Катушка зажигания (для краткости будем называть её КЗ) представляет собой один из важнейших компонентов любой системы зажигания, главная задача которого заключается в преобразовании токов с низким напряжением в токи с высоким напряжением для получения высоковольтного импульса на свече зажигания .

Иногда, как в обиходе, так и в специализированной литературе встречается и другое наименование катушки – «бобина».

По сути, катушка зажигания является трансформатором, который обладает высоким коэффициентом трансформации. Значение этого коэффициента тем выше, чем выше напряжение во вторичной обмотке. Однако рост коэффициента обычно влечет за собой и увеличение габаритов устройства , что ограничивает данный процесс, так как в подкапотном пространстве современного автомобиля места не так уж и много. Бобина также должна обладать способностью к быстрому заряду после отдачи высоковольтного импульса на свечу зажигания, особенно при повышенных оборотах работы двигателя авто.

Устройство и принцип работы катушки зажигания

Фактически, устройство катушек зажигания (КЗ) не менялось с того самого момента, как появился первый автомобиль. Как уже упоминалось выше, бобина зажигания представляет собой трансформатор (упрощенная катушка Румкорфа), состоящий из двух обмоток, как правило, из медного сплава . Первичная обмотка при этом выполнена из более толстой проволоки и имеет около 100-150 витков, а вторичная обмотка состоит из тонкой проволоки и насчитывает уже до 30 000 витков. Так как первичная обмотка выделяет больше тепла, чем вторичная, располагается она ближе к сердечнику трансформатора.

В наши дни бобины часто дополняются добавочным сопротивлением с целью увеличения напряжения во вторичной обмотке при сохранении относительно небольших размеров устройства.

Бобины могут иметь как битумную, так и масляную изоляцию, причем последняя позволяет изготавливать катушки зажигания различной конфигурации. Различные синтетические материалы, которые сегодня широко используются при изготовлении данного элемента системы зажигания, обеспечивают хорошее сцепление между всеми частями катушки. Ранее в конструкции катушек зажигания применялся незамкнутый магнитопровод, в наше же время используется и его замкнутый вариант.

Принцип действия этого устройства довольно прост. В первичной обмотке трансформатора протекает постоянный ток низкого напряжения (12В, а на старых автомобилях и мотоциклах – 6В), и в тот момент, когда необходима искра на свече зажигания, происходит размыкание контактов первичной цепи.

В зависимости от типа системы зажигания прерывание контактов происходит с помощью механического устройства или же при помощи транзисторных или тиристорных ключей (электронным способом). Согласно закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке происходит создание токовых импульсов с высоким выходным напряжением, которое можно рассчитать по формуле: величина напряжения = количество витков * индукция в витке.

Подключение катушки зажигания – на что важно обратить внимание

Заменить неисправную катушку зажигания своими силами, в принципе, не так уж и сложно, особенно при соблюдении ряда рекомендаций. Первая из них заключается в том, что, как и при любых других вмешательствах в работу электрических приборов и систем автомобиля, необходимо отключить питание в бортовой сети. Для этого достаточно снять клемму, имеющую знак «-», с автомобильного аккумулятора.

Если нет полной уверенности в правильности подключения бобины, то лучше найти схему для конкретной марки автомобиля в веб-Сети, благо сделать это в наше время совсем несложно, или же обратиться к специалисту, так как неверно подключенное устройство может и само выйти из строя, и привести к поломке других компонентов зажигания.

Вторая, но не менее важная рекомендация – перед тем, как отсоединить старую катушку зажигания, следует запомнить, а лучше зарисовать, куда и как подключаются высоковольтные провода, особенно при замене модуля зажигания, имеющего несколько катушек и множество проводов. Подсоединяя бобину или модуль зажигания, следует хорошо затянуть все крепления и контакты, так как зазоры в них приведут к значительным утечкам тока.

Диагностика и возможные неисправности КЗ

Несмотря на то, что современные катушки зажигания являются довольно надежными устройствами, иногда они все же выходят из строя. Причем очень часто причинами поломки является неправильная эксплуатация или же неверные действия при поисках неисправностей в работе всей системы зажигания .

Так, к примеру, проверка искры на свечах при отсоединенном главном высоковольтном проводе, который идет от бобины к прерывателю, может привести к сгоранию не только самой катушки, но и повреждению других дорогостоящих компонентов, особенно если речь идет об электронной системе зажигания . Использование некачественных или неисправных свечей зажигания также может привести к поломке катушки зажигания. Происходит это из-за обратных газов, которые разъедают силиконовый (или каучуковый) наконечник бобины/модуля зажигания.

