (холостой ход).
Срок службы и неисправности катушек зажигания
Современные катушки зажигания теоретически имеют срок службы 60-80 тысяч километров. Однако фактические значения в значительной степени зависят от условий эксплуатации. Причины неисправностей могут быть самыми разнообразными:
- Короткое замыкание в обмотках.
- Перегрев катушки.
- Износ в результате длительного использования или чрезмерной вибрации.
- Чрезмерное время зарядки. Чаще всего это происходит, когда аккумулятор автомобиля не в состоянии обеспечить нужное напряжение.
- Утечки в основных компонентах двигателя и топливной системы.
- Повреждения кузова.
В современных автомобилях встроенный компьютер сигнализирует о неисправной катушке, активируя лампочку Check Engine на приборной панели. Другими признаками неисправности являются:
- Сопротивление обмотки трансформатора отклоняется от стандартного значения. Диагностика была проведена с помощью тестера.
- Временный или полный отказ одного или нескольких цилиндров двигателя, снижающий его производительность.
- Ухудшение работы двигателя в холодную (ледяную) погоду или при высокой влажности.
- Отказ двигателя при резком нажатии на педаль акселератора.
- Плохое ускорение автомобиля.
Из-за своей конструкции катушки зажигания не подлежат ремонту и просто заменяются на новые. Диагностику и замену катушек зажигания лучше всего поручить мастерской, поскольку от точности работы этого компонента системы зажигания зависит работа двигателя и всего автомобиля.
