Какое напряжение выдает катушка зажигания автомобиля
Катушка зажигания – устройство и принцип работы
Катушка зажигания (или модуль зажигания) – элемент системы зажигания автомобиля, который преобразует низковольтное напряжение бортовой сети в высоковольтный импульс. Высокое напряжение, возникающее в катушке зажигания, вызывает образование искры между электродами свечи зажигания и обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси.
Устройство катушки зажигания
Катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.
Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.
Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.
Катушка зажигания автомобиля масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.
Принцип действия катушки зажигания
В первичную обмотку катушки подается низковольтное напряжение, которое создает магнитное поле. Время от времени это напряжение отсекается прерывателем, вызывая резкое сокращение магнитного поля и образования в витках катушек электродвижущей силы (ЭДС).
Согласно физическому закону электромагнитной индукции, величина образующейся таким образом ЭДС прямо пропорциональна количеству витков обмотки контура. Поэтому во вторичной катушке с большим количеством витков образуется импульс высокого напряжения, который по высоковольтным проводам (не применимо к индивидуальной катушке зажигания, установленной прямо на свечу) подается к свече зажигания. Благодаря импульсу, передаваемому катушкой, между электродами свечи зажигания образуется искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.
В устаревших моделях автомобилей напряжение от катушки зажигания подавалось ко всем свечам с помощью распределителя зажигания. Такая схема оказалась недостаточно надежной, поэтому катушки зажигания (их ещё называют свечными) современного автомобиля объединены в систему и распределены по одной на каждую свечу.
Виды катушек зажигания автомобиля
• Общая катушка зажигания используется в системах зажигания с распределителем или без него. Ее конструкция описана выше: первичная обмотка располагается снаружи вторичной, внутри которой находится сердечник. Катушки с сердечником заключены в стальной корпус. Импульс от вторичной обмотки подается на свечи зажигания.
• Индивидуальная катушка зажигания используется в системах прямого электронного зажигания. В отличие от общей конструкции, в индивидуальных катушках первичная обмотка находится внутри вторичной. Индивидуальная катушка устанавливается непосредственно на свечу зажигания, поэтому высоковольтный импульс передается практически без потери мощности.
Рекомендации по эксплуатации модулей зажигания
1. Не оставляйте включенным зажигание без запуска двигателя на долгое время. Это существенно сокращает срок службы катушек зажигания.
2. Найдите время для очистки и проверки состояния катушки. Убедитесь в том, что крепления проводов в порядке, особенно важно проверить высоковольтный провод. Убедитесь также, что на корпус или внутрь его не попадает вода.
3. Не отсоединяйте высоковольтный провод от катушки голыми руками при включенном зажигании.
Как измерить напряжение питания катушек зажигания (и не только их).
Казалось бы, простейшая задача – проверить, какой реальный вольтаж питания катушки зажигания в нашей проводке на машине чтобы оценить состояние проводки, АКБ и генератора.
Ну что тут сложного? Берем мультиметр («тестер», мне это слово со времен СССР привычнее), ставим предел измерения в 20В, заводим мотор, замеряем, готово! Вот только получаем мы при этом полную чушь. Полнейшую и опасную, потому что эти цифры — всегда полное вранье.
И даже не потому, что тестер за 200р, да будь он хоть за миллион рублей, качественного ответа о состоянии питания катушек этот замер не даст никогда. Почему? Давайте разбираться.
Во-первых, и это самое главное, нас интересует замер напряжения под нагрузкой, но нагрузка у нас не простая (резистивная), а индуктивная и с выбросами напряжения с катушки до 300-350В.
Во-вторых, все тестеры показывают усредненное значение, делая ряд замеров за 1-2 секунды и показывая среднее математическое значение в дешевых моделях либо вычисляя более точное RMS / True RMS значение в дорогих моделях (но и они нам не помогут). И если у нас сначала идет просадка в момент заряда катушки до 9В, а потом приходят выбросы под 300 (короткие) то вполне можно получить усредненный ответ типа 14 или 15в и сделать ложный вывод о качественном состоянии проводки и питания.
Что же делать и как правильно замерить то? При том, что у нас есть только дешевый тестер и гаражные условия а не лаборатория или напичканный дорогими приборами автосервис (хотя, когда у сервисников нет мозгов, а их там нет в 95%, то им и приборы не помогают никогда).
