Open Library - открытая библиотека учебной информации. Характеристики катушек зажигания

Основные параметры катушек зажигания - Фортуна

Катушка зажигания (КЗ) – основной элемент системы зажигания, предназначенный для преобразования низкого тока бортовой сети в высокочастотный импульс, который создает искру при прохождении между электродами автомобильных свечей.

КЗ – достаточно надежный узел, однако иногда, из-за конструктивных дефектов или износа элементов, а также вследствие неправильной эксплуатации, и он выходит из строя. Лучшее решение для замены – покупка оригинальной катушки зажигания (от поставщика на конвейер), а в тех случаях, когда приходится приобретать альтернативу – изделие с параметрами, соответствующими необходимыми для данного двигателя.

Немного теории

КЗ конструктивно представляет собой трансформатор. В ее первичной обмотке – 100-150 витков медной проволоки сечением порядка половины квадратного миллиметра и сопротивлением до 5 Ом. Вторичная имеет более тонкую проволоку (до нескольких десятков тысяч витков) с сопротивлением 5-9 кОм.

Бывают индивидуальные КЗ (для отдельной свечи), а также общие – для всех цилиндров, работающие «в связке» с трамблером.

Основные параметры

Среди множества параметров КЗ для оценки взаимозаменяемости существенное значение имеют:

• продолжительность разряда;
• ток разряда;
• искровая энергия;
• количество циклов искрообразования;
• напряжение воспламенения.

Каждая из названных характеристик важна для нормального функционирования конкретного двигателя. Неправильный подбор катушки чреват перебоями в работе мотора, вплоть до невозможности запуска, а также выходом из строя элементов системы зажигания.

В современных, оснащенных электроникой, авто требования к КЗ серьезней, чем у возрастных, а «диапазон» разбега ниже. Именно поэтому важно приобретать новые КЗ именно с теми характеристиками, которые указаны в инструкции к конкретной модели автомобиля.

Распространенные величины

Среди многообразия параметров КЗ существуют «среднестатистические», наиболее встречающиеся величины:

• бортовой ток – от 6 до 20 А;
• напряжение во вторичной обмотке – 30 -45 тысяч вольт;
• энергия искры 10-100мДж.

Советы по замене

При самостоятельной замене КЗ нужно помнить о предосторожностях при работе с электрическим оборудованием. Все операции должны производиться только при выключенном зажигании: это позволит не только избежать поражения током, но и не «спались» систему из-за возможного короткого замыкания. Подсоединение контактов катушки проводится по схеме, а по окончании монтажа проверяется качество изоляции и крепежа корпуса.

При покупке новой запчасти помимо параметров обращается внимание на целостность изделия: любые пятна, «точки», а тем более трещины недопустимы.

fortunaavto.com.ua

Катушка зажигания Википедия

Катушка зажигания

Катушка системы зажигания двигателя  — элемент системы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.

Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.

Устройство

Контактная батарейная система зажигания

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.

Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Принцип действия

Схема включения двухискровой катушки зажигания.

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E=−L12dIdt{\displaystyle {\mathcal {E}}=-L_{12}{\frac {dI}{dt}}},

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L12∝N1N2{\displaystyle L_{12}\propto N_{1}N_{2}}, где N2{\displaystyle N_{2}} очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление

Двигатель автомобиля ГАЗ-63Под цифрой 18 — катушка зажигания, 17 — добавочное сопротивление.

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, имеющего высокий температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Рабочие характеристики

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

• Индуктивность первичной обмотки;
• Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
• Коэффициент трансформации;
• Энергия искры;
• Напряжение пробоя;
• Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0. Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение. Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом. Во вторичной обмотке – 2-25 кОм. Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс[1] – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж. В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой. Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры. Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Расчет числа искрообразований в системе зажигания

Чтобы рассчитать, сколько раз образуется искра в минуту в системе зажигания, нужно знать число оборотов в минуту двигателя и количества цилиндров. N – столько раз образуется искра в минуту. N= (Обороты/мин*число цилиндров) / (количество тактов двигателя 2 или 4). Для 6-цилиндрового двигателя при скорости вращения в 4000 об/мин число искрообразований равно: N=6*4000/4=6 000 раз в минуту.

См. также

Примечания

1. ↑ А.Г. Ходасевич и Т.И. Ходасевич Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей.. . - М.: Антелком, 2004.

Литература

• Карягин А. В., Соловьёв Г. М., Устройство, обслуживание и правила движения автомобилей. Военное издательство Министерства Обороны Союза ССР, Москва, 1957 год.

• А.Г. Ходасевич и Т.И. Ходасевич Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. - М.: Антелком, 2004.

Ссылки

wikiredia.ru

Все о катушках зажигания - PDF

Транскрипт

1 Технологии зажигания Технология холодного запуска Датчики Системы дизельного двигателя охлаждения Все о катушках зажигания Техническая информация, 07 Совершенство высоких технологий

2 2 Оглавление Введение 3 Двигатель с искровым зажиганием 4 Функционирование катушек зажигания в двигателе с искровым зажиганием 4 Требования к современным катушкам зажигания 5 Катушки зажигания устройство и режимы работы 5 Терминология систем зажигания 6 Какое количество искрообразований в системе зажигания требуется для работы двигателя? 7 Спецификации / характеристики катушки зажигания 7 Катушки зажигания типы и виды 8 Корпусная катушка зажигания 8 Катушка с электронным распределением зажигания 9 Двойная катушка зажигания 9 Колодки катушек зажигания 11 Карандашная / Штекерная катушка зажигания 11 Двойная катушка зажигания 13 Катушка зажигания производство 14 Шаг за шагом к высокоточному устройству 14 Проверенное качество 15 Оригинальные детали и подделки 15 Советы мастерам 17 Причины для замены 17 Профессиональный демонтаж / установка 18 Специальный инструмент для замены катушки зажигания 18 Тестирование и проверка 20 Пошаговое обнаружение неисправности 21 Самодиагностика 22

3 3 Введение Меньшее количество вредных выбросов, меньший расход топлива, более высокое напряжение в системе зажигания, ограниченное пространство в узле привода и моторном отсеке: конструкционные требования к современным катушкам зажигания постоянно растут. Тем не менее, задачи двигателя с искровым зажиганием остаются прежними: следует воспламенить воздушно-топливную смесь в нужный момент, чтобы получить оптимальное количество энергии для полного сжигания топлива. Для снижения расхода топлива и уменьшения количества вредных выбросов, а также повышения эффективности работы двигателя технологии постоянно совершенствуются, в том числе - и системы зажигания BERU. В частности, в компании есть собственные научноисследовательские подразделения в штаб-квартире в Людвигсбурге (Германия) и в Азии, где технологии зажигания развиваются в сотрудничестве с международными лидерами автомобильной промышленности. Поэтому катушки зажигания BERU точно соответствуют требованиям современных двигателей с искровым зажиганием, таким как турбонаддув, уменьшение габаритов, прямой впрыск, бедная смесь, повышенная рециркуляция отработавших газов и пр. Компания опирается на свой ценный вековой опыт и экспертые знания в области технологий зажигания. Катушки зажигания BERU производятся на новейших производственных линиях на собственных заводах компании в Людвигсбурге и Мугендорфе (Германия), а также в Азии. BERU осуществляет поставку на первичную комплектацию катушек зажигания практически всем значимым в Европе потребителям. В настоящее время компания предлагает ассортимент из более чем 400 катушек зажигания для рынков технического обслуживания и запасных деталей - разумеется, с качеством оригинальных комплектующих. На сегодняшний день охват рынка ассортиментом составляет 99% для автомобилей VW, 80% - для BMW, 95% - для группы VW в целом. Текущий ассортимент постоянно расширяется в соответствии с потребностями рынка.

4 4 Двигатель с искровым зажиганием Функционирование катушек зажигания в двигателе с искровым зажиганием Оптимальное воспламенение сжатой воздушно-топливной смеси всегда было одной из наиболее сложных конструкторских задач с самого начала использования двигателей. В двигателях с искровым зажиганием воспламенение обычно происходит в цикле сжатия от электрической искры, создаваемой свечой зажигания. Для создания дуги разряда между электродами заряд сначала должен быть накоплен в низковольтной электрической системе автомобиля, затем сохранен и впоследствии разряжен на свече зажигания в момент зажигания. Это - задача катушки зажигания, одного из компонентов системы зажигания. Катушка зажигания должна быть точно настроена для соответствующей системы зажигания. Параметры настройки включают: Энергию искры, доступную для свечи зажигания Ток искры во время искрового разряда Продолжительность искрового разряда в свече зажигания Напряжение воспламенения при всех эксплуатационных условиях Количество циклов искрообразования на всех скоростях Двигатели с искровым зажиганием и турбонаддувом или непосредственным впрыском топлива требуют более мощной искры. Высоковольтное соединение между катушкой зажигания и свечой зажигания должно быть функциональным и надежным. Здесь BERU применяет высококачественные провода зажигания с соответствующими контактами либо высоковольтными разъемами катушки зажигания.

