Типы и особенности конструкции катушек зажигания
Катушка зажигания, называемая модулем, присутствует во всех современных системах зажигания: контактные, бесконтактные и электронные. Ее назначение – преобразовывать низковольтный бортовой ток, поступающий от аккумулятора автомобиля, в высоковольтный. Высокое напряжение вызывает искру на электродах свечей, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь (ТВС).
В зависимости от особенностей конструкции различают три вида:
- индивидуальные;
- классические с общей конструкцией;
- сдвоенные.
У всех трех видов конструкция похожа, есть только некоторые отличия. Поэтому, выяснив, как проверить катушку зажигания, можно применять эти знания для всех видов. Можно изготовить прибор для проверки своими руками (автор видео Автоэлектрика ВЧ).
В конструкцию классического модуля входит первичная обмотка, внутри которой находится вторичная. У каждой из обмоток есть два вывода. На первичную подается электропитание от электросети. На вторичной один вывод является высоковольтным и считается выходным, а второй соединяется с первичной обмоткой. Вся конструкция размещается в герметичном корпусе, на крышку которого выведены все выводы.
У сдвоенного модуля два сердечника. Один является внутренним, находится в обмотке, второй – внешний, расположен над обмотками. Если у классической катушки только один вывод для высокого напряжения, то у двухвыводной их два. Они вырабатывают одновременно искру для двух цилиндров.
Схема со сдвоенным корпусом
Индивидуальная катушка надевается на отдельную свечу. Основная часть модуля состоит из витков медной проволоки, принимающей первичное напряжение и вторичного контура, преобразующего поступивший ток. Обмотка, являющаяся первичной, расположена внутри вторичного преобразователя и имеет сердечник, который расположен внутри нее. Высокое напряжение, которое вырабатывается во вторичной обмотке, напрямую передается на свечу с помощью наконечника, прижимной пружины и изолятора. Для отсечения тока предназначен высоковольтный диод.
Все виды модулей характеризуются сопротивлением, которое различается для разных моделей механизма. Если значение сопротивление отличается от номинального, это говорит о неисправности устройства.
Получение показаний сопротивления
Проблемы с двигателем могут возникнуть из-за неисправности электропитания. Если произошел обрыв обмоток или замыкание, это выводит из рабочего состояния силовой агрегат. Все виды модулей не разбираются, поэтому отремонтировать их невозможно. Для того, чтобы убедиться, что устройство подлежит замене, нужно знать, как проверить катушку зажигания.
Наиболее точно проверить работоспособность устройства можно с помощью специального оборудования, которым оснащены станции техобслуживания, например осциллографом. Существует два способа, как проверить исправность катушки зажигания своими руками в домашних условиях.
Виды катушек зажигания
По назначению для различных систем зажигания катушки подразделяются на два вида:
- Бесконтактные.
- Контактные.
Если трамблер в вашей машине отсутствует, у нее однозначно бесконтактная система зажигания. Индивидуальные катушки бывают только бесконтактные. И лишь в случае, когда трамблер оснащен контактами прерывателя, система зажигания контактная.
По числу обслуживаемых свечей зажигания они бывают:
- Общие (одна для нескольких свечей двигателя).
- Индивидуальные (для каждой свечи – своя).
По способу изоляции обмоток они также различны и могут быть:
- Маслонаполненные. Корпус у них делается из металла, а для изоляции обмоток внутрь заливается трансформаторное масло. Потеря герметичности корпуса приводит к выходу такого устройства из строя. Так как трансформаторное масло вытекает, лишенные защиты обмотки легко получают межвитковый электрический пробой.
- Залитые компаундом (сухие).
Последовательность действий при диагностике
- Очистка поверхности от загрязнения.
- Проверка внешнего вида. Устройство с трещинами и следами пробоя необходимо заменить.
- Проверка сопротивления обмоток мультиметром.