Да все очень просто. Нужна «чистая» резистивная нагрузка без индуктивности и выбросов ЭДС при ее работе. С током потребления примерно равным катушке зажигания или чуть больше. И соберем мы ее из простых ламп накаливания фар, которых в каждом гараже уж точно найдется и ни одна.
Итак. Условно считаем, что катушка жрет 10А в конце своего заряда. В реальности там может быть и 8 и 12А, при неадекватно большом времени накопления и 20А можно получить, но мы будем считать что там 10А.
Лампа накаливания фары на 55Вт при 12.6В потребляет 4,36А, значит если мы возьмем три лампы в параллельном включении то получим 13А, как раз то что нам и нужно.
Если у вас другие лампы, пересчитайте сами по закону Ома потребляемые токи и соберите нагрузку из нужного кол-ва ламп.
Последовательность проверки получается такая:
1. Берем три лампы 55Вт и параллелим их. Используем провода не ниже 1 кв. мм. Лампы располагаем в какой-нить железной банке типа консервной чтобы не обжечься об них.
1.1 Отключаем катушку зажигания.
2. На незаведенной машине подключаем вольтметр к клеммам АКБ, получаем что-то около 12.6В на его индикаторе. АКБ без нагрузки может показать и 13В, но обычно есть какая-то малая нагрузка в виде ЭБУ. Если показывает около 13-13.2В, включите габариты.
3. Не отключая вольтметра от клемм АКБ, прямо на выводы АКБ (не на клеммы, а на сами штыри АКБ!) подключаем нашу «гирлянду» на 7-10 секунд, за которые нити ламп нагреются и потребляемый ток придет в норму.
4. Напряжение на вольтметре не должно упасть от начального более чем на 0.05В, т.к. 12-15А тока для хорошего АКБ – дробинка для слона. А если падает заметно больше, то или АКБ плохой, или вольтметр врет, но это вряд ли, они и за 200р умеют точно замерять давно уже.
5. Теперь, самое интересно. Берем разъем катушки зажигания и между его (+) питания на катушку и массой мотора (либо между выводом (-) на индивидуальных катушках типа ВАГ и т.п.). подключаем нашу нагрузку из ламп и замеряем напряжение. Желательно подержать секунд 10-20. Разница между напряжением этого замера и замера под нагрузкой на клеммах АКБ в идеале должна быть 2 июня 2020 в 12:42
Питаем катушки зажигания повышенным напряжением через DC-DC Boost.
Если работа системы зажигания вашего авто Вас вполне устраивает, то дальнейшие «изложения» будут Вам не особо интересны.
Известно что эффективная работа двигателя в большой степени зависит от производительности системы зажигания (ссылка о повышении топливной экономичности) проще говоря чем мощнее искра тем тяговитее движок, естественно с оговоркой на предельно возможное в данных условиях.
Суть идеи: Увеличив электрическую мощность на низковольтных цепях, увеличить высоковольтную отдачу системы зажигания.
Если представить что современные системы зажигания построены по принципу «импульсного преобразования», то из этого можно сделать следующий вывод: выходное напряжение системы формируется так Uвых=@*Uвх*N (ссылка для любопытных с вопросом — С чего это взял?)
существует два типа схемной реализации:
(1) По времени нарастания тока в первичной обмотке катушки зажигания
то есть ЭБУ регулирует производительность системы зажигания изменяя коэффициент заполнения импульсов @(временем заряда катушек его ещё называют) при заданном (и условно постоянном) входном напряжении Uвх и постоянном коэффициенте трансформации.
(2) По току в первичной обмотке катушки
то есть ЭБУ регулирует производительность системы зажигания поддержанием уровня тока в первичной обмотке катушки зажигания (по сути тоже самое, только следим за другой переменной величиной). По идее таким системам для максимальной отдачи достаточно поддержания напряжения питания катушки на уровне «максимально допустимого» схемы коммутатора т.е. 16-18 вольт.
В обоих случаях к первичной обмотке подводится определенная электрическая мощность ( I*U ) от величины которой напрямую зависит величина созданного магнитного поля катушки ( заряда катушки ). При процессе исчезновения этого магнитного поля во вторичной обмотке возникает электрическая мощность пропорциональная исчезающему магнитному полю и расходуется на разряд между электродами свечи. Чем больше сила созданного магнитного поля — тем мощнее разряд. Отсюда возникает вопрос:
— А почему бы не попробовать поднять напряжение Uвх?
