Как называется катушка зажигания: Request blocked

Содержание

Устройство катушки зажигания

Катушкой зажигания называется высоковольтный повышающий импульсный трансформатор, входящий в состав электрической системы автомобиля. Первичная обмотка трансформатора, рассчитанная на низковольтные импульсы напряжения, имеет относительно мало витков провода большого сечения. Вторичная обмотка, рассчитанная на высокое выходное импульсное напряжение, выполнена с значительно большим количеством витков провода малого сечения.

Конструктивно автомобильные трансформаторы подразделяются на два вида: с магнитной цепью разомкнутой и с магнитной цепью замкнутой.

Особенностью катушек с разомкнутой магнитной цепью является способность магнитного потока проходить основную часть своего пути в воздухе, вследствие чего большая часть электромагнитной энергии концентрируется в воздушном пространстве.

Катушка зажигания автомобиля

Особенностью катушек с замкнутой магнитной цепью является прохождение магнитным потоком основной части своего пути по стальному магнитопроводу.

На производство катушек с замкнутой цепью требуется значительно меньшее количество меди и большее количество стали, чем на катушки с разомкнутой цепью, в которых, напротив, используется большее количество меди и меньшее стали. Конструкция катушки с разомкнутой цепью предусматривает расположение вторичной обмотки под первичной, так как вторичная обмотка имеет меньшую массу и требует лучших условий охлаждения.

Конструкция замкнутых катушек предусматривает расположение первичной обмотки внутри вторичной.

Катушка зажигания с разомкнутой магнитной цепью

В состав катушки зажигания, имеющей разомкнутую магнитную цепь, входят следующие элементы: железный сердечник; первичная обмотка с количеством витков медного провода сечением 0,8 мм от 250 до 400; трубка изоляторная; вторичная обмотка с количеством витков от 19000 до 25000; железный корпус с магнитопроводами; крышка из непроводящего материала; клеммы проводов; добавочное сопротивление.

Конструкция катушки зажигания с разомкнутой цепью предполагает расположение первичной обмотки над вторичной обмоткой, а также наличие изоляционного слоя между ними. Оба вывода первичной обмотки подсоединены к клеммам крышки, выполненной из непроводящего материала. Вторичная обмотка подсоединена к центральной клемме крышки только одним выводом, второй вывод подсоединен к первичной обмотке.

Сердечник, входящий в состав катушки зажигания, представляет собой набор узких стальных пластинок, разделенных изоляционными прокладками. Такая конструкция сердечника препятствует образованию вихревых токов.

Сердечник, нижней его частью, располагается в фарфоровом изоляторе. Весь внутренний объем катушки зажигания заполнен маслом, предназначенным для использования в трансформаторах.

В первичной цепи зажигания имеется добавочный резистор, величина сопротивления в котором варьируется в пределах от 0,7 до 20 Ом. В конструкцию добавочного резистора входит спираль, керамические гнезда и две шины.

В случае вращения вала двигателя с низкой частотой контакты прерывателя остаются замкнутыми, и значение силы тока в цепи первичной катушки увеличивается. При этом происходит нагрев добавочного резистора, и его сопротивление сразу возрастает. Это, в свою очередь, способствует увеличению сопротивления в токовой цепи. Возросшее значение сопротивления снижает силу тока и предохраняет катушку зажигания от перегрева.

При увеличении частоты вращения вала контакты прерывателя начинают размыкаться, значение силы тока в цепи первичной обмотки падает, вследствие чего снижаются нагрев резистора и сопротивление токовой цепи.

Катушка зажигания – типы, устройство, принцип работы

Катушка зажигания является сердцем системы зажигания, т.к. обеспечивает в ней создание высокого напряжения. Катушка зажигания применяется во всех системах зажигания: контактной, бесконтактной, электронной. По своей сути катушка зажигания это трансформатор с двумя обмотками.

Различают следующие типы катушек зажигания: общая, индивидуальная и сдвоенная.

Общая катушка зажигания применяется в контактной, бесконтактной системах зажигания и электронной системе зажигания с распределителем.

Катушка зажигания имеет следующее устройство. Катушка объединяет две обмотки – первичную и вторичную. Первичная обмотка содержит от 100 до 150 витков толстой медной проволоки. Для предупреждения скачков напряжения и короткого замыкания проволока изолирована. Первичная обмотка имеет два низковольтных вывода на крышке катушки зажигания.

Вторичная обмотка имеет от 15000 до 30000 витков тонкой медной проволоки. Вторичная обмотка находится внутри первичной обмотки. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, другой – с центральной клеммой на крышке, обеспечивающей вывод высокого напряжения.

Для повышения силы магнитного поля обмотки располагаются вокруг железного сердечника. Обмотки вместе с сердечником помещены в корпус с изолирующей крышкой. Для предотвращения токового нагрева катушка заполнена трансформаторным маслом.

Основными характеристиками катушки зажигания являются сопротивление обмоток, которое для каждой модели индивидуальное. Для примера, сопротивление первичной обмотки составляет порядка 3-3,5 Ом, вторичной обмотки – 5000-9000 Ом. Отклонение величины сопротивления обмотки от нормативного значения свидетельствует о неисправности катушки.