Проверить всё можно вот таким прибором, который представлен на этой фотографии.

Наиболее же распространенным признаком неисправности катушки является ее высокая температура даже при выключенном двигателе.

Причиной тому может быть довольно длительное активное положение ключа в замке зажигания, приводящее к повышенной нагрузке на катушку. Она, в свою очередь, становится причиной перегрева обмоток бобины, что при частом повторении может вызвать их пересыхание и обсыпание. Перегрев также может происходить и из-за износа силиконовых наконечников, вызывающего утечку тока.

Отдельно стоит отметить, что хотя езда с неисправной катушкой или катушками зажигания иногда возможна, это может привести к не очень хорошим последствиям. Например, может оплавиться каталитический нейтрализатор в системе выпуска выхлопных газов, а также возможно увеличение расхода топлива до 25% из-за падения КПД и снижения мощности двигателя.

Нет искры с катушки зажигания – что делать?

Одним из самых неприятных моментов для любого автомобилиста является отсутствие искры на катушке зажигания. Однако причина этого не всегда кроется в самой бобине. Перед тем, как проверять катушку, необходимо провести визуальный осмотр подкапотного пространства, особое внимание уделяя состоянию высоковольтных проводов, блока управления зажиганием (в электронной системе) и трамблера (в контактной и бесконтактной системах) . При наличии следов загрязнения (пятен от машинного масла, песка или водных разводов) их нужно аккуратно устранить чистой сухой тряпкой. После этого надо осмотреть и проверить все контакты и изоляцию проводки, при обнаружении поврежденных участков – заменить детали и компоненты на новые.

Если после вышеперечисленных действий искра на катушке так и не появилась, то нужно удостовериться в исправной работе свечей, ЭБУ и прерывателя-распределителя. Начать проверку лучше со свечей зажигания . Сняв поочередно с каждой из них свечной провод, следует поднести его на расстояние 5-8 мм к любой неокрашенной металлической части кузова и включить зажигание. При вращении стартера должна появиться искра, причем свечение ее должно быть бледно-голубоватого оттенка. Если искра имеет яркий красный, оранжевый, белый цвет или же вовсе отсутствует, то дело действительно в неисправности катушки зажигания.

При нормальной искре на свечах зажигания следует перейти к проверке трамблера, осмотрев первым делом его крышку, которая должна быть без каких-либо механических повреждений. При сильном загрязнении ее следует очистить смоченной в бензине чистой тряпкой. Центральный угольный контакт трамблера не должен «зависать», проконтролировать это можно просто переместив его пальцем.

Среди неисправностей трамблера часто встречаются проблемы с ротором, у которого может быть повреждена изоляция. Чтобы проверить ее состояние, нужно отсоединить центральный высоковольтный провод от ротора и вручную размыкать и замыкать контакты прерывателя. При исправной работе ротора в зазорах не будет искр.

Как проверить катушку зажигания?

Что касается проверки модулей зажигания, которые имеют несколько катушек, то это несколько сложнее, чем оценка состояния всего одной катушки.

Наиболее простым методом является поочередное отключение коннекторов от каждой из катушек при работающем двигателе . При отсоединении провода от исправной катушки будут слышны провалы в работе мотора («троение»), а отключение неисправной катушки не никак скажется. Именно эту катушку и стоит заменить. Помочь найти неисправную катушку могут и свечи зажигания. Как правило, электроды свечи на дефективной бобине имеют черный нагар. Многие современные автомобили имеют систему самодиагностики, и неисправность в той или иной катушке зажигания будет высвечиваться на панели приборов в виде специального кода, значение которого поможет установить сервисная книга.

Чтобы удостовериться в поломке катушки, можно снять ее с автомобиля и замерить сопротивление первичной и вторичной обмоток . Однако производить данные действия на большинстве современных моделях авто лучше в специализированном автосервисе, так как неумелое отключение катушки или модуля зажигания может привести к выходу из строя ЭБУ.

На автомобилях с одной катушкой зажигания проверка займет чуть меньше времени, тем более что на системах зажигания без электронных блоков управления данную деталь можно снимать самостоятельно без боязни повредить что-либо. После снятия катушки, первым делом, необходим визуальный осмотр. Поверхность корпуса не должна быть покрыта толстым слоем грязи и копоти, а также иметь какие-либо механические повреждения . Грязь, как ни странно, является одной из основных причин утечек тока. Далее следует проверить катушку на наличие внутренних обрывов в обмотках, для чего потребуется прозвонить ее с помощью специального прибора – омметра. Начинать данную операцию надо с первичной обмотки, сопротивление которой при исправной работе должны быть намного меньше, чем вторичной.