Симптомы неисправности катушки зажигания
Признаки неисправности катушки зажигания заключаются в том двигатель периодически «троит» (актуально троение в дождливую погоду, и при запуске мотора, «на холодную»), имеют место «провалы» при разгоне машины, при визуальном осмотре катушки наблюдаются «дорожки» электрического пробоя, подгорание контактов, следы термического перегрева, наличие большого количества грязи и мусора в корпусе катушки и другие, более мелкие, неисправности. Чаще всего причинами неисправности катушки является обрыв ее первичной или вторичной обмоток. В некоторых случаях просто повреждение их изоляции. На начальном этапе катушка будет работать более-менее нормально, однако со временем проблемы будут усугубляться, и описанные выше признаки будут проявляться в большей мере.
Существует несколько типовых признаков пробоя катушки зажигания. Сразу стоит оговориться, что перечисленные ниже неисправности могут быть вызваны и другими причинами, поэтому диагностику все же стоит проводить комплексно, в том числе проверив и состояние катушек зажигания. Так, симптомы пробоя можно разделить на два типа — поведенческие и визуальные. К поведенческим относится:
- Двигатель начинает «троить». И с течением времени ситуация все усугубляется, то есть «подтраивание» выражается все четче, теряется мощность и динамика двигателя.
- При попытке быстрого разгона имеет место «провал», а при работе на холостом ходу аналогично резко не повышаются обороты двигателя. Также имеет место потеря мощности под нагрузкой (при перевозе тяжелых грузов, езде в гору и так далее).
- «Троение» двигателя чаще возникает в дождливую (влажную) погоду и при запуске двигателя «на холодную» (особенно характерно для низких температур окружающего воздуха).
- В некоторых случаях (на более старых машинах) возможно появление в салоне запаха несгоревшего бензина. На более новых автомобилях аналогичная ситуация может быть, когда вместо более-менее чистых выхлопных газов к ним добавляется запах несгоревшего бензина.
При демонтаже катушки зажигания при ее неисправности можно наблюдать визуальные признаки того, что она полностью или частично вышла из строя. Так, к ним относится:
- Наличие на корпусе катушки «дорожек пробоя». То есть, характерных темных полос, по которым «прошивает» электричество. В некоторых, особо «запущенных» случаях, на дорожках имеют место окалины.
- Изменение (помутнение, почернение) цвета диэлектрика на корпусе катушки зажигания.
- Потемнение электрических контактов и разъемов, возникшее вследствие их подгорания.
- Следы перегрева на корпусе катушки. Обычно они выражаются в неких «потеках» или изменении геометрии корпуса в некоторых местах. В «тяжелых» случаях они могут иметь горелый запах.
- Высокая загрязненность на корпусе катушки. Особенно вблизи электрических контактов. Дело в том, что электрический пробой может происходить именно по поверхности пыли или грязи. Поэтому желательно не допускать такого состояния.
Основной же признак неисправности катушки — отсутствие воспламенения топливной смеси. Однако такая ситуация возникает не всегда, поскольку в определенных случаях часть электрической энергии все же уходит на свечу, а не только на корпус. В этом случае необходимо провести дополнительную диагностику.
Ну и на современных машинах в случае возникновения пробоя катушки зажигания электронный блок управления двигателем (ЭБУ) сообщит об этом водителю, активировав на приборной панели лампу Check Engine (и диагностическим кодом пропуски зажигания). Однако она может засветиться и из-за других неисправностей, поэтому для этого нужна дополнительная диагностика с помощью программных и аппаратных средств.
Описанные выше признаки неисправности актуальны в случае, если в двигателе установлены индивидуальные катушки зажигания. Если конструкцией предусмотрена установка одной, общей для всех цилиндров, катушки — то двигатель заглохнет вовсе (это, собственно, одна из причин, почему на современных машинах устанавливают несколько индивидуальных модулей).
Катушка зажигания
Катушка зажигания является важной частью системы запуска транспортного средства. Без её применения не добиться старта мотора. Невозможно запустить двигатель без аккумулятора, так как не будет формироваться первая искра
Невозможно запустить двигатель без аккумулятора, так как не будет формироваться первая искра.