5 5 Требования к современным катушкам зажигания Катушки зажигания в современных автомобилях генерируют напряжение до В. Крайне важно не допускать пропуска зажигания вследствие неполного сжигания. Дело не только в том, что может быть поврежден каталитический нейтрализатор автомобиля. Неполное сгорание также увеличивает количество вредных выбросов и, тем самым, загрязнение окружающей среды. Катушки зажигания, вне зависимости от типа (статическое распределение высокого напряжения, передача высокого напряжения вращающимся распределителем, двухискровая катушка, одноискровая катушка), являются компонентом системы искрового зажигания, подвергающимся сильному электрическому, механическому или химическому воздействию. Они должны безупречно функционировать в самых различных условиях (на корпусе, блоке цилиндров двигателя или непосредственно на свече зажигания в головке цилиндра) в течение длительного времени. Штекерные катушки зажигания устанавливаются в глубине моторного отсека и должны выдерживать экстремальные температуры. Катушки зажигания: электрические, механические, температурные и электрохимические условия Диапазон температур от -40 C до +180 C Напряжение во вторичной цепи до В Ток в первичной цепи от 6 до 20 A Энергия искры от 10 мдж до примерно 100 мдж (на текущий момент) или 200 мдж (в будущем) Вибрация до 55 g Устойчивость к воздействию бензина, масла, тормозной жидкости Катушка зажигания - устройство и режимы работы Катушка зажигания работает по принципу трансформатора. Ее основными компонентами являются первичная обмотка, вторичная обмотка, железный сердечник и корпус с изолирующим материалом (сейчас используется двухкомпонентная эпоксидная смола). На железном многослойном сердечнике из отдельных тонких стальных пластин расположены две обмотки, например: Первичная обмотка изготовлена из толстой медной проволоки, примерно 200 витков (сечение примерно 0,75 мм²), Вторичная обмотка изготовлена из тонкой медной проволоки, примерно витков (сечение примерно 0,063 мм²)

6 6 Катушка зажигания - устройство и режимы работы При замыкании цепи первичной обмотки в катушке генерируется магнитное поле. Наведенное напряжение генерируется в катушке путем самоиндукции. В момент воспламенения ток в катушке прерывается выходным каскадом. Мгновенно сворачивающееся магнитное поле генерирует высокое индукционное напряжение в первичной обмотке. Оно трансформируется на вторичной обмотке катушки и преобразуется в соотношении: "количество витков вторичной обмотки отнесенное к количеству витков первичной обмотки". В свече зажигания происходит высоковольтный разряд с ионизацией искрового промежутка и прохождением тока. Это продолжается, пока накопленная энергия не будет истрачена. В свою очередь, искра воспламеняет воздушно-топливную смесь. Максимальное напряжение зависит от: Соотношения количества витков вторичной обмотки к количеству витков первичной обмотки Качества железного сердечника Магнитного поля Схема: устройство катушки зажигания E N1 U1 I1 первичная обмотка N2 U2 I2 вторичная обмотка E = многослойный железный сердечник (магнитный) N 1 = первичная обмотка, витков N 2 = вторичная обмотка, витков U 1 = напряжение в первичной цепи (напряжение батареи) 12 14,7 В U 2 = напряжение во вторичной цепи В l 1 = ток в первичной цепи 6 20 A l 2 = ток во вторичной цепи ма РЕГУЛЯТОР Терминология систем зажигания вкл Время зарядки Начало зарядки откл Момент воспламенения Момент прерывания протекания тока Сохранение энергии: При подаче тока на катушку энергия сохраняется в магнитном поле. При подаче питания катушка заряжается (первичная цепь замкнута, вторичная цепь разомкнута). В требуемый момент воспламенения протекание тока прерывается. ТОК В ПЕРВИЧНОЙ ЦЕПИ Временной интервал увеличения тока Напряжение воспламенения Наведенное напряжение: Любое изменение тока в катушке индуктивности наводит (создает) напряжение. Генерируется высокое напряжение во вторичной цепи. НАПРЯЖЕНИЕ ВО ВТОРИЧНОЙ ЦЕПИ Активационная искра Рабочее напряжение Высокое напряжение: Как и в трансформаторе, достижимое напряжение пропорционально соотношению количества витков первичной и вторичной обмоток. Разряд искры происходит, когда достигается напряжение воспламенения (прорыв). ТОК ВО ВТОРИЧНОЙ ЦЕПИ Макс. значение рабочего тока Продолжительность цикла сгорания Искра зажигания: После высоковольтного разряда в свече зажигания сохраненная энергия разряжается по искровому каналу (первичная цепь разомкнута, вторичная цепь замкнута).

7 Катушка зажигания - устройство и режимы работы Энергия искры Важным показателем эффективности катушки зажигания является энергия искры. Она определяет ток искры и ее продолжительность на электродах свечи зажигания. Энергия искры в современных катушках зажигания BERU составляет миллиджоулей (мдж). 1 миллиджоуль = 10-3 Дж = 1000 микроджоулей. В катушках зажигания последнего поколения энергия свечи составляет до 200 мдж. Это означает, что при прикосновении к этим деталям, находящимся под высоким напряжением, есть риск получения травм, несовместимых с жизнью! Обратите внимание на требования к безопасности производителя соответствующего автомобиля. Какое количество искрообразований в системе зажигания требуется для работы двигателя? 7 Количество искрообразований F = об/мин х кол-во цилиндров 2 Например: 4-цилиндровый 4-тактный двигатель, скорость вращения 3000 об/мин Количество искрообразований = 3000 х 4 = 6000 искр / мин 2 Если пройденное расстояние составляет км со средней частотой вращения коленчатого вала двигателя 3000 об/мин при средней скорости 60 км/ч, то количество искрообразований составляет на каждую свечу зажигания! Спецификации / характеристики катушки зажигания I 1 Первичный ток 6-20 A T 1 Время зарядки 1,5-4,0 мс U 2 Напряжение во вторичной цепи кв T FU Продолжительность искрообразования 1,3-2,0 мс W FU Энергия искры мдж для "обычных" двигателей, до 140 мдж для двигателей "DI" I FU Ток при искрообразовании ма R 1 Сопротивление первичной обмотки 0,3-0,6 Ом R 2 Сопротивление вторичной обмотки 5-20 Ом N 1 Количество витков первичной обмотки N 2 Количество витков вторичной обмотки

8 8 Катушка зажигания - устройство и режимы работы Катушки зажигания - типы и виды В ассортименте катушек зажигания BERU вы найдете более 400 видов катушек зажигания для всех современных агрегатов: от корпусных катушек для старых моделей автомобилей, катушек зажигания с интегрированными электронными системами для автомобилей с механическим распределением зажигания и двухискровых катушек зажигания (для Fiat, Ford, Mercedes-Benz, Renault, VW и других автомобилей) до катушек с гнездом для свечи (штекерных катушек зажигания), устанавливающихся непосредственно на свечу зажигания. Охват рынка автомобилей VW катушками зажигания BERU достигает 99%. Более того, компания предлагает колодки катушек зажигания в сборе, в которых отдельные катушки зажигания собираются в общий корпус (колодку). Корпусные катушки зажигания На сегодняшний день корпусные катушки зажигания устанавливаются только на модели автомобилей с механическим распределителем зажигания. Они предназначены для автомобилей с вращающимся распределителем высокого напряжения и контактным прерывателем. Внешнее высоковольтное соединение Изолирующая крышка Внутреннее высоковольтное соединение посредством подпружиненного контакта Корпус Слои обмоток катушки с изолирующей бумагой Крепежный кронштейн Магнитный экран Первичная обмотка Управление искрообразованием контактным прерывателем. В этом случае напряжение централизованно генерируется катушкой зажигания и распределитель системы зажигания механическим способом распределяет его отдельно по каждой свече зажигания. Такое распределение напряжения больше не используется в современных системах управления двигателем. Вторичная обмотка Смесь для заливки Изолятор Железный сердечник

9 9 Катушка зажигания - устройство и режимы работы КОНТАКТНЫЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ Время закрытия В контактных системах зажигания время закрытия - это время, когда контактный прерыватель замкнут. Контактная система зажигания Батарея Катушка зажигания Электронная система зажигания Муфта Первичная цепь Диод (включает искрогашение) Вторичная цепь В электронных системах зажигания время закрытия - это время, когда протекает ток в первичной цепи. Переключатель Свеча зажигания Силовой полупроводниковый модуль Сопротивление помехоподавления Свеча зажигания Катушка с электронным распределением зажигания В старых системах зажигания выходной каскад устанавливался как отдельный компонент в моторном отсеке либо, в случае вращающегося распределителя высокого напряжения, на или в распределителе зажигания. Благодаря появлению статического распределения высокого напряжения и развитию микроэлектроники стала возможной интеграция выходного каскада в катушку зажигания. Это дает ряд преимуществ: Возможности диагностики Сигнал ионного тока Подавление помех Прекращение подачи энергии Ограничение тока Отключение при перегреве Обнаружение короткого замыкания Стабилизация высокого напряжения Распределяющая катушка зажигания BERU со встроенным выходным каскадом для автомобилей с механическим распределителем зажигания. Двухискровые катушки зажигания Двухискровая катушка зажигания генерирует оптимальное напряжение воспламенение одновременно для двух свечей зажигания / двух цилиндров. Напряжение распределяется так, что Воздушно-топливная смесь в цилиндре воспламеняется в конце цикла сжатия (момент зажигания) (первичные искры - мощная искра зажигания), Искра зажигания другого цилиндра разряжается в такте выпуска (вторичные искры небольшая энергия). Двухискровая катушка зажигания генерирует две искры за один поворот коленчатого вала (первичную и вторичную искры). Синхронизации с распределительным валом не требуется. Однако двухискровые катушки зажигания подходят только для двигателей с четным количеством цилиндров. Поэтому в автомобилях с четырьмя и шестью цилиндрами устанавливаются две или три двухискровые катушки зажигания соответственно. Двухискровая катушка зажигания.

