Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Симптомы неисправности катушки зажигания

Неисправность может проявляться следующим образом:

  • Двигатель не запускается.
  • Пропуски зажигания.
  • Плохое ускорение или потеря мощности.
  • Блок управления двигателем переходит в аварийный режим.
  • Загорается контрольная лампа Check Engine.
  • Сохраняется код неисправности OBD2.

Катушка зажигания в автомобиле — небольшой электротрансформатор, преобразующий 12 В бортовой сети в более высокое напряжение.

Задача состоит в создании искры между электродами свечи и воспламенение горючего для обеспечения работы двигателя. Ниже рассмотрим, для чего нужен этот узел, как он работает. Разберемся с характеристиками, типами и основными неисправностями.

Катушка зажигания – это основной элемент системы зажигания любого транспортного средства, оснащенного двигателем внутреннего сгорания. Второе название – трансформатор, однако как бы эту деталь ни называли, она необходима для своевременного запуска двигателя.

Ведь именно катушка отвечает за воспламенение топливно-воздушной смеси, она передает напряжение на свечи зажигания. О том, что представляет собой данная деталь, каковы особенности ее строения и виды, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Что такое катушка зажигания, зачем она нужна

Как уже говорилось выше, главная задача катушки – подача высокого напряжения на свечу, после чего появляется искра, которая, в свою очередь, поджигает топливно-воздушную смесь. Если возникают перебои в работе катушки, система зажигания начинает функционировать неправильно, как следствие – снижается мощность мотора, часты случаи, когда машина вообще перестает заводиться.

Деталь, ставшая предметом нашего интереса, используется во всех без исключения системах зажигания – бесконтактной, контактной, электронной.

С конструктивной точки зрения она представляет собой трансформатор, имеющий две обмотки. По состоянию на сегодняшний день можно купить катушку зажигания одного из трех типов – общую, сдвоенную или индивидуальную, детальнее о них поговорим далее.

А еще интересно:  Какой распредвал поставить на ниву шевроле и другие модели нивы

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Катушка зажигания является частью системы зажигания автомобиля. Она преобразует напряжение аккумулятора 12 вольт в высокое напряжение, чтобы создать искру в свече зажигания. Искра зажигает воздушно-топливную смесь в цилиндрах двигателя.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Большинство современных автомобилей имеют индивидуальную (штекерную) катушку зажигания на цилиндр. Обычно она устанавливается прямо над свечой зажигания, как на этом двигателе ВАЗ на фотографии.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

В некоторых автомобилях катушки зажигания всех цилиндров объединены в один пакет катушек. В старых автомобилях с распределителем (трамблёром) для всех цилиндров используется одна катушка. Посмотрите этот пример двигателя с одной катушкой зажигания:

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Мы уже много писали и про то, как правильно эксплуатировать машину зимой, и как определить, почему мотор вдруг стал «троить», и как устроены катушки зажиганий разных типов, и даже как заменить свечи зажигания. И всё равно есть некоторые вещи, о которых мы пока не говорили достаточно подробно. Одна из таких – ситуация, когда мотор не хочет работать всеми четырьмя цилиндрами, а причина этого кроется в катушках зажигания, которые зимой имеют обыкновение подводить чаще, чем летом. И иногда доходит до того, что катушки приходится менять несколько раз подряд. Почему?

Удар мимо

Неисправностей у катушки может быть не так уж много: это обрыв или замыкание в обмотках катушки (первичной или вторичной) или повреждение изолятора. Чаще всего любая неисправность в самом начале проявляется достаточно скромно – как периодический пропуск зажигания в одном из цилиндров. Он может быть замечен всего один раз за день поездок по городу и не расценен, как что-то серьёзное. А если поездки короткие, и машина даже не успевает полностью прогреться, то можно вообще ничего не заметить: чаще пробой катушки проявляется на полностью прогретом моторе и под нагрузкой (например, при попытке быстро набрать скорость на трассе). Но процесс уже пошёл, и дальше катушке будет только хуже. Если искра один раз нашла себе путь через изоляцию куда-то на свободу, она там и будет убегать от свечи зажигания: по пути меньшего сопротивления, в строгом соответствии с законами физики.

На начальном этапе диагностика может быть осложнена тем, что единичные пропуски зажигания очень редко заставляют гореть значок «Check Engine». Тут часто требуется диагностика в реальном времени (просмотр live data), а её готовы проводить не все и не всегда.

Заметно хуже ситуация станет во влажную погоду, особенно в дождь. Даже если катушка хорошо вела себя в сухую погоду, в сырость она может показать весь свой дурной характер. И это станет уже очень заметно.

Дождь зимой – явление редкое, но снег – эта та же вода. Катушке не требуется ведро воды, чтобы начать «шить» искрой направо и налево, ей достаточно высокой влажности. Того снега, что намело под капот, ей будет достаточно, чтобы выпускать электроны сквозь пробитую изоляцию куда-нибудь в блок. А снег в подкапотное пространство попадает легко. Его туда просто заносит ветром через решётку радиатора, стыки капота, заметает снизу. Поэтому зимой под капотом влажность выше, чем летом, и если у катушки уже есть желание умереть, зимой она это сделает обязательно.

Вторая причина, по которой ей нравится погибать зимой – это сложные условия пуска. Чем холоднее на улице, тем богаче будет смесь при пуске мотора (это несколько упрощённо, но в общих чертах именно так). А поджигать богатую смесь трудно. Свеча может не справиться с этим сразу (особенно, если крутить стартером слишком долго и совершенно безрезультатно), её заливает бензин. Искре сложнее проскочить между электродами, а куда-то ей проскочить очень хочется. И она будет искать себе выход в том числе и через изоляцию катушки. То есть, устраивать ей классический «пробой» – удар током мимо свечи, после которого придётся опять бежать в магазин за новой деталью.

