Влаштування бабини запалювання. Влаштування котушки запалення та принцип роботи. Дефекти котушок, які не виявляються тестером

1. Загальні відомості

У найбільш поширених системах запалення з накопиченням енергії в індуктивності котушка запалення є не тільки підвищуючим імпульсним трансформатором (або автотрансформатором), але й накопичувачем енергії.

Як індуктивний накопичувач енергії, котушка запалення повинна мати певну місткість магнітного поля, яку називають індуктивністю котушки. Для збільшення індуктивності первинної обмотки котушки запалення застосовують феромагнітний сердечник. Щоб сердечник не насичувався первинним струмом, що неминуче призводить до зменшення енергії, що накопичується в магнітному полі, магнітопровід роблять розімкненим. Це дозволяє створювати котушки запалення з індуктивністю первинної обмотки 5.. .10 мГн, при максимальній величині первинного струму 3...4 А. Такі параметри котушки прийнятні для контактної батарейної системи запалювання, так як у такій системі первинний струм не може бути вищим за 3 ...4 А через швидко прогресуючу ерозію та обгорання контактної пари переривника (максимально допустимий струм розриву на контактах - 4 А).

У котушці з індуктивністю Lк=10 мГн за максимального струму I1= 4 А і ККД=50% можна запасти електромагнітної енергії Wк трохи більше 40 мДж (Wk=Lk*I*I/2).

У першому наближенні цього достатньо для стійкого функціонування системи запалення на всіх режимах роботи двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). Але з підвищенням "оборотності" двигуна і числа його циліндрів струм розриву на контактній парі через велику індуктивність котушки не встигає досягти свого максимального значення. запалення) і енергія, що запасається в індуктивності, починає швидко (за квадратичним законом) падати. При цьому накопичувач не дозаряджається до розрахункової величини і електрорушійна сила (ЕРС) самоіндукції у вторинній обмотці котушки запалення, а отже, і вторинна (вихідна) напруга системи запалення стають меншими. Як наслідок, коефіцієнт запасу по вторинному напрузі в контактній системі запалювання дуже низький (не більше 1,2).

Слід зазначити, що збільшенням індуктивності первинної обмотки котушки запалення вище 10...11 мГн домогтися підвищення енергії, що запасається в контактній системі запалення не вдається, так як при цьому збільшується час наростання первинного струму і на високих оборотах ДВС струм не встигає досягти необхідного значення. При зменшенні індуктивності накопичувача швидкість наростання первинного струму пропорційно зростає, а активний опір первинної обмотки знижується. Таким чином, зі зменшенням індуктивності первинної обмотки можна збільшувати струм розриву до 9...10 А і керувати цим струмом, змінюючи час накопичення енергії. При цьому енергія, що запасається, зростає до 80...100 мДж. Все це стає можливим, якщо замінити контактну пару в первинній обмотці котушки запалення транзисторний ключ (електронний комутатор). Тепер при достатньої надмірності енергії, накопиченої в котушці запалювання, можна нормувати час накопичення з метою підтримки струму розриву в заданих межах. Це забезпечує стабілізацію параметрів системи запалення на всіх режимах роботи ДВЗ, у тому числі й полегшений пуск холодного двигуна під час падіння напруги в бортмережі автомобіля.

Розглянемо котушку запалювання як підвищує імпульсний трансформатор. Котушка містить дві обмотки - первинну та вторинну, намотані на загальний сердечник розімкнутого магнітопроводу, виконаного з магнітом'якої електротехнічної сталі. Первинна обмотка складається з невеликої кількості витків, а вторинна - з дуже великої кількості витків тоншого дроту. У системах запалення з накопиченням енергії в індуктивності первинна обмотка котушки запалення підключається безпосередньо до бортмережі автомобіля. При цьому по ній протікає струм, який наводить навколо витків котушки магнітне поле. Силові лінії цього поля, замикаючись навколо котушки, пронизують витки обох обмоток. На момент розриву струмового ланцюга в магнітному полі котушки накопичується електромагнітна енергія Wk. Переривання первинного струму I1 призводить до зникнення магнітного поля та індукування у витках обох обмоток ЕРС самоіндукції. Величина наведеної таким способом ЕРС пропорційна індукції запасеного магнітного поля та швидкості його зникнення, а також числу витків в обмотках. Так як вторинна обмотка складається з дуже великої кількості витків, то ЕРС, наведена у вторинній обмотці, досягає значної величини (у сучасних котушках - до 35000), з надлишком достатньої для пробою іскрового проміжку в свічках запалювання. Наведена ЕРС у первинній обмотці не перевищує 500 Ст.

Пристрій та параметри конкретної котушки запалення залежать від типу системи запалювання, в якій котушка працює. Розглянемо особливості котушок різних систем запалення.

2. Конструкція та параметри класичної котушки запалювання

Є електричним автотрансформатором з розімкненим магнітним ланцюгом і з великою індуктивністю первинної обмотки.

Сердечник 2 котушки набраний із пластин електротехнічної сталі товщиною 0,35...0,5 мм, ізольованих один від одного окалиною або лаком. Іноді сердечник виготовляють у вигляді пакета з відрізків відпаленого сталевого дроту. На сердечник надіта ізолююча трубка 16, поверх якої намотана вторинна обмотка 4. Кожен шар вторинної обмотки ізольований кабельним папером 5, а високовольтні шари намотані із зазором 2.3 мм, щоб зменшити небезпеку міжвиткового пробою. Первинна обмотка 15 намотана на вторинну. Корпус 1 котушки штампується з листової сталі або витягується з алюмінію. Всередині корпусу по його стінці покладений зовнішній по відношенню до обмоток магнітопровід 14, виконаний у вигляді згортка широкої стрічки з електротехнічної сталі. В електричному відношенні цей згорток є широкий стрічковий виток навколо котушки, розімкнений паперовою ізоляцією і заземлений однією точкою на корпус. У магнітному відношенні такий виток із відпаленої сталевої стрічки є обмежуючим екраном для магнітного поля котушки.

З'єднання обмоток котушки наступне: початок вторинної обмотки з'єднується з виведенням ВР високої напруги. Кінець вторинної обмотки та початок первинної обмотки з'єднані між собою та підведені до затиску 10 (клема "Б"). Кінець первинної обмотки з'єднаний із затискачем 7 (клема "-"), який з'єднується з переривником.

Виведення високої напруги з котушки запалювання має оригінальне виконання. Початок вторинної обмотки знаходиться під високим потенціалом і з'єднаний з центральним стрижнем 2 магнітопроводу (точка 13 або 18 на рис. 1). Далі, через стрижень 2 і електричне з'єднання 11, висока напруга вторинної обмотки надходить на контакт 9 високовольтного центрального виведення 8 котушки запалювання. Таким чином, центральний стрижень магнітопроводу і намотана на нього вторинна обмотка є високовольтною серцевиною котушки запалення і знаходяться на достатньому, з точки зору електричної міцності, віддаленні від корпусу. Щоб серцевина була жорстко зафіксована в корпусі, але не мала з ним електричного контакту, знизу встановлена ​​керамічна ізолююча опора 17, а зверху корпус завальцьований пластмасовою ізоляційною кришкою 6. Первинна обмотка як низькопотенційна, але більш нагрівається під дією первинного струму, таким чином, знаходиться ближче до захисного кожуха (корпусу котушки). Так як порожнечі між корпусом і обмотками всередині котушки заповнені трансформаторним маслом (або іншим теплопровідним наповнювачем) 12, то така конструкція має не тільки досить високу електричну і механічну міцність, але і хороший теплообмін з "масою" автомобіля через захисний кожух.