10 10 Катушка зажигания - устройство и режимы работы ДВУХИСКРОВЫЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ 2 Х 2 ДЛЯ ЧЕТЫРЕХ ЦИЛИНДРОВ Двухискровая катушка зажигания для конфигурации 2 х 2 свечей зажигания. Например, для: Volkswagen, Audi. Цилиндр 3 C+ Вывод C катушки зажигания Полож. искра Цилиндр 2 B- Вывод B катушки зажигания Отриц. искра Цилиндр 1 A Вывод A катушки зажигания Отриц. искра Цилиндр 4 D+ Вывод D катушки зажигания Полож. искра Двухискровая катушка зажигания 360 квт Цил. 1 Цил. 2 Цил. 3 Цил. 4 Расширение Выпуск Впуск Сжатие Выпуск Впуск Сжатие Расширение Сжатие Расширение Выпуск Впуск Впуск Сжатие Расширение Выпуск Момент времени Цикл зажигания Статическое распределение высокого напряжения: комплект проводов зажигания, состоящий из двух проводов с разъемами свечи зажигания. Катушка зажигания устанавливается на двух других свечах зажигания. ДВУХИСКРОВЫЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ 2 Х 2 ДЛЯ ЧЕТЫРЕХ ЦИЛИНДРОВ Катушки зажигания устанавливаются на свечах зажигания для цилиндров 2, 4, 6. Например, для: Mercedes-Benz M104. ДВУХИСКРОВЫЕ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ 3 Х 2 ДЛЯ ШЕСТИ ЦИЛИНДРОВ

11 Катушка зажигания - устройство и режимы работы Колодки катушек зажигания В колодке катушек зажигания (модуле зажигания) несколько катушек зажигания - в зависимости от количества цилиндров - собраны в единый корпус (колодку). Однако функционируют эти катушки независимо друг от друга, как одноискровые катушки зажигания. Конструкционное преимущество состоит в том, что требуется меньше соединительных проводов. Одного компактного разъема достаточно. Более того, модульная организация колодки помогает сделать весь моторный отсек более "элегантным", более структурированным и аккуратно скомпонованным. 11 Колодки катушек зажигания используются, как правило, в двигателях с 3 или 4 цилиндрами. Штекерная / "интеллектуальная" штекерная катушка зажигания Одноискровая катушка зажигания (ее также называют разъемной, контактной, штекерной катушкой) устанавливается непосредственно на свечу зажигания. Как правило, для нее не требуется проводов зажигания (за исключением двухискровых катушек зажигания), поэтому необходимы клеммы высокого напряжения. В этой конструкции у каждой свечи зажигания своя катушка зажигания, расположенная прямо над изолятором свечи зажигания. Эта конструкция позволяет оптимизировать габариты. Модульные, компактные, легкие штекерные катушки зажигания последнего поколения особенно хорошо подходят для современных малогабаритных двигателей, поскольку занимают мало места. Хотя они более компактны, чем другие катушки зажигания, они генерируют большую энергию сгорания и более высокое напряжение воспламенения. Инновационные материалы и крайне надежные соединения компонентов в корпусе катушки зажигания обеспечивают еще большую надежность и долговечность. Компактная и высокоэффективная система зажигания BERU: двойная платиновая свеча зажигания с штекерной катушкой зажигания. На новой двойной платиновой свече зажигания пробой изолятора предотвращает чашеобразная клемма с внутренней нажимной пружиной. Одноискровые катушки зажигания могут использоваться в двигателях как с четным, так и с нечетным количеством цилиндров. Однако такую систему зажигания необходимо синхронизировать с помощью датчика распределительного вала. Одноискровые катушки зажигания генерируют одну искру зажигания в такте расширения. Потери напряжения воспламенения являются самыми низкими из всех систем зажигания благодаря компактности модуля катушки и свечи зажигания и отсутствию проводов зажигания. Такие катушки допускают наиболее широкий возможный диапазон регулировки угла начала воспламенения. Такая система поддерживает возможность мониторинга пропусков зажигания и с первичной, и с вторичной стороны. Поэтому любые возникающие проблемы можно сохранить в блоке управления в виде кода неисправности, быстро считать в мастерской с помощью диагностического устройства OBD и устранить их.

12 12 Катушка зажигания - устройство и режимы работы СХЕМА ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ДЛЯ ОДНОИСКРОВОЙ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ Для активации искрогашения во вторичной цепи для одноискровой катушки зажигания требуется высоковольтный диод. 1 1 Замок зажигания 2 Катушки зажигания 3 Свечи зажигания 4 Блок управления 5 Батарея R= 2 kω % 15 Lp Диод Ls 4 Rp Rs 1 31 УСТРОЙСТВО ОДНОИСКРОВОЙ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ Одноискровая катушка зажигания генерирует одну искру зажигания на один такт расширения, поэтому такие катушки необходимо синхронизировать с распределительным валом. Сердечник с искровыми промежутками Высоковольтный диод для активации искрогашения Кремниевая высоковольтная клемма свечи зажигания Вторичная обмотка Первичная обмотка Разъем первичной цепи При прохождении тока в первичной цепи вокруг первичной обмотки образуется магнитное поле. Это возрастание напряженности магнитного поля является достаточным для наведения нежелательного активационного напряжения мощностью прим. 1,5 квт во вторичной обмотке. В этом случае слабая активационная искра может проскочить между электродами и в некоторых случаях воспламенить воздушно-топливную смесь в совершенно ненужный момент. Активационная искра гасится во всех трех системах (вращающийся распределитель высокого напряжения, двухискровая катушка зажигания, одноискровая катушка зажигания): В системах с вращающимся распределителем высокого напряжения особых мер не требуется: Искровой промежуток между ротором распределителя зажигания и купольным электродом крышки распределителя автоматически гасит активационные искры. Контактная пружина Активационная искра Высокое напряжение кв вкл Активационное напряжение Активационная искра Сопротивление помехоподавления Штифт заземления Одноискровые катушки зажигания, например, для Audi, Porsche, VW. откл Ток в первичной цепи t Искра зажигания Вращающийся распределитель высокого напряжения Электрод крышки распределителя Предварительная искра предотвращает появление активационной искры Высокое напряжение Ротор

13 Катушка зажигания - устройство и режимы работы В случае статического распределения высокого напряжения с двухискровыми катушками зажигания свечи зажигания соединяются последовательно и активационная искра должна проскочить между электродами обеих свечей зажигания. На каждой свече зажигания применяется только половинное значение активационного напряжения (1,5 кв: 2 = 0,75 кв) во вторичной обмотке. Такое напряжение недостаточно для образования активационной искры. Статическое распределения высокого напряжения с двухискровой катушкой зажигания Двухискровая катушка зажигания Свеча зажигания Активационное напряжение U=1,5 кв a 15 U 2 U 2 Одноискровая катушка зажигания Вторичная цепь Свеча зажигания Цилиндр 1 13 Статическое распределения высокого напряжения с одноискровой катушкой зажигания 4a 1 В случае статического распределения высокого напряжения с одноискровыми катушками зажигания активационная искра не образуется, так как высоковольтный диод во вторичной цепи блокирует разряд активационного напряжения. Примечание: полярность клемм 1 и 15 нельзя менять, поскольку тогда высоковольтный диод придет в негодность. 1 4b Напряжение 750 В является слишком низким для возникновения активационной искры. Двойные катушки зажигания 1 4 Блокирующий диод Бренд BERU создал новую технологию двойных катушек зажигания и добавил "интеллектуальную" систему зажигания с двойной катушкой в свой ассортимент. Эта технология повышает эффективность сжигания и снижает количество вредных выбросов. Эта инновационная система состоит из двух катушек в одном корпусе и напрямую соединяется с соответствующей свечой зажигания цилиндра. Система с двойной катушкой зажигания уменьшает задержку воспламенения и позволяет более точно рассчитать момент зажигания при различной частоте вращения двигателя и различных нагрузках. Более того, при необходимости она позволяет индивидуально управлять искрообразованием. В сочетании с особо устойчивой к эрозии свечой зажигания она позволяет более точно регулировать зажигание в постоянно изменяющихся рабочих условиях внутри камеры сгорания. Она прекрасно сочетается со свечами зажигания BERU последнего поколения, в ней уже реализованы будущие требования относительно сжигания более бедной смеси и увеличения рециркуляции отработавших газов (EGR). По сравнению с обычными катушками новая технология зажигания BERU предлагает существенно более короткое запаздывание зажигания и более стабильное сгорание на протяжении всего цикла сгорания, особенно при определенном диапазоне нагрузок и при работе на холостом ходу. Интегрированные электронные элементы позволяют осуществить непрерывную последовательную зарядку и разрядку катушек, а также регулировать энергию зажигания. Преимуществом является минимальный расход энергии на протяжении всего цикла работы. Как и штекерная катушка зажигания, новая двойная катушка напрямую соединяется с каждой свечой зажигания каждого цилиндра, что улучшает управление зажиганием. Среди других преимуществ - возможность при необходимости переключиться с режима однократного искрообразования на режим мультиискрового зажигания. Более того, новая система с двойной катушкой обеспечивает большую гибкость параметров зажигания и выдерживает большой объем внутренней рециркуляции отработавших газов. Система оптимально отвечает на потребности рынка, и BERU планирует предлагать эту новую технологию в двух вариантах напряжения питания: вариант для 12 В и вариант для В.

14 14 Катушки зажигания производство Новое высокотехнологичное производство BERU: штекерные катушки зажигания Ежегодно несколько миллионов катушек зажигания, разработанных в сотрудничестве с лидерами автоиндустрии, после прохождения компьютерного контроля качества сходят с новейшей конвейерной линии на заводе BERU. Новая линия производства катушек зажигания BERU в Людвигсбурге. Отдельные компоненты выстраиваются в линию на соответствующих технологических участках. Намотка первичной и вторичной обмотки......выполняется и контролируется компьютерами. Именно здесь первичная и вторичная обмотки собираются в полностью автоматическом режиме. Проволока вторичной обмотки заключается в герметизирующую смолу с помощью вакуумного литья. Один из важнейших этапов производства: окончательная проверка катушки зажигания.