Вроде бы вот и все причины, по которым зимой катушки горят быстрее. Но это только на первый взгляд.

Сам виноват

Наиболее частой причиной до обидного регулярной замены катушек становятся свечи зажигания. Механизм простой: со временем зазор свечи увеличивается из-за выгорания электродов, сопротивление стремительно растёт, катушка с ним не справляется и отправляет искру через изолятор к ближайшей «массе». Поэтому для сохранения ресурса катушек нужно в обязательном порядке вовремя менять свечи. Причём ставить нужно именно те, которые предназначены для конкретного мотора. Понимаю, что иногда может возникнуть желание поиграться с чем-то более интересным – с иридиевыми или платиновыми свечами вместо обычных медных. Ничего плохого про эти свечи сказать нельзя кроме того, что их очень часто подделывают. Если есть уверенность, что какие-нибудь иридиевые NGK или Denso за пять тысяч рублей – это настоящие свечи, а не поделка шаловливых ручек, их, конечно, ставить можно. Если такой уверенности нет, а регламент позволяет ставить более дешёвые медные свечи, лучше ставить их. Да, их придётся менять раза в три чаще, но зато катушки будут целее. Кстати, менять свечи нужно тоже по регламенту, а не в тот момент, когда в зазор между их электродами начнет проходить палец. Для обычных свечей периодичность замены не стоит растягивать более, чем на 30 тысяч километров.

При замене свечей желательно проверить зазор. Даже если свеча новая, но зазор у неё увеличен, катушка тоже сгорит раньше срока. Теоретически сейчас все свечи продают уже с выставленным зазором, но на практике бывает по-разному, так что проверка не помешает.

Вторая причина частого пробоя катушек зажигания – это бардак под капотом. Точнее, грязь. Часто приходится слышать, что, мол, мойка мотора – это первая причина электрических неисправностей, и лучше ей не злоупотреблять. Это в корне неверно. Трудно в это поверить, но если просто ехать под дождём по трассе, под капотом начинается самая настоящая русская баня: с огромной влажностью и мощным водяным туманом. И ничего, мотор на это рассчитан. Само собой, если попытаться помыть двигатель мойкой высокого давления, особенно тщательно промывая генератор, разъёмы проводки и ту же самую катушку зажигания (или катушки), результат вряд ли обрадует. Поэтому подходить к этому вопросу нужно тщательно: искать тех, кто умеет мыть мотор. Но мыть его всё-таки надо. Искра по грязи бегает очень охотно, так что шансов преждевременно закончить жизнь у катушки грязного двигателя намного больше. Особенно это касается машин, у которых катушка назло логике прикручена практически к мотору. Её и так постоянно трясёт и распирает перепадами температуры, так ещё и грязь провоцирует направить искру по ложному пути. Впрочем, индивидуальным катушкам, стоящим на свечах, в грязи тоже живётся несладко.

Кроме того, жителям крупных городов стоит помнить, что большая часть грязи и налёта под капотом – это остатки реагентов, которыми поливают дороги. А это могут быть весьма активные химикаты, которые заставляют ржаветь машину быстрее, чем надо, а также очень сильно сокращают жизнь подкапотной проводке. Ну а про температурный режим грязного мотора даже говорить не хочется – всё уже давно сказано. Поэтому мыть мотор всё-таки иногда надо.

Что делать?

Вроде бы катушка зажигания (особенно индивидуальная) – не самая дорогая запчасть. И потратить на неё тысячу (или даже 2-3 тысячи) рублей иногда не жалко. Но следует помнить: частый выход катушек из строя – верный признак какой-то неисправности. В первую очередь стоит подумать о свечах: не пришла ли пора их заменить и где их купить, чтобы не нарваться на подделку. Ну а потом – чистота мотора.

Зимой не надо слишком долго крутить мотор стартером. До минус 20-25 градусов исправная машина запустится сразу, а если что-то идёт не так, лучше заняться диагностикой. Быстро выводить катушки из строя может любая неисправность, приводящая к избыточному обогащению смеси. И эта же неисправность одновременно и мешает уверенному пуску в мороз.

Если вдруг после утреннего пуска машина стала работать на трёх цилиндрах, можно провести простой тест: поочерёдно снимать разъёмы с индивидуальных катушек или отсоединять высоковольтные провода с общей катушки (только это лучше делать на заглушенном моторе – может неслабо тряхнуть током). Если после отсоединения какой-то катушки в работе мотора не произошло никаких изменений, неработающий цилиндр можно считать определённым точно. Теперь остаётся попробовать заменить в этом цилиндре свечу. Если не помогло, то в случае с индивидуальной катушкой зажигания проблема в 99% будет именно в ней (может быть, конечно, что виновата ушедшая компрессия или инопланетяне, но вероятность этих сценариев почти одинаковая). Если катушка общая, проблема может быть и в проводе.

Слишком часто прибегать к этому методу не стоит, но в крайнем случае и в случае отсутствия сканера воспользоваться им можно.

Ремонтировать катушку практически бесполезно, проще купить новую. В крайнем случае можно, конечно, попробовать обмотать индивидуальную катушку изолентой или залить общую катушку эпоксидкой, но это лишь временная и не всегда рабочая мера. Катушку в любом случае придётся заменить, а ещё лучше – не допускать её преждевременного и всегда такого неприятного выхода из строя.

