Схема и устройство катушки зажигания автомобиля

Схема устройства катушек

Его каталожный номер
При включенном выключателе 5 и неработающем двигателе транзистор VT1 К. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит через стальной магнитопровод и только лишь незначительную часть пути — через воздушные зазоры величиной порядка нескольких десятых миллиметра каждый.
Некоторые катушки продолжают работать даже при обрыве вторичной обмотки, при этом при дросселировании наблюдаются пропуски искрообразования

Дополнительный резистор Напряжение дуги остаётся почти постоянным до тех пор, пока запас энергии не станет меньше некоторой минимальной величины.
Особое внимание, стоит обратить на выбор изделия, поскольку от этого будет зависеть то, насколько хорошо будет работать двигатель и система зажигания. ТБ закрыт, так как его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал.
Транзисторный коммутатор Транзисторный коммутатор предназначен для коммутации размыкания и замыкания первичной цепи системы зажигания в соответствии с поступающими к нему сигналами от датчика распределителя рисунок Для установки зажигания на статоре и роторе нанесены метки 20, которые совмещаются при положении поршня первого цилиндра двигателя в ВМТ конца такта сжатия

Как искрообразование реализовано на практике: К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Принцип работы как у двухвыводной, только используются подобные на 6 цилиндровых двигателях. Если вы не знаете, какие провода потом подключать к какому именно разъему, то лучше сразу запомнить или как-нибудь пометить их, чтобы потом при установке подсоединить их правильно. Конструкция с одним выводом не является единственно возможной, существуют и другие варианты. Ставим тестер в режим измерения сопротивления и измеряем его на высоковольтных выводах крышки модуля.

Общее устройство катушки зажигания с тремя выводными клеммами. Поэтому многие катушки зажигания выполняются с наружной первичной обмоткой. Для проверки модуля вторым способом нам пригодится только мультиметр, далее следуйте пошаговой инструкции: Проверяем питание и наличие импульсов, подаваемых с ЭБУ. Как правило, проблема состоит в системе зажигания, точнее, в сбое какого-то элемента этой системы.

Как проверить катушку зажигания ВАЗ В случае неисправности катушки зажигания двигатель не пускается. Поэтому необходимость в модуле зажигания отпала.
Правильное подключение катушки зажигания и не только.

Коротко о зажигании

Чтобы понять зачем в автомобиле бобина (это народное название), и какое участие она принимает в обеспечении движения, надо хотя бы обобщенно понять устройство систем зажигания.

Упрощенная схема работы бобины приведена ниже.

Плюсовой вывод катушки подключен к положительной клемме аккумулятора, а другим выводом она соединяется с распределителем напряжения. Такая схема подключения является классической и широко применяется на машинах семейства ВАЗ. Для полноты картины необходимо сделать ряд уточнений:

Распределитель напряжения является неким диспетчером, подающим напряжение на тот цилиндр, в котором произошла фаза сжатия и должны воспламениться пары бензина.
Работой катушки зажигания управляет коммутатор напряжения, его исполнение может быть механическим или электронным (бесконтактным).

Механические устройства использовались в старых автомобилях: на ВАЗ 2106 и подобных, но сейчас они практически полностью вытеснены электронными.

Устройство катушки зажигания

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

Устройство простейшей катушки зажигания

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

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

Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ

Ещё кое-что полезное для Вас:

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

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

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

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

Доработка схемы зажигания

С проблемой запуска двигателя в дни с большими морозами я столкнулся давно, когда ездил на автомобиле «Ока». Так как двигатель у «Оки» двух цилиндровый, то запустить его, из-за наличия мертвой точки, гораздо сложнее, чем четырехцилиндровый. Менял датчик холла, коммутатор, катушку зажигания, высоковольтные провода, свечи, но достичь уверенного запуска двигателя в морозы так и не получилось.

Проанализировав электрическую схему зажигания, пришел к выводу, что если подключить электролитический конденсатор к выводу катушки зажигания, на который подается +12 В, то все плохие контакты, через которые подается питающее на катушку напряжение наоборот, буду играть положительную роль, так как будут уменьшать разряд конденсатора. Сначала я установил только конденсатор С1, не хотелось резать провода для впайки диода VD. Пуск двигателя значительно улучшился. После установки диода, который не позволяет разряжаться конденсатору в электропроводку автомобиля при пуске двигателя, «Ока» стала с первого раза, на удивление многим, заводится даже при 25 градусном морозе.