Причем из описанного выше можно сделать вывод что для работы системы зажигания (2) достаточно будет напряжения уровня 16-18 вольт, а для системы (1) потребуется экспериментальный подбор.
Для поддержания повышенного питающего напряжения катушек зажигания и предназначен этот «девайс». Первоначально был собран DC-DC преобразователь(далее бустер) взятый с просторов интернета www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=66340, реакция двигателя на такое «внедрение» очень заинтересовала, ощущалось явное повышение крутящего момента, но мощности этого бустера явно не хватало, «на горячую» работало все отлично, НО утренние холодные запуски вышибали этот бустер иногда даже»в дым». Ток потребления системы зажигания оказался гораздо выше выдаваемых бустером трех ампер. Дальнейшая доводка схемы этого преобразователя показала что гораздо проще применить готовые DC-DC Step Up. При таком подходе все работы создания «девайса» сводятся к монтажу проводов и реле.
Итак что было сделано:
Заказан DC-DC Step Up бустер у китайских товарищей(при заказе требуется обратить внимание на нижний порог рабочего напряжения, у большинства этот порог 10 вольт, поэтому чтобы зимой в мороз при холодном пуске все работало как надо выбираем преобразователи с нижним порогом в 8 вольт, также необходимо обратить внимание на мощность — нужно не ниже 150 Вт я заказал таких два: один на катушки зажигания, второй для датчиков ЭБУ и форсунок) и вольтметр 0-100в для него, а лучше два 🙂
Дальнейшие приготовления: металлический корпус 120х100х35, два (ссылка)реле 30А, провода сигнальные(слаботочные) и силовые 6кв.мм(на ток 30А, для цепей питания DC преобразователей), вентилятор от компа «кулер» а также в радио лавке для питания «кулера» был приобретен линейный стабилизатор (ссылка)7812. Все собираем по схеме:
если кому-то схема «сложночитаема» есть такой вариант (показана часть для питания катушек, для форсунок и датчиков точно такая же, только управление с главного реле и выходное напряжение настроено на 15 вольт.)
если в бустер встроен предохранитель то цепь «предохранитель — светодиод» можно исключить, так же не обязательно ставить и конденсатор на входе преобразователя (его задача защита бортовой сети от импульсных помех созданных работой преобразователя), как оказалось встроенных конденсаторов бустера вполне достаточно. Внимание опыт использования бустера показал — для пожаробезопасности автомобиля Применение предохранителя в цепи питания бустера ОБЯЗАТЕЛЬНО!
Обязательно так же на корпус готового устройства установка вентилятора для принудительного притока воздуха к радиаторам охлаждения бустеров. Перед установкой бустеров в корпус устройства необходимо произвести настройку так сказать «на столе» каждого блока в отдельности, подстроечным резистором выставляем необходимые нам напряжения.
Установка
Устанавливаем наше устройство на стенке в моторном отсеке как можно ближе к катушкам зажигания, на двигатель устанавливать нельзя — устройство наше совершенно неготово к таким вибро-нагрузкам.
Подключение
Необходимо подключится в разрыв цепей питания катушек зажигания и датчиков ЭБУ и форсунок двигателя. Для этого:
— Подключение к цепям катушек : Отсоединяем питание от катушек зажигания и подключаем эти концы к проводу идущему к обмотке реле, через контактную группу реле преобразователь подключается к аккумулятору.
— Подключение к цепям датчиков и форсунок www.drive2.ru/cars/gaz/31…05/igor59/journal/365212/
Настройка
— Включаем зажигание без старта двигателя, проверяем напряжения (для начала на катушках зажигания выставляем 18 вольт), все в норме — пускаем двигатель. При необходимости подстройки напряжения выполняем это на остановленном двигателе.
— В идеале выставить максимально допустимое напряжение на катушках можно сразу используя осциллограф, но если нет такого опыта, то вполне возможно и по личным ощущениям в процессе эксплуатации авто: пробуем потихоньку на 1-2 вольта поднимать напряжение на катушках зажигания, подняли — поездили посмотрели — стало хуже убавили на 1 вольт и так до получения «золотой середины».