Реалізовані таким способом внутрішня електрична ізоляція та природне охолодження котушки підвищують термін її служби та експлуатаційну надійність.

Котушка запалення кріпиться до кузова автомобіля за допомогою скоби 3. Надійне кріплення сприяє кращому охолодженню котушки.

Деякі котушки запалення працюють із додатковим резистором, який зазвичай встановлюють під кріпильну скобу в керамічному ізоляторі (мал. 2).

Схема з'єднань обмоток у таких котушках змінено. Так, загальна точка з'єднання первинної W1 і вторинної W2 обмоток з'єднана не з клемою Б ("+" напруги бортмережі), а через клему 1 з переривником ("-" напруги бортмережі). При цьому кінець первинної обмотки виводиться на додаткову клему ВКі далі через додатковий резистор Rд- на клему Б. Таким чином, додатковий резистор підключається до первинної обмотки котушки запалення послідовно і обмотка розраховується на знижену напругу 7...8 В. На робочих режимах двигуна живлення в бортмережі автомобіля становить 12...14 В. Частина цієї напруги гаситься на додатковому резисторі. На пускових режимах двигуна, коли напруга на акумуляторній батареї падає, додатковий резистор закорочується допоміжними контактами тягового реле стартера або контактами додаткового реле включення стартера (залежно від марки автомобіля), що забезпечує первинну обмотку котушки запалення необхідну робочу напругу 7...8.

Додатковий резистор зазвичай намотується з константанового або нікелевого дроту. У разі він виконує роль про варіатора. Опір варіатора змінюється в залежності від величини струму, що протікає по ньому: чим більше струм, тим вище температура нагріву варіатора і тим більше його опір. Величина первинного струму, що споживається котушкою запалювання, залежить від частоти обертання колінчастого валу двигуна. При низькій частоті обертання, коли сила первинного струму на момент його переривання встигає досягти максимального значення, опір варіатора також максимально. При підвищенні частоти обертання сила первинного струму падає, нагрівання варіатора слабшає та його опір зменшується. Так як вторинна напруга, що розвивається котушкою запалювання, залежить від струму розриву в первинному ланцюзі, то застосування варіатора дає можливість знизити вторинну напругу при малій і підвищити при великій частоті обертання валу двигуна, що дещо зменшує основний недолік контактної системи запалення - зниження вторинної напруги зі збільшенням частоти обертання. Якщо додатковий резистор виконаний із константану, варіаційні властивості у ньому не виявляються. Додатковий резистор може також встановлюватись окремо від котушки запалювання. На деяких автомобілях, наприклад, на автомобілях фірми АвтоВАЗ, додатковий резистор у системі запалення відсутня, що обумовлено застосуванням акумуляторної батареї з підвищеними пусковими властивостями, напруга якої при пуску двигуна незначно знижується.

Котушка запалення як трансформатор, що підвищує, характеризується числом витків в обмотках. Залежно від типу та призначення котушки число витків лежить у межах 180...330 - для первинної та 18 000...26 000 - для вторинної обмоток. Відповідно діаметр дроту первинної обмотки - 0,53...0,86 мм, а вторинної - 0,07...0,095 мм. Коефіцієнт трансформації – 55...100. Для котушок запалення без додаткового резистора опір R1 первинної обмотки - 2,9...3,4 Ом. Якщо котушка запалення входить у ланцюг живлення через додатковий резистор, то опір первинної обмотки зменшують до 1,5...2,1 Ом. При цьому опір додаткового резистора в залежності від типу котушки - 0,9...1,9 Ом. Опір R2 вторинної обмотки може становити кілька десятків кілом. Значення індуктивності L1 первинної обмотки котушки запалювання для систем запалення з індуктивним накопичувачем енергії знаходиться в межах 6...11 мГн. У системах запалення з ємнісним накопичувачем індуктивність первинної обмотки котушки запалення не є накопичувачем енергії, тому її значення може бути значно меншим (до 0,1 мГн). Індуктивність L2 вторинної обмотки становить кілька десятків генрі.

Котушки, що працюють у контактних системах запалювання, забезпечують наступні вихідні характеристики:
- максимальна вторинна напруга 18...20 кВ;
- швидкість наростання вторинної напруги 200...250 В/мкс;
- Сумарна тривалість фаз іскрового розряду 1,1...1,5 мс;
- Енергія іскрового розряду 15 ... 20 мДж.

3. Котушки запалювання електронних систем запалення

Тривалий час котушки для електронних систем запалення виготовлялися з електрично розділеними обмотками, тобто. з трансформаторним зв'язком. При такій схемі з'єднання один із висновків вторинної обмотки з'єднаний з корпусом котушки, тобто. з "масою" автомобіля. Вважалося, що застосування трансформаторної схеми включення обмоток можна уникнути перевантаження вихідного транзистора комутатора додатковим сплеском напруги, що виникає в первинній обмотці під час розрядних процесів у вторинному ланцюгу системи запалювання. Це твердження справедливе лише тоді, коли корпус котушки має надійний контакт із "масою" автомобіля. Однак окислення цього контакту, що часто трапляється в експлуатації, призводить до його порушення, що стає причиною виходу з ладу силового транзистора комутатора. Тому в даний час котушки контактно-транзисторних та транзисторних систем запалення випускаються з автотрансформаторною схемою з'єднання обмоток.

Первинна обмотка котушки в таких системах запалювання є низькоомною і підключається до джерела живлення, як правило, через виносний додатковий резистор. Іноді застосовується блок із двох додаткових резисторів. Тоді один з резисторів увімкнений постійно і обмежує струм у низькоомному первинному ланцюзі, а другий резистор виконує роль додаткового резистора, як і в класичній контактній системі запалювання.

Котушки запалення, розраховані до роботи з транзисторним ключем, є потужними споживачами електричної енергії. Слід пам'ятати, що якщо на автомобілі, обладнаному електронною системою запалювання, вийде з ладу генераторна установка, то на акумуляторній батареї можна проїхати лише кілька десятків кілометрів, тоді як на автомобілі з контактною системою запалювання в аналогічному випадку – сотні кілометрів.

Котушки контактно-транзисторних та транзисторних систем запалення мають класичну конструкцію та виконані за традиційною технологією: вони маслонаповнені, з розімкненим магнітопроводом та в металевому корпусі. Від котушок контактної системи запалення вони відрізняються лише обмотковими даними. Витрата обмотувальної міді у них порівняно з котушками звичайної контактної системи більше в 1,2...1,3 рази за рахунок збільшення діаметра дроту первинної обмотки та збільшення числа витків вторинної. Вихідні характеристики котушок контактно-транзисторних та транзисторних систем запалення близькі до характеристик котушок контактних систем. Однак останнім вони поступаються за швидкістю наростання вторинної напруги (100...200 В/мкс) і, як наслідок, чутливіші до впливу нагару на свічках.

В електронних системах запалення високої енергії з нормованим часом накопичення (часом протікання первинного струму) застосовуються котушки запалення, аналогічні конструкції з вище розглянутими: вони мають автотрансформаторну схему з'єднання обмоток і розімкнений магнітопровід. Але оскільки ці котушки розвивають підвищену вторинну напругу при роботі на відкритий ланцюг (до 35 кВ), їхня високовольтна ізоляція посилена. Крім того, при виборі параметрів котушок для сучасних електронних систем запалення враховуються такі особливості роботи цих систем:
- тривалість імпульсів первинного струму формується таким чином, щоб мав місце мінімум розсіюваної потужності в котушці та на силовому транзисторі комутатора;
- час перебігу первинного струму залежить від частоти обертання колінчастого валу двигуна та напруги живлення;
- амплітуда імпульсів первинного струму обмежується лише на рівні 6,5.10 А залежно від типу електронного комутатора;
- при непрацюючому двигуні, але увімкненому запаленні, струм у первинній обмотці котушки запалення не протікає.

