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.

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/

Читайте также:
Замена масла и масляного фильтра: порядок действий
Диагностика рулевого управления автомобиля: лучше ремонт, чем кювет…
Музей АУДИ в Ингольштадте: путешествие во времени
Высокие обороты двигателя на холостом ходу: причины, последствия
BMW Art Car – новый художественный шедевр от Эстер Малангу

Как проверить катушку зажигания и зачем это нужно

Компания Drive и ее партнеры могут получить комиссию, если вы приобретете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Аккумулятор в традиционном автомобиле не может непосредственно создавать искру двигателя. В конце концов, он рассчитан только на 12 вольт, поэтому ему нужна небольшая помощь, чтобы усилить сигнал на свечи зажигания. Для этого в системе зажигания автомобиля используются устройства, известные как катушки зажигания.

Как и свечи зажигания, катушки зажигания необходимы для полноценной работы двигателя. И, как и свечи зажигания, катушки зажигания могут медленно разрушаться и выходить из строя в течение длительных периодов времени. С симптомами, подобными неисправным свечам зажигания, неисправные катушки зажигания довольно легко диагностировать и решить.

За годы работы в гараже редакторы The Drive проработали все виды проблем с искрами, и по ходу дела мы собрали кое-какую информацию. Теперь мы здесь, чтобы поделиться этой информацией с вами через наше руководство по тестированию катушек зажигания. Давайте начнем.

Что такое катушка зажигания?

Катушка зажигания представляет собой трансформатор электромагнитного индукционного типа, который преобразует низкое электрическое напряжение от аккумулятора в высокое напряжение, подаваемое на свечу зажигания, которая затем создает искру и воспламеняет воздушно-топливную смесь внутри камеры сгорания двигателя.

Типы катушек зажигания

Не все катушки одинаковы. Узнайте, что отличает их друг от друга ниже.

Катушки зажигания распределителя

Катушки зажигания распределителя, скорее всего, можно найти на старых автомобилях, поскольку это устаревшая технология. В этих установках катушка зажигания посылает ток к распределителю, у которого есть провода свечи зажигания, которые соединяются со свечами зажигания.

Блок катушек зажигания (комплект катушек зажигания)

В некоторых автомобилях все катушки зажигания собраны вместе в одной упаковке или коробке с выходами для каждого цилиндра. Кабели зажигания подключаются от пакета к свечам зажигания.

Карандашные катушки/ручные катушки

Из-за уменьшения размеров двигателей и продолжающейся миссии сделать все более компактным была изобретена карандашная катушка. В этих приложениях катушка встроена в вилку и в отдельную трубку, чтобы сделать вилку компактной. Они не требуют кабелей зажигания.

Верхние катушки свечи зажигания/катушка на свече зажигания

Эти типы катушек индивидуально расположены непосредственно на верхней части кожуха, который соединяется со свечой зажигания.

Направляющие катушки зажигания

Рельс катушек зажигания — это именно то, на что это похоже, набор катушек зажигания, соединенных одной шиной.

Для некоторых двигателей требуются кабели свечей зажигания, для других нет. Вот как.

Коды проверки двигателя

Проблемы с искрой и зажиганием, скорее всего, вызовут код, сигнализирующий о включении индикатора проверки двигателя.

Пропуски зажигания

Если искра слабая, имеет неправильную синхронизацию или вообще не работает, это может привести к пропуску зажигания.

Неравномерный холостой ход

Одним из явных признаков неисправности катушки зажигания или свечи зажигания является прерывистый или непостоянный холостой ход.

Автомобиль не заводится или заводится с трудом

Для движения автомобиля нужна искра. Если он не может получить стабильно сильную искру, его будет нелегко запустить.

Основы проверки катушки зажигания

Расчетное необходимое время: от 30 минут до 1 часа

Уровень навыков : Новичок

Система автомобиля : Двигатель

Безопасность 90 017

Работа с автомобилем может быть опасной и грязной, так что вот что вам нужно Мне нужно убедиться, что вы не умрете, не выколите себе глаз или не потеряете палец в процессе.

Все, что вам нужно для проверки катушки зажигания 

Подготовьтесь к работе, убедившись, что у вас есть эти инструменты.

Список инструментов

• Сканер OBD II
• Тестер искры
• Набор торцевых головок
• Мультиметр

Организация инструментов и снаряжения таким образом, чтобы все было легко досягаемо, сэкономит драгоценные минуты в ожидании вашего помощника. ребенок или четвероногий помощник принести вам наждачную бумагу или паяльную лампу. ( Вам не понадобится паяльная лампа для этой работы. Пожалуйста, не заставляйте ребенка давать вам паяльную лампу — Ред. )

Вам также понадобится ровное рабочее пространство, например пол гаража, подъездная дорожка или улица стоянка. Проверьте свои местные законы, чтобы убедиться, что вы не нарушаете никаких правил при использовании улицы, потому что мы не избавим вас от звонка.