Впечатления от установки:
+двигатель стал работать «мягче» и «эластичнее», по динамике ощущение облегчения веса автомобиля, то есть имеем явное повышение крутящего момента;
+быстрее реакция на педаль акселератора(похоже на ранее зажигание, только в этом случае нет детонации);
+ровная работа без пропусков зажигания на высоких оборотах, легкий уход в отсечку;
+расход горючки уменьшился гдето на 1л. на сотню(естественно только при экономичной манере вождения и если обороты больше 2200-2300 не крутить), ощущение тяги уже на 1500 оборотах, раньше это появлялось только при достижении 2000об.;
+на холодном двигателе тяга такая же как на прогретом, так что теперь дольше 30секунд не грею
+такая система зажигания не требует обязательного применения многоэлектродных и «продвинутых» свечей, хотя правила «чем тоньше электрод — тем лучше» не отменяет: хорошо работает с «дешёвой классической» свечой, но со свечами типа NGK V-Line двигатель урчит заметно мягче.
+«жирная» искра отлично очищает электрод свечи, правда тут же есть маленький минус — этаже искра потихоньку сжигает электрод(к примеру на свечах NGK при пробеге свечей 60000км зазор увеличился в двое), в общем каждые 20-30т.км надо проверять зазор на электродах;
—из «минусов», если с системой зажигания «все идеально» повышение напряжения на катушках зажигания не даст никакого эффекта( ибо куда уже лучше то?), других минусов пока не обнаружено, будем наблюдать и обнаруженные «доводить»:)
А теперь ответы на естественно возникшие вопросы у читателя после прочтения этой заметки:
1. — А зачем это нужно, и чем «стоковое» питание катушек не устраивало?
— Вроде бы все с машиной хорошо, все параметры в норме, с диагностикой все ОК, НО не чувствуется легкости в движении (например такой как с горы катишся), все время не покидает ощущение «позднего зажигания» как будь то машину за ж кто то держит…
2. — А что по другому разве нельзя, не городя огород?
— Да конечно можно, можно было бы подправить калибровку «зарядки» катушек зажигания для достижения примерно такого же эффекта НО — у меня Ителма VS 5.6 Евро-2 и к ней нет абсолютно никакого доступного софта в и-нете, да и прошивать мне её нечем, а в замене на Микас 7.1 вообще не вижу никакого смысла…
3. — А что если «примочка крякнет» ведь куда «самопалу» до промышленной продукции?
— Все в этом мире иногда ломается, и если это произошло достаточно разъеденить разъемы и соеденить по схеме «как было», то есть сток — все, можно ехать дальше, правда с «осадочком» от произошедшего и с ощущением «потяжелевшей машинки».
Впечатления от эксплуатации
Январь 2014 пробег авто 240000 Все компоненты системы зажигания исправно работают, напряжение на катушках 35 вольт, дальнейшее повышение напряжения улучшения не дает, а вот понижение ощущается сразу. За время эксплуатации заметил что системе зажигания стало безразлично состояние высоковольтных проводов (как то при проверке состояния свечей оторвал три наконечника со стороны свечей, для пробы просто поглубже затолкал их обратно и… так и езжу уже полгода, причем на УКВ диапазоне приемника слышно «где то шьет», а вот на работе двигателя не отражается — работает ровно). Многие увидев по фото местоположение преобразователя сразу спрашивают: «а ему там не жарко?» — не жарко, проверено летней жарой и стоянием в пробках, а поставил его там для максимально близкого положения у катушек зажигания, чтобы минимизировать токовые потери в проводах идущих к катушкам и максимально снизить влияние импульсных помех от катушек на цепи датчиков ЭБУ. Пробовал ставить прямо на катушки — не прокатило, вибрация двигателя разрушает пайку на платах ( первый раз отпала нога конденсатора в плате, второй раз отпала индуктивность), ну и не дожидаясь третьего раза переставил на стенку моторного отсека. Эксплуатация продолжается;)
Январь 2016 пробег авто 320000 Все работает, на катушках по прежнему 35 вольт, в морозы по прежнему запуск с первой попытки. По обслуживанию совершенно ничего не потребовалось, вообще забыл о каких либо проблемах в зажигании — покупка высоковольтных проводов и свечей осталась в памяти где то в далеком, далеком прошлом, кроме того проверил «забракованные» обычной системой зажигания провода и свечи скопившиеся в гараже за время эксплуатации авто, итог: с бустером все они оказались рабочими.
