Катушка в двигателе машины что это
Катушки зажигания: виды, принцип работы
Когда под капотом размеренно работает стальное сердце, важно помнить, что его ритм во многом зависит от надежной искры и высокого напряжения. Катушка зажигания — это источник производительности вашего автомобиля.
Виды катушек зажигания
Современные автопроизводители совершенствуют конструкцию автомобиля, а вместе с ней — и систему зажигания. Однако основная функция катушки все-таки остается неизменной: генерировать высокое напряжение, которое прикладывается к свече зажигания между центральным и боковым электродами, создавая искру.
Одинаков для всех катушек и принцип их работы: низкое напряжение аккумулятора в 12 вольт преобразуется в напряжение в несколько киловольт (в современных автомобиля — порядка 45 000 вольт).
А вот строение катушек для разных моделей автомобилей может отличаться. Рассмотрим несколько различных видов.
По принципу работы катушки зажигания можно разделить на два основных типа: одноискровые и двухискровые.
— При использовании одноискровой технологии каждая свеча зажигания оснащается отдельной катушкой зажигания.
— При использовании двухискровой технологии одна катушка зажигания управляет воспламенением смеси в двух цилиндрах.
С точки зрения строения и особенностей работы выделяется четыре типа катушек зажигания.
— Распределительные катушки зажигания. В современных автомобилях такие катушки зажигания уже не используются. Однако их все еще можно найти в старых моделях транспортных средства, где они использовались вплоть до 1990-х годов. Такая катушка создает импульс высокого напряжения, который проходит через провод зажигания к механическому распределителю зажигания. Он в свою очередь передает импульс высокого напряжения на соответствующий провод зажигания, через который напряжение подается на требуемый цилиндр.
— Модули зажигания. Модуль зажигания состоит из нескольких катушек зажигания, которые создают импульсы высокого напряжения для свечей зажигания. Эти импульсы подаются к свечам через соответствующие высоковольтные выходы и провода зажигания. Доступны одноискровые и двухискровые модули зажигания.
— Индивидуальные катушки зажигания. Индивидуальные катушки зажигания не требуют использования проводов зажигания: они устанавливаются на свечи зажигания, при этом импульс высокого напряжения создается непосредственно на свече. Преимущество такого решения: отсутствуют потери напряжения в проводе. Кроме того, эта компактная конструкция позволяет экономить место, что особенно важно для современных двигателей.
— Системы («рейки») катушек зажигания. Катушка зажигания такого типа состоит из нескольких катушек, объединенных в едином компактном компоненте. Все компоненты зажигания подсоединяются к свечам зажигания одним действием. К этому типу относятся также так называемые «рейки».
Требования к катушкам зажигания
Как было сказано ранее, в современных автомобилях катушка генерирует напряжение до 45 000 вольт. Кроме того, катушки подвержены электрическому, механическому или химическому воздействию.
В первую очередь, они должны быть устойчивы к высокой температуре и влаге в моторном отсеке и обеспечивать надежную работу в тяжелых условиях эксплуатации. Корпус катушки должен быть устойчив к воздействию масел и паров бензина, так как повреждение корпуса нарушает работу катушки.
Немаловажна также виброустойчивость катушки: обратите внимание на этот параметр, если не хотите, чтобы при работе двигателя конструкция деформировалась или корпус получил поверждения.
Кроме точного соблюдения указанных автопроизводителем размеров, катушка зажигания должна иметь определенную устойчивость к короткому замыканию, достаточную площадь поверхности для теплоотвода, необходимую термостойкость. А также катушка зажигания должна иметь высокую степень защиты от воздействий воды, в том числе соленой.
Преимущества катушек зажигания NGK
Компания NGK | NTK разрабатывает компоненты для систем зажигания уже более 80 лет. Многолетний опыт позволил не только добиться невероятно высокого качества комплектующих, но и разработать катушки зажигания практически для любого автомобиля. Ассортимент катушек зажигания NGK | NTK охватывает 92% транспортных средств в Европе и составляет почти 400 моделей.
— В каталоге NGK | NTK представлены все типы: распределительные и индивидуальные катушки зажигания, модули зажигания и системы катушек зажигания.
— Катушки зажигания NGK | NTK спроектированы с высокой точностью, что обеспечивает надежное зажигание автомобиля и отсутствие пропусков.