Если вышеперечисленные действия не помогли выявить неисправность, то в таком случае остается еще один способ. Потребуется подключить первичную обмотку катушки к источнику постоянного тока (аккумулятору) и параллельно подсоединить конденсатор, имеющий точно такую же емкость, что и установленный в системе зажигания. Ко вторичной обмотке следует подключить свечу и несколько раз включить источник питания. Появление характерного треска будет свидетельствовать о наличии пробоев в обмотке устройства.

Ремонт и замена – цены в России и странах СНГ

Средняя стоимость работ по ремонту и замене катушек /модулей зажигания в автомастерских России и стран СНГ в пересчете на российскую валюту:

• замена силиконового наконечника катушки – от 100 рублей;
• замена катушки зажигания – от 200 рублей;
• замена модуля зажигания – от 250 рублей;
• диагностика работы катушки/модуля зажигания – от 200 рублей

Цены приведены без учета стоимости заменяемых компонентов .

Какие катушки зажигания самые лучшие?

В наше время, когда экономика на постсоветском пространстве является открытой системой, можно найти довольно много аналогов какого-либо вида продукции. Без преувеличения то же самое можно сказать и о катушках зажигания.

Помимо оригинальных бобин для той или иной модели авто рынок автомобильных запчастей предлагает и универсальные аналоги различных производителей , в том числе китайских и российских заводов.

Однозначного ответа на вопрос о том, какие катушки зажигания являются самыми лучшими, не существует , так как те или иные модели обладают как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками. Так, к примеру, одна катушка будет служить долго и исправно, но стоимость ее при этом тоже будет высокой, а другая будет несколько дешевле, но прослужит более короткий срок.

Однако в наш век, когда автомобили меняются довольно часто, устанавливать «вечные» детали тоже не всегда целесообразно.

• ATS 04473 высоковольтная бобина LADA Priora 1,6i/Kalina– от 700 рублей;
• BOSCH 0221504473 катушка зажигания LADA Samara/110-12/Priora/Kalina – от 1 400 рублей;
• BOSCH 0221504473 катушка зажигания отдельно на свечу ВАЗ 2112 1.6L – от 1 750 рублей;
• HUCO 133826 катушка зажигания LADA Priora/Kalina– от 1 350 рублей;
• BOSCH 0221503485 катушка зажигания FORD Fiesta/Fusion/Focus II – от 1 580 рублей;
• HUCO 138809 катушка зажигания FORD Mondeo III – от 1 700 рублей;
• CONCORD CI-8048 катушка зажигания FORD Fiesta/Fusion/Mondeo II,III/ Focus II – от 2 250 рублей;
• CHAMPION BAE409A/245 катушка зажигания RENAULT Megan II, NISSAN Almera Classic – от 3 000 рублей;
• SWAG 60 92 1524 катушка зажигания для RENAULT 1,4 — от 4 500 рублей;
• BOSCH 0986221001 катушка зажигания для RENAULT 1,6 — от 3 500 рублей;
• BOSCH F 000 ZS0 221 катушка зажигания для RENAULT 1,4 – от 2 500 рублей;
• ASAM 30179 катушка зажигания RENAULT Logan/Clio/Megane 8V/Kangoo – от 1 800 рублей;
• HUCO 133846 катушка зажигания TOYOTA Avensis/Corolla – от 2 000 рублей;
• BOSCH 221504020 катушка зажигания TOYOTA Aygo/Rav 4/ Corolla/ Yaris – от 2 500 рублей;
• BREMI 20166 катушка зажигания CHEVROLET Aveo, DAEWOO Matiz – от 1 500 рублей;
• AMD AMDEL414 катушка зажигания CHEVROLET Captiva/Aveo 1,4/ Lacetti 1,8 и 2,0/ Lanos/ Evanda – от 1 400 рублей.

Работа бензинового двигателя внутреннего сгорания возможна только при наличии искры в камере сгорания. Искра должна податься вовремя и быть достаточно сильной для воспламенения воздушно-топливной смеси. За этот процесс отвечает система зажигания автомобиля. Она состоит из многих элементов и очень важную роль в системе играет катушка зажигания.

Электрической искре очень непросто образоваться в условиях диэлектрической среды, созданной топливо-воздушной смесью в камере сгорания. Самый незначительный электрический пробой в таких условиях возможен только при наличии очень высокого напряжения. Электрический импульс такой силы просто не может возникнуть при напряжении 12 вольт, которой располагает бортовая система электропитания автомобиля. Напряжение, способное вызвать кратковременное появление искры на электродах свечи зажигания должно быть не менее десятка тысяч вольт.