Устроена данная деталь достаточно просто, но время от времени, как и иные детали и элементы автомобиля, она выходит из строя. Причиной может стать неисправность или определённый заводской дефект. Стандартным пуском двигателя работа катушки не ограничивается. Если устройство внезапно выйдет из строя при уже работающем двигателе, это автоматически приведёт к его полной остановке.
Знание ответа на вопрос, как проверить катушку зажигания – это простой и верный способ выявить неисправность детали и понять, требуется или нет его замена.
Назначение
Основным предназначением катушек зажигания является трансформация низковольтного электрического тока, который получается от аккумулятора или от генератора, в специальный электрический импульс с достаточно высоким напряжением. За счёт данного процесса в свечах зажигания вырабатывается необходимая для запуска двигателя искра.
Принцип работы
Принцип работы описываемого устройства достаточно прост. В первичную обмотку катушки осуществляется подача низковольтного напряжения, создающего магнитное поле. Иногда подобное напряжение полностью отсекается прерывателем, способствуя тем самым резкому сокращению магнитного поля и образованию в витках катушки зажигания оптимальной электродвижущей силы.
Согласно закону физики по электромагнитной индукции, показатель образующейся электродвижущей силы является прямо пропорциональным количеству витков контура. Именно по этой причине во вторичной катушке, где присутствует больше витков, появляется импульс высокого напряжения. Он проходит по высоковольтным проводам и подаётся к свече зажигания. Благодаря данному импульсу, который передаётся катушкой, между электродами свечи зажигания появляется искра, воспламеняющая воздушно-топливную смесь.
В более устаревших моделях авто напряжение от катушки зажигания передавалось к свечам посредством распределителя зажигания. Подобная схема не отличалась надёжностью, потому свечные катушки зажигания более современных авто объединены в специальную систему и распределены строго по одной на каждую свечу.
Виды катушек
На данный момент различается три основных вида катушек зажигания. Каждый из них характеризуется своими конструкционными особенностями и требует более внимательного рассмотрения:
- классические, которые используются на автомобилях с системами зажигания, где присутствует распределитель;
- двухвыводные – используются в системе стандартного зажигания с прямой подачей электрического напряжения;
- индивидуальные – в данной системе для каждой свечи предназначена одна катушка.
Все три вида схожи по своей конструкции, за исключением некоторых нюансов. Классический вариант состоит из двух обмоток – вторичной и первичной. Вторая при этом помещается внутрь первой. Разница между обмотками заключается в количестве витков используемой проволоки, а также в толщине провода.
Во внутренней части данных обмоток размещён сердечник, выполненный из ферромагнитного сплава. Каждая обмотка имеет по два вывода. У первичной они оба являются входными. У вторичной один вывод является выходным, а второй соединен с первичной обмоткой. Все перечисленные выше элементы помещены в герметичный корпус. Что касается выводов, то они выходят на крышку корпуса.
Двухвыводная катушка от классического варианта отличается присутствием двух сердечников – внутренний, который помещён в обмотки, а также внешний, что находится над ними. Вместо одного высоковольтного вывода вторичного варианта обмотки, у подобной катушки их всего два.
Что касается индивидуальной катушки, то она отличается тем, что сверху размещается не первичная, но вторичная обмотка. При этом высоковольтный вывод её подсоединён к специальному наконечнику, что надевается на вывод свечи.
https://youtube.com/watch?v=4wHGBUx6x3M
Все виды катушек являются неразборными и не подлежат ремонту. Данные элементы необходимо проверять и своевременно осуществлять замену
Это очень важно, так как обрыв или замыкание обмоток может стать причиной сбоев в работе, а также приведёт к полной неработоспособности двигателя.
Проверка катушек зажигания
Есть несколько способов проверить катушку зажигания. Это замена неисправной катушки на катушку с другого цилиндра, проверка сопротивления обмоток катушки, измерение питающего напряжения и проверка высокого напряжения. Разберемся подробнее.