Катушка зажигания – «потомственный немец». В 1851 году механик из Германии Генрих Румкорф (проживавший, правда, в Париже) изобрел катушку с прерывателем, вырабатывающую импульсы высокого напряжения, а в 1925 году компания Роберта Боша начала массово применять её как элемент батарейной системы зажигания бензинового автомобильного мотора. Давайте посмотрим, в каком виде катушка зажигания дошла до наших дней, и каковы особенности ее работы.

Маслонаполненная бобина

олее чем полвека эволюции карбюраторных бензиновых моторов с контактной системой зажигания катушка (или как ее часто называли шоферы прошлых лет – «бобина») практически не меняла конструкцию и облик, представляя собой высоковольтный трансформатор в металлическом герметичном стакане, заполненном трансформаторным маслом для улучшения изоляции между витками обмоток и охлаждения.

Неотъемлемым партнером катушки был трамблер – механический коммутатор низкого напряжения и распределитель высокого. Искра должна была появляться в соответствующих цилиндрах в конце такта сжатия топливовоздушной смеси – строго в определенный момент. Трамблер осуществлял и зарождение искры, и синхронизацию ее с тактами работы мотора, и распределение по свечам.

И лишь после массового внедрения бесконтактного зажигания, при котором контакты трамблера сменились на электронные коммутаторы, проблема сгорания катушек почти исчезла. В большинстве коммутаторов было предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания на включённом зажигании, но не запущенном двигателе. Иными словами, после включения зажигания начинался отсчет небольшого временного интервала, и если водитель за это время не заводил мотор, коммутатор автоматически выключался, защищая и катушку, и самого себя от перегрева.

Сухие катушки

Следующим этапом развития классической катушки зажигания стал отказ от маслонаполненного корпуса. «Мокрые» катушки сменились на «сухие». Конструктивно это была практически та же самая катушка, но без металлического корпуса и масла, покрытая сверху слоем эпоксидного компаунда для защиты от пыли и влаги. Работала она совместно с тем же самым трамблером, и часто в продаже можно было встретить и старые «мокрые» катушки, и новые «сухие» на одну и ту же модель авто. Они были полностью взаимозаменяемыми, соответствовали даже «уши» креплений.

Для рядового автовладельца в изменении технологии с «мокрой» на «сухую» не было, по сути, никаких преимуществ или недостатков. Если последняя, конечно, была изготовлена качественно. «Профит» получали только производители, поскольку изготовить «сухую» катушку несколько проще и дешевле. Однако если «сухие» катушки иностранных производителей автомобилей изначально продумывались и изготавливались достаточно тщательно и служили почти столько же, сколько и «мокрые», советские и российские «сухие» бобины снискали дурную славу, поскольку имели массу проблем с качеством и выходили из строя достаточно часто без каких-либо причин.

Так или иначе, сегодня «мокрые» катушки зажигания полностью уступили место «сухим», а качество последних даже отечественного производства практически не вызывает нареканий.

Ах да, еще в копилку специфических гибридов: на стареньких Тойотах нередко встречался вариант катушки, интегрированной прямо в распределитель трамблера! Интегрировалась она, конечно, не намертво, и при выходе из строя «бобину» можно было без труда снять и приобрести отдельно.

Модуль зажигания – отказ от трамблера

Заметная эволюция в катушечном мире произошла в период развития инжекторных моторов. Первые инжекторы имели в своем составе «частичный трамблер» – низковольтную цепь катушки уже коммутировал электронный блок управления двигателем, а вот искру по цилиндрам по-прежнему раздавал классический бегунковый распределитель, приводимый во вращение от распредвала. От этого механического узла стало возможным полностью отказаться, применив комбинированную катушку, в общем корпусе которой скрывались отдельные катушки в количестве, соответствующем числу цилиндров. Такие узлы стали называть «модулями зажигания».

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) содержал в себе 4 транзисторных ключа, которые поочередно подавали 12 вольт на первичные обмотки всех четырех катушек модуля зажигания, а те в свою очередь отправляли искровой импульс высокого напряжения каждая на свою свечу. Еще чаще встречаются упрощенные варианты комбинированных катушек, более технологичные и дешевые в производстве. В них в одном корпусе модуля зажигания четырёхцилиндрового мотора помещается не четыре катушки, а две, но работающие, тем не менее, на четыре свечи. В такой схеме искра на свечи подается попарно – то есть, на одну свечу из пары она приходит в нужный для воспламенения смеси момент, а на другую – вхолостую, в момент выпуска отработавших газов из этого цилиндра.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Следующим этапом развития комбинированных катушек стал перенос электронных коммутирующих ключей (транзисторов) из блока управления двигателем в корпус модуля зажигания. Вынос мощных и греющихся при работе транзисторов «на волю» улучшил температурный режим ЭБУ, а при выходе из строя какого-либо электронного ключа-коммутатора достаточно было заменить катушку, а не менять или паять сложный и дорогущий блок управления. В котором ещё часто прописаны индивидуальные для каждого авто пароли иммобилайзера и тому подобная информация.

Каждому цилиндру – по катушке!

Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение в сфере зажигания, существующее параллельно с модульными катушками, – это индивидуальные катушки для каждого цилиндра, которые устанавливаются в свечной колодец и контактируют со свечой непосредственно, без высоковольтного провода.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Первые «персональные катушки» были именно катушками, но потом в них переехала и коммутационная электроника – так же, как это произошло и с модулями зажигания. Из плюсов такого форм-фактора – отказ от высоковольтных проводов, а также возможность замены при выходе из строя только одной катушки, а не целого модуля.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

К чему мы пришли?