Чтобы создать импульс такого высокого напряжения применяют катушку зажигания. Она призвана преобразовать напряжение бортовой системы электрооборудования в 6, 12 или 24 вольта в кратковременный импульс с напряжением до 30 000 вольт. Устройство передает импульс на свечу, где между ее контактами возникает искра, необходимая для того, чтобы рабочая смесь воспламенилась.

Катушки зажигания той или иной конфигурации устанавливают на всех без исключения ДВС, работающих на бензине или газе. Она применяется на всех видах систем зажигания без исключения– контактной, бесконтактной и электронной.

Принципиально катушка зажигания устроена очень просто. Она имеет две обмотки – первичную и вторичную. Провод с крупным сечением создает первичную обмотку, а вторичная намотана более тонким проводом и количество витков может составлять до 30 000. Первичная обмотка имеет около ста витков. Обмотки расположены вокруг металлического стержня – снизу вторичная, а поверх ее наматывают первичную обмотку.

Обе обмотки, как и сердечник, заключены внутри диэлектрического корпуса, внутри которого находится трансформаторное масло. Вся конструкция в сборе представляет собой повышающий трансформатор. На его первичную обмотку подают ток низкого напряжения, а высоковольтный импульс снимают с вторичной.

Виды катушек и схемы их подключения

При абсолютно одинаковой конструкции, катушки подключают по разным схемам, которые определяют вид устройства:

• общая катушка;
• индивидуальная катушка;
• сдвоенная или двухвыводная.

Самый простой и старый вид катушек. Схема подключения ее предполагает наличие только одной катушки, передающей высоковольтный импульс на распределительное устройство – трамблер. Он уже распределяет высокое напряжение между свечами цилиндров, согласно порядку их работы. Такая схема подключения может применяться на ситстемах зажигания всех существующих типов – электронной, контактной и бесконтактной.

Функционирование бобины основывается на процессе электромагнитной индукции – высоковольтный импульс возникает при прохождении малых токов через первичную обмотку, возбуждая в высоковольтной обмотке магнитное поле, что и вызывает появление мощного импульса, который поступает на свечи.

Катушка индивидуального типа

Электронные системы зажигания могут работать только с такими катушками. Они отличаются по схеме подключения и внешне – каждая свеча имеет свою катушку и это способствует гораздо лучшей синхронизации фаз газораспределения с моментом возгорания смеси бензина и воздуха.

Катушки индивидуальной конструкции сухие и имеют в своей конструкции электронные детали воспламенителя. Обмотки расположены в обратном порядке, и ток вторичной обмотки идет прямиком контакты свечи. Конструкция этих катушек предполагает наличие диода, отсекающего высокие токи.

Сдвоенные катушки зажигания

На большинстве современных бензиновых двигателей применяются системы индивидуального зажигания. Данная система зажигания отличается от классического зажигания и от DIS-системы зажигания тем, что каждая свеча зажигания в такой системе обслуживается собственной (индивидуальной) катушкой зажигания. В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые.

Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.

Конструктивно, индивидуальные катушки зажигания могут быть выполнены как отдельные элементы, либо объединены в модули по две, три или четыре катушки зажигания в одном модуле.

Модуль зажигания, состоящий из четырёх компактных индивидуальных катушек зажигания. Модуль устанавливается непосредственно над свечами зажигания.

В большинстве случаев, индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосредственно над свечами зажигания. Но встречаются двигатели, где катушки зажигания соединены со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов.

Модули зажигания, состоящие из двух индивидуальных катушек зажигания, соединённых со свечами зажигания посредством высоковольтных проводов (на приведённом примере, каждый цилиндр двигателя оснащён двумя свечами зажигания, обслуживаемыми собственным модулем).

Принцип действия индивидуальных катушек зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания за один рабочий цикл двигателя генерирует одну искру зажигания. Поэтому, в индивидуальных системах зажигания требуется синхронизация работы катушек с положением распределительного вала. При подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания, через первичную обмотку начинает течь ток, вследствие чего в сердечнике катушки изменяется величина магнитного потока. Изменение величины магнитного потока в сердечнике катушки приводит к возникновению напряжения положительной полярности на вторичной обмотке. Так как скорость нарастания тока в первичной обмотке при этом относительно небольшая, то и возникающее при этом напряжение на вторичной обмотке относительно мало и находится в диапазоне 1…2 kV. Но при определённых обстоятельствах этой величины напряжения может оказаться достаточно для несвоевременного возникновения искрового разряда между электродами свечи зажигания и как следствие, слишком раннего воспламенения рабочей смеси. Во избежание возможных повреждений двигателя вследствие несвоевременного возникновения искрового разряда, образование искрового разряда между электродами свечи зажигания при подаче напряжения на первичную обмотку катушки зажигания должно быть исключено. В системах индивидуального зажигания, возникновение этого разряда предотвращается с помощью встроенного в корпус катушки зажигания диода EFU, включённого последовательно в цепь вторичной обмотки. В момент закрытия оконечного каскада зажигания, ток в первичной цепи резко прерывается, и магнитный поток стремительно уменьшается. Это быстрое изменение величины магнитного потока приводит к возникновению высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания (при определённых условиях, напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания может достигать 40…50 kV). Когда это напряжение достигает значения, обеспечивающего образование искры между электродами свечи зажигания, сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется от искрового разряда между электродами свечи зажигания.

