Как устроена катушка зажигания

В статье:

• Как устроена катушка зажигания?
• Принцип действия катушки зажигания
• Виды катушек зажигания
• Как проверить катушку зажигания?

Катушка зажигания – один из основных элементов запуска автомобильного мотора. Низкое напряжение силой в 12В подается из генератора или аккумулятора и трансформируется в переменный импульс высокого вольтажа силой в 15 000-30 000В. Этот импульс, в свою очередь, создает искру между двумя электродами свечи зажигания. И уже она берет участие в поджиге топливно-воздушной смеси и запускает двигатель.

Впервые индукционная катушка была изобретена в 1851 году инженером из Германии Генрихом Румкорфом. Тогда это изобретение сделало значительный прорыв в научной сфере изучения электричества и его возможностей. Позже во времена активного развития машиностроения катушка начала активно использоваться в автомобильном строительстве. Сейчас трудно представить автомобиль без этого небольшого трансформатора.

Как устроена катушка зажигания?

Как уже говорилось, катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.

Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.

Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.

Катушка зажигания автомобиля масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.

Принцип действия катушки зажигания

Принцип работы катушки достаточно прост. Как только прерыватель замыкает электрический контур, ток от аккумулятора с напряжением в 12 В поступает в проволоку первичной обмотки и генерирует вокруг нее силовое поле магнитного происхождения. Размыкание контактов прерывателем, аннулирует магнитное поле на обмотке первичного круга. После исчезновения силового поля, в момент прохождения линий магнитного потока по вторичной обмотке, появляется ток с напряжением до 30 тыс. вольт.

Искра появляется в момент разрыва контакта прерывателем в цепочке первичной обмотки. В тот момент, импульс высокого напряжения из витков обмотки из тонкой проволоки подается на изолированный «бронепровод» высокого вольтажа. Выходит через центральную клемму катушки и далее держит свой путь к распределителю зажигания или прямиком на свечку. Замыкание цепи и вывод импульса на свечу создает искру необходимого размера (не менее 1 мм), которая и зажигает топливно-воздушную смесь и запускает работу двигателя.

Виды катушек зажигания

В процессе усовершенствования автомобильных конструкций выработались несколько схем зажигания. В связи с этим, на данный момент существует несколько разных по конструкции катушек:

• Общая;
• Индивидуальная;
• Сдвоенная.

Общая – самая популярная для систем зажигания с отдельным распределением на свечи, контактных и бесконтактных. Она широко используется в автомобилях, производимых до 2000 года. Схема зажигания с катушкой общей конструкции выглядит следующим образом:

1. Мозги (электронный блок управления, ЭБУ) подают на нее низковольтный ток из аккумулятора.
2. Процесс преобразование в катушке.
3. Подача импульса в распределитель.
4. Подача на свечи зажигания из распределителя.

Индивидуальные работают напрямую с ЭБУ и установлены прямо на свечу. Устанавливаются в новых автомобилях, выпускающихся после 2000 года.

Сдвоенная катушка представляет собой модуль из двух устройств с двумя высоковольтными выводами. Она одновременно подает импульс для синхронного произведения искры в двух элементах зажигания. Соединяется со свечками двумя способами:

• Высоковольтным кабелем
• С одной свечкой через прямой наконечник, со второй через провод высокого вольтажа.

Как проверить катушку зажигания?

Катушки зажигания – достаточно надежные и долговечные узлы, но могут полностью или частично выходить из строя. Главные причины этого:

• Механические повреждения - старение изоляции, протекания масла через уплотнители, которое попадает на изоляцию или корпус катушки и разрушает их. Ремонт в данном случае вряд ли возможен, лучший вариант - полная замена узла.
• Повреждения контактного соединения из-за попадания влаги или химии, которой посыпают дорогу зимой.
• Вибрации, которые идут от головки блока цилиндров (ГБЦ). Для минимизации их количества, следите за работой двигателя (чтобы он работал без детонации и с исправными подушками).