Классическая маслонаполненная бобина была одним из самых надежных и неубиваемых узлов в карбюраторном и ранних инжекторных автомобилях. Внезапный выход ее из строя считался редкостью. Правда, ее надежность, к сожалению, «компенсировал» неотъемлемый напарник – трамблер, а позже – и электронный коммутатор (последнее, правда, относилось только к отечественным изделиям). Пришедшие на смену «масляным» «сухие» катушки по надежности были сопоставимы, но все же несколько чаще выходили из строя без видимых причин.

Инжекторная эволюция заставила избавиться от трамблера. Так появились разнообразные конструкции, не нуждавшиеся в механическом высоковольтном распределителе – модули и отдельные катушки по числу цилиндров. Надежность таких конструкций еще более снизилась в связи с усложнением и миниатюризацией их «потрохов», а также крайне тяжелыми условиями их работы. Через несколько лет работы с постоянным нагревом от двигателя, на котором катушки были смонтированы, на защитном слое компаунда образовывались трещины, через них влага и масло попадали на высоковольтную обмотку, вызывая пробои внутри обмоток и пропуски зажигания. У отдельных катушек, которые установлены в свечных колодцах, условия работы еще более адские. Также не любят нежные современные катушки мойку моторного отсека и увеличенный зазор в электродах свечей зажигания, образующийся в результате длительной работы последних. Искра всегда ищет наиболее короткий путь, и нередко находит его внутри обмотки бобины.

В итоге на сегодняшний день наиболее надежной и правильной конструкцией из существующих и применяемых можно назвать модуль зажигания со встроенной коммутирующей электроникой, установленный на двигателе с воздушным зазором и соединенный со свечами высоковольтными проводами. Менее надежны раздельные катушки, установленные в свечных колодцах головки блока, и совсем неудачно, с моей точки зрения, решение в виде объединенных катушек на единой рампе.

Устройство катушки зажигания

Как уже говорилось выше, катушка зажигания – это небольшой трансформатор с первичной и вторичной обмотками. Внутри этих обмоток расположен сердечник, снаружи находится изолированный корпус. В состав первичной обмотки входит медный провод с изоляцией, закрученный витками, количество которых может варьироваться от 100 до 150. Выводы у обмотки на 12 вольт.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Что касается вторичной обмотки, то она находится над первичной и состоит из еще большего количества витков тонкой проволоки из меди. Количество таких витков колеблется в пределах 15-30 тысяч.

Именно здесь создается высокое напряжение, способное достигать 35 тыс. вольт и передающееся на свечи зажигания. Когда речь идет о катушках масляного типа, то у них внутри находится трансформаторное масло, препятствующее нагреву детали.

Как проверить катушку зажигания

Проверка катушки зажигания может быть выполнена несколькими способами, но чаще всего автомобилисты прибегают к проверке «на искру». Преимущество такого метода состоит в его доступности, недостаток – в неточности результата. Для выполнения диагностики следует взять свечной ключ, плоскогубцы и свечу, которая точно исправна.

Проверка выполняется следующим образом:

  • Визуально оценивается целостность проводки от свечей и до самой катушки. Осмотр проводится при выключенном зажигании.
  • Если провода в порядке, нужно снять наконечник со свечи на первом цилиндре и подключить его к свече, в работоспособности которой уверены.
  • Включить зажигание, то есть завести мотор.
  • Обратить внимание на цвет искры – если она едва заметна и желтоватого цвета, налицо проблемы с проводкой или с катушкой. Если искра отсутствует, предмет нашего интереса неисправен, значит, придется выполнить замену катушки зажигания.
  • Если авто оснащено индивидуальными катушками, описанные выше действия следует выполнить на каждой свече. Действовать нужно осторожно, не прикасаясь к проводам, которые находятся под напряжением.

Для получения максимально точного результата трансформатор проверяют с помощью специального прибора – мультиметра. Нормальное сопротивление катушки зажигания находится в пределах от 0,2 до 3 Ом в зависимости от модели.

Виды катушек зажигания

Строение катушек разных моделей автомобилей может отличаться. Рассмотрим несколько различных видов.

По принципу работы катушки зажигания можно разделить на два основных вида: одноискровые и двухискровые.

  • Одноискровая технология — для каждой свечи зажигания устанавливается своя катушка.
  • Двухискровая технология — одна катушка зажигания управляет воспламенением смеси в двух цилиндрах.

В зависимости от строения и особенностей работы выделяют четыре типа катушек зажигания.

  • Катушка зажигания с распределителем. В современных автомобилях такие катушки зажигания уже не используются. Однако их всё ещё можно встретить в старых автомобилях, где они использовались до 1990-х годов. Такие катушки создают импульс высокого напряжения, который проходит через провод зажигания к механическому распределителю зажигания (трамблёру). Он в свою очередь передает импульс высокого напряжения на соответствующий провод зажигания, через который напряжение подается на нужный цилиндр.
  • Модуль зажигания. Модуль зажигания состоит из нескольких катушек зажигания, которые создают импульсы высокого напряжения для свечей. Эти импульсы подаются к свечам через соответствующие высоковольтные выводы и провода зажигания. Бывают одноискровые и двухискровые модули зажигания.
  • Индивидуальная катушка зажигания. Индивидуальные (штекерные) катушки зажигания не требуют использования высоковольтных проводов. Они устанавливаются непосредственно на свечи зажигания, при этом импульс высокого напряжения создается прямо на свече. Преимущество такого решения — отсутствуют потери напряжения в проводах. Кроме того, эта компактная конструкция позволяет экономить место, что особенно важно для современных автомобилей.
  • Система («рейка») катушек зажигания. Этот вид состоит из нескольких катушек, объединённых в едином компактном корпусе.