Конструктивна особливість котушок запалювання, що застосовуються в електронних системах з нормованим часом накопичення енергії, - наявність спеціального захисного клапана у кришці високовольтної або в лінії завальцювання кришки з корпусом. Цей клапан відкривається у разі збільшення тиску олії, що має місце при підвищенні температури. Спрацьовування клапана - це аварійна ситуація, що виникає тоді, коли виходить із ладу система управління часом накопичення енергії в електронному комутаторі. При цьому тривалість перебігу первинного струму збільшується, котушка сильно нагрівається і тиск олії всередині її корпусу підвищується. Спрацювання захисного клапана запобігає вибуху котушки. Але після цього котушка відновленню не підлягає. Представницею таких котушок є котушка 27.3705, яка широко застосовується у складі електронної системи запалювання, наприклад, на автомобілях ВАЗ-2108, 09. Ця котушка і подібні до неї працюють без додаткового резистора, а стабільні вихідні характеристики системи запалювання при пуску двигуна (при зниженні до 6...7 У) забезпечуються з допомогою низького опору первинної обмотки (0,4...0,5 Ом).

4. Котушки запалювання мікропроцесорних систем запалювання

На рис. 3 показана схема вихідного каскаду системи запалення для 4-циліндрового ДВС.

Щоб чергування спалахів паливно-повітряної суміші в циліндрах відповідало порядку роботи двигуна (1243 або 1342), перша свічка згрупована з четвертою, а друга - з третьою. При такому поєднанні свічок "робочі" іскри з'являються в циліндрах наприкінці такту стиснення, а "холости" іскри - наприкінці такту випуску. Ясно, що робочі іскри спалахують паливоповітряну суміш, а неодружені - розряджаються в середовищі відпрацьованих газів.

Перші двовивідні котушки запалення були виготовлені на базі традиційних одновивідних котушок із розімкненим магнітопроводом в маслонаповненому металевому корпусі. Вони мали збільшені габарити та масу та значно відрізнялися від прототипу по конструкції. Такі котушки не знайшли широкого застосування.

Розробка нових полімерних матеріалів, що мають високі діелектричні властивості, дозволила створювати так звані "сухі" двовивідні котушки запалювання.

Двовивідна котушка запалювання (мал. 4) має розімкнений магнітопровід і двосекційну вторинну обмотку. Вторинна обмотка розташована зверху первинною, що забезпечує надійну ізоляцію виводів високої напруги. Охолодження первинної обмотки - через центральний стрижень магнітопроводу, який виступає назовні та має кріпильний отвір. Обмотки котушки просочені компаундом та опресовані поліпропіленом, з пропілену виконані також корпус, гнізда високовольтних та низьковольтних висновків.

Нині дедалі більшого поширення набувають трансформатори запалювання, тобто. двовивідні котушки запалення із замкненим магнітопроводом 1 (рис. 5).

У таких котушках вторинна обмотка має каркасну секційну намотування, що дозволяє зменшити вторинну ємність і посилити ізоляцію вторинної обмотки. Котушка має пластмасовий каркас 9, який вмонтовані обмотки. При складанні обмотки заливаються епоксидним компаундом 8. Котушка в зборі з обмотками і висновками є монолітною конструкцією з високою стійкістю до механічних, електричних і кліматичних впливів.

Сердечник котушки 1, набраний з тонких листів електротехнічної сталі, складається з двох симетричних половин, при стягуванні яких у центральному стрижні утворюється зазор 0,3...0,5 мм для деякого збільшення індуктивності первинної обмотки трансформатора, що підвищує (див. поз. 7, 4). Наявність замкненого магнітопроводу дозволяє зменшити габарити та вагу котушки, підвищити ККД перетворення енергії, зменшити витрати обмотувального дроту та електротехнічної сталі, покращити параметри іскрового розряду, знизити трудомісткість виготовлення.

У деяких модифікаціях мікропроцесорних систем запалення застосовуються чотирививідні котушки запалення, що складаються з двох двовивідних котушок, зібраних на загальному Ш-подібному магнітопроводі (рис. 6). У такій конструкції загальним елементом є середній стрижень магнітопроводу, а взаємний вплив двох котушок один на одного виключається за допомогою двох повітряних зазорів. Величина цих зазорів може досягати 1...2 мм, чим збільшується магнітний опір у магнітопроводі і досягається розв'язка каналів.

Найбільш поширеною є схема чотирививідної котушки з високовольтними діодами (рис. 7), яка містить дві зустрічно намотані первинні обмотки та одну вторинну. Полярність вторинної напруги визначається напрямом укладання витків у первинних обмотках. Якщо в точці S (див. рис. 7) напруга має позитивну полярність, то відкриваються високовольтні діоди VD1, VD4 та у відповідних циліндрах двигуна з'являються іскрові розряди (робоча та холоста іскри). Друга первинна обмотка намотана у зворотному напрямку, і при перериванні у ній струму полярність вторинної напруги у точці S зміниться на негативну. При цьому іскрові розряди виникнуть у двох циліндрах двигуна зі свічками FV2 та FV3. Для виключення взаємного впливу первинних обмоток у період утворення імпульсів високої напруги до висновків низької напруги підключені розділові діоди VD5, VD6.

До загальних недоліків систем запалення з дво- та чотирививідними котушками відноситься різнополярність високовольтних імпульсів щодо "маси" автомобіля на спарених свічках запалення. За рахунок цього пробивна напруга у свічках може відрізнятись на 1,5...2 кВ.

У системах запалення з накопиченням енергії в ємності котушка запалювання виконує функцію тільки імпульсного трансформатора, що підвищує, її габарити при цьому можуть бути значно зменшені. Це дозволяє виготовляти індивідуальні котушки запалювання кожної свічки окремо і монтувати їх безпосередньо на свічках (рис. 8б).

Для такої системи не потрібні високовольтні дроти, які є джерелом перешкод. Крім того, виключається неодружена іскра. Вторинне напруження дещо збільшується і має лише негативну полярність, що продовжує термін служби свічки запалювання.

Для мікропроцесорних систем запалення з накопиченням енергії в індуктивності випускаються індивідуальні одновивідні котушки запалення із замкненим магнітопроводом – так звані трансформатори запалювання (див. рис. 8).

Котушки, що працюють у складі сучасних електронних та мікропроцесорних систем запалення з накопиченням енергії в індуктивності, забезпечують високі вихідні характеристики:
- максимальна вторинна напруга до 35 кВ;
- Швидкість його наростання >700 В/мкс;
- Сумарна тривалість фаз іскрового розряду 2,0...2,5 мс;
- Енергія іскрового розряду 80 ... 100 мДж.

Високий рівень вторинної напруги та параметрів іскрового розряду сприяють виконанню жорстких вимог, що висуваються до сучасного автомобільного двигуна з економічності та токсичності. Підвищення швидкості наростання вторинної напруги робить систему запалення менш чутливою до нагароутворення тепловому конусі іскрової свічки. Однак при цьому на 20...30% зростає пробивна напруга на свічках, що пояснюється сумірністю часу формування іскрового розряду у свічці з часом наростання на ній вторинної напруги. При великому запасі по вторинному напрузі це важливо.

