Устройство катушки зажигания – виды, устройство и принцип работы

avtoshef.com

устройство, схема, принцип работы сопротивление и бабина катушки

Катушка зажигания или по-народному «бобина» – составляющая конструкции зажигания. Она преобразует малую частоту напряжения, идущую от АКБ или генератора автомобиля, в высокую. Первостепенная роль катушки зажигания – генерирование электроимпульса на свече.

Строение

Катушка зажигания по своей сути есть автомобильный трансформатор. Устройство катушки зажигания заключено в двухслойной обмотке кабелями с изоляцией каждого слоя. Первый слой обмотки обладает сравнительно маленькой численностью витков (от 100 до 150) толстого кабеля из меди, предусмотренного на импульсы с маленьким напряжением (в относительно новых машинах – 12 вольт, а в старых – 6). Второй слой обмотки катушки зажигания находится под начальной обмоткой, которая создана из проводов малого сечения с крупным числом витков — от 15 до 30 тысяч, благодаря которым возникает наивысшее импульсное напряжение с высоким коэффициентом.

В центре катушки зажигания размещается сердечник из железа, повышающий магнитное поле обмоток. Вся конструкция закрыта в каркас со специальной крышкой, обеспечивающей изоляцию. Внутренности механизма наполнены трансформаторным маслом, чтобы не допускать токовый нагрев.

На старых транспортных средствах катушки делались с не замыкающимся магнитным кабелем, в то время как современные автомобили – с замыкающимся.

Функционирование

Принцип работы катушки зажигания заключается в передаче необходимого импульса тока трамблеру (распределителю) посредством высоковольтного кабеля, от которого по тем же высоковольтным проводам напряжение равномерно направляется к отдельной свече зажигания. Далее на электродах образуется искра, воспламеняющая топливо.

Схема действия 2-х искрового устройства

Сквозь первый слой обмотки проходит постоянный импульс напряжения. В миг, когда поршень достигает верхней мертвой отметки, на первой обмотке размыкаются контакты прерывателя и напряжение подается второй обмотке. В последующем, по центральной клемме импульс передается на распределитель, а после – на свечи.

Сегодня активное применение имеют выносные катушки зажигания для отдельной свечи (сколько цилиндров, столько же и трансформаторов).

Индивидуальная тип катушки

Индивидуальная катушка зажигания нашла свое применение в электросхеме прямого зажигания. Аналогично обычному трансформатору автомобиля, она включает в себя первый и второй слой обмотки. Однако существует одно главное отличие – первый слой обмотки теперь размещен на месте второго, а второй – на месте первого (а не наоборот, как в стандартной схеме). В центре первичной обмотки стоит внутренний сердечник, а внешний, соответственно, на поверхности вторичной.

Такая конструкция может обладать электро элементами воспламенителя. Ток из второй обмотки по прямой передается свече посредством наконечника, состоящего из стержня высокого тока, пружины и материала изоляции. Стремительное отсечение напряжения во второй обмотке выполняется диодом высокого импульса тока.

Дополнительный резистор

Зачастую параллельно работе первой обмотки, запускается добавочное сопротивление, которое считается дополнительным резистором.

При пониженных оборотах силового агрегата, контакты прерывателя длительное время замкнуты, поэтому по обмотке протекает излишнее количество тока, нагревающего трансформатор. На стальной спирали резистора, в процессе нагревания стремительно повышается температурный показатель электро сопротивления. Во время прохождения излишнего тока внутри катушки, сопротивление спирали резистора соответственно становится сильнее и напряжение автоматически регулируется.

При повышенных оборотах контакты почти всегда разомкнуты, отсутствует избыточный ток, резистор незначительно нагревается, следовательно, добавочное сопротивление уменьшается.

В момент запуска мотора добавочное сопротивление присоединяется к участку электромагнитной цепи контактами реле стартера, таким образом, увеличивается энергия искры.

В некоторых, особенно в советских, автомобилях, чтобы запустить двигатель при разряженной аккумуляторной батарее, необходимо принудительно шунтировать (или попросту говоря, замкнуть) резистор проводящей ток проволокой.

Неисправности

Катушка зажигания – это деталь с продолжительным сроком функционирования. Несмотря на это, все же существует вероятность утрачивания токопроводящих характеристик и выхода из строя данного устройства.

1. Чем больше времени эксплуатируется трансформатор, тем выше риск появления короткого замыкания в нем и как следствие перегрева всей детали.
2. Продолжительная эксплуатация при температуре более 150 приводит к неремонтоспособному состоянию катушки зажигания.
3. В случае, если аккумулятор не дает нужного питания, это также провоцирует неправильную работу трансформатора. Так как для полноценной работоспособности ей требуется электричество (минимальный коэффициент нужного напряжения должен быть не меньше 11,5 В).
4. Поврежденный провод системы зажигания тоже может быть причиной нарушения рабочего процесса катушки зажигания.
5. Часто механизм не генерирует напряжение из-за дефекта в изоляции. Такая неприятность может произойти, если через изношенные уплотнения в трансформатор попадет моторное масло или вода, из-за чего увеличивается сопротивление и утрачивается баланс между напряжением и сопротивлением.
6. Индивидуальный тип устройства чувствителен к чрезмерной вибрации от головки цилиндров. Вследствие этого катушка быстро приходит в негодность.

В некоторых случаях катушка зажигания поддается ремонту. Но в домашних условиях достаточно сложно оценить степень повреждения и процент вероятности возврата ее рабочих характеристик. Поэтому рекомендуется не экономить и заменить старое устройство на новое.

Прежде чем устанавливать новую деталь, важно проверить все контакты и, особенно, высоковольтный провод; убедиться в отсутствии ржавчины, коррозии и других повреждений на месте установки трансформатора автомобиля.

Заключение

Узнав устройство данной детали, можно сделать выводы, что она обладает весьма надежными свойствами, благодаря своей конструкции. Ресурс катушек нередко достигает двухсот тысяч километров пробега, что является внушительным результатом.

portalmashin.ru

Работа катушки зажигания | Изучение устройства автомобиля AvtoLegko.ru

Ток низкого напряжения от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи или массы генератора попадает на неподвижный контакт прерывателя 8, а затем через подвижный контакт и рычажок прерывателя на первичную обмотку катушки зажигания 4, откуда через включатель зажигания 1 и амперметр возвращается на положительную клемму батареи или на положительную щетку генератора. При вращении кулачок прерывателя 8 своими выступами периодически размыкает цепь тока.

Магнитное поле, образующееся при прохождении тока вокруг первичной обмотки катушки, при разрыве цепи тока исчезает: его магнитные силовые линии пересекают витки обмоток катушки зажигания, при этом во вторичной обмотке 5 индуктируется ток напряжением 12—24 кв, создающий разряд между электродами искровой зажигательной свечи.

Путь тока высокого напряжения такой: вторичная обмотка 5 катушки зажигания, подавительное сопротивление 7, уголек крышки распределителя, токораздаточная пластинка, искровой промежуток, боковые контакты крышки распределителя, провод высокого напряжения, центральный электрод свечи 10, искровой промежуток, масса. Затем через рычажки прерывателя и первичную обмотку катушки зажигания 4 ток возвращается в соединенную с ней вторичную обмотку 5.

Для уменьшения искрения и окисления контактов прерывателя параллельно им включен конденсатор 9. Конденсатор также способствует увеличению э. д. с. во вторичной обмотке катушки, так как токи самоиндукции при размыкании контактов прерывателя устремляются в обкладки конденсатора, заряжая его. После заряда конденсатор начинает разряжаться через первичную обмотку в направлении, обратном основному току. Этот импульс ускоряет исчезновение магнитного поля катушки, отчего напряжение во вторичной обмотке увеличивается.