— Высокая устойчивость к вибрациям предотвращает различного рода деформации корпуса и других элементов.
— Кроме того, катушки зажигания NGK | NTK имеют высокую устойчивость к короткому замыканию и влаге.
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.
Модуль зажигания принцип работы и проверка работоспособности
Катушка зажигания преобразует напряжение батареи в высокое напряжение, которое требуется для создания искры. Компоненты катушки зажигания:
■ Электромагнит (первичная катушка)
■ Катушка высокого напряжения (вторичная катушка)
При включении тока через первичную катушку генерируется магнитное поле. При отключении тока магнитное поле исчезает. Под действием изменений магнитного поля генерируется индукционное напряжение во вторичной катушке. Смесь ионизируется. Ионизированная смесь представляет собой проводник. Через свечу зажигания протекает ток.
Сoпротивление первичной обмотки: ± 0.3 — 2
Сопротивление вторичной обмотки ± 5 — 20 k
Предел тока: ± 7A
Системы с распределителем зажигания
Катушки зажигания состоят из одной первичной и одной вторичной обмотки. В системе используется дистрибьютор. Дистрибьютор выбирает свечу зажигания, на которую требуется подать высокое напряжение
Катушки зажигания с холостой искрой
У вторичной катушки два конца. В нормальной катушке зажигания от одного из концов вторичной катушки подается высокое напряжение. Другой конец вторичной катушки соединен с положительным или отрицательным контактом первичной катушки. Оба контакта катушки зажигания присоединены к свече зажигания. Свечи зажигания генерируют искру одновременно. Катушка зажигания с холостой искрой в 2-цилиндровом, 4-тактовом двигателе. Катушка зажигания с холостой искрой в 4-цилиндровом, 4-тактовом двигателе. Требуются две катушки зажигания для подачи питания на четыре свечи зажигания в 4-цилиндровом двигателе. Катушка зажигания для двух свечей зажигания. Катушка зажигания для четырех свечей зажигания.
Системы последовательного зажигания используют по одной катушке зажигания на каждый цилиндр. Блок управления управляет каждой катушкой зажигания по отдельности.
При прохождении тока через первичную катушку генерируется магнитное поле. При отключении тока магнитное поле исчезает. Это изменение магнитного поля включает индукционное напряжение.
Генерируется искра. При отключении тока сила тока должна быть достаточной для большого изменения магнитного поля. Ток через первичную катушку оснащен электронным управлением. Модуль зажигания укомплектован цепью, ограниченной по току. Цепь с ограничением по току используется в сочетании с катушкой зажигания с низким сопротивлением. Электропитание от аккумуляторной батареи не требуется
Напряжение модуля зажигания при отключенной подаче тока: 12V. Как только будет включена подача тока, напряжение упадет до нуля. Затем ток увеличивается до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина.
Проверка работоспособности модуля зажигания
Рассмотрим проверку модуля зажигания на примере автомобиля HYUNDAI GETZ 1.6
Шаг 1: Проверьте сопротивление первичной катушки
Измерьте сопротивление между контактами 1 и 2. Оно равно 0.87?
■ да — Катушка зажигания успешно прошла эту проверку.
■ нет — Замените модуль зажигания.
Шаг 2. Включите зажигание. Измерьте напряжение на контакте 1. Оно между 12 и 14.4 V?
■ да — Катушка зажигания успешно прошла эту проверку (переход к шагу 3).
■ нет — Включите зажигание. Измерьте напряжение на контакте 2 (O7 Предохранитель ECU 2). Оно между 12 и 14.4 V?
Шаг 2.1 Включите зажигание. Измерьте напряжение на контакте 2 (O7 Предохранитель ECU 2). Оно между 12 и 14.4 V?
■ да — Измерьте сопротивление между контактами 1 и 2 (O7 Предохранитель ECU 2). Сопротивление должно быть меньше, чем 1 Ом. Проверьте все провода и при необходимости замените. Информацию о цвете проводников, соединителях, сварных швах и местах установки (если применимо) см. на схеме ниже.
■ нет — Проверьте следующее: O7 Предохранитель ECU 2.
■ да — Соединение прошло эту проверку.
■ нет — Отремонтируйте провода. Информацию о цвете проводников, соединителях, сварных швах, экранах и местах установки (если применимо) см. на схеме ниже.