15 15 Катушки зажигания производство Проверенное качество Катушки зажигания BERU соответствуют самым высоким стандартам качества и отличаются надежностью даже в самых сложных эксплуатационных условиях. Кроме того, даже на этапе разработки и, разумеется, в процессе производства катушка проходит многочисленные проверки качества, необходимые для обеспечения длительного функционирования. Уже на этапе разработки инженеры BERU прецизионно адаптируют катушку в соответствии с требованиями конкретного автомобиля в тесном сотрудничестве с автопроизводителем. Они уделяют особое внимание электромагнитной совместимости, которая подтверждается серией многочисленных проверок в научно-исследовательском центре компании в Людвигсбурге (Германия). Задача - исключить начальные дефекты и ограничения систем связи и безопасности в автомобиле. По завершении этапа разработки катушки зажигания BERU производятся в соответствии с самыми строгими стандартами - и снова проходят многочисленные проверки качества. Все производственные линии компании сертифицированы по DIN ISO Кроме того, производственные линии BERU в Германии сертифицированы по QS 9000, VDA 6.1 и ISO TS и имеют сертификацию безопасности для окружающей среды ISO BERU применяет самые строгие стандарты качества при выборе поставщиков. Оригинальные детали и подделки Поддельные катушки зажигания обычно дешевые из-за невысоких затрат на производство. Для снижения затрат и вследствие незнания тонкостей технологического процесса производители таких дешевых деталей не могут обеспечить соответствие стандартам качества, предлагаемым BERU. Большинство подделок изготовлены из низкокачественных материалов и кое-как собраны из большого количества отдельных деталей. Они отличаются от оригинальных катушек зажигания по электрическим характеристикам и стойкости к тепловым нагрузкам. Подделки, особенно подделки с интегрированными электронными компонентами, работают должным образом только в ограниченных модификациях двигателей. Более того, зачастую подделки производятся без надежной проверки качества. Особенно опасно при этом то, что даже специалист не сможет найти дефекты невооруженным глазом. Поэтому BERU тщательно проверяет оригинальные и поддельные детали, как это показано на примерах далее.

16 16 Катушки зажигания производство Оригинал: Печатная монтажная плата с соединением шиной позволяет автоматизировать процесс производства и оптимизировать процесс контроля, обеспечивая таким образом постоянное высокое качество. Обращаем внимание: паяное соединение, контакты, передача энергии Оптимальные паяные соединения Оригинал: Точно размещенные и приваренные шины и компоненты, зафиксированные непосредственно в корпусе в оригинальной детали BERU - признак качества и надежности. Дешевая подделка: В катушке несколько посторонних включений (см. стрелки), что является очевидным признаком сомнительного качества. В зависимости от расположения материала и толщины они могут вызывать короткое замыкание и отказ катушки. Также обратите внимание: смещенный или неправильно расположенный компонент. Брызги припоя Плохие паяные соединения Подделка: Провода повсюду, деформированные контактные поля в высоковольтном соединении, искривленные панели и корпуса катушки: преждевременный отказ катушки зажигания лишь дело времени. Оригинал: Катушка зажигания BERU с ровным герметизирующим слоем. Наполнитель заливается в корпус катушки зажигания в вакууме, что предотвращает образование пузырьков воздуха. Обращаем внимание: герметизирующая смесь и качество проникания Подделка: Высоковольтный провод и железный сердечник должны быть на безопасном расстоянии. В этом случае высоковольтный провод расположен слишком близко к железному сердечнику. В результате возможен высоковольтный разряд и, вследствие этого, полная неисправность катушки зажигания. Подделка: Корпус катушки зажигания и высоковольтный провод заполнены песком, чтобы сэкономить на дорогостоящей герметизирующей смеси. В зазорах образовались пузырьки воздуха, снижается качество проникания, особенно в области высокого напряжения: если воздух собирается во вторичной обмотке, он ионизируется - это означает, что воздух проводит ток и корпус катушки разрушается коррозией, пока не будет достигнут потенциал земли. Это приведет к короткому замыканию или разряду и отказу катушки зажигания. Подделка: Разделение корпусов первичной и вторичной обмотки из-за плохого соединения материалов. Результатом может стать утечка тока и разрушительный разряд на первичной обмотке, что приведет к неисправности катушки зажигания.

17 17 Советы мастерским Катушки зажигания BERU разработаны с расчетом на весь срок эксплуатации автомобиля. Однако на практике всегда возникает необходимость замены. Как правило, причиной становится не сама катушка зажигания, а проблемы с сопряженными компонентами или ошибки при установке или демонтаже. Причины замены Старые или позднее установленные нестандартные катушки зажигания или разъемы свечи зажигания часто оказываются причиной предполагаемых дефектов катушки зажигания: ДЕФЕКТНЫЕ ПРОВОДА ЗАЖИГАНИЯ / КОННЕКТОРЫ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ 1. Штыревая часть соединителя старого, низкокачественного провода зажигания вызвала неисправность из-за явно видимых дефектов материала (большие пустоты, включения воздуха) Катушка зажигания больше не может работать из-за примыкающих компонентов, не соответствующих стандарту. Она отправлена в BERU для проведения экспертизы. 3. Корродированное соединение катушки зажигания, вырванное из корпуса катушки при замене штыревой части соединителя провода зажигания. Причиной стала плохая установка, некачественное соединение, что привело к коррозии и к расплавлению катушки зажигания. ЗАГРЯЗНЕНИЯ Катушка зажигания вследствие своего расположения часто контактирует с водой и солью с дорожного покрытия, и потому подвергается особому риску. Эти нежелательные контакты осложняются использованием средств для очистки двигателя под высоким давлением. В результате могут разрушаться герметизирующие элементы и электрические контакты подвергаются коррозии. Особенно страдают катушки, устанавливаемые непосредственно на кузове автомобиля. Возможные последствия - окисление контактов.

18 18 Советы мастерским Катушки, расположенные в непосредственной близости от каталитического нейтрализатора, выпускного коллектора и головки цилиндра, подвергаются сильному тепловому воздействию. Та же проблема возникает с штекерными катушками зажигания: Место для установки крайне ограничено, и охлаждения двигателя практически не происходит. Эти экстремальные нагрузки в долгосрочной перспективе означают, что даже самые высококачественные катушки зажигания могут отказать при некоторых обстоятельствах. Штекерные катушки зажигания устанавливаются в глубине моторного отсека и должны выдерживать экстремальные температуры. Правильный демонтаж / установка Для безопасной и надежной передачи высокого напряжения штекерная катушка зажигания крепится к свече зажигания очень плотно. В результате возникают высокие температуры и есть риск, что свеча зажигания расплавит штекер катушки зажигания. Поэтому совершенно необходимо использовать смазку для штекера BERU ( г или г) при замене свечи зажигания. Также это обеспечит легкий демонтаж свечи. Важно: специальный инструмент для замены катушки зажигания Штекерные катушки зажигания устанавливаются на свечи зажигания, поэтому они тонкие и их очень трудно снять из-за плотного прилегания контакта SAE и шестигранного отражателя свечи зажигания. Практика показывает, что при неправильном демонтаже катушка зажигания часто разламывается на две части. Необходимо было заменить только свечу зажигания. Из-за неправильного инструмента для демонтажа теперь нужно заменить и катушку зажигания. BERU предлагает специалистам по ремонту три специальных съемника катушек зажигания для автомобилей Volkswagen Group, специально адаптированных к форме головки катушки зажигания. В зависимости от конструкции корпус катушки зажигания может быть плоским, квадратным или овальным. Съемник катушки зажигания дает возможность снимать не только современные катушки зажигания, но и старые модели со сходной формой головки. Предотвратите повреждение катушки зажигания: Специальные инструменты BERU слева направо: ZSA 044 ( ), ZSA 043 ( ), ZSA 042 ( ).

19 19 Советы мастерским Образование продольных трещин на корпусе катушки вследствие неправильного или чрезмерного усилия затяжки - 15 Нм вместо необходимых 6 Нм. Образование трещины на герметизирующем элементе катушки зажигания вследствие приложения чрезмерных усилий при установке. Смазка для разъема свечи ПРОБЛЕМА После замены свечей зажигания периодически происходит пропуск зажигания - на всех скоростях. Причиной является разряд на шейке изолятора свечи зажигания, вызванный утечкой заряда высоковольтного напряжения, поврежденным или хрупким разъемом свечи зажигания. УСТРАНЕНИЕ Перед установкой свечи зажигания нанесите тонкий слой смазки BERU для разъемов ( г или г) на (плоскую или рифленую) шейку изолятора свечи зажигания. Важно: всегда проверяйте разъем свечи зажигания и, при необходимости, заменяйте его. Особенно для двухискровых и одноискровых катушек зажигания с установленными разъемами рекомендуется заменять разъем вместе со свечами зажигания - так как он часто становится хрупким в герметизирующей области свечи зажигания и возникают утечки заряда высоковольтного напряжения. Тонкие трещины отчетливо видны при нажатии на разъем свечи зажигания. Следы ожогов на шейке изолятора свечи зажигания - признак пропуска зажигания. Смазка для соединительных разъемов свечей зажигания - защищает от хрупкости и, тем самым, от утечки заряда высоковольтного напряжения.

20 20 Советы мастерским Тестирование и проверка Неправильная работа двигателя, недостаточная мощность: Причиной неисправности может быть катушка зажигания. При осмотре моторного отсека Fiat Punto мы видим: установлена двухискровая катушка зажигания ZS 283. Рекомендуется использование стробоскопической лампы для первичной диагностики причины неисправности. Она подсоединяется поочередно к каждому из цилиндров, двигатель в это время должен работать. Если на одном или нескольких цилиндров лампа мерцает неравномерно, в системе зажигания или в катушке зажигания есть неисправность. Есть следующие варианты решения проблемы: Осмотреть свечи зажигания и при необходимости заменить, Проверить сопротивление провода зажигания цифровым тестером. При необходимости заменить провод, Проверить номинальное сопротивление первичной и вторичной цепей катушки зажигания в соответствии со спецификациями производителя. В случае отклонений от спецификации заменить катушку зажигания. Проверка сопротивления первичной цепи: номинальное сопротивление первичной цепи при 20 C = 0,5 кω ±0,05. Проверка сопротивления первичной цепи Проверка сопротивления вторичной цепи 1 2 Проверка сопротивления вторичной цепи: номинальное сопротивление вторичной цепи при 20 C = 7,33 кω ±0,5. Катушка зажигания ZS 283 устанавливается, например, на Fiat Punto, Panda и Tipo.