Первым шагом в замене катушек зажигания является определение типа., Depositphotos

Вот как диагностировать и проверить катушку зажигания

Давайте сделаем это!

1. Припаркуйте автомобиль на ровной поверхности, выключите его и дайте ему остыть.
2. Используйте сканер OBD II, чтобы определить проблемный цилиндр.
3. Снимите катушку зажигания.
4. Пока вы здесь, рекомендуется осмотреть свечи зажигания на наличие повреждений и, если они уже достаточно давно, заменить их.
5. Осмотрите корпус на наличие трещин, отверстий и других повреждений. Они могут быть источником ваших проблем.
6. Используйте искромер для проверки катушки зажигания.
   • Подключите тестер к катушке.
   • Подсоедините заземляющий провод.
   • Вставьте разъем катушки.
   • Отрегулируйте искровой промежуток до правильного размера.
   • Запустите двигатель.
   • Если искра есть, отлично, работает! Если искры нет, значит катушка неисправна.

Проверка с помощью мультиметра

Если у вас нет необходимых инструментов, указанных выше, вы также можете проверить свои катушки зажигания с помощью мультиметра. Проверьте сопротивление как в первичной, так и во вторичной цепях.

Получите помощь по проверке катушки зажигания от сертифицированного механика

Так же, как Привод любит делать все своими руками, мы знаем, что не у всех есть надлежащие инструменты, сейф рабочее место, свободное время или уверенность в том, что нужно заняться капитальным ремонтом автомобилей. Иногда просто необходим качественный ремонт, выполненный профессионалами , вы можете доверять , как и нашим партнерам, сертифицированным механикам Goodyear Tire & Service.

Часто задаваемые вопросы о катушках зажигания

У вас есть вопросы, У привода есть ответы.

В. Является ли свеча зажигания частью катушки зажигания?

А . Нет, свеча зажигания и катушка зажигания — это две отдельные детали. Катушка зажигания подает на свечу зажигания высокое напряжение.

В. Да, но сколько стоит замена катушки зажигания?

А . В среднем упаковка из 4-8 катушек зажигания может стоить от 100 до 600 долларов.

В. Итак, сколько вольт в катушке зажигания?

А . Катушка зажигания получает ток от 12-вольтовой батареи и выдает в среднем 30 000–40 000 вольт.

Видео

Для более подробного ознакомления с наукой, стоящей за катушками зажигания, посмотрите это видео из Национальной лаборатории сильного магнитного поля (MagLab), «самой большой и мощной магнитной лаборатории в мире» в Таллахасси. , Флорида.

Рекомендуемые продукты

Катушка зажигания Delphi

Катушки зажигания ENA с изогнутым кожухом для Ford, Lincoln, Mercury

Катушки зажигания King Auto Parts для Honda, Acura, Saturn

9 0003 Есть вопрос? Есть профессиональный совет? Отправьте нам сообщение: guidesandgear@thedrive. com

Три типа автомобильных систем зажигания и принцип их работы

Все AllHow-TosОбслуживание автомобилейАвтомобили 101Модификации автомобилей и грузовиковОчистка и детализацияПокупка автомобилейАвтомобильные технологииГазон, сад и прочееМотив Зимние игрушкиГибридные и электрические транспортные средстваКлассические автомобилиНоваторы и пионерыВнедорожные гонкиСообществоИстория автомобилейПоездкиСпонсорство

Поиск статей и событий

Автор Передовая команда

Автомобильные системы зажигания претерпели значительные изменения за эти годы, чтобы обеспечить улучшенную, более надежную и более мощную работу. Сегодня существует три первичных системы зажигания, и, несмотря на различия в технологиях и компонентах, все они работают по одним и тем же основным принципам.

Источник | Джерри Роарти/Unsplash

Как работают системы зажигания

Все автомобильные системы зажигания (кроме дизельных) должны генерировать достаточно сильную искру, чтобы она прошла через зазор свечи зажигания. Это достигается с помощью катушки зажигания, состоящей из двух катушек проволоки, намотанной на железный сердечник. Цель состоит в том, чтобы создать электромагнит, направив 12 вольт батареи через первичную катушку. Когда система зажигания автомобиля отключает подачу энергии, магнитное поле разрушается, и при этом вторичная катушка улавливает это разрушающееся магнитное поле и преобразует его в напряжение от 15 000 до 25 000 вольт.

Для выработки максимальной мощности топливно-воздушной смеси искра должна срабатывать в нужный момент во время такта сжатия. Инженеры использовали несколько методов для контроля момента зажигания. В ранних системах использовались полностью механические распределители. Затем появились гибридные распределители, оснащенные полупроводниковыми переключателями и модулями управления зажиганием — по сути, бюджетные компьютеры. Затем инженеры разработали полностью электронные автомобильные системы зажигания, первой из которых была система без распределителя (DIS). Современные автомобильные системы зажигания называются катушкой на свече (COP), в которой, помимо улучшения момента зажигания, используются переработанные катушки зажигания, которые обеспечивают гораздо больший удар и генерируют более горячую искру.

