Катушка зажигания: как работает, где находится, основные неисправности

Признаки неисправностей

Внешними признаками некорректной работы системы зажигания любого вида может быть неровная работа двигателя — он в этом случае может не запускаться совсем, а может и заводиться очень долго. На холостых оборотах обязательно будут наблюдаться периодические сбои, а во время движения может происходить дефицит мощности.

В системе электронного типа у данных проявлений причины следующие:

1. Могла пробиться крышка распределительного датчика или оборваться провода.

Электронная система предусматривает отсутствие большого количества контактов, что исключает появление неисправности, основанной на их прерывании. Теперь вместо контактов используется датчик. У него есть масса преимуществ, основными из которых является невозможность износа, е еще его не нужно все время регулировать.

Но в электронной системе зажигания, конечно, есть свои проблемы, и в первую очередь они отражаются на функционировании двигательной системы — мотор начинает работать неустойчиво, а иногда его просто невозможно запустить. А вот некоторые причины данных явлений:

• обрыв проводной системы;

Если мощность двигателя стала заметно меньше, а расход топлива сильно увеличился, то это явные свидетельства того, что блок управления неисправен. Также проблемы могут быть в датчиках или свечах. Но все они вполне разрешимы. При этом совершенно необязательно, что детали придется менять, иногда проблема решается регулировкой некоторых системных частей.

Прежде всего, следует подвергнуть проверке топливную систему. Если карбюратор принимает бензин с перебоями, мотор не будет работать корректно. Кроме этого, поломки двигательной системы иногда связаны с плохим соединением усилительного шланга с впускной трубой. Вполне может быть неисправен и тормозной усилитель.

Неисправности трамблеров

О том, что имеют место неисправности трамблера, свидетельствуют следующие признаки:

Когда искра на центральном проводе есть, но отсутствует на свечных проводах, это говорит о пробое бегунка.

1. автомобиль периодически дергается при движении;
2. нестабильная работа мотора на холостом ходу;
3. мотор совсем не заводится;
4. слышен стук пальцев поршней в процессе набора скорости;
5. снизилась динамика набора скорости;
6. увеличился расход топлива.

В большинстве случаев причинами поломки трамблера становятся:

Пробой крыши и катушки зажигания происходит по причине больших зазоров в контактах крышки трамблера и бегунка, свечей и плохих подсвечников.

1. прогорание бегунка;
2. окисление или замыкание контактов под крышкой;
3. пробой крышки трамблера;
4. поломка одного из датчиков;
5. проблемы с подшипником вала и другие неполадки.

В каждом из данных случаев требуется замена. Но при этом практически для любого автомобиля можно менять не весь трамблер, а только вышедшую из строя его часть, что является преимуществом, поскольку существенно удешевляет ремонт.

Зачастую проблемы в работе контактного трамблера появляются через изменения зазоров в контактах или их загрязнение, поэтому надо проверять через 10 тыс. км.

Самой элементарной проверкой трамблера это визуальная оценка состояния бегунка, контактов и крышки.

В бесконтактном трамблере, основной неисправностью является выход из строя датчика холла или индуктивного датчика.

Для проверки системы зажигания и трамблера в том числе, наблюдают за искрой на выкрученной свече, запустив двигатель. В гаражных условиях также можно проверить, используя измерительные приборы или индикаторы.

К часто выходящим их строя деталям также относится конденсатор трамблера. Он способствует увеличению напряжения подаваемого на свечи зажигания в момент запуска двигателя. И чтобы его проверить нужно его отсоединить и притронутся к «массе», и если слышится характерный треск и наблюдается падение напряжения – конденсатор рабочий, если этого не происходит деталь на замену.

Трамблер – это всегда разборный узел, который можно отключить, вынуть из автомобиля, разобрать на составляющие, обнаружить проблему и устранить ее методом замены поврежденной детали.