Работает схема следующим образом. Когда вставляется ключ зажигания и поворачивается до первого фиксированного положения, конденсатор С1 через диод VD быстро зарядится от аккумуляторной батареи с учетом падения напряжения на диоде около 1,2 В, до напряжения 11,5 В. При пуске двигателя, на катушку зажигания будет подано не напряжение с аккумулятора величиной 9,5 В, а напряжение с заряженного конденсатора 11,5 В. Таким образом высокое напряжение упадет не на 35%, а всего на 20% и высокое напряжение составит не менее 23 кВ, что вполне достаточно для уверенного возникновения в свечах искры.

Эффективность работы схемы можно еще улучшить, если поставить дополнительно автомобильное реле, подключить его обмотку параллельно реле пуска стартера, а пару нормально замкнутых контактов параллельно диоду. Тогда, когда стартер будет выключен, напряжение с аккумулятора на катушку зажигания будет подаваться, минуя диод. Если в реле стартера есть свободная пара нормально замкнутых контактов, то можно использовать их и не устанавливать дополнительное реле. Замыкание с помощью реле выводов диода еще повысит высокое напряжение на выходе катушки зажигания на несколько киловольт.

Конструкция и детали

Диод VD1 подойдет любого типа, рассчитанный на ток не менее 8 А и обратное напряжение не менее 25 В. Еще лучше применить диод Шоттки, например 90SQ045 (45 В, 9 А). Тогда необходимость в установке дополнительного реле отпадает, так как падение на диоде Шоттки составит всего 0,2 В, что и без установки дополнительного реле увеличит высокое напряжение на несколько киловольт. Такие диоды используют в низковольтном выпрямителе блоков питания компьютеров.

Электролитический конденсатор подойдет любого типа, рассчитанный на напряжение не менее 25 В и емкостью не менее 20000 мкф. Конденсатор должен быть рассчитан на работу в широком диапазоне температур, минус 30-65 градусов Цельсия. Лучше всего подходит конструкция конденсатора с выводами, рассчитанными на винтовое подключение. Я устанавливал конденсатор как на фото.

Если нет подходящего по емкости конденсатора, то можно подключить параллельно, соблюдая полярность, несколько конденсаторов меньшей емкости. При параллельном соединении плюсовые выводы конденсаторов соединяются с плюсовыми, а минусовые с минусовыми. Общая емкость тогда составит сумму всех соединенных параллельно конденсаторов.

Например, есть 4 конденсатора емкостью 4700 мкФ, соединив их параллельно, получим конденсатор емкостью 18800 мкФ.

Что касается реле, то можно применить любое автомобильное реле, имеющее нормально замкнутые контакты.

Конденсатор желательно установить в непосредственной близости с катушкой зажигания, но, для предотвращения его перегрева, на максимально возможном удалении от двигателя. Место установки должно не допускать попадания влаги на выводы конденсатора во время движения автомобиля. Предложить готовое решение по размещению диода и конденсатора сложно, так как каждая марка автомобиля имеет оригинальную конструкцию, и место установки деталей приходится выбирать индивидуально.

Вместо конденсатора можно применить кислотный аккумулятор небольшой емкости, например от UPS компьютера. Это еще более лучший вариант, чем установка конденсатора. Дополнительный аккумулятор будет при работе двигателя постоянно подзаряжаться и благодаря тому, что система зажигания будет питаться от двух аккумуляторов, дополнительный аккумулятор всегда будет полностью заряжен. При пуске двигателя на систему зажигания будет всегда подаваться напряжение питания более 12 В.

Как работает

Принцип работы катушки зажигания основывается на базовых физических законах, которым учили еще в школе. Его можно охарактеризовать следующим образом: напряжение низковольтного типа отправляется в первичную обмотку. Все это создает магнитное поле. Иногда это напряжение может быть отсечено прерывателем, что становится причиной резкого сокращения магнитного поля вместе с образованием электродвижущей силы в витках катушки.

Если верить физическому закону касательно электромагнитной индукции, то величина электродвижущей силы, которая возникает таким образом, является пропорциональной количеству витков в обмотке контура. Этим можно объяснить то, что во вторичной катушке образуется высокого напряжения импульс, ведь там находится большое количество витков. Этот импульс подается к свече зажигания. Причем данный процесс не характерен для индивидуального типа, так как такой устанавливается непосредственно на свечу.