Работа катушки зажигания основана на возникновении во вторичной обмотке высокого напряжения при прохождении по первичной обмотке импульса тока низкого напряжения. При прохождении через первичную обмотку тока создается магнитное поле. При отсечке тока магнитное поле наводит во вторичной обмотке ток высокого напряжения, который выводится через центральную клемму катушки и с помощью распределителя подается к свечам зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания применяется в электронной системе прямого зажигания. Как и общая катушка зажигания, она включает первичную и вторичную обмотки. Здесь, наоборот, первичная обмотка находится внутри вторичной. В первичной обмотке установлен внутренний сердечник, а вокруг вторичной – внешний сердечник.

В индивидуальной катушке зажигания могут располагаться электронные компоненты воспламенителя. Высокое напряжение, вырабатываемое во вторичной обмотке, подается напрямую на свечу зажигания с помощью наконечника, включающего стержень высокого напряжения, пружину и изолирующую оболочку. Для быстрого отсекания тока высокого напряжения во вторичной обмотке устанавливается диод высокого напряжения.

Сдвоенная катушка зажигания (другое наименование – двухвыводная катушка зажигания) применяется во многих конструкциях электронной системы прямого зажигания. Сдвоенная катушка имеет два высоковольтных вывода, которые обеспечивают синхронное получение искры двумя цилиндрами одновременно. При этом только один цилиндр находится в конце такта сжатия. В другом цилиндре искра происходит вхолостую на такте выпуска отработавших газов.

Двухвыводная катушка зажигания может иметь различное соединение со свечами зажигания:

с помощью проводов высокого напряжения;
одна свеча – напрямую через наконечник, другая – с помощью провода высокого напряжения.

Конструктивно две двухвыводные катушки могут объединяться в единый блок, который носит собственное название – четырехвыводная катушка зажигания.

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

| How-To

Выходная мощность катушки определяется коэффициентом ее витков, первичным сопротивлением и входным напряжением — при условии, что у нее достаточно времени для полной «перезарядки» между импульсами зажигания.

Просматривая каталог систем зажигания, можно найти множество различных катушек зажигания для обычных систем зажигания распределительного типа. Сказать, что это немного сбивает с толку, это ничего не сказать! Как работает катушка зажигания , чтобы повысить 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 (также называемых катушками, поэтому она называется «катушка», понимаете?). Две обмотки, известные как первичная и вторичная обмотки, окружают железный сердечник. Когда ток батареи течет по первичной обмотке, создается магнитное поле. Когда выключатель — размыкание точки распределителя или электронный триггер — прерывает ток батареи, магнитное поле разрушается во вторичных обмотках.

При замкнутой цепи переключения (стрелки или электронный триггер) ток течет от аккумулятора и поступает в первичные обмотки катушки.
Фото: Стив Амос

Размыкание цепи переключения останавливает ток, вызывая коллапс магнитного поля во вторичных обмотках катушки. Это индуцирует высокое напряжение во вторичных обмотках, которое вытекает из вторичной клеммы, чтобы зажечь свечу зажигания.
Фото: Стив Амос

Магнитное притяжение: Само действие открытия точек или электронного сигнала, размыкающего цепь (прерывающего магнитное поле), вызывает мгновенный всплеск напряжения. Поскольку магнитное поле продолжает разрушаться, электромагнитное явление индуктивности вызывает протекание другого тока во вторичных обмотках. Поскольку количество вторичных обмоток намного больше количества первичных обмоток, результатом является огромный множитель напряжения. Итак: разрыв цепи, начальный всплеск напряжения, коллапс магнитного поля, индуктивность приводит к созданию сильно повышенного тока во вторичной обмотке с.

Число витков к лучшему: Соотношение между первичной и вторичной обмотками катушки, ответственное за повышение напряжения, называется «отношением витков». T Чем больше коэффициент трансформации, тем больше повышение напряжения. Соотношение витков 100:1 (типичное для многих катушек на рынке) означает, что на каждый первичный виток приходится 100 витков вторичной обмотки. При соотношении витков 100: 1 и, например, начальном скачке прерывания тока на 250 вольт теоретически будет искровой выход 25 000 вольт (при условии отсутствия потерь на сопротивление). Регулировка соотношения оборотов, очевидно, меняет выходную мощность, но больше не всегда лучше. Идеальное соотношение оборотов может варьироваться в зависимости от общих конструктивных характеристик всей системы зажигания. В какой-то момент более высокий коэффициент поворота 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.

MSD предлагает целую серию катушек зажигания Blaster 2 и 3 канистрового типа, которые могут заменить стандартные катушки, используемые в различных системах зажигания OE. Они также являются хорошим дополнением к системам зажигания MSD 6-й серии. При соотношении витков 100:1 и относительно низком сопротивлении выходное напряжение составляет около 45 000 вольт. Бластеры разрешены для использования в автомобилях 2003 года выпуска и более ранних, и теперь они бывают разных цветов, помимо традиционного красного MSD.
Фото: MSD

Сопротивляться бесполезно: Катушки даже с одинаковым соотношением витков могут иметь различное сопротивление. При равенстве 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 триггер.