Автомобильная система зажигания с распределителем

Автомобильная система зажигания с распределителем соединяется с распределительным валом с помощью шестерен. В полностью механическом распределителе шестерни вращают главный вал распределителя. Внутри множество «точек зажигания» трется о многогранный кулачок на валу распределителя. Кулачок открывает и закрывает точки; они действуют как механический переключатель, который прерывает ток. Это то, что запускает и останавливает подачу питания на катушку зажигания. Как только катушка генерирует напряжение зажигания, оно перемещается к верхней части катушки и к верхней части крышки распределителя. Там вращающийся диск, прикрепленный к валу распределителя, «распределяет» мощность на каждый из проводов свечи зажигания.

У этих первых полностью механических распределительных систем были свои недостатки. Точки зажигания ломались и изменяли момент зажигания, снижая эффективность двигателя и требуя замены каждые 12 000 миль. Их также нужно было очень точно настроить с помощью набора щупов; точки с неправильным зазором не будут работать очень эффективно.

Решение состояло в том, чтобы перейти от полностью механического распределителя к твердотельным переключателям, которые не изнашиваются. Это повысило надежность, но твердотельные переключатели по-прежнему получали приказы от распределительного вала, который по-прежнему приводился механически от распределительного вала. Распределительные валы будут иметь тенденцию к развитию определенного количества «зазоров» или люфтов примерно через 120 000 миль. Поскольку износ шестерен всегда будет препятствием для правильного момента зажигания, механические системы зажигания должны были развиваться, и, начиная с начала 80-х годов, производители автомобилей начали переходить от механического распределителя к автомобильной системе зажигания без распределителя (DIS).

Автомобильная система зажигания без распределителя (DIS)

Эта система определяет момент зажигания на основе двух датчиков положения вала и компьютера. Датчик положения коленчатого вала (CKP) устанавливается в передней части коленчатого вала или рядом с маховиком на некоторых автомобилях, а датчик положения распределительного вала (CMP) устанавливается ближе к концу распределительного вала. Эти датчики постоянно контролируют положение обоих валов и передают эту информацию в компьютер.

В DIS также используется другая конфигурация катушки по сравнению с его предшественником. Вместо того, чтобы использовать одну катушку для питания всех цилиндров, DIS использует несколько катушек зажигания, называемых «пакетами катушек», каждая из которых генерирует искру только для двух цилиндров. В результате каждая катушка может работать дольше и создавать более сильное магнитное поле. — целых 30 000 вольт — и более мощная, более горячая искра, которая была необходима для воспламенения более бедных топливных смесей новых автомобилей. 0007

Система зажигания с катушкой на свече

Автомобильная система зажигания с катушкой на свече (COP) включает в себя все электронные элементы управления, имеющиеся в автомобильной системе зажигания DIS, но вместо двух цилиндров, использующих одну катушку, каждая катушка COP обслуживает всего один цилиндр и имеет в два раза больше времени для создания максимального магнитного поля. В результате некоторые системы зажигания автомобилей COP генерируют от 40 000 до 50 000 вольт и гораздо более горячие и сильные искры.

Системы зажигания COP имеют еще одно большое преимущество перед системами зажигания DIS. Поскольку катушка устанавливается непосредственно на вершине свечи зажигания, отпадает необходимость в кабелях свечи зажигания, поскольку напряжение зажигания подается непосредственно на свечу. Кабели со штепсельными вилками означают большую потерю сопротивления по току и напряжению, а также возможность загрязнения и перекрестного возгорания между кабелями, если они замаслены или изношены.

Катушки в системе зажигания COP могут быть повреждены обезжиривающими средствами и водой во время очистки двигателя, поэтому убедитесь, что каждая катушка завернута в пластик и защищена, прежде чем начинать любую чистку под капотом.

Системы зажигания будут продолжать совершенствоваться с функциями, которые сегодня невообразимы, поскольку технологические достижения ведут к постоянным улучшениям. Несмотря на это, все три типа систем зажигания по-прежнему хорошо подходят для эпохи транспортных средств, для которой они изначально предназначались, и просты в обслуживании и ремонте.

Последнее обновление 7 мая 2021 г.

Доля

Об авторе(ах)

Команда Advance

Сотрудники Advance Auto Parts живут и дышат автомобилями, грузовиками, мотоциклами и всем остальным, что имеет колеса и двигатель. Когда они не пишут о транспортных средствах, они тусуются со своими семьями, путешествуют по побережью или бросают мешки с фасолью, играя в кукурузную дыру в офисе.