Типовые неполадки индивидуальных катушек зажигания.

Габаритные размеры индивидуальных катушек зажигания относительно малы, за счёт чего производителям двигателей удаётся легко их размещать непосредственно над свечами зажигания. Но из-за небольших размеров снижается надёжность катушек. Как следствие, индивидуальные катушки зажигания часто выходят из строя, и в первую очередь – изоляция вторичной обмотки. Повреждение изоляции обмотки приводит к межвитковому пробою высокого напряжения внутри катушки. Катушка зажигания с такой неисправностью обычно способна обеспечить поджег рабочей смеси в цилиндре при работе двигателя на малых нагрузках и на режиме холостого хода. Но при больших нагрузках на двигатель искрообразование прекращается, и цилиндр, обслуживаемый такой катушкой, перестаёт работать. Выявить данную неисправность можно по осциллограмме напряжения в первичной или во вторичной цепи катушки. Признаком межвиткового пробоя изоляции катушки является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры на осциллограмме сигнала.

Порядок проведения диагностики индивидуальных катушек зажигания.

Каждая свеча зажигания двигателя, оснащённого индивидуальной системой зажигания, обслуживается собственной катушкой зажигания и собственным коммутатором. По этой причине, диагностика индивидуальной системы зажигания проводится последовательно – системы зажигания каждого цилиндра диагностируется поочерёдно, одна за другой, как отдельные системы зажигания (по окончанию диагностики одной катушки зажигания диагност переходит к диагностике следующей катушки зажигания и т.д.). Основными контролируемыми параметрами при проведении диагностики индивидуального зажигания являются:

• наличие затухающих колебаний в конце участка горения искры между электродами свечи зажигания;
• продолжительность периода накопления энергии в магнитном поле индивидуальной катушки зажигания (обычно составляет 1,5…5,0 mS в зависимости от устройства катушки);
• продолжительность горения искры между электродами свечи зажигания (обычно составляет 1,5…2,5 mS в зависимости от устройства катушки). Следует учесть, что если из-за неполадки на каком либо режиме работы двигателя продолжительность горения искры между электродами свечи зажигания будет меньше 0,5 mS, то искровой разряд между электродами свечи зажигания возникнет, но топливовоздушная смесь от такого разряда не воспламенится.

Схемы индивидуального зажигания и точки подключения для проведения диагностики системы.

Ниже приведены схемы индивидуального зажигания. На схемах показаны точки подсоединения осциллографического щупа и высоковольтных датчиков к диагностируемой катушке, для проведения диагностики системы по осциллограммам напряжения в первичной и во вторичной цепях катушки

Схема системы индивидуального зажигания с внешним силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки (схема приведена для одного цилиндра).

1. Точка съёма сигнала во вторичной цепи с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal".
2. Аккумуляторная батарея.
3. Выключатель зажигания.
4. Индивидуальная компактная катушка зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой катушки.
5. Свеча зажигания.
6. Блок управления двигателем (или коммутатор).

В корпус индивидуальной катушки зажигания может быть встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки (коммутатор).

Схема системы индивидуального зажигания со встроенным в катушку силовым каскадом управления первичной обмоткой (схема приведена для одного цилиндра).

1. Точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа.
2. Точка подключения пробника осциллографического щупа.
3. Место установки универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" для съёма сигнала во вторичной цепи.
4. Аккумуляторная батарея.
5. Выключатель зажигания.
6. Индивидуальная компактная или стержневая катушка зажигания со встроенным силовым каскадом управления первичной обмоткой катушки.
7. Свеча зажигания.
8. Блок управления двигателем.

Диагностика по первичному напряжению индивидуальных катушек зажигания

Для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению, необходимо просмотреть осциллограмму напряжения на управляющем выводе первичной обмотки катушки при помощи осциллографического щупа.