Шаг 4: Проверьте экранированный провод.
■ да — Измерьте напряжение на контакте 1. Оно меньше, чем 0,2 В? Переходим к шагу 4.1.
■ нет — Отремонтируйте провода. Информацию о цвете проводников, соединителях, сварных швах, экранах и местах установки (если применимо) см. на схеме ниже.
■ да — Катушка зажигания успешно прошла эту проверку.
■ нет — Проверьте следующее: O8 Точка заземления G17.
Осциллограмма исправного модуля зажигания:
Комментарии 42
Здравствуйте Сергей, унас проблема искры нету, на хонда легенда КА9, увас нету информации по этому поводу, диагностика всё норм, ошибок нет, бензин идёт, искры нет, обноружили что нету минуса на катушку на все катушки, а минус подаётся через какой-то модуль управления зажигания, а на этот модуль идёт от компа два плюса и два минуса, общий 8 проводов с компа идёт на этот модуль, а выход с модуля 6 проводов идут на катушки минусовые, что делать незнаю, помогите пожалуйста, заранее благодарен
Нужны схема управления двигателем и по ней смотреть, что и откуда приходит. К сожалению, по вашей машине схему не обнаружил.
Проблема началась с чего? Почему исчезла искра?
Добрый вечер, стояла авто года 2, ролевую рейку меняли, пока нашли её, стояла. Грм походу дело заменили, вот и всё, заводим нету искры
ГРМ метки правильно выставлены?
Да метки норм, спасибо всем кто откликнулся, благодарю всех, авто завелась, както само-посебе искра появилось, но стук какойта не понятно, двигатель работает норм, но стук не понял,
Нужно находить схему смотреть точки массы в каком состоянии. Может подзакисли.
Огромное благорность вам, авто завелась, таки не поняли мы из за чего не было искры, завелась все норм, только вот стук какой-то не понятно
Стук из какой области?
Троит на холостую, на разгоне вялая…
Главное не больше Ома. Плюс погрешность мультиметра тоже может иметь место. А проблема-то в чем?
Если троит, должны быть ошибки. Какие?
P0507 Система управления частотой вращения холостого хода — частота вращения выше допустимой
Возможные причины
■ Проводка
■ привод управления частотой вращения холостого хода/Клапан управления перепуском воздуха на холостом ходу
■ электродвигатель привода дроссельной заслонки
■ заедание дроссельной заслонки
■ блок управления двигателем (ECM) блок управления двигателем
P0134 Подогреваемый кислородный датчик 1, банк 1 — нет отклика
Возможные причины
■ Обрыв цепи
■ подогрев не функционирует
■ Подогреваемый кислородный датчик Подогреваемый кислородный датчик
P0136 Подогреваемый кислородный датчик 2, банк 1 — неисправность электрической цепи
Возможные причины
■ Подогрев не функционирует
■ проводка
■ Подогреваемый кислородный датчик
■ блок управления двигателем (ECM) блок управления двигателем
В первую очередь звони проводку от блока дроссельной заслонки на мозг, клапана управления перепуска воздуха и от кислородных датчиков на мозг. Также проверь питание кислородных датчиков. Для начала, дальше будем думать.
СПС проверю и отпишусь…
P0507 Система управления частотой вращения холостого хода — частота вращения выше допустимой
Возможные причины
■ Проводка
■ привод управления частотой вращения холостого хода/Клапан управления перепуском воздуха на холостом ходу
■ электродвигатель привода дроссельной заслонки
■ заедание дроссельной заслонки
■ блок управления двигателем (ECM) блок управления двигателем
P0134 Подогреваемый кислородный датчик 1, банк 1 — нет отклика
Возможные причины
■ Обрыв цепи
■ подогрев не функционирует
■ Подогреваемый кислородный датчик Подогреваемый кислородный датчик
P0136 Подогреваемый кислородный датчик 2, банк 1 — неисправность электрической цепи
Возможные причины
■ Подогрев не функционирует
■ проводка
■ Подогреваемый кислородный датчик
■ блок управления двигателем (ECM) блок управления двигателем
В первую очередь звони проводку от блока дроссельной заслонки на мозг, клапана управления перепуска воздуха и от кислородных датчиков на мозг. Также проверь питание кислородных датчиков. Для начала, дальше будем думать.