Именно благодаря этому импульсу, передаваемый при помощи катушки, между электродами свечи возникает искра, что становится причиной воспламенения топливно-воздушной смеси. А в тот момент, когда возникновение этой искры уже просто необходимо, контакты в распределителе-прерывателе размыкаются. В этот же момент происходит разрыв цепи первичной обмотки. Ток высоковольтного характера появляется на центральном контакте катушки, после чего вновь отправляется – на тот контакт, напротив которого в этот конкретный момент находится электрод бегунка. После всего этого происходит замыкание цепи, а импульс проходит на свечу зажигания, принадлежащей одному из цилиндров.

Устаревшие модели автомобилей располагали такими катушками, напряжение от которых приходило сразу ко всем свечам при помощи распределителя зажигания. Последний механизм оказался недостаточно надежным, в связи с чем в современных авто начали активно применять системы с катушками индивидуального типа, принадлежащий каждой отдельной свече. В связи с этим энергия искрообразования увеличилась, а уровень радиопомех, что создавала система зажигания, наоборот уменьшился. Также применение данной системы позволило распрощаться с необходимостью использовать высоковольтные провода, которые часто оказываются ненадежными.

Катушка, как важнейший элемент общей системы зажигания, нуждается в особенном внимании и уходе. Поэтому таким не стоит пренебрегать и ожидать до последнего, пока из строя выйдет на только данный механизм, но и вся система зажигания, а позже и автомобиль. Так что я рекомендую всегда находить время для осуществления хотя бы элементарной диагностики авто и системы зажигания в частности, тем более если о принципе ее работы теперь известно. И пусть автомобиль никогда не подводит.

Назначение, принцип работы катушки зажигания

Устройство является наиболее консервативной деталью в бензиновом ДВС. Ее прототип был изобретен в Германии инженером Румкорфом в середине девятнадцатого века. Она заменила магнето в двигателях автомобилей в начале 20-го века.

Основное назначение устройства – преобразование низковольтных электрических импульсов амплитудой около 12 Вольт (напряжение бортовой сети автомобиля) в высоковольтные импульсы амплитудой более 15.000 Вольт. Высокое напряжение необходимо для пробоя рабочей зоны свечи зажигания.

По типу исполнения и схеме зажигания катушки классифицируют:

одиночные;
сдвоенные (строенные, четырехблочные);
индивидуальные.

Устройство катушки зажигания

Одиночные устройства применяются в системах с распределителем зажигания. Сдвоенные используют в четырехцилиндровых ДВС без распределителя. Одна часть формирует высоковольтный импульс на 1-й и 4-й цилиндр, вторая обслуживает 2 и 3-й. Строенные и четырехблочные катушки иногда применяются соответственно в шестицилиндровых и восьмицилиндровых двигателях. В современных автомобилях широкое распространение получили индивидуальные катушки. Они устанавливаются на каждую свечу зажигания индивидуально. Индивидуальная катушка свечи зажигания имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными:

отказ одного из устройств не ведет к полному останову двигателя;
более просто организовать схему электронного управления;
отсутствие механического распределителя зажигания делает систему более надежной;
распределение импульсной нагрузки уменьшает токи, способствует увеличению ресурса;
облегчается определение неисправного устройства, которое легко производится компьютерной диагностикой;
в большинстве индивидуальных катушек установлен импульсный усилитель, он управляется малыми сигнальными токами, что уменьшает электрические помехи, увеличивает надежность электрооборудования.

По типу управления подразделяют:

контактные;
электронные;
со встроенным коммутатором (импульсным усилителем).

В контактных бобинах зажигания низковольтный импульс формируется прерывателем. При коммутировании первичной цепи прерывателем в первичной цепи индуцируется импульс электродвижущей силы. Устройство представляет автотрансформатор, который увеличивает амплитуду импульса в N раз, где N – коэффициент трансформации, равный отношению числа витков во вторичной к первичной обмотке. Коэффициент трансформации контактных устройств превышает 1000.

В бесконтактных системах применяют электронные катушки. Их коэффициент трансформации больше, они формируют стабильную искру. При ремонте нельзя взаимозаменять контактные и бесконтактные устройства.

Встроенный коммутатор установлен на большинство индивидуальных катушек, часто устанавливается на сдвоенные. К их недостатку относится более высокая вероятность отказа в связи с наличием электронных комплектующих.