Емкость автомобильных конденсаторов составляет 0,17—0,35 мкф (микрофарады).
Фарада — единица измерения емкости проводника. Проводник обладает емкостью, равной одной фараде, если при сообщении ему одного кулона электричества его потенциал изменился на один вольт. Микрофарада — одна тысячная фарады.

В первичной цепи сила тока достигает наибольшего значения тогда, когда время замкнутого состояния контактов прерывателя составляет примерно 0,02 сек. При увеличении числа оборотов коленчатого вала время замкнутого состояния контактов уменьшается, поэтому ток в первичной цепи не успевает достичь максимального значения, и напряжение во вторичной цепи понижается.

Катушка зажигания (рис. 83) преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Сердечник катушки 15 и кольцевой магнитопровод 10 изготовлены из изолированных окалиной листов электротехнической стали.

Вторичная обмотка диаметром 0,07—0,1 мм имеет 17 500—26 000 витков. Один конец ее соединен с одним из концов первичной обмотки, что способствует возрастанию высокого напряжения на величину э. д. с. самоиндукции первичной обмотки. Первичная обмотка диаметром 0,72—0,86 мм с числом витков 270—330 наматывается поверх вторичной. Концы первичной обмотки припаяны к зажимам катушки. Полости катушек залиты изоляционным компаундом, а катушки Б13 и Б102 залиты трансформаторным маслом. Маслонаполненные катушки лучше отводят тепло и изоляция их более надежная. Катушки напряжением 6 в добавочного сопротивления не имеют, так как у них достаточно велико со¬противление первичной обмотки.

Вариатор 3 (добавочное сопротивление) в зависимости от температуры меняет свое сопротивление. При увеличении числа оборотов коленчатого вала двигателя ток в первичной цепи понижается, вариатор нагревается меньше, сопротивление его уменьшается, отчего напряжение в первичной и вторичной цепях не будет резко снижаться.

При пуске двигателя стартером вариатор через тяговое реле закорачивается. Этим достигается уменьшение сопротивления первичной цепи и, следовательно, повышениe напряжения во вторичной.

Электрические разряды высокого напряжения создают помехи радиоприему. Контактный уголек центрального ввода крышки также служит подавительным сопротивлением.

На подвижном диске 3 смонтирован прерыватель, состоящий из рычажка с подвижным контактом 9 и стойки 11 с неподвижным контактом 10. Контакты прерывателя выполняются из вольфрама. Нормальная величина зазора между ними 0,3—0,45 мм. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 28 емкостью 0,17—0,25 мкф.

Ротор 21 распределителя с токораздаточной пластиной 22 передает импульсы тока высокого напряжения от вторичной обмотки катушки зажигания к свечам.
Рабочая смесь в цилиндрах двигателя сгорает не мгновенно, а в течение некоторого времени. Поэтому для получения максимальной мощности и экономичности двигателя смесь следует воспламенять до прихода поршня в в. м. т., т. е. с некоторым углом опережения зажигания. Угол опережения, т. е. угол между положением кривошипа коленчатого вала, при котором появляется искра между электродами свечи, и положением кривошипа, когда поршень находится в в. м. т., зависит от числа оборотов двигателя. С увеличением числа оборотов коленчатого вала время, приходящееся на каждый такт, уменьшается. Поэтому для того чтобы рабочая смесь успела полностью сгореть, угол опережения надо увеличить.

Угол опережения зажигания зависит и от нагрузки двигателя, о которой можно судить по степени открытия дроссельной заслонки. При закрытии дроссельной колонки наполнение цилиндров и очистка их от отработавших газов ухудшаются, а скорость сгорания смеси уменьшается. Следовательно, угол опережения надо увеличить.

avtolegko.ru

Устройство катушки зажигания ВАЗ 2106 не является сложным

Низковольтная катушка зажигания представляет собой элемент, регулирующий подачу электроэнергии на трамблер и другие элементы системы зажигания. Принципиальная электрическая схема катушки зажигания ВАЗ 2106 находится ниже.

Здесь же показано подключение катушки зажигания, которое дает возможность понять принцип действия этого компонента системы. Корректное подключение катушки зажигания проводится в цепи АКБ с помощью провода со знаком «+», а другой контакт подсоединяется к разъему трамблера.

Здесь необходимо сделать дополнение, чтобы понять, какая катушка зажигания ВАЗ 2106 применяется на автомобиле. При разных типах зажигания используются различные катушки, установленные на транспортном средстве. Трамблер несет функцию распределения подаваемого тока, регулируя подачу напряжения на конкретный цилиндр, который в этот момент обеспечен топливно-воздушной смесью.

Функционал катушки находится под управлением коммутационного устройства (коммутатором импульсов), который может быть механического типа, как на моделях раннего выпуска, так и полупроводниковым (транзисторным), как на обновленных модификациях.

Схематическое устройство катушки зажигания можно посмотреть ниже.

Такая сборочная схема достаточно давно практикуется при комплектации систем зажигания автомобилей многих типов. По своей конструкции данная катушка зажигания сходна с устройством трансформатора высокого напряжения импульсного принципа действия. На сердечник, предназначенный для повышения напряженности электрического потенциала, помещена проволочная обмотка тонкого сечения вторичного типа, в которой содержится до 30 000 витков. Такая схема катушки зажигания ВАЗ 2106 предполагает размещение обмотки первичного типа из провода толстого сечения в качестве слоя верхнего покрытия.

Обмотки изделия имеют один общий контакт, в то время, как другой контакт обмотки первичного типа соединен с аккумуляторным элементом, а другой контакт «вторички» скреплен с трамблером. Общий контакт обмоток подсоединен к коммутационному элементу. Все компоненты катушки зажигания, цена которой отличается по типам изделий, защищены корпусом из металла.

Принцип действия катушки зажигания ВАЗ 2106 следующий: обмотка первичного типа в рабочей кондиции пропускает через себя ток постоянного назначения. При необходимости формирования искры электрическая цепь работает на разрыв при помощи коммутационной аппаратуры, а при контактном зажигании – через прерыватель-распределитель.

Из-за этого в обмотке катушки зажигания вторичного типа появляется напряжение высоких значений, приходящее на свечу требуемого цилиндра. Далее, на электроде этой свечи формируется искра, воспламеняющая топливно-воздушную смесь. Если учитывать, что бобина (другое, народное название катушки) является деталью, не подлежащей ремонту, то все неисправности катушки зажигания ВАЗ 2106 так или иначе связаны с устойчивым контактом изделия с электрической проводкой автомобиля.

Другие неисправности катушки зажигания приведут к замене бобины на обновленное изделие. Иногда встречаются случаи, когда греется катушка на автомобиле. Если нагревание происходит до невысоких температурных значений, то ничего страшного нет, ведь изделие постоянно находится под напряжением. Если же нагревание происходит до высоких значений температур, то это, скорее всего, замыкание между витками отмотки, вследствие чего бобина требует замены.

Проводимая проверка катушки зажигания ВАЗ 2106 включает в себя следующие тесты:

• визуальный осмотр изделия;
• измерение сопротивления обмоток;
• проверка бобины на искру.

При проведении внешнего осмотра необходимо протестировать корпус изделия на наличие грязе-пылевых отложений, течи масла, целостности поверхности и на устойчивость соединений и контактов электрической проводки. При контроле значений сопротивлений обмоток бобины требуется произвести замеры показаний. Табличные параметры значений следующие:

• для обмоток первичного типа – 3000-3500 Ом;
• для обмоток вторичного типа – 5000-9000 Ом.

Другие параметры значений будут свидетельствовать о неисправности катушки зажигания ВАЗ 2106, которые требуется ремонтировать. Также признаком работоспособности является замыкание на массу. Если есть такое замыкание – следует искать дефект.

Тест на наличие искры проводится достаточно просто. Просто требуется провод высокого напряжения из центрального гнезда трамблера расположить на дистанции 5-7 см от «массы» (блока мотора). Появление искры синего цвета при пуске двигателя будет свидетельствовать о корректной работе бобины. При ее отсутствии или появлении искры другой окраски следует, что бобина неисправна.

avtovx.ru

Катушки зажигания – устройство и принцип работы модуля зажигания автомобиля

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. а. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.

Виды катушек зажигания автомобиля
Различают общие и индивидуальные катушки зажигания.

• 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.

startvolt.com

Устройство катушки зажигания

Катушкой зажигания называется высоковольтный повышающий импульсный трансформатор, входящий в состав электрической системы автомобиля. Первичная обмотка трансформатора, рассчитанная на низковольтные импульсы напряжения, имеет относительно мало витков провода большого сечения. Вторичная обмотка, рассчитанная на высокое выходное импульсное напряжение, выполнена с значительно большим количеством витков провода малого сечения.

Конструктивно автомобильные трансформаторы подразделяются на два вида: с магнитной цепью разомкнутой и с магнитной цепью замкнутой.

Особенностью катушек с разомкнутой магнитной цепью является способность магнитного потока проходить основную часть своего пути в воздухе, вследствие чего большая часть электромагнитной энергии концентрируется в воздушном пространстве.

Катушка зажигания автомобиля

Особенностью катушек с замкнутой магнитной цепью является прохождение магнитным потоком основной части своего пути по стальному магнитопроводу.

На производство катушек с замкнутой цепью требуется значительно меньшее количество меди и большее количество стали, чем на катушки с разомкнутой цепью, в которых, напротив, используется большее количество меди и меньшее стали. Конструкция катушки с разомкнутой цепью предусматривает расположение вторичной обмотки под первичной, так как вторичная обмотка имеет меньшую массу и требует лучших условий охлаждения.

Конструкция замкнутых катушек предусматривает расположение первичной обмотки внутри вторичной.

В состав катушки зажигания, имеющей разомкнутую магнитную цепь, входят следующие элементы: железный сердечник; первичная обмотка с количеством витков медного провода сечением 0,8 мм от 250 до 400; трубка изоляторная; вторичная обмотка с количеством витков от 19000 до 25000; железный корпус с магнитопроводами; крышка из непроводящего материала; клеммы проводов; добавочное сопротивление.

Конструкция катушки зажигания с разомкнутой цепью предполагает расположение первичной обмотки над вторичной обмоткой, а также наличие изоляционного слоя между ними. Оба вывода первичной обмотки подсоединены к клеммам крышки, выполненной из непроводящего материала. Вторичная обмотка подсоединена к центральной клемме крышки только одним выводом, второй вывод подсоединен к первичной обмотке.

Сердечник, входящий в состав катушки зажигания, представляет собой набор узких стальных пластинок, разделенных изоляционными прокладками. Такая конструкция сердечника препятствует образованию вихревых токов.

Сердечник, нижней его частью, располагается в фарфоровом изоляторе. Весь внутренний объем катушки зажигания заполнен маслом, предназначенным для использования в трансформаторах.

В первичной цепи зажигания имеется добавочный резистор, величина сопротивления в котором варьируется в пределах от 0,7 до 20 Ом. В конструкцию добавочного резистора входит спираль, керамические гнезда и две шины.

В случае вращения вала двигателя с низкой частотой контакты прерывателя остаются замкнутыми, и значение силы тока в цепи первичной катушки увеличивается. При этом происходит нагрев добавочного резистора, и его сопротивление сразу возрастает. Это, в свою очередь, способствует увеличению сопротивления в токовой цепи. Возросшее значение сопротивления снижает силу тока и предохраняет катушку зажигания от перегрева.

При увеличении частоты вращения вала контакты прерывателя начинают размыкаться, значение силы тока в цепи первичной обмотки падает, вследствие чего снижаются нагрев резистора и сопротивление токовой цепи.

selectelement.ru