Замена катушек между цилиндрами
Замена катушки зажигания на катушку с другого цилиндра — это самый простой способ начать диагностику и очень хорошо работает на любом автомобиле.
В случае с неисправной катушкой зажигания у вас обычно будет пропуск зажигания на конкретном цилиндре. Допустим, у вас пропуски зажигания в 3 цилиндре.
Просто снимите другую катушку, например с цилиндра 2 и замените ее катушкой с цилиндра 3.Теперь, если у вас есть диагностический сканер или адаптер ELM327, вы можете стереть ошибки OBD2. Если нет, запомните, какой код ошибки у вас был.
Теперь заведите машину и дайте ей поработать несколько минут. Если катушка зажигания действительно была неисправна, то теперь вы увидите код ошибки «P0302. Пропуски зажигания во 2 цилиндре», поскольку неисправная катушка из цилиндра 3 была установлена на цилиндр 2. Теперь нужно снять неисправную катушку с цилиндра 2 и заменить на новую.
Если вы меняете катушки, а пропуски зажигания остаются в 3 цилиндре, значит проблема не в катушке. В этом случае может быть проблема с модулем зажигания, с разъемом катушки или проводом, со свечой зажигания, с топливной форсункой или механическая неисправность двигателя в этом цилиндре.
Визуальный осмотр
Внимательно осмотрите катушку на предмет признаков трещин, ожогов, плавления или токов утечки. Проверьте состояние пружинки внутри колпачка. Это часто указывает на проблему с катушкой, поэтому проверьте внимательно.
Проверка обмоток мультиметром
Будем проверять электрическое сопротивление первичной и вторичной обмотки. Главная проблема заключается в том, что вы не можете имитировать нагрузку или измерять катушку во время работы. Поэтому неисправные катушки все равно могут пройти этот тест, но при этом будут плохими.
Найдите в руководстве по ремонту или в интернете паспортные значения сопротивлений катушек зажигания вашего автомобиля. Если данных нет, можно сравнивать показания с заведомо исправной катушкой с другого цилиндра.
Цифры приблизительно будут такими:
- Цилиндрическая катушка зажигания: первичная обмотка: 0,5–2,0 Ом, вторичная: 8,0–19,0 кОм.
- Одноискровая или индивидуальная катушка зажигания: первичная обмотка: 0,3–1,0 Ом, вторичная: 8,0–15,0 кОм.
Снимаем катушку с двигателя. Для этого отключаем электрический разъем и выкручиваем болты крепления.
Нам надо будет проверить сначала сопротивление первичной, а затем вторичной обмотки. Включаем мультиметр на измерение сопротивления (Ом) в пределах до 200 Ом и подключаем к выводам первичной обмотки. Обычно это будут крайние 1 и 3 выводы на разъеме.
Затем повторяем эту операцию со вторичной обмоткой. Только на этот раз переключаем мультиметр на предел до 200 кОм. Один измерительный провод соединяем со средним штекером на на разъеме, а второй — с выводом на свечу.
Если показания выходят за пределы нормального диапазона сопротивления, необходимо заменить катушку зажигания.
Проверка вторичной обмотки катушки с диодом
В этом случае полезно сделать следующее. Переключить мультиметр на измерение постоянного напряжения (DC). Подключить его последовательно между вторичной обмоткой катушки зажигания и аккумулятором. Если аккумулятор подключен в направлении диода, мультиметр должен показывать напряжение.
После изменения полярности соединений в направлении блокировки диода напряжение не должно отображаться. Если напряжения нет ни в одном из направлений, можно предположить, что во вторичной обмотке обрыв. Если напряжение есть в обоих направлениях, значит неисправен высоковольтный диод.
Проверка катушки зажигания
Существует два надежных способа проверки ИКЗ: визуальный осмотр и проверка мультиметром.
Для того чтобы проверить катушку зажигания ее необходимо снять с автомобиля.
Снятие ИКЗ:
- Отключаем минусовую клейму от аккумулятора.