Диагностика и проверка катушки зажигания Ваз 2106

Как проверить катушку зажигания автомобиля ВАЗ-2106 в домашних условиях? Лучший способ – воспользоваться мультиметром или омметром. Тестирование обмоток с помощью данного оборудования осуществляется таким образом:

чтобы убедиться в исправности первичной обмотки, подключаем омметр к боковым ее выводам и смотрим на показатели сопротивление. Для полностью рабочей катушки зажигания оно должно составить не менее 3-4 Ом. В противном случае устройство потребуется ремонтировать или заменять;
для проверки вторичной обмотки один из выходов омметра присоединяется к тому же боковому, а второй – к центральному выводу на самом импульсном трансформаторе. Нормальный показатель находится где-то в пределах 7,5-9,2 Ом. Чтобы получить точные данные, лучше воспользоваться руководством по эксплуатации вашего автомобиля. При наличии каких-либо отклонений катушка зажигания подлежит однозначной замене.

Перед выполнением описанных выше проверок необходимо отключить от аккумулятора минусовую клемму. Это поможет исключить риск короткого замыкания

Диагностика и проверка катушки зажигания Ваз 2106

Проверка наличия искры

Проверка искры возможна при помощи нескольких способов: на «массу», посредством использования мультиметра, специальным тестером на пеьезоэлементе. Первый способ самый простой. Корпус выкрученной свечи подносится к металлу (обычно это блок цилиндров двигателя), после чего мотор прокручивается стартером и анализируется наличие искры.

Обратите внимание, указанный способ проверки нельзя применять во время диагностики инжекторных автомобилей. Дело в том, что на авто с инжектором присутствует ЭБУ и другое электрооборудование, которое является достаточно чувствительным и может быть выведено из строя

На фото представлена проверка искры свечи на Ваз 2106

Второй способ позволяет в большей степени оценить состояние свечи зажигания, выявить пробой и т.д. Использование специального тестера является методом проверки искры на ижекторных авто, напоминая по своему принципу проверку путем анализа пробоя искры на «массу» (первый способ). При этом риск спалить блок управления минимизирован. Теперь давайте поговорим о том, как проверить искру на инжекторном двигателе.

Проверка вторичной обмотки

Вторичная обмотка катушки проверяется практически таким же образом, только один из проводов омметра нужно подсоединить к боковому выводу, а второй — к центральному на катушке. Ниже все продемонстрировано на деле:

Здесь данные сопротивления уже совсем другие и при нормальной работе они должны быть в районе 7,4-9,2 кОм. Судя по показаниям прибора, мой случай показывает и подтверждает повторно, что с катушкой все нормально.

На фото представлена проверка вторичной обмотки катушки зажигания Ваз 2106

Чтобы не было недоразумений, хочу предупредить, что приведенные в этой статье цифры в большей степени относятся к катушкам зажигания ВАЗ 2106 типа Б117-А, хотя на многих моделях параметры идентичны. Но все же для своей модификации лучше посмотреть данные в специализированных источниках.

Если в результате проведенной проверки выяснилось, что элемент неисправен, то необходимо произвести его замену на новый.

Проверка трамблера

Если катушка исправна, но двигатель не заводится, проблему нужно искать в трамблере, для этого нужно снять его верхнюю крышку, отстегнув 2 защелки. Внутреннюю часть крышки нужно внимательно осмотреть, все контакты и уголек должны быть целыми. С трамблера нужно вытащить бегунок и тоже осмотреть его изнутри, бывает, что он трескается и искра бьет на массу.

Фото: Проверка трамблера Ваз 2106

Далее нужно внимательно осмотреть контакты прерывателя и при необходимости почистить их тонкой наждачной бумагой. Еще нужно осмотреть конденсатор, который обычно прикручен к трамблеру, без него искры тоже не будет. Чтобы проверить конденсатор, на него нужно подать питание с аккумулятора, а затем подключить лампочку или закоротить контакты металлическим предметом. Если лампочка не моргнет и не будет искры при замыкании, конденсатор не исправен. Его можно заменить любым другим, только не полярным.

В заключении хочется отметить тот факт, что никогда не следует проверять искру на зазор от провода до двигателя, при этом катушка зажигания быстро выходит из строя и ВАЗ 2106 уже не выйдет завести без ее замены. Все это происходит потому, что катушку пробивает изнутри, а все из-за сильно большого зазора на пробой.

Устройство контактной системы зажигания

В конструкцию контактной схемы зажигания включены следующие компоненты:

замок (выключатель);
катушка (КЗ);
прерыватель (МП);
распределитель (МР);
регуляторы, центробежный и вакуумный (ЦР и ВР);
свечи (СЗ);
высоковольтные провода (ВП).