Осциллографический щуп.

Для съёма осциллограммы напряжения на управляющем выводе первичной обмотки, осциллографический щуп необходимо подключить к аналоговому входу №5 USB Autoscope II, чёрный зажим типа "крокодил" подсоединить к "массе" на двигателе, пробник щупа подсоединить параллельно управляющему выводу первичной обмотки катушки зажигания.

Подключение осциллографического щупа к управляющему выводу первичной обмотки индивидуальной катушки зажигания.

Далее необходимо запустить диагностируемый двигатель. В окне программы "USB Осциллограф" необходимо выбрать "Управление => Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Ignition_Primary". Теперь, в окне программы будет отображаться осциллограмма напряжения на первичной обмотке диагностируемой катушки зажигания.

исправной индивидуальной катушки зажигания.

1. Момент открытия силового транзистора коммутатора (начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания).
2. Момент закрытия силового транзистора коммутатора (ток в первичной цепи резко прерывается и возникает пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания).

Осциллограмма напряжения на управляющем выводе первичной обмотки неисправной индивидуальной катушки зажигания. Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний после окончания горения искры между электродами свечи зажигания (участок отмечен символом "4").

В корпус некоторых типов индивидуальных катушек зажигания встроен силовой каскад управления первичной обмоткой катушки. Управляющий вывод первичной обмотки таких катушек зажигания находится внутри корпуса катушки и оказывается недоступным для подсоединения к нему пробника осциллографического щупа. Это делает невозможным проведение диагностики такой индивидуальной катушки зажигания по первичному напряжению. В таком случае, диагностику катушки зажигания проводят по вторичному напряжению с помощью универсального накладного ёмкостного датчика "Cx Universal" или универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal".

Диагностика по вторичному напряжению индивидуальных катушек зажигания.

При проведении диагностики систем зажигания по вторичному напряжению применяют ёмкостной датчик. В случае если применение ёмкостного датчика невозможно, применяют индуктивный датчик. Применение ёмкостного датчика более предпочтительно, так как полученный с его помощью сигнал более точно повторяет форму осциллограммы напряжения во вторичной цепи диагностируемой системы зажигания.

Диагностика по вторичному напряжению с помощью ёмкостного датчика.

В качестве ёмкостного датчика для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению применяется универсальный накладной ёмкостной датчик "Cx Universal".

Универсальный накладной ёмкостной датчик "Cx Universal".

Съём сигнала с помощью ёмкостного датчика возможен только в том случае, если создаваемое вторичной обмоткой катушки зажигания электрическое поле не экранировано конструктивно. Такими катушками зажигания являются некоторые компактные индивидуальные катушки зажигания без встроенного силового каскада управления первичной обмоткой.

Стержневые индивидуальные катушки зажигания.

Модуль зажигания, состоящий из четырёх стержневых индивидуальных катушек зажигания.

Для проведения диагностики индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению при помощи универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal", разъём датчика необходимо подключить к расположенному на задней панели USB Autoscope II входу "Ignition". К входу "Sync" датчика "Lx Universal" необходимо подключить разъём осциллографического щупа, чёрный зажим типа "крокодил" щупа подсоединить к "массе" двигателя. Далее необходимо запустить диагностируемый двигатель. В окне программы "USB Осциллограф" выбрать "Управление => Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Lx_Universal" для катушек без встроенного коммутатора или "Управление => Загрузить настройки пользователя => => Ignition => Lx_Universal+" для катушек со встроенным коммутатором. Пробник осциллографического щупа необходимо подсоединить параллельно управляющему/сигнальному выводу катушки зажигания. Сразу после подсоединения пробника осциллографического щупа к управляющему/сигнальному выводу катушки зажигания, в окне программы "USB Осциллограф" будут отображаться импульсы синхронизации. Если же пробник осциллографического щупа по ошибке подсоединён к любому другому выводу катушки зажигания (+12V, "масса"), импульсы синхронизации в окне программы отображаться не будут. После правильного подсоединения пробника осциллографического щупа, к диагностируемой катушке зажигания следует поднести универсальный накладной индуктивный датчик "Lx Universal".

Диагностика стержневой индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению с помощью индуктивного датчика "Lx Universal".

Диагностика компактной индивидуальной катушки зажигания по вторичному напряжению с помощью индуктивного датчика "Lx Universal" (в данном случае, четыре компактные индивидуальные катушки зажигания объединены в единый модуль зажигания).

Следует выбрать такое расположение индуктивного датчика "Lx Universal" относительно сердечника диагностируемой катушки зажигания, при котором в окне программы "USB Осциллограф" будет отображаться осциллограмма напряжения во вторичной цепи диагностируемой катушки зажигания.