- Снимаем декоративную пластиковую накладку.
- Откручиваем нужную нам катушку головкой на «10» или Torx E8.
- Снимаем штекер катушки извлекаем ее.
Визуальная проверка
После того как катушка будет извлечена ее необходимо тщательно осмотреть. Резиновый наконечник не должен иметь надрывов и трещин. Пластиковая часть не должна быть оплавлена или треснута. Контактная пружинка должна иметь правильную форму без окисления или ржавчины.
Трещина в катушке
Трещины на катушки или надрывы на резиновом колпачке будут уводить искру на корпус двигателя, следовательно, ток на свечу подаваться не будет, что приведет к пропускам зажигания.
Трещины на резинке катушке
При обнаружении таких визуальных неисправностей, катушку необходимо заменить.
Проверка мультиметром
Проверка мультиметром подразделяется на два этапа. Проверка
сопротивления самой ИКЗ и проверка напряжения управления ИКЗ (проверка напряжения
на колодке питания ИКЗ).
Начнем с проверки напряжение на колодке питания ИКЗ.
Для этого выставляем на мультмитре переключатель на постоянное
напряжение.
Включаем зажигание автомобиля
На колодке в разъеме под номером 3 проводим замер (подключаем один щуп мультиметра на корпус двигателя другой на вывод под номером 3) напряжение должно быть не менее 12 вольт. Если напряжение меньше, то это означает что аккумуляторная батарея, разряжена или неисправен контроллер ЭБУ.
Проверка сопротивления ИКЗ
Для того чтобы проверить сопротивления ИКЗ необходимо воспользоваться мультиметром. Следует отметить, что проводить измерения сопротивления необходимо на холодном двигателе, т.к. сопротивление обмоток катушки сильно зависит от ее температуры.
В проверки сопротивления необходимо проверить две обмотки
вторичную и первичную.
Проверка первичной обмотки ИКЗ
Проверяя первичную обмотку ИКЗ необходимо на мультиметре выставить показания на измерения сопротивление, а именно на 200 Ом. Так как показания сопротивления на первичной обмотки не большие, а погрешность прибора возможна, то сначала необходимо узнать погрешность мультиметра. Для того чтобы узнать погрешность необходимо замкнуть щупы между собой, значение которое отразиться на экране мультиметра и будет погрешностью.
В данном случае погрешность прибора 0,7 Ом
Далее подключаем щупы мультиметра к 1 и 3 контакту (крайним контактам ИКЗ) и получаем показания сопротивления. От этих показаний отнимаем погрешность мультиметра и получаем истинное значение сопротивления первичной обмотки.
В идеале сопротивление первичной обмотки должно быть около 1 Ом, а лучше 0.
На данном примере показания 1,1 Ом без учета погрешности, от 1,1 Ом отнимаем 0,7 Ом получаем 0,4 Ом. Вердикт: первичная обмотка данной ИКЗ в рабочем состоянии.
Проверка вторичной обмотки ИКЗ
Для того чтобы проверить вторичную обмотку ИКЗ выставляем мультиметр
на 2000 кОм.
Красный щуп мультимера подключаем к пружине, а черный к
среднему контакту на ИКЗ (контакт 2). Смотрим на показания прибора, на
исправной катушке сопротивление вторичной обмотки должно быть в пределах
300-400 кОм.
Как видим показания вторичной обмотки, так же в приделах нормы. Отсюда следует что данная ИКЗ исправна.
Если показания слишком велики, можно попробовать снять резиновый колпачок и пружинку с катушки и зачистить пятно контакта, затем снова померить сопротивление напрямую без пружинки. Если показания сопротивления все равно не уменьшились, следует задуматься о замене ИКЗ.
Самый простой метод обнаружить неисправную катушку зажигания,
без каких либо устройств и приборов. Это перестановка ИКЗ местами.