5. Технічне обслуговування

Насамперед котушка має бути чистою, як і інші високовольтні елементи системи запалення. Часто після миття автомобіля наявність вологи на кришці котушки запалювання є причиною відмови пуску двигуна. Тому в тих випадках, коли волога може потрапити в відсік автомобіля (мийка, дощ, тривала стоянка при підвищеній вологості повітря), перед поїздкою необхідно просушити або насухо обтерти високовольтні елементи системи запалення. Особливу увагу слід привернути до уваги висновок високої напруги котушки запалювання. Не вставлений до упору в гніздо котушки високовольтний провід може призвести до пробою ізоляції, який виявляється за прогаром кришки або виплавлення пластмасового покриття (оболонки) корпусу. Якщо високовольтний контакт у котушці почорнів, але його ізоляція не порушена, контакт зачищають до блиску дрібною шкіркою, згорнутою трубочкою. Так само слід обробити наконечник високовольтного дроту. Після зачистки переконуються в щільній посадці дроти в контактне гніздо. При необхідності надійність контакту досягається збільшенням ширини прорізу високовольтного наконечника дроту.

Забезпечення надійного кріплення котушки до кузова автомобіля попереджає появу механічних пошкоджень та покращує її охолодження. Крім того, у контактно-транзисторних та транзисторних системах запалення з котушками типу Б114, Б116, у яких обмотки мають трансформаторний зв'язок, запобігає виходу з ладу силового транзистора комутатора.

Несправність котушки класичної конструкції можна виявити зовнішнім оглядом із подальшою перевіркою її працездатності "на іскру". Зовнішнім оглядом можуть бути знайдені тріщини та електричні пропалювання на кришці навколо високовольтного виводу. Для перевірки котушки "на іскру" від'єднують центральний високовольтний провід від розподільника та розташовують його на відстані 5.10 мм від корпусу двигуна. Потім стартером прокручують колінчастий вал двигуна і спостерігають за іскроутворенням в зазор між наконечником високовольтного дроту і "масою". У контактній системі запалення перевіряти іскроутворення можна без обертання колінчастого валу. Для цього знімають кришку розподільника та встановлюють контакти переривника у замкнутий стан. Потім, увімкнувши запалення важелем переривника або ротором розподільника, розмикають та замикають контакти. Безперебійне іскроутворення свідчить про справність котушки запалювання.

Двовивідні котушки запалювання мікропроцесорних систем та електронних систем запалення високої енергії перевіряють "на іскру" із застосуванням спеціального переносного розрядника (рис. 9).

Це робиться для того, щоб не отримати травми або не вивести з ладу електронні прилади на автомобілі. За допомогою розрядника можна досить точно виміряти вторинне напруження на будь-якій котушці запалювання. Розмір зазору між кулями розрядника майже лінійно залежить від прикладеної до них напруги в момент появи іскри (див. графік на рис. 9).

За відсутності іскри в зазорі між корпусом двигуна та наконечником дроту, від'єднаного від центрального виведення розподільника, або між електродами розрядника перевірку котушки завершують вимірюванням опорів обмоток. Якщо виміряні значення опорів відповідають нормальним (див. таблицю), а високовольтної іскри не виникає, то в котушці може місце високовольтний (неконтрольований простим способом) пробій ізоляції між витками або на корпус.

Така несправність може бути виявлена ​​лише на спеціальному випробувальному стенді. У будь-якому випадку котушка запалення, в якій виявлено несправності, не ремонтується та підлягає заміні.

На закінчення слід зазначити, що з написанні цієї статті використовувалася, переважно, інформація з вітчизняних котушкам запалювання (див. таблицю). Що стосується котушок запалювання імпортних автомобілів, то вони мають дуже схожі параметри та конструктивні показники, оскільки розраховуються та виготовляються за абсолютно аналогічними принципами. Звідси зрозуміло, що заміна імпортних котушок запалення вітчизняними можлива і цілком допустима. Слід лише мати на увазі, що котушки запалення від різних типів систем запалення не взаємозамінні, наприклад, батарейна котушка запалення не працюватиме в електронній системі і навпаки - їх параметри зовсім різні.

При заміні котушки запалення на її місце підбирають котушку зі схожими робочими параметрами, які не повинні відрізнятися більш ніж на 20...30%, а самі котушки повинні мати однакове конструктивне виконання.

У таблиці, як приклад, жовтим рядком виділено параметри взаємозамінних котушок запалювання.

[email protected]

Котушка запалювання – другий елемент у послідовності системи запалення двигуна автомобіля. Робота котушки запалення схожа з функціями трансформатора і заснована на перетворенні низьковольтної напруги від акумуляторної (стартерної) батареї автомобіля, високовольтна напруга, що генерується для свічок запалювання, внаслідок чого відбувається запалення повітряно-паливної суміші.

Складається котушка з первинної та вторинної обмоток, залізного сердечника та корпусу з ізоляцією. На сердечнику, набраному з тонких металевих пластин, намотані дві обмотки з товстого та тонкого мідного дроту.

Принцип роботи котушки запалення аналогічний роботі трансформатора. При подачі напруги на ланцюг первинної обмотки у котушці створюється магнітне поле. Вторинна обмотка котушки запалювання самоіндукується та генерує напругу. Трансформована напруга подається на свічки запалювання через розподільний пристрій, а високовольтний розряд триває, доки створена котушкою енергія не буде витрачена.

Різновиди котушок

На сьогоднішній день існує достатня кількість типів котушок запалювання, які можна встановлювати як на старі вітчизняні автомобілі з карбюраторними двигунами, так і на більш сучасні автомобілі з безпосереднім упорскуванням палива.

Корпусні котушки запалювання встановлюються на автомобілі з механічним розподілом запалення, де розподільник, обертаючись, подає високовольтну напругу на кожну запалювальну свічку в певній послідовності. Такий спосіб комутації та розподілу напруги не застосовується у сучасному автомобілебудуванні через малі терміни служби та низьку надійність.

Котушка з електронним розподілом запалення, або розподільна котушка, не вимагає для своєї роботи додатково контактного каскадного переривника, адже з розвитком технологій у мікроелектроніці стала можливою інтеграція такого переривача запалювання в саму котушку. Така котушка підійде для автомобілів із механічним розподілом запалювання.

Двохіскрова котушка запалювання дозволяє генерувати напругу для свічок одночасно у двох циліндрах двигуна за один оборот колінчастого валу, при цьому узгодження між системою запалення та розподільним валом не потрібне. Такі котушки доцільно застосовувати тільки в двигунах з парною кількістю циліндрів, наприклад, для двигуна з чотирма циліндрами знадобиться дві котушки, з шістьма - три, відповідно, з вісьма - чотири.

"Інтелектуальна" штекерна котушка запалення є одноіскровою і встановлюється прямо на кожну свічку запалювання. Конструкція та функціональні характеристики такої котушки дозволяють відмовитись від застосування в системі високовольтних проводів, але при цьому необхідні сполучні затискачі (клеми), розраховані на високу напругу. За рахунок своєї компактності ці котушки застосовують у автомобілях з малим об'ємом вільного підкапотного простору, але компактний не означає малоефективний. Штекерна котушка може легко конкурувати зі своїми побратимами.

Перевагами котушки є:

1. Найбільш широкий діапазон налаштування кута випередження запалення.
2. Діагностика перепусток запалення з первинної та вторинної обмоток.
3. Іскрогасіння у вторинному ланцюзі за допомогою високовольтного діода.