Меры предосторожности

Катушка зажигания создает очень высокое напряжение, которое опасно для вашего здоровья. При работе с компонентами зажигания соблюдайте меры предосторожности, приведенные в руководстве по обслуживанию вашего автомобиля.

Первым шагом при проверке или замене катушки зажигания является отсоединение отрицательного провода аккумуляторной батареи.

Проверка питающего напряжения

Для проверки питающего напряжения катушки зажигания нам понадобится отключить топливный насос. Это нужно для того, чтобы двигатель не запускался во время проверки. Для этого находим и отключаем предохранитель бензонасоса.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Далее, отключаем питающий разъем с катушки зажигания. Берем канцелярскую скрепку, делаем из нее два проводника и вставляем в фишку питающего разъема. Подключаем мультиметр, лучше использовать зажимы типа «крокодил». Мультиметр в режиме постоянное напряжение (DC).

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Теперь просто включите зажигание. Мультиметр должен показывать 0 вольт. Далее пытаемся завести двигатель, он не запустится, т. к. бензонасос отключен. В это время на катушки зажигания будет приходить пульсирующее напряжение 0-12 В. Это должно отображаться в показаниях мультиметра.

Если напряжение на разъем не приходит, нужно проверить проводку и разъемы на предмет повреждений и коррозии. После всех измерений подключите обратно предохранитель топливного насоса.

После того, как вы найдете неисправную катушку зажигания, просто замените ее на новую. Никаких дополнительных действий не требуется.

Принципы работы катушки зажигания

Рабочие характеристики

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

У магнитной катушки зажигания в автомобильном двигателе предусмотрено несколько параметров, которым стоит уделить внимание:

  • Индукционность, Гн. Показывает способность катушки копить энергию. Последняя накапливается во внешней обмотке и пропорциональна индуктивности. Чем выше этот показатель, тем лучше работает устройство.
  • Сопротивление. Обязательная работа — проверка параметра сопротивления в первичной / вторичной обмотке. Он составляет 0.25-0.55 Ом или от 2 до 25 кОм соответственно. Мощность выходящей искры напрямую зависит от сопротивления. Чем оно больше, тем меньше энергия и мощность пробоя.
  • Коэффициент трансформации. По этому параметру можно видеть кратность увеличения напряжения. В грузовиках, как правило, на катушку зажигания приходит 24 В. После разрыва цепи ток падает с 6-20 А до нуля. Корректировка тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и появлению напряжения в первичной цепи на уровне 400 В. Рассматриваемый параметр показывает кратность увеличения этого, а не бортовых 12 или 24 В.
  • Напряжение пробоя. В момент появления максимального потенциала между электродами свечи появляется искра. Значение напряжения пробоя зависит от расстояния между контактами, между которыми происходит искрение. При первом пуске мотора уровень напряжения должен быть больше для пробоя и появления искры. Причиной является холодное горючее и воздух внутри камеры.
  • Количество искр в минуту. Этот параметр показывает, сколько пробоев происходит между электродами в течение 60 секунд. Для расчета необходимо количество оборотов в минуту умножить на число цилиндров и поделить на два. К примеру, для 4-цилиндрового мотора при скорости вращения 6000 об/мин количество искр в минуту составит 12 000.
  • Энергия искры. Для воспламенения искрового промежутка необходима энергия, которая тратится в течение 1.2 мс. Этого периода достаточно для сжигания подготовленной горючей смеси. Оптимальный параметр энергии искры составляет от 0.05 до 0.1 Джоуля.

Указанные выше параметры необходимо знать и учитывать при намерении купить катушку зажигания для своего автомобиля. Дополнительные требования можно найти в инструкции по эксплуатации производителя катушки.

Сначала нужно проверить блок управления двигателя на наличие кодов неисправностей. Это можно сделать с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Код неисправности может указывать на то, в каком цилиндре или на какой катушке произошел сбой. Например, код P0301 означает, что пропуски зажигания в первом цилиндре. Код P0351 говорит о неисправности в цепи катушки зажигания «A» (цилиндр 1).

После считывания кодов неисправности необходимо проверить соответствующую катушку зажигания, следуя инструкции по обслуживанию.

Обычно проверка катушки включает в себя измерение сопротивления между конкретными клеммами. Если сопротивление не соответствует техническим характеристикам, катушку зажигания нужно заменить.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Иногда, чтобы определить неисправную катушку зажигания, можно попытаться заменить её на заведомо исправную с другого цилиндра, чтобы проверить, перемещаются ли пропуски зажигания вместе с катушкой или остаются в том же цилиндре.

Например, с кодом P0302 (пропуски в цилиндре 2) можно поменять местами катушки зажигания цилиндра 2 и цилиндра 3 и запустить двигатель на короткое время. Если код неисправности изменяется с P0302 на P0303 (пропуски зажигания в цилиндре 3), катушка зажигания, которая изначально находилась в цилиндре № 2, неисправна.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Катушки зажигания также рекомендуется заменять, если на них есть трещины, следы искрения или другие повреждения, которые могут вызывать замыкание.

Проверка катушек зажигания

Есть несколько способов проверить катушку зажигания. Это замена неисправной катушки на катушку с другого цилиндра, проверка сопротивления обмоток катушки, измерение питающего напряжения и проверка высокого напряжения. Разберемся подробнее.

Замена катушек между цилиндрами

Замена катушки зажигания на катушку с другого цилиндра — это самый простой способ начать диагностику и очень хорошо работает на любом автомобиле.

В случае с неисправной катушкой зажигания у вас обычно будет пропуск зажигания на конкретном цилиндре. Допустим, у вас пропуски зажигания в 3 цилиндре.