Типы катушек зажигания

Все существующие на сегодня автомобильные катушки по конструктивным особенностям можно разделить на четыре группы:

• Классические (общего типа);
• Двухвыводные (сдвоенные);
• Комбинированные (модули зажигания);
• Индивидуальные.

Пример различных типов катушек

КЗ общего типа подразделяются на «сухие» и маслонаполненные. «Сухие» появились позже маслонаполненных и постепенно вытеснили их с рынка за счет меньшей стоимости материалов и простоты изготовления. Конструктивно две разновидности классической катушки практически не отличаются друг от друга. В «сухом» изделии отсутствует металлический корпус, а функции защиты от механических повреждений и теплоотвода выполняет толстый слой эпоксидного компаунда, покрывающий всю поверхность устройства.

Основная особенность работы общей катушки заключается в необходимости наличия в цепи зажигания управляющего и распределительного механизма – трамблера, который отвечает за коммутацию низкого напряжения на вход катушки и «раздачу» высокого напряжения по свечам. Именно этот механический коммутатор управляет возникновением искры, а также синхронизирует этот процесс с тактами работы ДВС.

Катушки зажигания сдвоенного типа по своему внутреннему конструктиву аналогичны классическим. Основное отличие заключается в том, что изделие имеет два высоковольтных вывода. Таким образом, каждый сформированный устройством высоковольтный импульс поступает одновременно на две свечи. Но так как алгоритм функционирования двигателя подразумевает максимальное сжатия топливной смеси (время поджига) одномоментно только в одном рабочем цилиндре, то образующийся искровой разряд на свече другого цилиндра «пропадает» впустую. Этот процесс называют также «холостой искрой». Однако на следующем такте работы силовой установки два вывода катушки меняются местами: первый осуществляет «холостой» выстрел, зато второй отрабатывает свой хлеб на все сто.

Сдвоенная катушка зажигания

Двухвыводные катушки имеют два главных преимущества перед классическими:

1. При объединении двух изделий в одном блоке на 4-цилиндровом моторе (трех изделий на 6-цилиндровом и т.д.) распределитель высокого напряжения в цепи зажигания автомобиля становится ненужным, что влечет за собой повышение надежности системы в целом.
2. Такую катушку можно подключать к свечам зажигания разными способами: первый – подавать высоковольтные импульсы на свечи по двум проводам высокого напряжения, второй – использовать для одной свечи наконечник, для второй — провод. Это позволяет конструкторам повысить вариативность размещения и подключения КЗ.

Катушками комбинированного типа оснащать авто начали после широкого распространения инжекторных ДВС.

Сначала модули зажигания представляли собой единый блок, состоящий только из отдельных катушек (по числу использующихся в ДВС цилиндров) и специальных наконечников, закрепленных на выводах КЗ. С помощью этих наконечников вся конструкция надевалась на свечи, вкрученные в колодцы головки блока цилиндров (ГБЦ). Такой модуль зажигания позволял отказаться от высоковольтной части трамблера. А функцию низковольтного коммутатора в первых модулях выполнял блок управления ДВС, который для этой цели оснащался необходимым количеством транзисторов.

Позже транзисторные ключи коммутации низковольтного напряжения также перекочевали из дорогого и сложного блока управления в корпус модуля КЗ, который стал независимо выполнять все функции.

Индивидуальные катушки являются сегодня наиболее востребованными устройствами. Выбранная производителем архитектура сердечника позволяет разделить эти изделия еще на две дополнительных группы: компактные и стержневые. Индивидуальные получили свое название в силу того, что каждая работает только на одну свечу.

Высоковольтный вывод катушки подсоединён к наконечнику, состоящему из металлического стержня, упорной пружины и керамического изолятора. С помощью наконечника она надевается на свечу, вкрученную в ГБЦ.

Для предохранения вторичной обмотки КЗ от сверхвысоких нагрузок в её конструкции предусмотрено использование мощного диода, способного выдерживать постоянное воздействие значительных напряжений.

К особенностям индивидуальных можно отнести их компактность и отсутствие в изделии некоторых элементов, присущих КЗ других типов, что положительно сказывается на минимизации потерь энергии в цепи высокого напряжения.