Застосовуються такі пристрої двигунів з будь-яким числом циліндрів, проте тут суворо потрібна синхронізація з положенням розподільного валу за допомогою відповідного датчика.

Несправності котушок та їх діагностика

Котушка запалення - досить-таки надійний елемент системи, але і її не оминають всілякі несправності, часто пов'язані з недотриманням правил експлуатації. Розглянемо найпоширеніші ознаки несправності котушки запалення:

• Нестійкі обороти двигуна на неодруженому ходу.
• Провали двигуна при різкому відкритті дросельної заслінки.
• Зайнявся «Чек».
• Відсутня іскра.

У першу чергу, при виникненні поломки системи запалення, слід візуально оглянути котушку і знайти тріщини, обвугленість, а також перевірити її температуру та вологість. Якщо гріється котушка запалювання, це може свідчити про те, що сталося міжвиткове замикання і пристрій підлягає заміні. Підвищена вологість у місці, де знаходиться котушка запалення, так само може позначитися на роботі двигуна. Якщо котушка суха, без тріщин, кіптяви і не гаряча, але несправність у системі все ж таки присутня, необхідно провести її діагностику.

Якщо автомобіль не заводиться, тобто стартер прокручується, але двигун не підхоплює запалення, це може означати, що немає іскри з котушки запалення.

1. Як перевірити котушку запалювання на працездатність для безконтактної системи розподілу запалювання? Необхідно від'єднати високовольтний провід, розташований по центру розподільника запалювання і розташувати цей провід на відстані приблизно 5 мм від металевого корпусу двигуна. Потім прокручуємо стартером колінчастий вал двигуна і спостерігаємо за наявністю іскри в зазорі між контактною частиною високовольтного дроту, який від'єднали від розподільника, та корпусом двигуна (маса).
2. У контактній системі запалення з цієї процедури виключається прокручування колінчастого валу стартером, а саме: знімаємо кришку розподільника запалення та встановлюємо контакти переривника напруги у замкнений стан. Потім включаємо запалення важелем переривника, розмикаємо та замикаємо контакти. Наявність при цьому іскри в зазорі між дротом і масою говорить про справну роботу котушки запалювання.

Якщо діагностика котушки запалення виявила відсутність іскри, потрібно перевірити опір котушки запалення. Для цього буде потрібно звичайний мультиметр, або омметр і технічний паспорт на котушку, де можна переглянути її параметри, включаючи опір обмоток. Перед тим, як перевірити котушку запалювання, від'єднуємо всі дроти і почергово вимірюємо опір обох обмоток, при цьому опір первинної обмотки має бути меншим, ніж у вторинної. Якщо в ході вимірювань з'ясувалося, що опір обох обмоток відповідає заводським параметрам, а при перевірці «на іскру» цієї самої іскри не було, можна зробити висновок, що стався пробою ізоляції між витками і корпусом.

Заміна котушки запалювання

У разі несправності котушки та неможливості її відновлення вона підлягає заміні. Можна купити таку ж оригінальну, а можна підібрати аналогічну, при цьому їх характеристики не повинні відрізнятися більш ніж на 20-30 відсотків, а також мати однакове кріплення та конструктивне виконання. Наприклад, для вітчизняних автомобілів ВАЗ-2108 - 2109 з електронними котушками 27.3705 від вітчизняного виробника, підійдуть не дуже відрізняється за параметрами котушки 0.221.122.022 фірми Bosch. І тут розкид параметрів становитиме від 10 до 15%.

Підсумовуючи, можна відзначити, що при написанні статті використовувалася реальна інформація про проблеми, з якими стикався кожен водій. Всі котушки практично не відрізняються один від одного за принципом дії, але не всі їх взаємозамінні, наприклад, котушки з механічним розподілом запалення не зможе працювати з безконтактним розподілом і навпаки.

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них

Котушка запалення є важливою частиною системи запуску транспортного засобу. Без її застосування не досягти старту двигуна. Неможливо запустити двигун без акумулятора, оскільки не буде формуватися перша іскра.

Влаштована ця деталь досить легко, але іноді, як і інші деталі та елементи автомобіля, вона виходить з ладу. Причиною може стати несправність або певний заводський дефект. Стандартним пуском двигуна робота котушки не обмежується. Якщо пристрій раптово вийде з ладу при двигуні, що вже працює, це автоматично призведе до його повної зупинки.

Знання відповіді питання, як перевірити котушку запалювання – це простий і вірний спосіб виявити несправність деталі і зрозуміти, потрібна чи ні його заміна.

Призначення

Основним призначенням котушок запалення є трансформація низьковольтного електричного струму, який виходить від акумулятора або від генератора, у спеціальний електричний імпульс з досить високою напругою. За рахунок цього процесу у свічках запалювання виробляється необхідна для запуску двигуна іскра.

Принцип роботи

Принцип роботи описуваного пристрою досить простий. У первинну обмотку котушки здійснюється подача низьковольтної напруги, що створює магнітне поле. Іноді подібна напруга повністю відсікається переривником, сприяючи тим самим різкого скорочення магнітного поля та утворення у витках котушки запалення оптимальної електрорушійної сили.

Відповідно до закону фізики з електромагнітної індукції, показник електрорушійної сили, що утворюється, є прямо пропорційним кількості витків контуру. Саме з цієї причини у вторинній котушці, де є більше витків, з'являється імпульс високої напруги. Він проходить високовольтними проводами і подається до свічки запалювання. Завдяки цьому імпульсу, що передається котушкою, між електродами свічки запалення утворюється іскра, що займає повітряно-паливну суміш.

У більш застарілих моделях автомобільна напруга від котушки запалювання передавалося до свічок за допомогою розподільника запалювання. Подібна схема не відрізнялася надійністю, тому свічкові котушки запалення сучасніших авто об'єднані в спеціальну систему і розподілені строго по одній на кожну свічку.

Види котушок

На даний момент відрізняється три основні види котушок запалювання. Кожен із них характеризується своїми конструкційними особливостями і потребує більш уважного розгляду:

• класичні, що використовуються на автомобілях із системами запалення, де присутній розподільник;
• двовивідні - використовуються в системі стандартного запалення з прямою подачею електричної напруги;
• індивідуальні – у цій системі кожної свічки призначена одна котушка.

Всі три види схожі за своєю конструкцією, за винятком деяких нюансів. Класичний варіант складається з двох обмоток – вторинної та первинної. Друга при цьому міститься всередину першої. Різниця між обмотками полягає у кількості витків використовуваного дроту, а також у товщині дроту.

У внутрішній частині даних обмоток розміщено сердечник, виконаний з феромагнітного металу. Кожна обмотка має два висновки. У первинної вони обидва є вхідними. У вторинної один висновок є вихідним, а другий з'єднаний з первинною обмоткою. Усі перелічені вище елементи поміщені у герметичний корпус. Щодо висновків, то вони виходять на кришку корпусу.

Двовивідна котушка від класичного варіанта відрізняється присутністю двох сердечників - внутрішній, який поміщений в обмотки, а також зовнішній, що знаходиться над ними. Замість одного високовольтного виведення вторинного варіанта обмотки, у подібної котушки їх лише два.

Що стосується індивідуальної котушки, вона відрізняється тим, що зверху розміщується не первинна, але вторинна обмотка. При цьому високовольтний висновок її приєднаний до спеціального наконечника, що одягається на виведення свічки.