Менять катушку зажигания следует при появлении признаков неисправности, среди которых:

• мотор начинает «троить». Особенно троит на морозе, пока не нагреется;
• случаются перебои в работе двигателя во влажную погоду;
• при резком нажатии на педаль газа наблюдается провал в работе мотора.

*При неисправной катушке на машинах с ЭБУ на приборной панели активизируется значок Check Engine. Хотя все выше перечисленное может означать и поломку свечей зажигания, к примеру. Все же при появлении даже одного признака, следует выполнить диагностику катушки (катушек) зажигания.

Определить неисправную катушку можно несколькими способами.

Метод проверки «на искру». Для начала визуально проверьте целостность изоляции высоковольтной проводки. Начиная свечами зажигания и заканчивая катушкой. При этом зажигание должно быть отключено (ключ находиться в положении 0).

Если с изоляцией все в порядке, снимите наконечник со свечи первого цилиндра и подсоедините его к заранее подготовленной рабочей свече. Далее

поверните ключ зажигания, как заводите машину. Если катушка исправна, то между электродами свечи появится искра. При этом нужно обращать внимание на ее цвет. Нормальная рабочая искра имеет ярко-фиолетовый оттенок, если же искра желтоватая и слабая - проблемы с проводкой или катушкой. Если же искры нет вовсе, значит, катушка зажигания неисправна.

*При работе с системой зажигания соблюдайте осторожность. Не прикасайтесь к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Если в двигателе установлены индивидуальные катушки, то проверить их можно, переставляя на другие свечи. При этом проводку лучше не трогать, чтобы не повредить ее целостность.

Проверка мультиметром. Метод проверки заключается в измерении значения сопротивления изоляции проводов в обмотках катушки при помощи такого прибора как мультиметр. Катушку зажигания лучше снять с автомобиля. Процедура несложна, главное знать, где расположены выводы первичной и вторичной катушек, так как измерять сопротивление нужно на них обеих.

*Сначала проверьте исправность мультиметра: включите режим измерения сопротивления и замкните щупы между собой. На экране должен быть 0.

Два щупа мультиметра попарно подсоединяют (касаются) к выводам первичной обмотки. Значение сопротивления должно находиться в пределах 0,5...3,5 Ом (у некоторых катушек может быть больше, точную информацию вы найдете в справочной литературе). Аналогичную процедуру необходимо провести и со вторичной катушкой. Однако тут диапазон значений будет другим — от 6 до 15 кОм.

Если значение маленькое - в обмотке повредилась изоляция, и вы имеете дело с коротким, скорее всего межвитковым, замыканием. Если сопротивление слишком велико - провод обмотки оборвался и нет нормального контакта. В любом случае надо или выполнять ремонт, или просто заменить катушку.

Если вы имеете дело с индивидуальными или двухвыводными катушками, то здесь дело обстоит несколько иначе. Значение на первичной обмотке должны быть аналогичными. А что касается «вторички», то значение сопротивления будут идентичными на обоих выводах. Если на машине установлена катушка с четырьмя выводами, то проверку нужно делать на всех выводах. Также учтите, что при измерении сопротивления на вторичной обмотке важно учитывать полярность. В частности, черным щупом мультиметра коснитесь центрального вывода («массы»), а красным – стержня наконечника.

Проверка осциллографом. Это самый профессиональный метод проверки катушки, только он способен дать полную информацию о состоянии системы зажигания, и в частности, катушек зажигания. Поэтому в сложных случаях имеет смысл воспользоваться электронным осциллографом и дополнительным программным обеспечением. Особенно актуально когда есть так называемое межвитковое замыкание на катушках вторичного напряжения (с высоким напряжением).

Замена катушек, как и их проверка, достаточно простое задание. Но для исключения риска поражения высоким напряжением, лучше доверить эту процедуру профессионалам.