Время не ждет ни смертного… ни катушки зажигания. Хотя нам, простым людям, кажется, что коллапс магнитного поля и скачок напряжения происходят мгновенно, требуется некоторое время, чтобы магнитное поле катушки сгенерировало свой полный потенциальный ток и напряжение: время, чтобы катушка полностью насыщалась; время, необходимое катушке для разрядки накопленной энергии, необходимой для зажигания свечи зажигания. Инженеры называют коэффициент заряда катушки по времени «выдержкой», который выражается в градусах коленчатого вала. Продолжительность выдержки может варьироваться в зависимости от типа системы зажигания — 30 градусов в большинстве традиционных систем наведения, но различные электронные триггеры могут иметь (в зависимости от конструкции) меньшую выдержку, большую выдержку или даже переменную выдержку.

Задержка не набухает. При низких оборотах время выдержки катушки на 30 градусов может быть в 2 или 3 раза больше, чем необходимо, что приводит к избыточному нагреву системы зажигания и ненужному потреблению мощности генератором. Это сокращает срок службы компонентов. Но при высоких оборотах 30 градусов недостаточно: чем быстрее крутится кривошип (чем выше обороты двигателя), тем меньше времени остается для перезарядки катушки. В какой-то момент оборотов двигателя катушка не может полностью перезарядиться до того, как наступит время зажечь следующую свечу зажигания в порядке зажигания двигателя. При недостаточной энергии для проскока искрового промежутка и ионизации топливно-воздушной смеси возникают пропуски зажигания.

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

Зарядка вперед с помощью компакт-диска: Одним из способов решения этой проблемы является система зажигания с емкостным разрядом (CD). Как следует из названия, в системе «емкостного разряда» используется отдельный конденсатор для накопления энергии при высоком пороге напряжения (например, до 580 первичных и 50 000 вольт вторичного напряжения в MSD 8-Plus), который затем разряжается через зажигание. катушка. Конденсаторы заряжаются гораздо быстрее, чем катушки, и лучшие из этих систем могут полностью заряжаться до 15 000 об/мин двигателя. Катушка, предназначенная для использования с системой CD, неизменно имеет другую скорость вращения, внутреннее сопротивление и время нарастания по сравнению с катушкой, используемой в традиционной индуктивной системе. (Для обсуждения емкостного разряда по сравнению с традиционными чисто индуктивными системами зажигания см.: «Индуктивные и емкостные системы зажигания».) система компакт-дисков. В сочетании с конденсатором катушка становится устройством настройки системы зажигания. Путем замены разных катушек с разными уровнями индуктивности можно улучшить мощность и производительность на треке (подробное объяснение того, как это сделать, см. в разделе «Настройка катушек»).

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

Высокотехнологичные катушки MSD: компактный E-core Blaster SS — доступный по цене высокопроизводительный блок для индуктивного и компактного зажигания. Катушки с большим U-образным сердечником, такие как HVC II, предназначены для длительного и высокопроизводительного использования в системах зажигания компакт-дисков, где стоимость не является первоочередной задачей. Пластины железного сердечника имеют гораздо больше тонких металлических слоев, что позволяет получить катушку с более высокой частотой с меньшими потерями энергии.
Фото: MSD

Требуется (зажигание) деревня: 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, кратковременные 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 выходной сигнал должны быть совместимы с остальной частью системы зажигания. Некоторые катушки с чрезвычайно высокой выходной мощностью можно использовать только в коротких дрэг-рейсингах, по сравнению с другими, оптимизированными для длительных овальных трасс или увеличенного срока службы на улицах. Это прекрасный баланс между всеми этими факторами, чтобы найти подходящую катушку для приложения. Но именно поэтому у них так много вариантов! Для приложений, требующих критической производительности, стоит проконсультироваться с производителем вашей системы зажигания, чтобы прийти с командой, которая работает гармонично вместе.

Факторы, влияющие на работу катушки зажигания

Первичное сопротивление: Уменьшение внутреннего сопротивления повышает выходную мощность, но слишком низкое сопротивление может привести к повреждению системы зажигания.
Соотношение витков: До определенного момента более высокое соотношение витков — разница между количеством первичных и вторичных проводов — повышает выходную мощность.
Входное напряжение: Чем выше входное напряжение, тем выше выходное напряжение.
Отвод тепла: При прочих равных условиях более холодный змеевик имеет меньшее сопротивление и, следовательно, производит большее напряжение.
Время выдержки в зависимости от оборотов двигателя: Чем выше обороты двигателя, тем меньше времени остается для полной перезарядки катушки.
Совместимость системы зажигания : Катушка и тип системы зажигания должны работать вместе как оптимизированная команда.
Система зажигания с емкостным разрядом : Ее более быстрое время перезарядки и более высокое начальное выходное напряжение на катушку увеличивает выходную мощность катушки, сводя к минимуму проблемы с временем выдержки.
Рабочий цикл : Как долго катушка должна работать без повреждений; например, драг-рейсинг против продолжительного вождения по улицам.