Просто снимите другую катушку, например с цилиндра 2 и замените ее катушкой с цилиндра 3.Теперь, если у вас есть диагностический сканер или адаптер ELM327, вы можете стереть ошибки OBD2. Если нет, запомните, какой код ошибки у вас был.

Теперь заведите машину и дайте ей поработать несколько минут. Если катушка зажигания действительно была неисправна, то теперь вы увидите код ошибки «P0302. Пропуски зажигания во 2 цилиндре», поскольку неисправная катушка из цилиндра 3 была установлена на цилиндр 2. Теперь нужно снять неисправную катушку с цилиндра 2 и заменить на новую.

Если вы меняете катушки, а пропуски зажигания остаются в 3 цилиндре, значит проблема не в катушке. В этом случае может быть проблема с модулем зажигания, с разъемом катушки или проводом, со свечой зажигания, с топливной форсункой или механическая неисправность двигателя в этом цилиндре.

Визуальный осмотр

Внимательно осмотрите катушку на предмет признаков трещин, ожогов, плавления или токов утечки. Проверьте состояние пружинки внутри колпачка. Это часто указывает на проблему с катушкой, поэтому проверьте внимательно.

Проверка обмоток мультиметром

Будем проверять электрическое сопротивление первичной и вторичной обмотки. Главная проблема заключается в том, что вы не можете имитировать нагрузку или измерять катушку во время работы. Поэтому неисправные катушки все равно могут пройти этот тест, но при этом будут плохими.

Найдите в руководстве по ремонту или в интернете паспортные значения сопротивлений катушек зажигания вашего автомобиля. Если данных нет, можно сравнивать показания с заведомо исправной катушкой с другого цилиндра.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Цифры приблизительно будут такими:

  • Цилиндрическая катушка зажигания: первичная обмотка: 0,5–2,0 Ом, вторичная: 8,0–19,0 кОм.
  • Одноискровая или индивидуальная катушка зажигания: первичная обмотка: 0,3–1,0 Ом, вторичная: 8,0–15,0 кОм.

Снимаем катушку с двигателя. Для этого отключаем электрический разъем и выкручиваем болты крепления.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Нам надо будет проверить сначала сопротивление первичной, а затем вторичной обмотки. Включаем мультиметр на измерение сопротивления (Ом) в пределах до 200 Ом и подключаем к выводам первичной обмотки. Обычно это будут крайние 1 и 3 выводы на разъеме.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Затем повторяем эту операцию со вторичной обмоткой. Только на этот раз переключаем мультиметр на предел до 200 кОм. Один измерительный провод соединяем со средним штекером на на разъеме, а второй — с выводом на свечу.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Если показания выходят за пределы нормального диапазона сопротивления, необходимо заменить катушку зажигания.

Ноль означает, что в катушке внутреннее короткое замыкание. Чрезмерно высокое сопротивление означает, что в катушке обрыв. Дважды все проверьте, сравните измерения с исправной катушкой.

Проверка вторичной обмотки катушки с диодом

Если в катушку зажигания встроен высоковольтный диод для подавления искры, невозможно измерить сопротивление вторичной обмотки.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

В этом случае полезно сделать следующее. Переключить мультиметр на измерение постоянного напряжения (DC). Подключить его последовательно между вторичной обмоткой катушки зажигания и аккумулятором. Если аккумулятор подключен в направлении диода, мультиметр должен показывать напряжение.

После изменения полярности соединений в направлении блокировки диода напряжение не должно отображаться. Если напряжения нет ни в одном из направлений, можно предположить, что во вторичной обмотке обрыв. Если напряжение есть в обоих направлениях, значит неисправен высоковольтный диод.

Замена катушки зажигания

Неисправная катушка зажигания не подлежит ремонту, её нужно менять. В большинстве автомобилей с 4-цилиндровым или 6-цилиндровым двигателем замена катушки зажигания — простая и недорогая работа.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

В некоторых двигателях V6 для получения доступа к задним катушкам зажигания необходимо снять впускной коллектор (например, Ford Edge, Ford Escape V6, Nissan Murano, Toyota Camry V6). Это требует больше труда и затрат. В подобных случаях, чтобы предотвратить будущие проблемы, автомеханик может порекомендовать заменить все три задние катушки зажигания.

Когда одна из катушек зажигания выходит из строя, рекомендуется также заменить все свечи зажигания, если они не менялись в течение долгого времени. Новые свечи помогут катушкам зажигания работать дольше.

Автор статьи: Анатолий Горобцов /
Дата публикации: 25-11-2022
/

Поиск запроса «катушки зажигания в автомобильном двигателе» по информационным материалам и форуму

Типы катушек зажигания

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Конструктивно такие устройства состоят из металлического сердечника, соединенного с электродом свечей зажигания, и вторичной обметки с большим количеством медных проводов.

Несмотря на ряд общих черт, на автомобилях могут устанавливаться разные виды катушек зажигания. Они могут отличаться конструктивно, по принципу действия, характеристикам и эффективности. Рассмотрим каждый из вариантов подробнее.

Катушки классической конструкции

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Простейшая версия устройств, имеющих две обмотки с разным количеством витков. У первичной обмотки их 150, а у вторичной — 30 000. Каждая из них изолирована, что защищает от появления КЗ в системе.

Устройство имеет вид стакана, на крышку которого выведена контактная группа первичной обмотки. Вторичная находится во внутренней части и соединяется одним краем с низковольтной частью. Другой край также выходит на крышку и используется для соединения цепочки, объединяющей свечу и трансформатор.

Сердечник с двумя обмотками находится внутри кожуха и заполняется маслом. Обмотки объединены последовательно, а два края выводятся на внешнюю клемму.Сверху имеется диэлектрический слой с минимальным числом витков из толстой проволоки.