Индивидуальные КЗ некоторых производителей дополнительно оснащаются электронными деталями для поддержки воспламенительного механизма.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Данный вид катушек применяется в электронных системах. Работают они так же, как и классические. В ее структуре тоже есть обмотки высокого и низкого напряжения. Но есть и отличия: в индивидуальной катушке, первичная обмотка находится внутри вторичной; наличие двух сердечников- внутреннего и внешнего.

Первый размещен внутри первичной обмотки. Второй же- вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащена специальным диодом. Его цель- отсекать токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки делят на 2 типа: компактные и стержневые. Они отличаются строением сердечника. Последние имеют возможность объединения по 4 штуки. Результат деятельности катушки- формирование одной искры за один полный цикл. Это объясняет необходимость синхронизации всех катушек, относительно распредвала двигателя.

Причины неисправности катушек зажигания

• Внутренние короткие замыкания. Перегрев катушки, вызванный процессом старения, неисправным модулем зажигания или неисправным выходным каскадом в электронном блоке управления.
• Неисправность в цепи питающего напряжения. Время зарядки катушки увеличивается из-за слишком низкого напряжения питания, что может привести к преждевременному износу или перегрузке блока управления зажиганием или выходных каскадов ЭБУ. Это может быть вызвано неисправной проводкой или разряженным аккумулятором.
• Механическое повреждение. Повреждение кабелей зажигания, неисправная прокладка клапанной крышки и утечки масла могут повредить изоляцию катушек. Это приводит к замыканиям и, следовательно, к преждевременному износу.
• Плохие контакты. Контактное сопротивление может увеличиваться из-за проникновения влаги в первичную и вторичную цепь.Это часто бывает после мойки двигателя.

Естественный износ

Как и все электрические и электронные блоки, бобина имеет определенный ресурс безотказной работы. Средний срок службы катушек зажигания приблизительно семь-десять лет эксплуатации либо 150.000 – 200.000 тысяч пробега. Устройство эксплуатируется в экстремальных условиях при большом перепаде температур, влажности, возможности попадания влаги, грязи, посторонних жидкостей. При этом через первичную обмотку протекают большие токи, во вторичной обмотке формируется высоковольтный импульс.

Электрический пробой

Разберемся, почему пробивает катушку зажигания. Во-первых, со временем в результате действия высоких перепадов температур диэлектрическая изоляция растрескивается, в микротрещины может попасть соленая влага, являющаяся проводником. Для напряжений более 15.000 вольт, формируемых во вторичной обмотке, в качестве проводника выступает даже чистая недистиллированная вода. Во-вторых, в процессе эксплуатации меняются физические свойства диэлектрика, резиновой изоляции наконечников высоковольтных проводов, особенно, сомнительного производства. Высоковольтный пробой может являться причиной установки нештатных высоковольтных проводов, в которых отсутствует распределенное ограничивающее ток сопротивление. Пробой может возникнуть в результате сильного загрязнения, переувлажнения. Даже в случае единичного пробоя в конструкции наступают необратимые изменения, дальнейшая эксплуатация не рекомендуется.

Перегрев

В некоторых автомобилях катушки зажигания установлены непосредственно в верхней части двигателя либо вблизи от нее. В случае, если к их конструкции отсутствует доступ воздуха для естественной вентиляции (такое возможно при установке дополнительного оборудования), может наступить перегрев устройства и выход его из строя.

Виды катушек зажигания

Немного выше мы рассмотрели конструкцию и принцип работы самой простой модификации КЗ. В такой компоновке системы распределение образовавшихся импульсов обеспечивает трамблер. Современные автомобили оснащаются электронными регуляторами, и вместе с ними катушки другого типа.