Всі види котушок є нерозбірними та не підлягають ремонту. Дані елементи необхідно перевіряти та своєчасно здійснювати заміну. Це дуже важливо, оскільки обрив або замикання обмоток може стати причиною збоїв у роботі, а також призведе до повної непрацездатності двигуна.

Основні несправності котушки запалення та їх причини

Причин появи котушок запалювання різних несправностей може бути кілька. Серед найпоширеніших їх можна назвати такі:

1. Коротке замикання у внутрішній частині пристрою.
2. Перегрів котушки через її поступове зношування.
3. Збільшення часу заряджання котушки. Це виникає через низьке джерело напруги, тобто слабкий акумулятор. Надалі це призводить до передчасного зношування або до підвищеного навантаження блоку управління запалювання.
4. Порушення герметичності вузлів у двигуні. Течі можуть стати причиною замикання, викликаючи цим порушення у роботі загальної системи запалення.

Причини виходу з ладу котушок запалювання потрібно знати. Якщо не усунути їх, є ризик зіткнутися зі швидким виходом з ладу нових елементів.

Симптоми несправностей, або На що слід звернути увагу

Хоч би який вид котушки був у транспортному засобі, через певний час експлуатації може вийти з ладу.

Можна виділити такі ознаки несправності котушки запалювання:

• слабкий розгін;
• втрата потужності;
• хибні показники на панелі приладів;
• перехід двигуна до режиму safe-mode;
• найсерйозніший ознака виходу свічки з ладу двигун не заводиться.

Перелічені ознаки збою в роботі котушки запалення можуть виявлятися як при певному режимі роботи двигуна, так і в постійному.

Інструкція з перевірки котушки запалювання мультиметром

Перевірка описуваного елемента є триступеневим процесом. Починається він із ретельної підготовки. Потім здійснюється візуальний огляд і все закінчується тестуванням системи із задіянням спеціальних приладів.

Функціонування котушки може перевірятися на професійних діагностичних стендах у спеціальних сервісах та дилерських центрах. Для проведення самостійної перевірки потрібно використовувати мультиметр. Даний інструмент є універсальним діагностичним приладом максимально широкого спектра застосування.

Підготовчі операції

Перед тим, як почати саму діагностику котушки запалення, потрібно підготувати мультиметр. Даний прилад може визначити точні показники напруги і рівень електричного опору в Ом.

У сучасних авто встановлені різноманітні котушки запалювання. Параметри кожної з моделей позначені ПТС кожного авто. Подібні показники потрібно знати, щоб можна було провести діагностику. Перевірка полягає у виявленні такого параметра, як опір котушки запалювання, тобто опір вторинної та первинної обмоток. Якщо під час перевірки не вдається виявити показники опору, можна буде спиратися на загальноприйняті ознаки.

Зовнішній огляд

Зовнішні параметри системи можуть залежно від моделі трохи відрізнятися. Відрізняються такі характерні елементи, як:

• кришка;
• корпус;
• розташована по центру клема;
• два контакти.

У процесі візуального огляду елемента потрібно уважно вивчити стан корпусу та постаратися виявити на поверхні тріщини, сколи та пропалені ділянки. Оскільки корпус виконаний з ебоніту і, відповідно, не пропускає струм, несправність приладу здебільшого буде пов'язана з внутрішніми пошкодженнями.

Якщо процесі вивчення стану зовнішніх характеристик котушки виявляються певні проблеми, елемент потрібно замінити на новий. Нова котушка має суворо відповідати всім необхідним технічним характеристикам – опору обмотки, тривалості та енергії іскри. Якщо проблем із зовнішніми характеристиками не виявляється, можна перейти до перевірки первинної та вторинної обмоток.

Перевірка первинної обмотки

На даному етапі мультиметр потрібно приєднати до мінусового та плюсового висновків, а прилад налаштувати на вимірювання рівня опору. Незважаючи на те, що пристрої від різних автомобілів характеризуються різними значеннями рівня опору, показник коливається в діапазоні 0,4 - 2 Ом.

Якщо в процесі діагностики пристрій показує величину, що входить в даний діапазон, можна судити про справність пристрою. Відображення на дисплеї значення 0 Ом прямо говорить про те, що в обмотці відбулося коротке замикання. Якщо отриманим значенням є нескінченність, стався обрив в електричному ланцюзі. Після перевірки первинної обмотки можна приступати до виявлення проблем із вторинною.

Перевірка вторинної обмотки

Під час цієї перевірки щупи мультиметра потрібно приєднати до плюсового контакту та до проводів високої напруги. Якщо пристрій має спеціальне пластинчасте сердечник, параметри опору будуть перебувати в діапазоні 6 - 9 кОм. Всі інші категорії котушок перевищуватимуть 15 кОм.

Порівняння результатів вимірювань із нормованими значеннями

Після перевірки та визначення рівня опору двох категорій обмоток всі отримані показання потрібно порівняти зі стандартними, встановленими виробником параметрами. Ретельна перевірка здвоєної котушки – це складніше завдання. Первинна обмотка в котушках такого плану підключається безпосередньо до гнізда.

Стандартна схема здвоєної котушки дещо відрізняється від звичайної та її знання необхідне у процесі перевірки первинної обмотки. Вторинна обмотка продзвонюватиметься без особливих проблем. Для цього досить просто приєднати тестер до пари високовольтних висновків.

Дефекти котушок, які не виявляються тестером

Крім проблем із обмоткою, які можна визначити за допомогою мультиметра, існують інші дефекти, які не можна визначити за допомогою цього пристрою. Більшість їх визначаються у вигляді зовнішнього огляду.

Серед проблем такого плану можна визначити несправність контакту та протікання олії при сильній вібрації. Елементарне перегрівання котушки може свідчити порушення її герметичності.

Незалежно від виявленої несправності котушку неможливо буде відремонтувати. Все, що можна зробити – замінити деталь на новий елемент.

Висновки

Автомобільна котушка запалювання може бути віднесена до надточних та досить чутливих пристроїв. Будь-яке, навіть незначне відхилення від показників норми може призвести до досить серйозних поломок і несправностей елементів автомобіля при його подальшій експлуатації. Не варто забувати про те, що котушка є тим пристроєм, який не можна відремонтувати. У разі виявлення несправностей деталь потрібно повністю замінити.

(9 оцінок, середнє: 4,22 із 5)

Більш ніж півстоліття еволюції карбюраторних бензинових моторів з контактною системою запалення котушка (або як її часто називали шофери минулих років – «бобіна») практично не змінювала конструкцію та вигляд, являючи собою високовольтний трансформатор у металевій герметичній склянці, заповненій трансформаторною олією. витками обмоток та охолодження.

Невід'ємним партнером котушки був трамблер – механічний комутатор низької напруги та розподільник високого. Іскра повинна була з'являтися у відповідних циліндрах наприкінці такту стиснення паливоповітряної суміші – строго у певний момент. Трамблер здійснював і зародження іскри, і синхронізацію її з тактами роботи двигуна, і розподіл свічок.