Конструкция простая, но почти не используется при изготовлении автомобилей. Причина в низкой эффективности и частых поломках. Классические катушки зажигания встречаются в старых авто, поэтому нужно знать особенности обслуживания и ремонта.

Индивидуальные катушки

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Такие модели устанавливаются в электронных системах, обеспечивающих прямое зажигание. В состав узла также входит две обмотки. Разница в том, что первичная размещена внутри, а не снаружи. Также в индивидуальных катушках имеется два сердечника. Первый (внутренний) стоит в первичной, а наружный — во вторичной обмотке. Дополнительным элементом являются электронные воспламенители.

Большое напряжение, которое появляется во вторичной обмотке, передается напрямую к свечам зажигания с применением наконечника. Последний включает в себя высоковольтный стержень, пружинку и изолятор. Для быстрого «отрезания» тока на вторичной обмотке установлен диод.

Двухвыводные катушки зажигания

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Особенность таких катушек зажигания двигателя— сдвоенная конструкция, предусматривающая наличие двух выводов. Такие устройства используются во многих современных авто электронным зажиганием. Особенность 2-выводных модификаций состоит в образовании искры в 2-х цилиндрах сразу. Один находится в нужной точке ВМТ, а во втором пробой происходит без воспламенения на выпускном такте.

Объединение со свечами может быть 2-х видов:

  • с применением высоковольтных проводов;
  • параллельно — через наконечник или с помощью высоковольтного провода.

2-выводные катушки могут объединяться в общий блок, получающий название 4-выводоного.

Сухие и маслозаполненные катушки

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Конструктивно катушки зажигания бывают трех видов:

  • Маслонаполненные. Внутри таких устройств используется трансформаторного масло. Его задачей является отвод тепла и защита от перегрева. Кожух такого материала имеет металлическую конструкцию, что не всегда логично.
  • Сухие. Во многих современных машинах устанавливаются катушки, в которых нет масла. Такие устройства не имеют кожуха, а верхняя часть покрывается слоем компаунда. Последний имеет эпоксидную структуру, обеспечивающую защиту от влаги и оптимальное охлаждение.
  • Комбинированные. В некоторых авто встречаются универсальные катушки зажигания, где комбинируется масляный и сухой принцип.

Принцип работы катушки зажигания

Катушка зажигания предназначена для создания высокого напряжения из низкого. Конструкция обычной катушки зажигания аналогична конструкции трансформатора. Она состоит из железного сердечника (магнитопровода), первичной обмотки, вторичной обмотки и электрических соединений.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Магнитопровод предназначен для усиления магнитного поля. На этот стальной сердечник намотана тонкая вторичная обмотка. Она изготовлена из изолированного медного провода толщиной 0,05-0,1 мм, намотанного до 50 000 раз.

Первичная обмотка изготовлена ​​из медного провода толщиной 0,6-0,9 мм и намотана поверх вторичной обмотки.

Сопротивление первичной обмотки составляет 0,2–3,0 Ом, вторичной —  5–20 кОм. Соотношение витков первичной и вторичной обмоток (коэффициент трансформации) составляет 1:100.

Техническая конструкция может отличаться в зависимости от области применения катушки зажигания. В случае обычной цилиндрической катушки электрические соединения обозначаются как клемма 7 (вывод первичной обмотки), клемма 11 (вывод первичной/вторичной обмотки) и клемма 9 (высоковольтный контакт).

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Первичная обмотка соединяется с вторичной на выводе 11. Такая схема используется для упрощения производства катушек. Ток в первичной обмотке, включается и выключается с помощью прерывателя (трамблера) или блока управления (ЭБУ). Величина тока определяется сопротивлением катушки и напряжением, приложенным к клемме 7.

Очень быстрое изменение тока, вызванное ЭБУ (трамблером), изменяет магнитное поле в катушке и индуцирует импульс напряжения, который преобразуется в высоковольтное напряжение вторичной обмотки. Оно проходит через кабель зажигания к искровому промежутку свечи зажигания и воспламеняет топливно-воздушную смесь в двигателе.

Величина индуцированного высокого напряжения зависит от скорости изменения магнитного поля, количества витков вторичной катушки и напряженности магнитного поля.

Напряжение индукции размыкания первичной обмотки составляет от 300 до 400 В. Высокое напряжение на вторичной обмотке может достигать 40 кВ, в зависимости от катушки зажигания.

Характерные неисправности

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Во время эксплуатации автомобиля на катушку действует много негативных факторов. К таковым можно отнести КЗ между обмотками, перегрев, работу в условиях вибраций или недостаточное напряжение от аккумулятора. Эти и другие факторы могут привести к следующим неисправностям:

  • Повреждение корпуса. Может быть обусловлено механическими воздействиями.
  • Ошибки распиновки при замене и обслуживании катушки зажигания.
  • Перегрев устройства. Часто возникает из-за короткого замыкания в системе. Проблема проявляет себя появлением подергивания на 60-70 км/час и неустойчивой работой силового агрегата.
  • Повреждение первичной / вторичной обмотки. Результатом может быть короткое замыкание, о котором упоминалось выше.
  • Отсутствие импульса, из-за которого на свечах не появляется искра. В результате мотор не запускается.