Современная КЗ должна соответствовать следующим критериям:

• Иметь небольшие размеры и вес;
• Должна иметь большой срок службы;
• Ее конструкция должна быть максимально простой, чтобы ее было легко устанавливать и обслуживать (когда появляется неисправность, автомобилист сможет самостоятельно ее выявить и предпринять необходимые действия);
• Быть защищенной от воздействия влаги и высокой температуры. Благодаря этому автомобиль будет продолжать эффективно работать при меняющихся погодных условиях;
• При установке непосредственно на свечи пары от мотора и другие агрессивные условия не должны портить корпус детали;
• Должна быть максимально защищенной от коротких замыканий и утечек тока;
• Ее конструкция должна обеспечивать эффективное охлаждение и одновременно удобство в монтаже.

Существуют такие разновидности катушек:

• Классические или общие;
• Индивидуальные;
• Сдвоенные или двухвыводные;
• Сухие;
• Маслозаполненные.

Независимо от типа КЗ действие у них одинаковое – они преобразуют низкое напряжение в ток высокого напряжения. Однако каждый вид имеет свои конструктивные особенности. Рассмотрим каждый из них подробней.

Классическая конструкция катушки зажигания

Такие КЗ использовались в старых автомобилях с контактным, а потом и бесконтактным зажиганием. Они имеют самую простую конструкцию – состоят из первичной и вторичной обмоток. На низковольтном элементе может насчитываться до 150 витков, а на высоковольтном – до 30 тыс. Чтобы между ними не образовывалось короткого замыкания, провода, которые используются для образования витков, изолированы.

В классическом исполнении корпус выполнен из металла в форме стакана, заглушенного с одной стороны и закрытого крышкой с другой. На крышку выведены низковольтные контакты и один контакт на магистраль высокого напряжения. Первичная обмотка расположена поверх вторичной.

В центре высоковольтного элемента расположен сердечник, который обеспечивает увеличение силы магнитного поля.

Подобный автомобильный трансформатор сейчас практически не используется из-за особенностей современных систем зажигания. Их еще можно встретить на старых автомобилях отечественного производства.

Общая КЗ имеет следующие особенности:

• Максимальное напряжение, которое она способна сгенерировать, находится в пределах 18-20 тыс.В.;
• В центре высоковольтного элемента установлен пластинчатый сердечник. Каждый элемент в нем имеет толщину 0.35-0.55мм. и изолирован при помощи лака или окалины;
• Все пластины собраны в общую трубку, вокруг которой намотана вторичная обмотка;
• Для изготовления колбы устройства используется алюминий или листовая сталь. На внутренней стенке имеются магнитопроводы, которые выполнены из электротехнического стального материала;
• Напряжение в высоковольтной цепи устройства увеличивается со скоростью 200-250 В/мкс;
• Энергия разряда составляет около 15-20 мДж.

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

• Индуктивность первичной обмотки — способность накапливать энергию.
• Коэффициент трансформации — во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
• Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
• Энергия образующейся искры.
• Напряжение пробоя — величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Наибольшее распространение получили три вида конструкций катушек зажигания: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки имеют две медные обмотки до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Обе обмотки изолированы, что предотвращает возникновение короткого замыкания.

Корпус представляет собой стакан с крышкой, на которую выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка расположена внутри первичной и соединена одним концом с обмоткой низкого напряжения.

Второй конец также выведен на крышку бобины и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор со свечой. Внутри обмоток находится железный сердечник, увеличивающий силу формирующегося внутри магнитного поля.

Такие конструкции на сегодняшний день практически не применяются в автомобилестроении. Однако их еще можно встретить при ремонте старых авто и других транспортных средств.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип используется преимущественно в электронных системах. Принцип работы индивидуальной катушки зажигания аналогичен классической. Конструктивно она также имеет обмотки высокого и низкого напряжения, но в отличие от классической схемы, первичная находится внутри вторичной. Также, вместо одного сердечника, их два — внешний и внутренний.

Первый находится внутри первичной обмотки, а второй — вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащается специальным диодом. Он отсекает токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки разделяют на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: компактные и стержневые. Последние могут объединяться в модули по четыре штуки. За один цикл индивидуальная катушка формирует одну искру, что обуславливает необходимость синхронизации всех катушек относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Конструкция сдвоенной (двухвыводной) катушки зажигания аналогична классической схеме, но единственным отличием является наличие двух выводов от обмотки высокого напряжения. Такая конструкция позволяет формировать искру одновременно на двух свечах (на два цилиндра двигателя). В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси, а во втором — на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Такие конструкции используются в двигателях с четным числом цилиндров. Они позволяют упростить систему зажигания, а также исключить из схемы распределитель. Подключаются сдвоенные трансформаторы двумя способами:

• оба контакта соединяются со свечами высоковольтной проводкой;
• один контакт соединен наконечником (напрямую со свечой), а второй — высоковольтной проводкой.

Для четырехцилиндровых двигателей могут применяться четырехвыводные катушки, которые фактически являются системой из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

В классической конструкции катушки системы зажигания внутреннее пространство заполнено трансформаторным маслом. Это необходимо для того, чтобы под действием тока ее обмотки не перегревались. Сам корпус такой бобины изготавливается из металла, что не всегда рационально.

Поэтому в большинстве современных автомобилей используется альтернативная конструкция — «сухой» трансформатор. Она не имеет корпуса, а покрыта слоем эпоксидного компаунда, который служит одновременно и корпусом, защищающим от загрязнений и влаги, и системой охлаждения.

Помимо этого, в ряде импортных автомобилей используются комбинированные модели, объединяющие контактный коммутатор и сухую катушку или же предполагающие интеграцию катушки в распределитель.

Какие неисправности не диагностируются омметром

Омметром можно диагностировать только обрыв или короткое замыкание обмотки. Межвитковое замыкание в обмотке при измерении сопротивления будет малозаметно из-за небольшого сопротивления одного витка и, как следствие, незначительного изменения общего сопротивления при замыкании между витками. Пробой изоляции между витками как одной, так и разных обмоток обнаруживает себя лишь при воздействии на это место высокого напряжения. Он и вовсе не может быть обнаружен с помощью мультиметра.

Почему загрязнения мешают искрообразованию

Катушка зажигания, как и любой другой трансформатор, повышающий напряжение электрического импульса, уменьшает его ток. Загрязнение изоляторов катушек и свечей маслом и нагаром проводит электрический ток, поэтому может быть представлено в виде сопротивления, подключенного параллельно искровому зазору и шунтирующего его. Ток, идущий через этот шунт из грязи и влаги, сильно снижает мощность электрического импульса, приложенного к искровому зазору. Поэтому напряжение импульса на электродах свечи тоже падает, и его не хватает для уверенного пробоя межэлектродного промежутка. Следовательно, чем выше напряжение искрообразования, тем меньше ток импульса, а система зажигания чувствительнее к различным загрязнениям.

Советы по эксплуатации и проверке

Чтобы катушки зажигания проработали как можно дольше, рекомендуем такие несложные правила эксплуатации.

1. Следите за состоянием электросети и всех ее элементов. «Убить» катушку может и старый аккумулятор, и некачественные высоковольтные провода, и даже программный сбой ЭБУ.
2. Не экономьте на свечах зажигания. В конструкции «катушка на свече» есть риск прорыва выхлопных газов через свечной колодец. В дешевых свечах уплотнение менее качественное, а значит, есть риск получить раскаленные выхлопные газы прямо внутрь катушки зажигания.
3. Проверить работоспособность ее можно с помощью мультиметра. Для этого нужно сначала замерить сопротивление первичной обмотки, подключив щупы к низковольтным клеммам. Стандартное сопротивление 0,4-3 Ом. Если больше или стремится к бесконечности – в обмотке обрыв, если меньше (стремится к нулю) – короткое замыкание.
4. Для проверки вторичной обмотки тестер нужно выставить на измерение до 2 тыс. кОм, щупы установить на высоковольтную и плюсовую клеммы и замерить сопротивление. Показатели должны быть 5-10 кОм, возможно больше или меньше, но в разумных пределах. Так же, как и в предыдущем случае, бесконечность означает обрыв провода в обмотке, ноль – короткое замыкание.
5. При подозрении на пробой изоляции (есть утечки тока, которые чувствуются как удары током от кузова автомобиля) можно измерить сопротивление на корпусе. Один щуп мультиметра на высоковольтную клемму, второй на корпус. Вот тут как раз должно быть сопротивление, стремящееся к бесконечности. Другой показатель четко говорит о повреждении оболочки катушки.

Покупая катушку зажигания, многие автовладельцы недоумевают: цены на оригинальные (ОЕМ), неоригинальные от качественных брендов и бюджетные катушки могут отличаться в десятки раз. И это не «доплата за бренд», как обычно думают покупатели. По итогу, устройство от качественного бренда будет надежно работать и не беспокоить лишний раз. А от образца бюджетного уровня сложно ожидать долгих лет службы. Как правило, самые дешевые образцы ставят на автомобиль перед продажей, чтобы он некоторое время поездил (хотя бы до ближайшего нотариуса).

Где используется?

Устройство системы зажигания На рисунке представлена система зажигания, которая применяется в бензиновых автомобилях. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух дизель, компрессионные карбюраторные.

Отсутствует необходимость очень долго выбирать и устанавливать момент, когда будет выполняться подача тока. Проверка состояния и исправности зажигания Время от времени система зажигания автомобиля для нормальной работы требует проверки целостности и слаженности элементов системы воспламенения.

Далее по сигналам датчиков ДХ G, ДТ G и ДД G в цифровом микропроцессоре производится вычисление текущего необходимого для данного режима работы ДВС значения угла опережения зажигания, который с помощью электронной схемы переключения каналов подается в виде основного импульса S зажигания в соответствующий канал электронного коммутатора К Вторичная обмотка выходного трансформатора катушки зажигания высоковольтным выводом соединена с центральным бегунком распределителя, а другой вывод обмотки является нулевым, так как во время разряда накопителя соединяется с «массой» автомобиля см.

Простейшая схема Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Чтобы устранить этот недостаток, в современных микропроцессорных системах зажигания стали применять грязевлагозащиту высоковольтных проводов и свечей зажигания укрытие проводов в изоляционную трубку или под пластмассовую крышку вместе со свечами. На этом этапе происходит подключение первичной обмотки катушки зажигания накопителя к источнику тока. В современных авто возможно использование двух видов накопителей: индукционных либо емкостных.

Схема электропроводки ГАЗ 3307, замена проводки своими руками: инструкция, фото и видео

Энергия вспомогательной искры в распределителе тратится бесполезно, и эту искру стремятся всячески подавить. В это время во вторичной обмотке создается повышенное напряжение, необходимое для пробоя на свече воздушного зазора. Поэтому в вычислителе микропроцессорной системы зажигания имеется электронная память постоянная и оперативная.

Для шестицилиндрового двигателя потребуется три двухвыводных катушки зажигания и три энергетических канала. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. Такое возможно, если был использован низкооктановый бензин, либо была неправильная установка момента произведения зажигания.

Общий принцип работы

Причем как выяснилось в большинстве коммутаторов под транзистором отсутствовала термо-отводящая паста, так что замене транзистора следует эту пасту нанести. Энергия вспомогательной искры в распределителе тратится бесполезно, и эту искру стремятся всячески подавить. Отечественные провода светло-коричневой или пестрой расцветки — низкоомные.

Преобразование осуществляется за счет прохождения тока через две обмотки этой катушки. Рассмотрим более подробно устройство и схему системы зажигания авто. Для того чтобы повысить вторичное напряжение, которое генерируется такой системой, можно воспользовавшись приборами, на основе полупроводников, которые будут работать в качестве ключей управления. Недостатки классической системы батарейного зажигания автомобилей. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку.
Система зажигания и как её можно проверить.