Январь 2018 пробег авто 397000 на катушках по прежнему 35 вольт, погасла часть сегментов индикации напряжения, на выходные напряжения бустеров это не влияет, показания инопланетными иероглифами только придает больше «загадочности» под капотом 🙂 в остальном все исправно и на ходу.
Декабрь 2019 пробег авто 460000 на катушках по прежнему 35 вольт, все исправно работает, бустер прошел проверку перевалами Кавказа, максимальная высота подъема 2400м.
Декабрь 2020 пробег авто 490000 на катушках по прежнему 35 вольт, на форсунках 15 вольт, все исправно и работает без нариканий, обеспечивая в морозы беспроблемный запуск «с первого раза».
Июль 2021 пробег авто 505000 Вот и определился срок эксплуатации, появились неисправности: 1)залипли контакты реле питающего бустер;
2)высохли электролиты в бустерах;
3)начали шить катушки(не уверен что из за бустеров, просто рассохлись от старости, набрали пыли в трещинки и по пыли и начали шить, а ведь прослужили более десяти лет).
Подведем итоги Восемь лет каждодневной эксплуатации и пробег бустера более 300000 километров позволяют сделать некоторые выводы: утверждения типа «Обязательно бахнет» и «Лишняя не надежная деталь» не подтвердились, более того со временем эксплуатации не потребовалось замен элементов системы зажигания (ВВ проводов, коммутаторов и катушек) можно утверждать что надежность системы зажигания только повысилась, до установки бустера приходилось раз в год, в два менять ВВ провода, с бустером же даже забракованные ранее провода оказались рабочими. Реакция двигателя на бустер однозначно положительная, движок благодаря бустеру становится «лёгок на подъем» и главное не теряет этого качества со временем, какого либо отрицательного влияния на ресурс двигателя мною замечено не было.
Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания
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
Б 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.
Классическая маслонаполненная катушка зажигания — «бобина» (что по-французски и означало «катушка») — была чрезвычайно надежна. От механических воздействий ее защищал стальной стакан корпуса, от перегрева – эффективный теплоотвод через заполняющее стакан масло. Однако согласно малоцензурному в оригинальном варианте стишку «Дело было не в бобине – идиот сидел в кабине…», получается, что надежная бобина таки порой подводила, даже если даже водитель не такой уж идиот…
Если посмотреть на схему контактной системы зажигания, то можно обнаружить, что заглушенный мотор мог останавливаться в любом положении коленвала, как с замкнутыми контактами прерывателя низкого напряжения в трамблере, так и с разомкнутыми. Если при предыдущем глушении мотор остановился в положении коленвала, в котором кулачок трамблера замыкал контакты прерывателя, подающего низкое напряжение на первичную обмотку катушки зажигания, то когда водитель по какой-то причине включал зажигание, не запуская мотор, и оставлял ключ в таком положении надолго, первичная обмотка катушки могла перегреться и сгореть… Ибо через нее начинал проходить постоянный ток в 8-10 ампер вместо прерывистого импульсного.
Официально катушка классического маслонаполненного типа неремонтопригодна: после сгорания обмотки она отправлялась в утиль. Однако когда-то давно на автобазах электрики умудрялись ремонтировать бобины – развальцовывали корпус, сливали масло, перематывали обмотки и собирали заново… Да, были времена!
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.
Были и катушки-гибриды: обычную «сухую» катушку и обычный коммутатор бесконтактного зажигания иногда объединяли в единый модуль. Такие конструкции встречались, к примеру, на моновпрысковых Фордах, Ауди и ряде других. С одной стороны, это выглядело в некоторой степени технологично, с другой – снижалась надежность и увеличивалась цена. Ведь два изрядно нагревающихся узла объединили в один, тогда как по отдельности они и охлаждались лучше, и при выходе из строя того или иного замена обходилась дешевле…
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.
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.
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.
Правда, стоит сказать, что в этом формате (катушки без высоковольтных проводов, монтируемые на свечу) существуют и катушки в виде единого блока, объединенные общим основанием. Такие, к примеру, любят использовать GM и PSA. Вот это воистину кошмарное техническое решение: катушки вроде бы отдельные, но при выходе из строя одной «бобины» приходится менять в сборе крупный и очень дорогой блок…
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.