Сбои в работе катушки зажигания могут проявить себя следующим образом:

  • зажигание индикатора, свидетельствующего по появлении ошибки двигателя;
  • остановка мотора из-за отсутствия тока к свечам, невозможность запуска;
  • увеличение потребления топлива и снижение эффективности мотора;
  • «простреливание» в выхлопной системе;
  • остановка ДВС и прекращение подачи тока на свечи зажигания;
  • пропуски в работе свечей, что чаще всего проявляется при наборе скорости;
  • невозможность завести двигатель и т. д.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

В рассмотренных выше случаях нужно знать, как проверить катушку зажигания. Общий алгоритм действий имеет следующий вид:

  • Подключение сканера к ЭБУ для считывания ошибок.
  • Сравнение полученной информации с официальными данными по катушке зажигания.
  • Осмотр изделия на факт механических повреждений.
  • Контроль целостности проводки и разъемов.
  • Изъятие свечи зажигания, проверка зазора и питающего высоковольтного провода.
  • Включение зажигания и проверка напряжения, которое поступает на катушку. Оно не должно быть больше 10.5 В.
  • Проверка сопротивления обмотки с помощью мультиметра. У первичной должно быть от 0.4 до 2 Ом, а у вторичной — от 5 до 20 кОм.
  • Контроль свечей на факт появления искры.

В случае повреждений или отклонения заявленных параметров катушку важно заменить. Наличие нуля при проверке сопротивления обмотки свидетельствует о коротком замыкании, а параметр бесконечности — об обрыве. Если к устройству подходит много проводов, важно быть внимательным и работать по схеме, чтобы не ошибиться с подключением.

Работоспособность данного элемента системы зажигания обеспечивается следующим образом. Низковольтное напряжение поступает на первичную обмотку, оно способствует появлению магнитного поля. Периодически это напряжение отсекается, что приводит к резкому сокращению магнитного поля и возникновению на витках так называемой э.д.с. (электродвижущая сила).

В соответствии с законами физики, электродвижущая сила прямо пропорциональна количеству витков контура. Во вторичной обмотке, количество витков на которой существенно больше, возникают импульсы высокого напряжения, передающиеся на свечу. Чаще всего передача происходит посредством высоковольтных проводов.

Импульс приводит к образованию искры между электродами свечи, она поджигает топливно-воздушную смесь. В более старых машинах был еще один узел, именуемый распределителем зажигания.

Он служил для равномерной подачи напряжения на все свечи. Однако со временем автопроизводители отказались от такого решения, посчитав его ненадежным. Именно поэтому в современных транспортных средствах на каждой из свечей есть по катушке зажигания.

Часто встречающиеся неисправности, их признаки и способы устранения

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

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

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

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

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

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

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

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

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

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

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

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

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

Во многих автомобилях катушки зажигания часто выходят из строя. Симптомами плохой катушки зажигания являются тряска двигателя, отсутствие тяги (пропуски зажигания) или остановка двигателя.

На приборной панели будет мигать или постоянно гореть индикатор Check Engine. В автомобилях с одной катушкой зажигания или пакетом катушек неисправность приведет к тому, что двигатель не запустится.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Часто катушки зажигания выходят из строя после попадания воды в отсек двигателя. Часто катушки выходят из строя, если свечи зажигания не заменялись в течение длительного времени. Это связано с тем, что старая свеча зажигания имеет больший зазор и более высокое сопротивление, что увеличивает нагрузку на катушку зажигания.

В некоторых автомобилях вождение с неисправной катушкой зажигания может повредить каталитический нейтрализатор или даже блок управления двигателя (ЭБУ).

Назначение и принцип работы катушки зажигания

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Задача катушки зажигания — создать условия, обеспечивающие появление искры между электродами свечей зажигания. Для этого должна быть выполнено три требования:

  • напряжение на выводах — 20 000 В;
  • передача импульса при достижении ВМТ с 2-градусным опережением коленвала;
  • сохранение зазора между электродами на уровне 0.8-1 мм.

Напряжение бортовой сети в легковых машинах — 12 В, а в большинстве грузовиков — 24 В. Этого напряжения недостаточно для пробивания между электродами и создания искры. Для создания необходимых условий и пробития 1-миллиметрового воздушного пространства требуется не меньше 20 000 В.

  • Водитель включает зажигание.
  • К катушке подходит 12 В, что вызывает электромагнитное поле. Последнее усиливается металлическим сердечником.
  • Коленвал и определенный поршень доходит до ВМТ.
  • Завершение такта сжатия.
  • Передача информации ЭБУ от ДПКВ на образование искры.
  • Отправление сигнала размыкающему реле.
  • Размыкание цепи после соответствующего сигнала контроллера.
  • Прекращение питания обмотки реле.
  • Выработка импульса высокого напряжения и его отправка по проводам к необходимой свече.

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

Иными словами, катушка зажигания совместно с контролирующем реле и ЭБУ обеспечивают создание высокого напряжения, появление искры на свечах и работу двигателя.

Для создания дугового разряда необходимо создание определенного потенциала. Его размер зависит от материала, диаметра свечи, состав горючего, температуры, созданного давления и иных параметров. Для эффективной работы свечи созданное катушкой напряжение должно быть в 1.5 раза больше, чем напряжение пробоя.

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

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

Катушка зажигания — виды, как работает, неисправности, как проверить

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

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

Заключение

Катушка зажигания – это незаменимая деталь, присутствующая в каждом двигателе внутреннего сгорания. Они весьма надежны и долговечны, из строя выходят нечасто, обычно изнашиваются и ломаются только с возрастом или из-за проблем с проводкой. Стоят недорого, ремонту подлежат в ограниченных случаях, чаще всего неисправность устраняется путем замены.

Итог

Катушка зажигания —важный элемент двигателя, преобразующий напряжение бортовой сети в потенциал, который необходим для появления искры. От правильности ее работы зависит мощность и динамика силового узла, а также возможность его пуска в целом. Автовладелец должен следить за его состоянием, а при необходимости делать проверку.

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *