Як влаштована котушка запалювання

В статті:

• Як влаштована котушка запалювання?
• Принцип дії котушки запалювання
• Види котушок запалювання
• Як перевірити котушку запалювання?

Котушка запалювання – один із основних елементів запуску автомобільного мотора. Низька напруга силою 12В подається з генератора або акумулятора і трансформується в змінний імпульс високого вольтажу силою 15 000-30 000В. Цей імпульс, своєю чергою, створює іскру між двома електродами свічки запалювання. І вже вона бере участь у підпалі паливно-повітряної суміші та запускає двигун.

Вперше індукційна котушка була винайдена в 1851 інженером з Німеччини Генріхом Румкорф. Тоді цей винахід зробив значний прорив у науковій сфері вивчення електрики та її можливостей. Пізніше за часів активного розвитку машинобудування котушка почала активно використовуватися в автомобільному будівництві. Наразі важко уявити автомобіль без цього невеликого трансформатора.

Як влаштована котушка запалювання?

Як уже говорилося, котушка запалювання є трансформатором з двома обмотками: первинною і вторинною, всередині яких знаходиться сталевий сердечник, а зовні - ізольований корпус.

Первинна обмотка складається з товстого мідного ізольованого дроту та налічує від 100 до 150 витків. Обмотка має висновки 12 вольт.

Вторинна обмотка, зазвичай, розташовується зовні первинної. Вона складається з 15000-30000 витків тонкого мідного дроту. Така система характерна як для модуля запалювання, для котушки запалення здвоєного типу, так і для індивідуальної котушки. У вторинній обмотці створюється імпульсна напруга до 35 000 вольт, яка подається до свічок запалювання.

Котушка запалювання автомобіля масляного типу заповнюється трансформаторною олією, яка оберігає її від нагріву.

Принцип дії котушки запалювання

Принцип роботи котушки досить простий. Як тільки переривник замикає електричний контур, струм від акумулятора з напругою 12 В надходить у дріт первинної обмотки і генерує навколо неї силове поле магнітного походження. Розмикання контактів переривником анулює магнітне поле на обмотці первинного кола. Після зникнення силового поля, у момент проходження ліній магнітного потоку за вторинною обмоткою, з'являється струм із напругою до 30 тис. вольт.

Іскра з'являється в момент розриву контакту переривником у ланцюжку первинної обмотки. Тоді імпульс високої напруги з витків обмотки з тонкого дроту подається на ізольований «бронепровід» високого вольтажу. Виходить через центральну клему котушки і далі тримає свій шлях до розподільника запалювання або прямісінько на свічку. Замикання ланцюга і виведення імпульсу на свічку створює іскру необхідного розміру (не менше 1 мм), яка запалює паливно-повітряну суміш і запускає роботу двигуна.

Види котушок запалювання

У процесі вдосконалення автомобільних конструкцій вироблено кілька схем запалювання. У зв'язку з цим, на даний момент існує кілька різних по конструкції котушок:

• Загальна;
• Індивідуальна;
• Здвоєна.

Загальна – найпопулярніша для систем запалення з окремим розподілом на свічки, контактних та безконтактних. Вона широко використовується в автомобілях до 2000 року. Схема запалювання з котушкою загальної конструкції виглядає так:

• Мізки (електронний блок управління, ЕБУ) подають на неїнизьковольтний струм з акумулятора.
• Процес перетворення на котушку.
• Подача імпульсу у розподільник.
• Подача на свічки запалення із розподільника.

Індивідуальні працюють безпосередньо з ЕБУ та встановлені прямо на свічку. Встановлюються у нових автомобілях, що випускаються після 2000 року.

Подвоєна котушка являє собою модуль із двох пристроїв із двома високовольтними висновками. Вона одночасно подає імпульс для синхронного твору іскри у двох елементах запалювання. З'єднується зі свічками двома способами:

• Високовольтним кабелем.
• З однією свічкою через прямий наконечник, з другого через провід високого вольтажу.

Як перевірити котушку запалювання?

Котушки запалювання – досить надійні та довговічні вузли, але можуть повністю або частково виходити з ладу. Головні причини цього:

• Механічні ушкодження - старіння ізоляції, протікання олії через ущільнювачі, що потрапляє на ізоляцію чи корпус котушки та руйнує їх. Ремонт у разі навряд чи можливий, найкращий варіант - повна заміна вузла.
• Ушкодження контактного з'єднання через попадання вологи чи хімії, якою посипають дорогу взимку.
• Вібрації, що йдуть від головки блоку циліндрів (ГБЦ). Для мінімізації їх кількості, слідкуйте за роботою двигуна (щоб він працював без детонації та зі справними подушками).

Міняти котушку запалювання слід з появою ознак несправності, серед яких:

1. мотор починає "троїти". Особливо троїть на морозі, доки не нагріється;
2. трапляються перебої у роботі двигуна у вологу погоду;
3. при різкому натисканні на педаль газу спостерігається провал у роботі двигуна.

*При несправній котушці на машинах з ЕБУ на панелі приладів активізується значок Check Engine. Хоча все вище перелічене може означати і поломку свічок запалювання, наприклад. Все ж таки при появі навіть однієї ознаки, слід виконати діагностику котушки (котушок) запалювання.

Визначити несправну котушку можна кількома способами.

Метод перевірки "на іскру". Спочатку візуально перевірте цілісність ізоляції високовольтної проводки. Починаючи свічками запалювання та закінчуючи котушкою. При цьому запалення має бути вимкнене (ключ перебувати в положенні 0).

Якщо з ізоляцією все гаразд, зніміть наконечник зі свічки першого циліндра і приєднайте його до заздалегідь підготовленої свічки. Далі поверніть ключ запалювання, як заводите машину. Якщо котушка справна, між електродами свічки з'явиться іскра. При цьому слід звертати увагу на її колір. Нормальна робоча іскра має яскраво-фіолетовий відтінок, якщо іскра жовтувата і слабка - проблеми з проводкою або котушкою. Якщо ж іскри немає зовсім, отже, котушка запалення несправна.

*При роботі з системою запалювання будьте обережні. Не торкайтеся струмовідних частин, що знаходяться під напругою.

Якщо в двигуні встановлені індивідуальні котушки, перевірити їх можна, переставляючи на інші свічки. При цьому проведення краще не чіпати, щоб не пошкодити її цілісність.

Перевірка мультиметром. Метод перевірки полягає у вимірі значення опору ізоляції проводів в обмотках котушки за допомогою такого приладу, як мультиметр. Котушку запалювання краще зняти з автомобіля. Процедура нескладна, головне знати, де розташовані висновки первинної та вторинної котушок, тому що вимірювати опір потрібно на них обох.

*Перевірте справність мультиметра: увімкніть режим вимірювання опору і замкніть щупи між собою. На екрані має бути 0.

Два щупи мультиметра попарно приєднують (стосуються) до висновків первинної обмотки. Значення опору має бути в межах 0,5...3,5 Ом (у деяких котушок може бути більше, точну інформацію ви знайдете в довідковій літературі). Аналогічну процедуру необхідно провести і з вторинною котушкою. Однак тут діапазон значень буде іншим – від 6 до 15 кОм.

Якщо значення маленьке - в обмотці пошкодилася ізоляція, і ви маєте справу з коротким, швидше за все, міжвитковим замиканням. Якщо опір дуже великий - провід обмотки обірвався і немає нормального контакту. У будь-якому випадку треба або виконувати ремонт, або просто замінити котушку.

Якщо ви маєте справу з індивідуальними або двовивідними котушками, то тут дещо інакше. Значення на первинній обмотці мають бути аналогічними. А щодо «вторинки», то значення опору будуть ідентичними на обох висновках. Якщо на машині встановлена котушка з чотирма висновками, перевірку потрібно робити на всіх висновках. Також зважте, що при вимірюванні опору на вторинній обмотці важливо враховувати полярність. Зокрема, чорним щупом мультиметра торкніться центрального виведення (маси), а червоним – стрижня наконечника.

Перевірка осцилографом. Це найпрофесійніший метод перевірки котушки, тільки він здатний дати повну інформацію про стан системи запалення, і зокрема котушок запалювання. Тому у складних випадках є сенс скористатися електронним осцилографом та додатковим програмним забезпеченням. Особливо актуальним є так зване міжвиткове замикання на котушках вторинної напруги (з високою напругою).

Заміна котушок, як і їхня перевірка, досить просте завдання. Але для виключення ризику ураження високою напругою краще довірити цю процедуру професіоналам.