Выводы
Неисправности в системе зажигания автомобиля порой могут обернуться большими проблемами в самый неподходящий момент. Поэтому рекомендуем вам периодически проводить процедуру осмотра ее основных элементов (свечей зажигания, высоковольтных проводов, катушки зажигания). Проверка эта несложная, и вполне под силу даже неопытному автомобилисту. А в случае возникновения сложных поломок рекомендуем обратиться за помощью на СТО для того, чтобы провести детальную диагностику с помощью мотор-тестера и другого диагностического оборудования.
После последней записи многие задали массу вопросов об осциллограмме и работе самого осциллографа. И вот, порывшись в своих старых файлах, я нашёл простые Flash файлы в формате . exe, которые не требуют никакого дополнительного ПО и прочих манипуляций, включил и смотри.
Главный плюс — наглядная демонстрация. Всё понятно, просто, без лишней информации. Так что прошу, всё скинул в один архив (.
zip). Можете скачивать. Ну а ниже, я подробно опишу что находится внутри.
Заголовок — имя файла. Потому найти всё просто.
— Архив с файлами —Описание анализа вторичной цепи зажиганияВот это самый главный, как модно сейчас говорить, MUST HAVE.Крайне простое, краткое, но в то же время, исчерпывающее описание. Просто с помощью одного этого файла Вы сможете понять, что у Вас происходит с системой зажигания.
Страница с описанием нормы.
Страница с описание дефекта.
Внизу 2 стрелки, далее и назад. Просто листаем. В правом верхнем углу описание, нормальная ли ситуация или же имеет дефект.
Серым изображена осциллограмма нормальной работы, для сравнения с дефектом. Как только дойдёте до конца, клавиша далее просто перестанет перелистывать страницы.
В общем настоятельно рекомендую.
Трамблёрная система зажиганияПо большей части — игрушка. Позволяет нам “испортить” узлы системы зажигания и увидеть, как это вмешательство отразится на графике. Отличительная особенность — трамблёрная система зажигания. Если в первом файле упор был на инжектора, то тут уже трамблёр.
Все узлы исправны.
None Вроде игрушка, но немного вдумавшись, оказывается полезным. Особенно после ознакомления с первым файлом, когда известны основы.
Анализ вторичной цепи зажигания (Disco Express)В принципе ничего нового, но полезно обладателям комплекса от Мотор-Мастер.
Окно самого файлаНа этом описание работы системы зажигания завершено, но имеется ещё пара файлов и отдельная папка. Думаю они лишними не будут.
Проверка ДПДЗОписание о том, как можно проверить Датчик Положения Дроссельной Заслонки при помощи осциллографа. Как известно, ДПДЗ это простые дорожки, но рано или поздно они стираются. Как ни крути само авто не сможет корректно указать на проблему. Потому потребуется подключение напрямую и проверка самого ДПДЗ. Очень часто именно осциллограф помогает выявить в нём неисправность. В то время как аналогичные тесты с помощью диагностики адаптером и ПО, указывают на ровный график и отсутствие неполадок.
График неисправного ДПДЗПроверка фазВнутри этой папки имеются файлы:— Фазы норма— Подсос воздуха во впускном коллекторе— Распредвал установлен на 1 зуб раньше— Выпускной распредвал установлен на 1 зуб позже— Выпускной распредвал установлен на 2 зуба раньшеКак видно, тут описан анализ меток с помощью осциллографа. Этот материал сложнее. Требуется более дорогое оборудование, которое позволяет при подключении в ДПКВ, ДПРВ и с помощью дополнительных датчиков, входящих в комплект диагностических комплексов (датчик давления, кабели DIS-4 или DIS-8 и т.д.).Материал скорее для ознакомления. Но указывает, что для проверки фаз не всегда требуется смотреть на метки. Современное оборудование помогает провести это просто и без лишнего вмешательства.
Надеюсь представленная информация была полезна.Пишите, задавайте свои вопросы, на их основе я и буду выкладывать дальнейший материал по диагностике, чтобы он был максимально полезен.
- opuske.ru
- etlib.ru
- www.drive2.ru
