Катушка зажигания: устройство, принцип работы, виды

Устройство

Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками — первичной и вторичной. Внутри обмоток находится стальной сердечник, а снаружи — изолированный корпус.

На первичную обмотку подаётся 12 вольт. Она намотана толстым медным проводом и насчитывает 100–150 витков. Вторичная обмотка располагается снаружи первичной. Она имеет 15000–30000 витков тонкой медной проволоки.

Во вторичной обмотке наводится импульсное напряжение до 45 000 вольт, которое подаётся на свечи зажигания.

Такое устройство характерно как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки.

Как проверить катушку

Прибор можно проверить тремя различными способами:

  • визуально осмотрев;
  • замерив сопротивление на контактах обмоток;
  • путем поочередного отсоединения клемм при запущенном моторе.

Первый метод самый простой. Отсоединяем деталь и визуально ее осматриваем. Корпус должен быть целым, не иметь нагара, оплавления. Не будет лишним понюхать прибор – от него не должно пахнуть гарью. Неплохо сравнить исправную деталь с той, на которую пало подозрение в поломке.

Второй способ подразумевает измерение мультиметром сопротивления обеих обмоток. Он является самым надежным, поскольку предоставляет водителю точные параметры обмотки катушек. Для проверки первой щупы прибора помещают на входные клеммы. Сколько должен составлять результат замеров? Показания должны находиться в диапазоне от 0,4 до 2 Ом. Для измерения сопротивления вторичной один щуп подсоединяют к контакту, второй – к пружине, которая идет непосредственно к обмотке. Результат будет отличаться у разных моделей детали. Обычно он находится в диапазон от 6 до 20 кОм. Если замеры показали меньше, это повод для беспокойства.

Третий способ подойдет только для индивидуальных или четырехвыводных катушек потребует выполнить следующие действия:

  • завести двигатель;
  • поочередно отсоединить провода от катушек;
  • наблюдать за изменениями в работе цилиндра.

Если при очередном отсоединении никаких изменений не произошло, деталь, от которой отключили провод, неисправна. Работу цилиндра проверяют в первую очередь на слух. При незначительных отклонениях напряжения, которое подается на свечи, почувствовать разницу зачастую достаточно сложно. Поэтому такой метод никак нельзя назвать точным.

Устройство катушки зажигания

Принципиальная схема устройства катушки остается одинаковой на все модификации и конструктивные особенности.


Устройство простейшей катушки зажигания

  • Внутренний центральный сердечник, сделанный из стальных пластин, изолированных между собой для уменьшения вихревых токов.
  • Первичная обмотка из толстой (примерно 0,8 мм в сечении) проволоки, намотанной в 250-400 витков.
  • Вторичная обмотка, состоящая из тонкой проволоки (примерно 0,1 мм в сечении), намотанной в 20-25 тысяч витков. В среднем, соотношение количества витков между первичной и вторичной обмоткой составляет примерно от 1:150 до 1:200.
  • Наружный кольцевой сердечник, он же магнитопровод.
  • Клеммы: две для тока низкого напряжения (от АКБ и на «массу») и одна высоковольтная.
  • Корпус, наполнитель (заливка трансформаторным маслом или эпоксидным составом).

Первичная и вторичная обмотка изолированы друг от друга, а в дорогих моделях изоляция есть и между слоями витков. Это сделано для того, чтобы избежать «пробоев» напряжения.

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

  • Что такое калильное число свечей зажигания?
  • Как выбрать лучшие свечи зажигания?
  • Как заменить свечи зажигания?

Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.

Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.

Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.

Виды катушек зажигания

 	Катушки зажигания, представленные на рынке и исп

Катушки зажигания, представленные на рынке и используемые в конструкции современных автомобилей, бывают общими и индивидуальными. 

Общие катушки применяются в системах, как оснащенных распределителем, так и без оного. В плане конструкции такие модели отличаются следующими особенностями: снаружи находится первичная обмотка, внутри – вторичная, по центру которой располагается сердечник. Все это помещено в корпус из стали. На свечи подается импульс, возникающий на вторичной обмотке. 

Что же касается индивидуальных катушек, то они устанавливаются в системах, электронное зажигание в которых прямое. Конструкция таких комплектующих существенно отличается от описанной выше, ведь вторичная обмотка здесь расположена поверх первичной. Монтируются индивидуальные катушки непосредственно на свечу, отсюда и название. Импульс же передается в полной мере, мощность не теряется.

Также существуют сдвоенные катушки, которые называют двухвыводными. В отличие от классических моделей, от обмотки высокого напряжения здесь идут два вывода, что обеспечивает возможность искрообразования сразу на двух свечах. В одном из цилиндров в таком случае топливная смесь возгорается под конец такта, а во втором – в момент выхлопа. Используются подобные решения в моторах, количество цилиндров в которых четное. Система зажигания в таком случае более проста, распределитель отсутствует. 

 	В классических моделях катушек внутри находится

В классических моделях катушек внутри находится трансформаторное масло, которое, как уже писалось выше, предотвращает перегрев обмотки. Для производства корпуса используется металл, и такое решение сложно назвать рациональным, поэтому более широкое распространение получил альтернативный вариант – т.н. «сухие» трансформаторы.

У них нет корпуса, зато есть эпоксидное покрытие, выполняющее двойственную функцию – охлаждающее деталь и защищающее ее от грязи и повреждений. В некоторых случаях используются комбинированные решения, когда сухая катушка сочетается с контактным коммутатором или же она встраивается в распределитель. 

Устройство индивидуальной катушки

Индивидуальные бобины принципиально ничем не отличаются от классических, но они надежнее, хотя бы, потому что они, как минимум, в четыре раза реже участвуют в искрообразовании, что намного повышает их ресурс.

Кроме того, в индивидуальных бобинах часто устанавливается диод, отсекающий обратное высокое напряжение.

Индивидуальные катушки
Индивидуальные катушки

Такие катушки намного меньше греются, надежны и легко регулируются центральным процессором для достижения оптимальной работы двигателя на разных нагрузках.

Особенности замены автомобильных катушек зажигания

Например, если вышла из строя катушка зажигания BYD F3 для двигателя 4G18, то в качестве замены можно выбрать пару вариантов:

  • комплектуемая производителем – БОШ, F01R00A010;
  • аналогичная, под заводским номером 880317A, производимая компанией ERA.

Интересно, что Dynatec не производит устройств зажигания для таких двигателей, можно не искать.

Учитывая, что по оценкам работников автосервиса итальянские бобина ERA такая же надежная, как и катушка зажигания bosch, но намного дешевле, совершенно нет смысла тратить лишние деньги на оригинал. Тем не менее, немецкое качество БОШ, даже в китайском исполнении намного убедительнее, чем качественно исполненная кавер-версии итальянской компании ERA.

Тем не менее, следует отметить, что компания БОШ, являясь генератором оригинальных идей, регулярно модернизирует свои изделия, что нельзя сказать о компаниях, как ERA, выпускающих копии.

Но, даже приобретая запчасти БОШ, внимательно сверяйте номер изделия. В переделах одной серии могут иметь место незначительные отличия в форме креплений или толщине и диаметре прокладок, что может осложнить установку устройства. С запчастями ERA ошибиться сложнее, номенклатура их изделий намного скромнее, чем у БОШ.

Если вы владелец автомобиля Волжского завода, и у вас каким-то образом работает чудо советского автопрома бобина, произведенная СОАТЭ (Старый Оскол), то смело меняйте ее на аналог Dynatec. АвтоВАЗ рекомендовал такую замену еще в 2012 году, причем делал это бесплатно на фирменных станциях техобслуживания. Но лучше заменить модуль на аналогичный, производства компании БОШ.

Признаки неисправностей

Существует несколько характерных признаков неисправности катушки зажигания. Среди них:

  • мотор начинает «троить», причем эта проблема усугубляется со временем;
  • на морозе мотор «троит», пока не нагреется;
  • перебои в работе двигателя во влажную погоду;
  • при резком нажатии на педаль акселератора наблюдается провал в работе мотора.

При неисправной катушке на машинах с ЭБУ на приборной панели активизируется значок Check Engine. Однако перечисленные признаки также могут свидетельствовать и о других неисправностях, в частности, со свечами зажигания. Но при появлении хотя бы одной из них нужно выполнить диагностику катушки (катушек) зажигания. При подключении диагностического сканера может показать ошибку P0363.

Характеристики популярных катушек зажигания

Катушка зажиганияКоэффициент трансформацииКонструктивные особенностиПрименяемость катушек зажигания
Б114-Б227Р, М, ДРЗиЛ-130, 131; ГАЗ-56, 66, 3102; ПАЗ, КАвЗ
Б115-В88Р, М, ДРМ-412, 2140, 2141; ГАЗ-24; ЗАЗ-968 и др.
Б116153Р, М, ДРГАЗ-2410, 31029
Б11778.5Р,МВАЗ-2101,…07, 2121
Б118115Р, М, Э, ДРЗиЛ-131; ГАЗ-66 и др.
27.370582Р, МВАЗ-2104,…09, 2121; М-2141; ЗАЗ-1102
29.370590Р, СВАЗ-2108, 09 (МСУД); ВАЗ-1111; ВАЗ-2110
3009.370570З, СГАЗ-3302 (МСУД)
3112.370580З, СВАЗ-2107,…12; ГАЗ-31029
8352.12Р, МВАЗ-2110,…12
Р — разомкнутый магнитопровод; З — замкнутый магнитопровод; М — маслонаполненная катушка; С — сухая катушка; Э — экранированная катушка; ДР — катушка имеет добавочное сопротивление (0,9…1,0 Ом)

Как подключить катушку зажигания

Подключение катушки зависит от ее разновидности.

  • Если речь идет об общей, то 2 входные клеммы подключают к бортовой электросети, а выходную высоковольтную – к кабелю, который идет к трамблеру.
  • Клеммы сдвоенной подсоединяют к бортовой электросети, а высоковольтный выход – к кабелю, который идет к свечам.
  • Индивидуальную подключают непосредственно к свече. Устройство имеет пластиковый кожух, который на нее надевается. Внутри кожуха находится высоковольтный контакт.

Применяемость катушек зажигания

Все современные автомобильные системы зажигания используют те или иные типы катушек зажигания.

Катушки общего типа могут быть установлены на автомобили с любой системой зажигания, но при этом они требуют обязательного наличия трамблера. Тогда как сдвоенного типа применяются исключительно в электронных системах зажигания. Индивидуальные и модульные устанавливаются только на те машины, которые используют современные системы зажигания электронного типа.

Часто встречающиеся неисправности, их признаки и способы устранения

О том, что трансформатор системы зажигания функционирует с перебоями, свидетельствуют следующие признаки:

  •  Двигатель «троит», со временем – сильнее.
  •  При минусовой температуре «троение» наблюдается лишь до тех пор, пока мотор не нагреется.
  •  Когда «за бортом» сыро, мотор работает с перебоями.

Если был замечен хотя бы один из перечисленных признаков, необходимо выполнить диагностику катушки самостоятельно либо обратиться за помощью на СТО. 

К причинам поломок трансформатора следует отнести механическое повреждение, вызванное банальным износом, подтекание масла, которое попадает на изоляцию и разрушает ее. В таком случае лучше заменить деталь, так как ремонт зажигания будет практически непосильной задачей.

Индивидуальные катушки подвержены перегреву, который заметно сокращает их срок службы. Чтобы его предотвратить, специалисты рекомендуют использовать охлаждающую жидкость надлежащего качества и следить за исправностью системы охлаждения. 

Виды катушек

 Общая (или классическая). Наиболее старая разновиКатушки зажигания бывают нескольких видов.

  • Общая (или классическая). Наиболее старая разновидность детали. Катушка с двумя обмотками и одним сердечникам, которая подает один высоковольтный разряд на каждый цилиндр по очереди. Очередность подачи тока определяет трамблер.
  • Сдвоенная (или двухвыводная). Устройство аналогично общей, но каждая обмотка имеет по 2 вывода. Каждый из них параллельно подсоединен к 2 цилиндром. При этом когда на одном из 2 подключенных к выводу цилиндров поршень отходит назад и искра не нужна, свеча отработает вхолостую. При такой схеме подключения отпадает необходимость в трамблере, поэтому при использовании этой разновидности катушки он отсутствует. Поскольку общая конструкция проще, ее надежность гораздо выше.
  • Четырехвыводная. Конструкция аналогична сдвоенной. Однако вместо 2 выводов здесь 4. Каждый из них отвечает за свой цилиндр, передавая на свечу ток по высоковольтному кабелю. Подобная схема использовалась на автомобилях ВАЗ 10-й серии.
  • Индивидуальная (или свечная). В народе ее называют «на свече». Представляет собой уменьшенный вариант катушки, который надевается непосредственно на головку свечи. Таким образом, каждая свеча имеет собственную катушку, каждая катушка отвечает за собственную свечу. Высоковольтный ток на каждый цилиндр подается индивидуально. Так как искра не срабатывает вхолостую, срок работы свечей в данном случае выше. А поскольку цепь между катушкой и свечой теперь не содержит не только трамблер, но и высоковольтный провод, общая конструкция надежнее. Кроме того, она отличается стабильной работой. Когда на какую катушку нужно подать ток с бортовой сети, определяется электронным блоком управления. Чаще всего такая схема используется на машинах иностранного производства.

Срок службы

Четко определенного срока службы деталь не имеет. В теории она может работать неограниченное количество времени. На практике через несколько лет она выходит из строя. Это обусловлено тем, что во время преобразования низковольтного тока в высоковольтный обмотка нагревается. Это может вызвать одно из двух последствий:

  • перегорание изоляции, которое приводит к уменьшению сопротивления обмотки;
  • перегорание самой обмотки, результат которого полная поломка детали.

Требования, предъявляемые к катушкам зажигания

Современные катушки зажигания должны удовлетворять следующим основным требованиям:

  1. Компактные размеры, небольшой вес.
  2. Стабильность характеристик в течение всего срока эксплуатации устройства, надежность и долговечность изделия.
  3. Продуманный дизайн, простота установки/снятия устройства.
  4. Повышенная защита от неблагоприятного воздействия агрессивных внешних факторов (экстремальные температуры, влажность, загрязненность и пр.).
  5. Точность изготовления и механическая прочность посадочных мест, крепежных элементов и контактов устройства.

Назначение катушки зажигания

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?

Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.

На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.

Заключение

Несмотря на значительную эволюцию ДВС, а также различных электронных систем и узлов автомобилей, катушки зажигания с момента их первого появления на машинах и до нынешнего времени претерпели не столь значимые конструктивные изменения. Они продолжают решать свою основную задачу – трансформацию постоянного низкого напряжения в мощные высоковольтные импульсы, требуемые для стабильной и надежной работы свечей в цилиндрах двигателя.

В современных ДВС наибольшее распространение и развитие получили катушки индивидуального и модульного типов. Это связано с их эффективностью, малыми габаритами и долговечностью. Этот вывод подтверждается многолетним опытом эксплуатации данных типов на большинстве моделей автомобилей ведущих производителей мира.