21 21 Советы мастерским Пошаговая диагностика неисправности Условия проверки: напряжение батареи минимум 11,5 В. Датчик частоты вращения двигателя: OK. Датчик Холла: OK. Проверка двухискровой катушки зажигания на примере ZSE 003 для VW / Audi: Предохранитель должен быть в порядке (в данном случае: 29). Выключите зажигание. Снимите четырехконтактный разъем с катушки зажигания. Включите зажигание. Между контактами 1 и 4 снятого разъема напряжение должно быть минимум 11,5 В. Выключите зажигание. Омметром измерьте сопротивление вторичной цепи катушек зажигания на высоковольтных выводах. Выводы цилиндров 1+4 / выводы цилиндров 2+3. При 20 C номинальное сопротивление должно составлять 4,0-6,0 ком. Если имеются отклонения от указанных значений, катушку зажигания следует заменить.

22 22 Самотестирование 1. Какой провод катушки толще? A. Провод катушки на первичной обмотке В. Провод катушки на вторичной обмотке 2. Каково напряжение воспламенения в современной одноискровой катушке зажигания? A В B В C В 3. На каком законе физике основан принцип работы катушки зажигания? A. закон тока B. закон индукции C. закон напряжения 4. Что означает термин "время закрытия"? A. время, когда протекает ток в первичной цепи B. время, когда протекает высокое напряжение 5. Какая энергия в катушке зажигания измеряется A. энергия искры B. напряжение воспламенения 6. Для каких катушек зажигания требуется синхронизация с помощью датчика распределительного вала? А. двухискровые катушки зажигания В. корпусные катушки зажигания С. одноискровые катушки зажигания 7. Для какого количества цилиндров подходят двухискровые катушки зажигания? A. четное количество цилиндров В. нечетное количество цилиндров

23 23 Self test 8. Почему для одноискровой катушки зажигания требуется высоковольтный диод во вторичной цепи? A. для активации искрогашения B. для повышения напряжения C. для защиты катушки от перегрузки 9. Каково значение энергии искры в новейших катушках зажигания BERU? A. 5 мдж B. 10 мдж C. около 100 мдж 10. Почему следует заранее нанести смазку BERU на высоковольтный вывод катушки под установку соединительных разъемов свечей зажигания? A. Чтобы коннектор плавно встал в штепсель B. Для защиты от влаги C. Для защиты от утечки заряда высоковольтного напряжения Правильные ответы: 1A, 2C, 3B, 4A, 5A, 6C, 7A, 8A, 9C, 10 A, B, C.

24 BERU является зарегистрированной торговой маркой BorgWarner BERU Systems GmbH PRMBU1302-RU Global Aftermarket EMEA vvba Prins Boudewijnlaan Kontich Belgium Совершенство высоких технологий

docplayer.ru

Параметры катушек зажигания

Можно ли «электронные» катушки применить в классической система зажигания? Оказывается, нельзя. И вот почему. Как видно из таблицы, активное сопротивление первичной обмотки обычных катушек зажигания находится в пределах от 1,55 до 3,2 Ом, в то время как этот параметр у «электронных» катушек составляет от 0,35 до 0,8 Ом. Например, если подключить к напряжению 12 В первичную обмотку катушки 27.37056, то она довольно быстро выйдет из строя, взорвавшись. Ведь сила тока при этом на автомобиле Жигули (где добавочного сопротивления, как следует из таблицы, нет) достигнет (12 В : 0,45 Ом) почти 30 А! Несколько меньше она будет на Москвиче АЗЛК-21412, где в стандартном варианте применяется катушка Б115-В с добавочным резистором номиналом около 1 Ом. Однако и в этом случае сила тока в первичной обмотке катушки будет все же слишком большой — она быстро перегреется и выйдет из строя.

Почему же упомянутая катушка не сгорает при работе с коммутатором? Дело в том, что при работающем двигателе последний ограничивает силу тока (как уже отмечено) на уровне 9-10 А, к тому же после остановки двигателя в течение 0,8-4,0 с первичная обмотка катушки зажигания автоматически отключается.

Но активное сопротивление первичной обмотки еще не полностью характеризует первичную цепь. Крайне важна также и индуктивность этой обмотки. Из таблицы видно, что у «электронных» катушек она, как правило, выше. Этот параметр показывает собой, упрощенно говоря, скорость накопления энергии в катушке. Ведь электроэнергия накапливается в ней не мгновенно, а за определенное время. При этом ток в первичной цепи нарастает постепенно.

Если держать контакты прерывателя замкнутыми бесконечно долго, сила тока довольно быстро (за несколько десятков миллисекунд) достигнет своего максимума. Теперь она будет ограничена лишь активным сопротивлением обмотки W1 и сопротивлением добавочного резистора (разумеется, если он есть).

тут были комменты. RIP!

Поделиться ссылкой

38a.ru

Катушки и модули зажигания.

Катушки зажигания и модули зажигания



Назначение и устройство катушки зажигания

Бортовая электрическая сеть современных автомобилей питается источниками тока напряжением 12 В. Однако, для пробоя искрового промежутка (зазора) между контактами свечи зажигания требуется напряжение в несколько тысяч вольт, поскольку воздух и смеси газов, составляющие рабочую смесь, имеют значительное электрическое сопротивление. По этой причине в системах зажигания двигателей с принудительным воспламенением рабочей смеси используют специальные трансформаторы – катушки зажигания, которые преобразуют низковольтное напряжение бортовой сети в высоковольтное напряжение, подаваемое к свечам зажигания для искрообразования.

Как и любой трансформатор, катушка зажигания способна преобразовывать напряжение только при переменном токе, изменяющемся по величине или (и) направлению. Такой ток (изменяющийся по величине) возникает в низковольтной цепи катушки зажигания в моменты разрыва и смыкания цепи с помощью контакторов прерывателя-распределителя, или импульса, поступающего от электронного блока управления (в двигателях с ЭСУД).

Современные катушки зажигания изготовляются на номинальное напряжение 12 В. Все катушки зажигания, используемые в системах зажигания автомобильных двигателей с принудительным воспламенением рабочей смеси, имеют аналогичную конструкцию, отличаясь лишь обмоточными данными, конструкцией отдельных узлов и деталей, а также наличием дополнительных устройств, габаритными и установочными размерами.

Основными частями катушки зажигания (рис. 1) являются: сердечник 6 первичной 4 и вторичной 3 обмотками, крышка 12 с выводами 1, 11, 14 низкого и 13 высокого напряжения.

Обычно применяются катушки зажигания, оснащенные добавочным резистором 8, смонтированным в керамическом изоляторе 9. Сердечник 6 катушки зажигания, как правило, набирают из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга окалиной. Тем самым уменьшаются вихревые токи, образующиеся при пульсациях магнитного потока. Сверху сердечника расположена трубка 10 из электротехнического картона, на которую в несколько слоев намотана вторичная обмотка 3. Она выполняется из эмалированного провода марки ПЭЛ диаметром 0,06…0,1 мм и имеет большое число витков (17500…26000). Для улучшения изоляции слои вторичной обмотки отделены друг от друга конденсаторной бумагой. Первые и последние восемь рядов, где возникают потенциалы наибольшей величины, изолируются четырьмя-шестью слоями бумаги, остальные – двумя слоями. Для уменьшения напряжения между слоями витки первых и последних четырех рядов наматываются с интервалом 1…2 мм.

Поверхность вторичной обмотки изолируют лакотканью и кабельной бумагой. Фарфоровый изолятор 5 предотвращает возможность пробоя вторичной обмотки на кожух 7. Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка 4 (провод марки ПЭЛ диаметром 0,57…0,77 мм), состоящая из небольшого числа витков (250…300). Межслойная изоляция первичной обмотки представляет собой кабельную бумагу. Размещается первичная обмотка ближе к кожуху 7 для лучшего охлаждения катушки. Вокруг первичной обмотки расположен магнитопровод 2, состоящий из двух разрезанных по оси тонкостенных цилиндров, выполненных из трансформаторной стали.

Все элементы конструкции катушки зажигания находятся в металлическом кожухе 7. Герметичность обеспечивается прокладкой между кожухом 7 и карболитовой крышкой 12. Внутренняя полость большинства катушек заполнена трансформаторным маслом.

Рис. 1. Катушки зажигания: 1 - низковольтный вывод; 2 - наружный магнитопровод; 3 - вторичная обмотка; 4 - первичная обмотка; 5, 9 - изоляторы; 6 - сердечник; 7 - кожух; 8 - добавочный резистор; 10 - контактная пластина высокого напряжения; 11, 14 - низковольтные выводы «ВК» и «ВК-Б»; 12 - крышка; 13 - наконечник высоковольтного вывода; 15 - шинки

Добавочный резистор 8 служит для предотвращения падения напряжения в низковольтной цепи зажигания при пуске двигателя стартером. Он выполняется в виде спирали из нихромовой или никелевой проволоки и крепится в двух половинах керамического изолятора 9. Концы спирали приварены к двум шинкам 15 посредством которых резистор присоединяют к низковольтным выводам 11 и 14 катушки зажигания.

Все катушки зажигания располагаются на карболитовой крышке 12. Вторичная обмотка присоединяется к высоковольтному выводу 13 катушки зажигания. Общий конец первичной и вторичной обмоток соединен с выводом 1. Первичная обмотка соединена с выводом 11. К выводу 14 присоединена только шинка добавочного резистора.

Выводы 1 и 13 не маркируются. Маркировка вывода 11 – «ВК», вывода 14 – «ВК-Б».

На крышке катушки зажигания Б-117 (рис. 1, а), не имеющей добавочного резистора 8, расположены выводы 1, 13 и вывод «+», к которому присоединен конец первичной обмотки.