Осциллограмма импульса высокого напряжения исправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal".

1. Начало накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (совпадает с моментом открытия силового транзистора коммутатора).
2. Пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания и начало горения искры (момент закрытия силового транзистора коммутатора).
3. Участок горения искры между электродами свечи зажигания.
4. Затухающе колебания, возникающие сразу после окончания горения искры между электродами свечи зажигания.

Осциллограмма импульса высокого напряжения неисправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal". Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры между электродами свечи зажигания (участок отмечен символом "4").

Осциллограмма импульса высокого напряжения неисправной стержневой индивидуальной катушки зажигания, полученная с помощью универсального накладного индуктивного датчика "Lx Universal" . Признаком неисправности является отсутствие затухающих колебаний в конце горения искры между электродами свечи зажигания и очень короткое время горения искры.

В результате неэффективной или неисправной катушки зажигания мотора на дороге могут происходить непредвиденные остановки. Именно по этому, на сегодняшний день, информация о самостоятельной проверке катушки зажигания становится все более актуальной. Трамблер с катушкой — один из самых важных узлов, который обеспечивает полноценное функционирование автомобиля.

Для проверки катушки зажигания, следует использовать мультиметр, который имеет два режима работы — на омы и вольты. Существует еще один старый метод проверки катушки — способ выявления искры между корпусом транспортного средства и свечей.

Катушка зажигания является повышающим трансформатором, преобразующим напряжение, которое поступает от генератора или аккумуляторной батареи, в высоковольное, используемое для поджигания воздушно-топливной смеси. Ток от аккумулятора или генератора попадает в основную (первичную) обмотку катушки, которая, обычно, складывается из 100-150 витков медной проволоки довольно большого диаметра, изолированной специальным составом. Концы обмотки подводятся к низковольтным контактам, что расположены на крышке катушки с напряжением в двенадцать вольт. Обмотка вторичного контура состоит из 15-30 тысяч витков тонкой медной проволоки.

Благодаря разнице в количестве витков, а также, в толщине проволоки, во вторичной обмотке возникает высокое импульсное напряжение. Вторичная обмотка расположена внутри обмотки основного (первичного) контура. Первый контакт вторичного контура выведен на минусовый контакт основного контура, а второй соединен с центральной клеммой в крышке катушки. Это соединение необходимо, что бы передавать ток высокого напряжения, к нему выводится высоковольтный провод, второй конец которого соединен с центральным контактом в крышке распределителя.

Чтобы увеличить силы магнитного поля, обе обмотки устанавливают вокруг железного сердечника, помещенного в специальный корпус. Чтобы оптимизировать работу и предотвратить излишний нагрев, катушку заполняют трансформаторным маслом.

Катушка зажигания инжектора

В инжекторной электронной системе зажигания применяется метод статического размещения высокого напряжения, другими словами, в системе нет подвижных элементов. На инжекторных транспортных средствах с катушки зажигания высокое напряжение передается в два цилиндра, а их поршни, на данный момент, перемещаются к верхней точке. В одном цилиндре происходит период сжатия смеси, а во втором — период выпуска.

Подобный принцип размещения высокого напряжения именуют «методом холостой икры». На современные инжекторные моторы на каждый цилиндр монтируют индивидуальные катушки зажигания.

Работа, схема катушки зажигания

Принцип работы катушки заключается в возникновении тока высокого напряжения во вторичной обмотке при прохождении тока низкого напряжения в первичной обмотке.

При помощи возникающего магнитного поля образуется импульс высокого напряжения тока во вторичной обмотке. Когда необходимо возникновение искры, в распределителе зажигания размыкаются контакты. В это же мгновение цепь первичной обмотки разрывается.

Ток высокого напряжения передается центральному контакту катушки зажигания и идет к контакту на крышке, напротив которого, в этот момент, находится электрод бегунка. Теперь цепь замыкается, а импульс подается свече одного из цилиндров.

В результате ненадежности распределителей зажигания, на современных транспортных средствах применяют механизмы с индивидуальными катушками для каждой конкретной свечи зажигания. Благодаря этому энергия искрообразования увеличивается и уровень радиопомех, созданный системой зажигания, снижается. Помимо этого, система с индивидуальными катушками дает возможность избавиться от использования ненадежных высоковольтных проводов.

Неисправности катушки зажигания

Причин выхода из строя катушки зажигания существует несколько, однако самые распространенные — износ узла и всех элементов катушки или нарушение схемы во время осуществления зажигания и поступлении в нужную точку искры. Кроме того, причина поломки вполне может быть в пробитых проводах или недобракачественных свечах.