Класична маслонаповнена котушка запалення – «бобіна» (що французькою і означало «котушка») – була надзвичайно надійна. Від механічних впливів її захищав сталевий стакан корпусу, від перегріву - ефективне тепловідведення через масло, що заповнює склянку. Проте згідно з малоцензурним в оригінальному варіанті віршиком «Справа була не в бобіні – ідіот сидів у кабіні…», виходить, що надійна бобіна таки часом підводила, навіть якщо навіть водій не такий уже ідіот…

Якщо подивитися на схему контактної системи запалення, то можна виявити, що заглушений мотор міг зупинятися в будь-якому положенні коленвала, як із замкнутими контактами переривника низької напруги в трамблері, так і з розімкненими. Якщо при попередньому глушенні мотор зупинився в положенні коленвала, в якому кулачок трамблера замикав контакти переривника, що подає низьку напругу на первинну обмотку котушки запалювання, то коли водій з якоїсь причини включав запалювання, не запускаючи мотор, і залишав ключ первинна обмотка котушки могла перегрітися і згоріти... Бо через неї починав проходити постійний струм 8-10 ампер замість переривчастого імпульсного.

Офіційно котушка класичного маслонаповненого типу неремонтопридатна: після згоряння обмотки вона вирушала в брухт. Проте колись давно на автобазах електрики примудрялися ремонтувати бобіни – розвальцьовували корпус, зливали масло, перемотували обмотки та збирали наново… Так, були часи!

І лише після масового застосування безконтактного запалення, при якому контакти трамблера змінилися на електронні комутатори, проблема згоряння котушок майже зникла. У більшості комутаторів було передбачено автоматичне відключення струму через котушку запалювання на увімкненому запаленні, але не запущеному двигуні. Іншими словами, після включення запалення починався відлік невеликого тимчасового інтервалу, і якщо водій за цей час не заводив мотор, комутатор автоматично вимикався, захищаючи і котушку, і себе від перегріву.

Сухі котушки

Наступним етапом розвитку класичної котушки запалення стала відмова від маслонаповненого корпусу. "Мокрі" котушки змінилися на "сухі". Конструктивно це була практично та сама котушка, але без металевого корпусу та олії, покрита зверху шаром епоксидного компаунду для захисту від пилу та вологи. Працювала вона разом з тим самим трамблером, і часто у продажу можна було зустріти і старі «мокрі» котушки, і нові «сухі» на ту саму модель авто. Вони були повністю взаємозамінними, відповідали навіть вуха кріплень.

Для рядового автовласника у зміні технології з «мокрою» на «суху» не було, по суті, жодних переваг чи недоліків. Якщо остання, звичайно, була зроблена якісно. «Профіт» отримували лише виробники, оскільки виготовити «суху» котушку дещо простіше та дешевше. Однак якщо «сухі» котушки іноземних автовиробників спочатку продумувалися і виготовлялися досить ретельно і служили майже стільки ж, скільки і «мокрі», радянські та російські «сухі» бобіни здобули погану славу, оскільки мали масу проблем з якістю і виходили з ладу досить часто. без жодних причин.

Так чи інакше, сьогодні «мокрі» котушки запалення повністю поступилися місцем «сухим», а якість останніх навіть вітчизняного виробництва практично не викликає нарікань.

Були й котушки-гібриди: звичайну «суху» котушку та звичайний комутатор безконтактного запалення іноді об'єднували у єдиний модуль. Такі конструкції зустрічалися, наприклад, на моновпорскових Фордах, Ауді та інших. З одного боку, це виглядало певною мірою технологічно, з іншого – знижувалася надійність та збільшувалася ціна. Адже два вузли, що добряче нагріваються, об'єднали в один, тоді як окремо вони й охолоджувалися краще, і при виході з ладу того чи іншого заміна обходилася дешевше...

Ах так, ще в скарбничку специфічних гібридів: на старих Тойотах нерідко зустрічався варіант котушки, інтегрованої прямо в розподільник трамблера! Інтегрувалася вона, звичайно, не намертво, і при виході з ладу «бобіну» можна було легко зняти і придбати окремо.

Модуль запалення – відмова від трамблера

Помітна еволюція у котушковому світі відбулася у період розвитку інжекторних моторів. Перші інжектори мали у своєму складі «частковий трамблер» – низьковольтний ланцюг котушки вже комутував електронний блок керування двигуном, а ось іскру по циліндрах, як і раніше, роздавав класичний бігунковий розподільник, що приводився у обертання від розподільного валу. Від цього механічного вузла стало можливим повністю відмовитися, застосувавши комбіновану котушку, у загальному корпусі якої ховалися окремі котушки у кількості, що відповідає числу циліндрів. Такі вузли стали називати "модулями запалення".

Електронний блок управління двигуном (ЕБУ) містив у собі 4 транзисторні ключі, які по черзі подавали 12 вольт на первинні обмотки всіх чотирьох котушок модуля запалювання, а ті в свою чергу відправляли іскровий імпульс високої напруги кожна на свою свічку. Ще частіше зустрічаються спрощені варіанти комбінованих котушок, більш технологічні та дешеві у виробництві. Вони в одному корпусі модуля запалювання чотирициліндрового мотора міститься не чотири котушки, а дві, але працюючі, проте, на чотири свічки. У такій схемі іскра на свічки подається попарно - тобто, на одну свічку з пари вона приходить у потрібний для займання суміші момент, а на іншу - вхолосту, в момент випуску відпрацьованих газів з цього циліндра.

Наступним етапом розвитку комбінованих котушок стало перенесення електронних комутувальних ключів (транзисторів) з блоку управління двигуном корпус модуля запалювання. Винесення потужних транзисторів, що гріються при роботі, «на волю» покращив температурний режим ЕБУ, а при виході з ладу якого-небудь електронного ключа-комутатора достатньо було замінити котушку, а не міняти або паяти складний і дорогий блок управління. В якому ще часто прописані індивідуальні для кожного авто паролі іммобілайзера тощо.

Кожному циліндру – по котушці!

Ще одне типове для сучасних бензинових автомобілів рішення у сфері запалення, що існує паралельно з модульними котушками, – це індивідуальні котушки для кожного циліндра, які встановлюються у свічкову криницю і контактують зі свічкою безпосередньо, без високовольтного дроту.

Перші «персональні котушки» були саме котушками, але потім у них переїхала й комутаційна електроніка – так само, як і з модулями запалення. З плюсів такого форм-фактора – відмова від високовольтних дротів, а також можливість заміни при виході з ладу лише однієї котушки, а не цілого модуля.

Правда, варто сказати, що в цьому форматі (котушки без високовольтних проводів, що монтуються на свічку) існують і котушки у вигляді єдиного блоку, об'єднані загальною основою. Такі, наприклад, люблять використовувати GM та PSA. Ось це воістину кошмарне технічне рішення: котушки начебто окремі, але при виході з ладу однієї «бобіни» доводиться міняти у зборі великий і дорогий блок.

До чого ми дійшли?

Класична маслонаповнена бобіна була одним з найнадійніших і невбивних вузлів у карбюраторному та ранніх інжекторних автомобілях. Раптовий вихід її з ладу вважався рідкістю. Щоправда, її надійність, на жаль, «компенсував» невід'ємний партнер – трамблер, а потім – і електронний комутатор (останнє, щоправда, стосувалося лише вітчизняних виробів). «Масляним», що прийшли на зміну, «сухі» котушки за надійністю були зіставні, але все ж таки дещо частіше виходили з ладу без видимих ​​причин.

Інжекторна еволюція змусила позбутися трамблера. Так з'явилися різноманітні конструкції, що не потребували механічного високовольтного розподільника – модулі та окремі котушки за кількістю циліндрів. Надійність таких конструкцій ще більше знизилася у зв'язку з ускладненням та мініатюризацією їх "потрахів", а також вкрай важкими умовами їхньої роботи. Через кілька років роботи з постійним нагріванням від двигуна, на якому котушки були змонтовані, на захисному шарі компаунду утворювалися тріщини, через них волога та масло потрапляли на високовольтну обмотку, викликаючи пробої всередині обмоток та пропуски запалення. В окремих котушок, які встановлені у свічкових колодязях, умови роботи ще більш пекельні. Також не люблять ніжні сучасні котушки мийку моторного відсіку та збільшений зазор в електродах свічок запалювання, що утворюється внаслідок тривалої роботи останніх. Іскра завжди шукає найбільш короткий шлях і нерідко знаходить його всередині обмотки бобіни.