Катушка зажигания (КЗ) с двумя обмотками позволяет путем преобразования низкого напряжения получать высокий ток.

Механический прерыватель (МП) конструктивно выполнен вместе механическим распределителем (МР) в одном корпусе — трамблере. Он обеспечивает размыкание первичной обмотки КЗ.

Механический распределитель (МР) в виде ротора с контактной крышкой распределяет тока к свечам.

Центробежный регулятор (ЦР) позволяет изменять пропорционально величине оборотов коленвала угол опережения (УОЗ). Конструктивно ЦР выполнен в виде двух грузиков. В процессе вращения они воздействуют на подвижную пластинку, на которой находятся кулачки МП.

Вакуумный регулятор (ВР) выполняет корректировки величины угла опережения (УОЗ) в зависимости от нагрузки. При изменении положения дроссельной заслонки (ДЗ) меняется давление в полости за ДЗ. ВР реагирует на степень разряжения и корректирует величину УОЗ.

КОНСТРУКЦИЯ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ

Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или генератора. Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.

Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.

Конструкция и принцип действия

Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:

металлический сердечник подключен к основному контакту, соединяемому с центральным электродом свечи зажигания посредством высоковольтного провода;
вокруг сердечника выполнена вторичная обмотка, состоящая из большого числа витков тонкого медного проводника с изоляцией;
поверх вторичной обмотки предусмотрен слой диэлектрика и небольшое количество витков толстой медной проволоки – первичная обмотка;
сердечник с обмотками помещен внутрь герметичного пластикового корпуса, наполненного трансформаторным маслом;
обмотки подключены по последовательной схеме, 2 соединенных конца выведены на одну внешнюю клемму, два других – на отдельные контакты.

К центральной клемме катушки присоединен высоковольтный провод, идущий к распределителю зажигания либо прямо на свечу. Оставшиеся контакты подключаются к минусовой клемме аккумулятора (массе) и плюсовому проводу цепи низкого напряжения.

Принцип действия повышающей катушки основан на эффекте электромагнитной индукции – создании постоянного поля вокруг сердечника. Как искрообразование реализовано на практике:

К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Возникает электромагнитное поле, усиливаемое железным сердечником.
Когда стартер проворачивает коленчатый вал и какой-либо поршень доходит до ВМТ, электроника посредством реле разрывает низковольтную цепь питания.
Разрыв цепи провоцирует образование кратковременного импульса внутри второй многовитковой обмотки. В этот момент напряжение на катушке зажигания достигает 20 тыс. вольт и более.
Ток передается на свечу, проскакивает искровой разряд и топливная смесь поджигается. Двигатель заводится.

После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.

особенности и Типы конструкции катушек зажигания

На машинах используются три типа таких катушек – хорошие (употребляются на авто с совокупностями зажигания, в которых имеется распределитель) двухвыводные (используются в совокупности зажигания с прямой подачей напряжения на свечу) и личные (в таковой совокупности на каждую свечу приходится по одной катушке).

Все три вида катушек конструктивно весьма схожи, отличие между ними содержится в некоторых нюансах. Хорошая катушка складывается из двух обмоток – первичной и вторичной. Вторая обмотка помещена вовнутрь первой.

Отличие между обмотками сводиться к толщине витков провода и количеству проволоки. Вовнутрь этих обмоток помещается сердечник из ферромагнитного сплава. Любая из этих обмоток имеется по два вывода.

У первичной эти выводы являются входными, на них подается напряжение бортовой сети. У вторичной же один вывод есть выходным высоковольтным, второй вывод соединен к первичной обмоткой.

Все это помещено в герметичный корпус, а все выводы выходят на крышку корпуса.

Двухвыводная катушка отличается от хорошей наличием двух сердечников – внутреннего, помещенного в обмотки, и внешнего – находящегося над обмотками. Кроме этого вместо одного высоковольтного вывода вторичной обмотки у таковой катушки их два.

Личная катушка отличается тем, что не вторичная обмотка размещается поверх первичной, а высоковольтный вывод ее подсоединен к наконечнику, что наряжается на вывод свечи.

Все они являются неразборными, и ремонту не подлежат. Не смотря на то, что довольно часто неприятности с силовой установкой связаны как раз с данным элементом. Обрыв обмоток либо их замыкание может привести к перебоям в работе, и полную неработоспособность мотора.