Катушка зажигания 27.3705, применяемая в системах бесконтактного зажигания, аналогична по конструкции катушке зажигания контактной системы зажигания. Соединение обмоток выполнено по автотрансформаторной схеме. Особенностью конструкции является относительно низкое сопротивление первичной обмотки (0,5 Ом), что позволяет получать стабильные выходные характеристики при уменьшении напряжения питания до 6 В. В конструкции предусмотрена защита катушки зажигания от взрыва при выходе из строя электронного коммутатора.

***



Модули зажигания инжекторных двигателей

Существенно отличаются от традиционных конструкция и технология изготовления катушек зажигания для систем с низковольтным распределением. Например, двухвыводная катушка зажигания 29.3705, применяемая в составе микропроцессорной системе управления двигателем ВАЗ-21083 (рис. 1, б), выполнена по специальной технологии, включающей пропитку обмоток эпоксидными компаундами и последующую опрессовку обмоток морозостойким полипропиленом, образующим собственно корпус катушки. Поскольку такие катушки оснащаются встроенными коммутаторами, их называют модулями зажигания.

Модуль зажигания состоит из корпуса, внутри которого находятся две двухвыводные катушки зажигания и двухканальный коммутатор (два высоковольтных электронных коммутирующих блока). Коммутатор служит для включения и выключения тока в первичной обмотке катушки зажигания. На корпусе выполнены четыре высоковольтных вывода катушек зажигания, которые соединяются со свечами зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. К двум выводам одной обмотки присоединяются провода на первый и четвертый цилиндр, к двум выводам другой обмотки провода на второй и третий цилиндр. Искра проскакивает за рабочий цикл дважды в каждом цилиндре - во время такта сжатия - рабочая искра, поджигающая рабочую смесь, на такте выпуска – холостая искра.

Токоподающий и управляющие провода от блока управления присоединены к модулю через соединительную колодку.

Модуль зажигания работает по следующему принципу. Контроллер рассчитывает необходимое время включенного состояния в зависимости от текущих оборотов коленчатого вала и напряжения бортовой сети и подает на коммутатор управляющий сигнал. В течение времени включенного состояния (времени накопления) ток в первичной обмотке катушки зажигания возрастает до заданного оптимального значения, при котором величина запасаемой энергии достигает максимума. Если время накопления слишком велико, то катушка зажигания будет работать с насыщением, что приведет к ее перегреву и снижению КПД.

Таким образом, обработав сигналы датчиков (ДПКВ, ДМРВ, температуры, детонации и др.), блок управления рассчитывает оптимальный угол опережения зажигания и подает команду на модуль зажигания о срабатывании первой или второй пары катушек. Модуль зажигания формирует импульсы высокого напряжения и через высоковольтные провода подает их на соответствующие свечи зажигания.

Неисправный модуль зажигания приводит к затрудненному запуску холодного двигателя, рывкам и провалам при разгоне особенно на непрогретом двигателе (рывки могут исчезнуть после прогрева двигателя, а вместе с ним и модуля зажигания), неустойчивой работе двигателя на холостом ходу (особенно при прогреве), повышенному расходу топлива. Пропуски искрообразования ведут к выбросу богатой смеси в нейтрализатор, что приводит к выходу его из строя.

При появления подозрения на неисправность модуля зажигания следует вначале проверить высоковольтные провода, свечи зажигания, электрическую цепь модуля.

Дальнейшее улучшение характеристик катушек зажигания направлено на совершенствование конструкции и технологии производства катушек зажигания с замкнутой магнитной системой, обладающих большими коэффициентами передачи энергии и длительностью искрового разряда по сравнению с катушками с разомкнутой системой и одинаковой запасаемой энергией в первичной цепи.

***

Прерыватели-распределители



k-a-t.ru

КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

Энергетика КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

просмотров - 1351

ПРИБОРЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Катушка зажигания предназначена для формирования тока высокого напряжения (порядка 20…35 кВ) с целью образования искры между электродами свечи зажигания и воспламенения рабочей смеси в двигателœе внутреннего сгорания.

Устройство катушки зажигания

Катушка зажигания представляет собой повышающий трансформатор, который имеет магнитопровод (сердечник) и две обмотки. По конструкции магнитной цепи катушки зажигания разделяются на два типа: с разомкнутым и замкнутым магнитопроводом. В катушках с разомкнутой магнитной цепью магнитный поток большую часть пути проходит по воздуху, а в катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит по стальному сердечнику и только несколько десятых долей миллиметра – по воздуху. Конструкции катушек с разомкнутым и замкнутым магнитопроводами существенно различаются.

Обмотки катушки зажигания могут иметь как автотрансформаторную (с общей точкой), так и трансформаторную связь. Примеры схем соединœений первичной I и вторичной II обмоток приведены на рисунке 6.3, а-в.

Рисунок 6.3 – Электрические схемы катушек зажигания.

Автотрансформаторная связь упрощает конструкцию и технологию изготовления катушки, а также незначительно увеличивает вторичное напряжение. Трансформаторная связь обычно применяется в катушках электронных систем зажигания во избежание опасных воздействий всплесков напряжения на электронные элементы.

Устройство типовой катушки зажигания с разомкнутым магнитопроводом приведено на рисунке 6.4, где 1 – керамический изолятор; 2 – корпус; 3 – изоляционная конденсаторная бумага обмоток; 4 – первичная обмотка; 5 – вторичная обмотка; 6 – изоляция между обмотками; 7 – клемма вывода первичной обмотки; 8 – контактный винт; 9 – центральная клемма для провода высокого напряжения; 10 – крышка; 11 – клемма подвода питания; 12 – контактная пружина; 13 – каркас вторичной обмотки; 14 – наружная изоляция первичной обмотки; 15 – скоба крепления; 16 – наружный магнитопровод; 17 – сердечник. Такую или аналогичную конструкцию имеют катушки Б114, Б115, Б117, 27.3705.

Сердечник катушки зажигания состоит из пакета пластин электротехнической стали. На нем расположены две обмотки: низковольтная первичная I и высоковольтная вторичная II (рисунок 6.5). Вторичная обмотка намотана на изоляционную втулку проводом 0,06…0,09 мм. Число ее витков лежит в пределах 14-40 тысяч. Поверх вторичной через изоляционную прокладку намотана первичная обмотка. Обмотка имеет несколько сотен витков провода диаметром 0,5…0,9 мм. Отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки принято называть коэффициентом трансформации катушки зажигания. Его значение лежит обычно в пределах от 70 до 230.

Рисунок 6.4 – Конструкция катушки зажигания с разомкнутым магнитопроводом	Рисунок 6.5 – Электромагнитная система катушки зажигания

Обмотки с сердечником помещены в кожух (корпус), от которого сердечник изолирован керамическим изолятором. Рядом с кожухом располагается витой наружный магнитопровод, увеличивающий индуктивность катушки. Крышка катушки зажигания имеет две низковольтных клеммы и вывод для подключения высоковольтного провода (в виде латунной вставки). На низковольтные клеммы выведены концы первичной обмотки. Οʜᴎ могут обозначаться следующим образом: первый (совместный) вывод: "Б", "+" или "15", а второй: "К", "–" или "1". К высоковольтной клемме через пружину подключен один из выводов вторичной обмотки.

В ряде конструкций катушек зажигания вывод вторичной обмотки соединœен с центральной для провода высокого напряжения через центральный стержень магнитопровода. Чтобы данный сердечник не имел электрического контакта с корпусом и был жестко зафиксирован в корпусе, снизу установлен изолятор (керамическая опора).

Соединœение крышки с корпусом выполнено завальцовкой, что делает конструкцию герметичной и неразборной, причем внутренняя полость катушки для улучшения охлаждения заполнена трансформаторным маслом. В связи с этим катушки такого типа называются маслонаполненными.

В некоторых системах зажигания с катушкой зажигания используется добавочный резистор. В этом случае катушки рассчитаны на рабочее напряжение 6…8 В. При пуске двигателя, когда напряжение аккумуляторов батареи подсаживается нагрузкой, резистор закорачивается вспомогательными контактами тягового релœе стартера или контактами дополнительного релœе включения стартера. Во время работы двигателя он включен последовательно с первичной обмоткой и гасит избыточное напряжение. Добавочный резистор может крепиться как на самой катушке, так и отдельно от нее.

На рисунке 6.6 показана конструкция сухой катушки зажигания 29.3705, где 1 – изоляционная пластмасса; 2 – вторичная обмотка; 3 – первичная обмотка; 4 – выводы первичной обмотки; 5 – сердечник; 6 – выводы вторичной обмотки. В данной катушке обмотки пропитаны эпоксидным компаундом и вместе с сердечником опрессованы морозостойким полипропиленом, который собственно и образует корпус. Катушка 29.3705 является двухвыводной (схема соединœений ее обмоток показана на рисунке 6.3, в) и предназначена для бесконтактного распределœения высокого напряжения.

Рисунок 6.6 – Конструкция катушки зажигания 29.3705	Рисунок 6.7 – Конструкция катушки зажигания 3112.3705

Катушки с замкнутым магнитопроводом получают в последнее время всœе большее распространение. Наличие замкнутого магнитопровода позволяет накопить необходимую для воспламенения рабочей смеси энергию в значительно меньшем объеме катушки, снизить расход обмоточной меди и трудоемкость изготовления. Кроме этого магнитные силовые линии замыкаются практически только по сердечнику и не излучаются в пространство, благодаря этому уменьшаются радиопомехи. Но данный магнитопровод только условно можно назвать замкнутым, так как в нем имеется воздушный зазор 0,3…0,5 мм. Он препятствует насыщению сердечника, сдерживающего изменение магнитного потока.