У результаті на сьогоднішній день найбільш надійною і правильною конструкцією з існуючих і застосовуваних можна назвати модуль запалення з вбудованою електронікою, що комутує, встановлений на двигуні з повітряним зазором і з'єднаний зі свічками високовольтними проводами. Менш надійні роздільні котушки, встановлені в колодязях свічок головки блоку, і зовсім невдало, на мій погляд, рішення у вигляді об'єднаних котушок на єдиній рампі.

Щоб забезпечити запалення горючої суміші в циліндрах бензинової силової установки, використовується зовнішнє джерело - електрична іскра, що проскакує між електродами свічки розжарювання. Але між цими електродами є певний проміжок, який електрична напруга повинна пробити. Тому на свічку має подаватися напруга великого значення, що становить десятки тисяч вольт.

Класична котушка запалювання

Звичайно, бортова мережа автомобіля не те що не розрахована, вона навіть не здатна видати таку напругу, оскільки не існує портативного джерела живлення з такими вихідними параметрами.

Ця проблема була вирішена шляхом включення в систему запалення спеціальної котушки, що генерує високу напругу. По суті, котушка запалення - це пристрій, що перетворює напругу низького значення (6-12 В) у великі значення (до 35 000 В).

Це і є основною функцією даного елемента - генерація імпульсу високого вольтажу, розжарювання.

Досягається генерація напруги значних показань конструкцією. Влаштована котушка запалення просто, вона складається з двох видів обмоток.

Конструкція котушки запалювання

Пристрій котушки запалювання

Первинна обмотка, вона низьковолтна, приймає напругу, що подається від акумулятора або . Вона складається з витків дроту великого перерізу, виготовленого з міді. Через це кількість витків даної обмотки незначна – до 150 витків. Щоб попередити можливі стрибки напруги та виникнення короткого замикання, цей дріт зверху покритий ізоляційним шаром. Кінці цієї обмотки виведені на кришку котушки, до них і приєднується проводка з напругою 12 Ст.

Вторинна обмотка вміщена всередині первинної. Вона складається з дроту дрібного перерізу, що забезпечує велику кількість витків – до 30000. Один з кінців даної обмотки з'єднаний з мінусовим виведенням першої обмотки. Другий висновок, що є позитивним, приєднаний до центрального виводу котушки. Від цього висновку висока напруга подається далі.

Принцип роботи котушки запалювання

Працює котушка запалення за таким принципом: напруга, що подається від джерела живлення, проходить по витках первинної обмотки, через що утворюється магнітне поле, що впливає на вторинну обмотку. Завдяки цьому полю у ній формується імпульс напруження високого значення. Це значення позначається велика кількість витків даної обмотки, оскільки індукція магнітного поля першої обмотки множиться на кількість витків вторинної обмотки. Звідси й висока вихідна напруга.

Щоб збільшити магнітне поле всередині котушки, тим самим забезпечивши вищу вихідну напругу, всередину котушки вміщено залізний сердечник.

Відео: Індивідуальна котушка запалювання ВАЗ

Ще щось корисне для Вас:

Оскільки під час роботи котушки можливе струмове нагрівання обмоток, для охолодження використовується трансформаторне масло, яким заповнюється порожнина корпусу. Кришка її прилягає до корпусу герметично, тому котушка є нерозбірною. У разі несправності ремонту вона також не підлягає.

Вхідна та вихідна напруга котушки не є головними характеристиками, за допомогою якої можна перевірити справність її. Перевірку працездатності котушки провадять по опору її витком. При цьому у кожної з котушок опір може бути різним. Наприклад, котушка може мати опір першої обмотки на рівні 3,0 Ом, а вторинної - 7000-9000 Ом. Відхилення при вимірі від цих значень вказуватиме на несправність котушки. А оскільки вона неремонтована, вона просто замінюється.

Вище було описано конструкцію котушки загального типу. Встановлюється вона на всі автомобілі, що мають батарейну, безконтактну та електронну систему запалення, і оснащуються розподільником, який імпульс від котушки спрямовує на потрібний циліндр.

Двовивідна котушка

Існує ще два типи котушок – двовивідні та індивідуальні. Двовивідні котушки застосовуються в електронній системі запалення з прямою подачею іскри на свічку.

Двовивідна котушка. Дуже часто застосовується на мотоциклах із електронною системою запалювання. Особливістю є наявність двох високовольтних висновків. Вони можуть синхронно отримувати іскру від двох циліндрів.

Внутрішня конструкція практично не відрізняється від котушки загального типу. Але висновків для подачі імпульсу такої котушки – два. Тобто, під час роботи котушки імпульс подається відразу дві свічки. Оскільки при роботі силової установки одночасно кінець такту стиснення у двох циліндрах не може бути, а тільки в одному циліндрі, то в другому іскровий розряд, який проскочить між електродами свічки, не нестиме ніякої корисної функції – холостий іскра. Але при подальшій роботі двигуна ситуація зміниться – у другому циліндрі буде кінець такту стиснення та іскра необхідна, а в першому циліндрі вона буде холостою.

Двовивідна котушка може мати різні способи підключення до свічок розжарювання. Один із способів – подача імпульсів за допомогою двох високовольтних дротів. Другий – використання одного наконечника та одного високовольтного дроту.

Така котушка дозволяє обійтися без розподільника, але подавати іскру вона може лише на два циліндри. А зазвичай у авто використовується по 4 циліндри. Для таких авто використовується чотирививідна котушка, яка сама по собі представляє дві двовивідні котушки, об'єднані в один блок.

Індивідуальна котушка запалювання

Залежно від пристрою сердечника, індивідуальні котушки запалення поділяються на два типи – компактні та стрижневі.
Компактна (ліворуч) та стрижнева (праворуч) індивідуальні котушки запалювання, що встановлюються безпосередньо над свічками запалювання.

Останній тип котушок, що використовуються на авто, - індивідуальні. Такі котушки працюють тільки з одного, але при їх використанні з ланцюга, що передає іскру, виключено один з елементів – високовольтний провід, оскільки котушка розміщується.

Вона має дещо іншу конструкцію, але при цьому принцип роботи залишився незмінним.

Влаштування індивідуальної котушки запалювання

У ній є два сердечники. Поверх внутрішнього розташовуються дві обмотки. Але в цій котушці вторинна обмотка розташована поверх первинної. Зовнішній сердечник розташований поверх обмоток.

Виходи вторинної обмотки приєднані до наконечника, що одягається на свічку. Цей наконечник складається із стрижня, розрахованого на роботу з високою напругою, пружини та ізолятора.

Щоб захистити обмотки від значних навантажень, до вторинної приєднаний діод, розрахований на роботу зі значною напругою.

Така конструкція котушки дуже компактна, що дозволяє використовувати по одному елементу на кожен циліндр. А відсутність низки інших елементів, що використовуються в системах, які оснащуються першими двома типами котушок, дозволяє значно знизити втрати напруги в ланцюгу.

Це і всі котушки запалення, що випускаються на даний момент, якими оснащуються автомобілі.