На рисунке 6.7 приведена конструкция одновыводной катушки зажигания 3112.3705. Ее сердечник образован Ш-образными пластинами электротехнической стали. На среднем стержне расположен пластмассовый корпус с обмотками. При этом вторичная обмотка намотана на многосœекционный каркас (что уменьшает ее емкость и снижает вероятность межвиткового пробоя), а первичная размещена внутри каркаса. Обе обмотки залиты эпоксидным компаундом.

Катушка в сборе с обмотками и выводами представляет собой магнитную конструкцию с высокой стойкостью к механическим, электрическим и климатическим воздействиям.

Аналогичную, но двухвыводную конструкцию имеет катушка зажигания 3009.3705.

В микропроцессорных системах зажигания применяются четырехвыводные катушки зажигания. Конструкция катушки зажигания, электрическая схема которой приведена на рисунке 6.8, а, состоит из двухвыводных катушек, собранных на общем Ш-образном магнитопроводе (на крайних стержнях). В ней общим элементом является средний стержень магнитопровода, а взаимное влияние двух катушек друг на друга исключается с помощью воздушных зазоров (1...2 мм) на крайних стержнях, чем увеличивается магнитное сопротивление в магнитопроводе и достигается развязка каналов. В четырехвыводных катушках, имеющих первичную обмотку, разделœенную на две части, работающие попеременно, в катушку вставляются высоковольтные разделительные диоды (рис. 6.8, б).

Рисунок 6.8 – Схема четырехвыводных катушек зажигания

Принцип работы катушки зажигания

Для принудительного воспламенения рабочей смеси в камере сгорания бензинового двигателя требуется электрическая искра между электродами свечи зажигания. Искра образуется в результате подачи импульса тока высокого напряжения на электроды свечи от катушки зажигания.

Пример подключения катушки зажигания в классической системе зажигания показан на рисунке 6.9, где 1 – выключатель зажигания, 2 – катушка зажигания, 3 – распределитель напряжения, 4 – высоковольтные провода, 5 – свечи зажигания, 6 – конденсатор, 7 – аккумуляторная батарея, 8 – генераторная установка.

Рисунок 6.9 – Схема контактной системы зажигания

Первичная обмотка катушки зажигания через контакты прерывателя (или силовой транзистор коммутатора в электронной системе зажигания) соединœена с аккумуляторной батареей. Для уменьшения обгорания контактов прерывателя из-за возможного искрообразования, а также для повышения скорости нарастания вторичного напряжения параллельно контактам прерывателя включается конденсатор . Емкость данного конденсатора лежит в пределах 0,17…0,35 мкФ (для автомобилей ВАЗ – 0,20…0,25 мкФ). В ряде систем зажигания в этой цепи еще присутствует добавочный резистор, предназначенный для ограничения тока в первичной обмотке катушки зажигания после пуска двигателя. Вторичная обмотка через ротор распределителя и высоковольтные провода соединœена со свечами зажигания.

Рабочий процесс, протекающий в классической системе зажигания, можно разбить на три этапа: замыкание контактов прерывателя, размыкание контактов прерывателя и искровой разряд между электродами свечи.

При замыкании контактов прерывателя первичный ток катушки нарастает в соответствии с формулой:

.

где	–напряжение бортовой сети автомобиля; –активное сопротивле­ние первичной цепи; –индуктивность первичной цепи.

За время замкнутого состояния контактов первичный ток достигает значения, называемого током разрыва , а энергия, запасенная в магнитном поле катушки зажигания, определяется как:

,

При размыкании цепи первичной обмотки прерывателœем магнитное поле исчезает, при этом его силовые линии пересекают витки обмоток и в них индуцируются ЭДС: в первичной обмотке – до 300 В, а во вторичной – до 15...25 кВ. Значения ЭДС зависят от скорости изменения магнитного потока , где – число витков обмотки.

График вторичного напряжения (при отсутствии искрового разряда между электродами свечи) показан на рисунке 6.10, кривая 1.

Рисунок 6.10 – Зависимость вторичного напряжения от времени

Для оценки возможного максимального значения вторичного напряжения служит уравнение баланса энергий в колебательном контуре. В момент, когда первичный ток после размыкания контактов уменьшается до нуля, практически вся энергия, запасенная в катушке, перейдет в емкости первичной и вторичной цепей и , а часть энергии выделится в виде тепла:

.

В случае если учесть тепловые потери в активных сопротивлениях первичной и верхней цепей, в сопротивлении нагара , шунтирующий искровой промежуток, а также в сердечнике катушки при перемагничивании , то:

,

На практике для учета потерь вводят дополнительный сомножитель – коэффициент затухания (для контактных систем зажигания 0,75. ..0,85).

Из формулы видно, что максимальное значение вторичного напряжения зависит как от параметров катушки зажигания, так и других факторов: напряжения питания первичной цепи , емкости конденсатора , распределœенной емкости вторичной цепи и частоты вращения коленчатого вала, определяющего время замкнутого состояния контактов .

Уменьшение сопротивления увеличивает , но при этом возрастает ток разрыва . В классической системе зажигания ток разрыва не должен превышать 3,5-5 А, в противном случае работа контактов будет ненадежной (хотя и уменьшение тока меньше 1 А недопустимо, т.к. перестанут самоочищаться контакты прерывателя). Вторичное напряжение пропорционально индуктивности , но и здесь есть ограничение – с ее увеличением уменьшается скорость тока в первичной обмотке и сила тока разрыва. Обычно не превышает 10...11 мГн. Уменьшение емкости конденсатора до некоторого значения приводит к увеличению , но дальнейшее изменение вызывает усиление искрения контактов прерывателя. Наиболее эффективное значение находится в пределах 0,2-0,35 мкФ. Уменьшение емкости ограничено конструкцией и технологией изготовления высоковольтных элементов.

Время замкнутого состояния контактов прерывателя зависит от частоты вращения коленчатого вала. С ее увеличением значение вторичного напряжения снижается. Для примера на рис. 6.11 показана зависимость от частоты вращения коленчатого вала двигателя для катушки зажигания Б117-А при шунтирующей нагрузке 1 МОм.

Рисунок 6.11 – Зависимость напряжения от частоты вращения коленчатого вала двигателя

В случае если катушка нагружена на свечу зажигания, то при достижении некоторого напряжения между электродами свечи начинается ударная ионизация и проскакивает искра. Искра нагревает обволакивающую ее горючую смесь до температуры воспламенения, и пламя распространяется по всœему объему камеры сгорания. В этом случае сопротивление нагрузки катушки зажигания резко уменьшается и вторичное напряжение падает. Зависимость вторичного напряжения от времени при пробое искрового промежутка в свече зажигания показана на рисунке 6.10, кривая 2.

В установившемся режиме для воспламенения смеси требуется весьма незначительная энергия 10…15 мДж и пробивное напряжение не более 10…14 кВ. В целях же получения более надежного зажигания смеси при любых условиях применяют системы зажигания с напряжением более 25 кВ и энергией более 40 мДж.

При работе свечи зажигания на ее изоляторе от нагара образуются токопроводящие мостики, шунтирующие искровой промежуток. Это приводит к уменьшению сопротивления нагрузки катушки зажигания и снижению ее вторичного напряжения. На рисунке 6.10 показана зависимость вторичного напряжения от времени при шунтирующем сопротивлении порядка 0,2 МОм (кривая 3).

Обозначение катушек зажигания

Ранее катушки зажигания обозначались буквой «Б», номером модели и ее модификацией. К примеру, Б117-А. Теперь используется цифровое обозначение вида ХХХХ.3705, где первые две цифры соответствуют номеру модели, третья цифра – модификации, а четвертая – исполнению (в ряде случаев третья и четвертая цифры могут отсутствовать). Так 3112.3705 - ϶ᴛᴏ катушка зажигания 31 модели, первой модификации и общеклиматического исполнения.

Технические конструкторские данные катушек зажигания

К основным техническим параметрам катушек зажигания относятся:

Особенности работы катушек зажигания

Параметры и характеристики катушек зажигания, предназначенных для работы в классической (КСЗ) и электронной (ЭСЗ) системах зажигания различаются. Это накладывает определœенные ограничения по их замене. Так, к примеру, сравнив значения сопротивлений первичных обмоток катушек зажигания 27.3705, 29.3705 (ЭСЗ) и Б117-А (КСЗ), можно отметить, что у последней сопротивление в несколько раз больше. Следовательно, при использовании в классической системе зажигания, где ток 3…5 А, катушки от ЭСЗ получится, что ток в первичной обмотке будет около 25…30 А. А так как катушка зажигания для систем высокой энергии рассчитана обычно на работу до 10 А, то она через неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время выйдет из строя. В электронных системах зажигания возможно применение катушки от КСЗ, но высокого напряжения энергии зажигания получить не удастся. Замена одной катушки на другую при существенном различии их параметров (более 10…15%) недопустима.

Ряд катушек зажигания (к примеру, Б114, Б115 и Б116) из-за невысоких характеристик электростартерной системы используют добавочный резистор никелœевой или константановой проволоки. Их первичная обмотка подключается (клемма "ВК") к аккумуляторной батарее через выключатель стартера. При пуске двигателя (из-за значительного потребления стартером тока АКБ) напряжение питания понижено, но меньшее сопротивление первичной обмотки катушки обеспечивает требуемый ток в первичной обмотке и напряжение на вторичной. После запуска питание к катушке поступает от выключателя зажигания через дополнительный резистор (клемма "ВКБ"). Дополнительный резистор из никелœевой проволоки не только ограничивает ток в первичной обмотке, но также является вариатором (ᴛ.ᴇ. в зависимости от нагрева изменяет свое сопротивление). При малых оборотах двигателя ток успевает достичь большой величины, что нежелательно, так как начинают усиленно обгорать контакты прерывателя и чрезмерно возрастает вторичное напряжение. С нагревом же вариатор увеличивает сопротивление и уменьшает ток. К примеру, добавочный резистор для катушки Б115-В изменяет свое сопротивление от 1,7 до 4,5 Ом, что ограничивает ток в обмотке около 3 А.

Катушки зажигания при работе нагреваются и при неправильной эксплуатации (к примеру, при длительной работе катушки с закороченным дополнительным резистором, несоответствии типа катушки типу системы зажигания, неполном вводе наконечников высоковольтных проводов в отверстия выводов крышки распределителя и др.) возможен ее перегрев. При перегреве катушки возможен пробой изоляции вторичной обмотки. В этом случае при каждом размыкании контактов прерывателя внутри катушки будет происходить искровой разряд, вызывающий перебои в работе свечей. Тепловое разрушение изоляции витков первичной обмотки часто может привести к межвитковому замыканию проводов. Это уменьшит сопротивление цепи и приведет к увеличению силы тока первичной обмотки и еще большему перегреву катушки.

На работоспособность катушки в системе зажигания влияют, не только ее параметры, но и внешнее состояние. Почерневшая латунная клемма в отверстии катушки зажигания приведет к увеличению проходного сопротивления, а значит – к понижению вторичного напряжения. Кроме этого из-за плохого контакта центральной клеммы и наконечника провода высокого напряжения может начаться стекание тока (по пути: латунная часть вывода – пластмассовая стенка отверстия – наружная часть крышки – клемма “К” – провод низкого напряжения – подвижный контакт прерывателя). В этом случае край отверстия в пластмассовой крышке катушки зажигания постепенно будет «обугливаться», сопротивление пластмассы понижаться, а путь для стекания тока становиться короче. В итоге в крышке катушки от края отверстия к клемме “К” может образоваться прожог или поверхностная трещина, что приведет к снижению надежности всœей системы зажигания (при повышенной влажности двигатель может не только не запускаться, но и заглохнуть на ходу).

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение катушки зажигания?

2. Как устроена катушка зажигания?

3. Какими параметрами характеризуется катушка зажигания?

4. Каковы достоинства и недостатки катушек с разомкнутым и замкнутым магнитопроводом?

5. Каков принцип работы катушки зажигания? Что влияет на значение вторичного напряжения катушки зажигания?

6. Какие факторы обуславливают выбор катушки зажигания для конкретного двигателя?

7. Как маркируются катушки зажигания?

8. Как провести проверку пригодности катушки зажигания перед установкой на двигатель?

9. Можно ли использовать катушки от систем зажигания высокой энергии в классической системе зажигания?

10. Можно ли использовать катушки, применяемые в классической системе зажигания для систем зажигания высокой энергии?

11. Какую энергию запасет катушка зажигания с = 10 мГн, =3 Ом, =0,85 при =12 В, = 1000 об/мин в классической системе зажигания четырехцилиндрового двигателя?

12. Какую энергию запасет катушка зажигания с = 6 мГн, =0,4 Ом, =0,9 при =12 В, = 1000 об/мин в электронной системе зажигания четырехцилиндрового двигателя?

Читайте также

- Катушка зажигания

Прерыватель (блок CDI) Проверка генератора 1. Проверьте сопротивление обмоток генератора. Номинальное сопротивление: обмотка зарядки..............0,2-1,0 Ом обмотка освещения.........0,1-0,8 Ом 2. Измерьте сопротивление резистора. Номинальное сопротивление: 6,7 0м,... [читать подробенее]

- Катушка зажигания

Группа CDI Разберите узел CDI и проверьте надежность соединений. Осматриваемая деталь Вывод Стандартное значение &... [читать подробенее]

- Катушка зажигания

Добавочный резистор Причиной остановки двигателя после выключения стартера является выход из строя или ненадежность соединений дополнительного резистора катушки зажигания. Для временного восстановления нормальной работы системы зажигания необходимо: - в... [читать подробенее]

- КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

ПРИБОРЫ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ Катушка зажигания предназначена для формирования тока высокого напряжения (порядка 20…35 кВ) с целью образования искры между электродами свечи зажигания и воспламенения рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания. Устройство катушки... [читать подробенее]

oplib.ru

характеристики катушек зажигания автомобилей

(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)

Задачи катушки зажигания

Катушка зажигания накапливает энергию и вырабатывает высокое напряжение для образования искрового разряда на электроде свечи зажигания.

Функция катушки зажигания основывается на законе индукции: катушка зажигания состоит из магнитомягкого железного сердечника, первичной обмотки из медной проволоки с малым количеством витков (сечением примерно 0,75 мм2) и вторичной обмотки из медной проволоки с большим количеством витков (сечением примерно 0,63 мм2). Соотношение витков составляет примерно 1:200.

Поставляемая от аккумулятора энергия в требуемый момент зажигания отключается от конечной ступени управления. Магнитное поле первичной обмотки переносится на вторичную обмотку. Возникающее во вторичной обмотке напряжение зависят от количества витков. Это высокое напряжение используется для искрообразования на электроде свечи.

Энергия зажигания

При оптимальном составе смеси энергия зажигания должна составлять примерно 0,2 мДж, при более бедной или богатой смеси - примерно 3 мДж. Однако в практике расход энергии гораздо выше.

Вырабатываемая энергия в современных системах зажигания достигает от 60 до 200 мДж. Это означает, что при контакте с проводящими высокое напряжение частями может возникнуть угроза жизни!

Термины в системе зажигания

Распределение

Аккумулирование энергии: во время цикла заряда катушка накапливает энергию в магнитопроводе. Ток подается - катушка заряжается (цепь первичной обмотки закрыта, цепь вторичной обмотки открыта). В заданный момент зажигания первичная цепь размыкается.

Первичный ток

Индуцированное напряжение: любое изменение тока в индуктивности (катушке) изменяет напряжение. Вторично генерируется высокое напряжение.

Вторичное напряжение

Высокое напряжение: так же как и в трансформаторе вырабатываемое высокое напряжение зависит от числа витков катушки первично/вто-рично. После достижения необходимого напряжения пробоя происходит разряд катушки с образованием искры (пробой).

Вторичный ток

Искра зажигания: после поступления высокого напряжения на свечу зажигания накопленная энергия разряжается в искровой канал (цепь первичного тока открыта, вторичного-закрыта).

Время замыкания (заряда катушки)

В контактно-распределительной системе зажигания определяется продолжительность времени, в период которого контакт прерывателя замкнут.

В электронной системе зажигания предписывается продолжительность времени, в период которого первичный ток протекает. Первичная обмотка катушки подключена.

Система зажигания с контактным прерывателем

Электронная система зажигания

РАЗНОВИДНОСТИ КАТУШЕК

На практике в основном встречаются 3 вида: система зажигания с вращающимся распределителем, двухискровая катушка зажигания и одноискровая катушка зажигания.

Стандартная катушка зажигания для двигателей с вращающимся распределением высокого напряжения (ROV)

Управление током заряда через контакт прерывателя. Тут высокое напряжение генерируется центрально от одной катушки зажигания и распределителем зажигания механически распределяется на отдельные свечи зажигания. В современных системах управления двигателем этот вид распределения напряжения уже не актуален.

Двухискровая катушка зажигания (в двигателях с четным числом цилиндров)

Оба соединения высокого напряжения последовательно подключены к двум свечам зажигания, порядок зажигания которых на 360° оборота коленчатого вала смещены друг от друга. Катушка зажигания генерирует искру зажигания одновременно на две свечи зажигания: одна находится в цилиндре, в котором как раз и сжимается воздушно-топливная смесь, а вторая - в цилиндре, который в это время находится в такте выпуска. В цилиндре с высоким давлением (с тактом сжатия) возникает рабочая основная искра зажигания, в менее сжатом (с тактом продувки) - холостая искра зажигания. После 360° оборота коленчатого вала все становится наоборот. В другой паре цилиндров импульс зажигания происходит точно так же, только смещен на 180° оборота коленвала.

Благодаря последовательному включению одна из обеих свечей работает с положительным высоким напряжением пробоя, а другая - с отрицательным напряжением. Из-за разного направления напряжения электроды свечей зажигания показывают неодинаковые картины обгорания.

На каждый оборот коленвала -2 искры зажигания (основная/ рабочая искра и поддерживаю-щая/холостая искра)

1.   Помехоподавляющий штекер 2.    Кабели зажигания3.   Соединительный штекер 4.   Двухискровая катушка зажигания 2x2

Статическое распределение высокого напряжения с двух-искровой катушкой зажигания

Одноискровая катушка зажигания в полностью электронной системе зажигания

В этом исполнении каждая свеча зажигания приписана к конкретной катушке зажигания, которая «сидит» прямо на изоляторе свечи зажигания. Конструкция делает возможным более филигранное исполнение и размеры. Одноискровые катушки зажигания устанавливаются как на четное, так и на нечетное количество цилиндров: система зажигания все равно синхронизируется сенсором распредвала.

Схема включения одноискровой катушки зажигания

Устройство одноискровой катушки

Одноискровая катушка зажигания вырабатывает в каждый такт по искре зажигания, потому необходима синхронизация с распределительным валом.

Преимущества одноискровой катушки зажигания в полностью электронной системе зажигания

Благодаря прямой передаче напряжения от катушки зажигания на свечу зажигания одноискровая катушка зажигания имеет меньшие потери напряжения и позволяет использовать самый широкий из возможных диапазонов углов опережения зажигания. Кроме того, в такой системе возможен контроль первичной и вторичной цепей системы зажигания и определение перебоев в искрообразовании.

Одноискровая катушка

katushkazazhiganiya.ru

---

• 
  Замок 2108 зажигания
• 
  2108 замок зажигания
• 
  Фольксваген ключ зажигания
• 
  Работа свечей зажигания
• 
  Пропуски зажигания ошибка
• 
  Ошибка пропуски зажигания
• 
  Катушка зажигания нексия
• 
  Ямз 238 зажигание
• 
  Катушка зажигания 2106
• 
  Пассат б3 зажигание
• 
  Зажигание пассат б3