Как проверить катушку зажигания

Для грамотной проверки катушки зажигания, следует отогнуть фиксатор, а от трамблера отсоединить колодку жгута проводов.

Затем необходимо настроить мультиметр на режим вольтметра и приставить к выводу катушки одним концом, а вторым — к массе, то есть, к кузову транспортного средства. Напряжение, при этом, должно составлять двенадцать вольт.

Если напряжения совсем нет, в этом случае вышла из строя электрическая цепь трамблера или ЭСУД.

Далее проверяем на обрыв первичную обмотку катушки, для чего переключаем мультиметр на режим омметра, а катушки ставим к выводам — в первую очередь A/B, а затем B/C. Сопротивление, в обоих случаях, не должно быть ниже, чем 2 Ом. Иначе существует обрыв и устройство необходимо заменить.

Точно так же проверяем и вторичную обмотку, однако показания омметра, в данном случае, не должны быть ниже 5 Ом.

Теперь проверяем трамблер на замыкание двух обмоток. Мультиметр (в режиме омметра) подсоединяем к высоковольтному выходу и выводу А-катушки. Свидетельством того, что цепь разомкнута, будет стремление сопротивления к бесконечности.

Инструменты помощники

Мультиметр с двумя режимами работы — вольтметр и омметр.

Довольно часто водители старых транспортных средств замечают, что от двери водителя или иного компонента кузова, к которому они касаются во время входа или выхода с салона, может «бить током». Это происходит в результате микротрещин в корпусе катушки зажигания, через которую и происходит утечка высоковольтного тока.

Это, пожалуй, единственное из электрооборудования автомобиля, которое не изменилось по принципу использования с момента зарождения батарейных систем зажигания. Усовершенствовались только способы управления. А альтернативы катушке выглядят фантастически, несбыточно и даже на слух малонадёжно, например, лазерная система зажигания. Хотя системы зажигания на пьезотрансформаторах имеют место быть, у них есть свои проблемы, и чаще используются в компактных системах зажигания.

Упомянуть надо ещё и «конденсаторные» системы зажигания, но конкуренции с «катушечными» они не выдерживают ни по стоимости, ни по надёжности (в следствии сложности конструкции).

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Катушка зажигания – это электрическое устройство преобразующее низкое напряжение бортовой сети автомобиля в импульсы высокого напряжения. Эти импульсы создают искру между электродами свечи зажигания. Искра же зажигает смесь в цилиндрах двигателя.

Основная задача катушки зажигания – обеспечить ток свечи зажигания, необходимый для гарантированного воспламенения топливно-воздушной смеси.

Существующие типы катушек зажигания для разных типов двигателя (до 16 клапанов)

Современные катушки зажигания можно разделить на несколько типов:

• работающая на все свечи – общая;

• на одну свечу – индивидуальная(на четырёхцилиндровый двигатель, например – четыре катушки зажигания).

Индивидуальные катушки зажигания применяют в основном на двигателях где 16 клапанов(точнее на двигателях у которых больше чем 2 клапана на цилиндр), потому как такое применение легко позволяет корректировать угол опережения зажигания не просто за оборот, но и от свечи к свече, что служит способом форсировки или поддержки нештатной работы двигателя. Да и устанавливаются в свечные колодцы между распредвалами, что, справедливости ради, не улучшает их долговечность из-за теплового режима.

• На две свечи – двухискровая (двигатель четыре цилиндра – система из 2 х катушек зажигания). Имеет внутри встроенный коммутатор (на который возложена корректировка времён необходимых для нормальной работы катушки) или просто усилитель зажигания (который только усиливает команды от блока управления);

• двухискровые могут быть конструктивно соединены в блоки зажигания. Так цена и габариты(относительно к просто двухискровым катушкам) системы зажигания снижаются. Хотя высоковольтный провод и наконечник на каждый цилиндр и остаются, но подключение к системе управления двигателем упрощается.

Схема устройства катушек

Строго говоря, катушка зажигания – это слэнг автолюбителей. У радиолюбителей катушка – это простая индуктивность, а то что ставят в автомобилях – это трансформатор. Трансформатор, который преобразует импульсы низкого напряжения в высоковольтные импульсы.

Устройство катушки зажигания не слишком сложное. Трансформатор может быть с разомкнутым сердечником, что-то по типу катушки Румкорфа. Такие катушки называли «бобина». Просто при разборке такой катушки зажигания ничего интересного, кроме мотка очень тонкого провода (сотые доли миллиметра диаметром) на пакете металлических пластин, внутри не было. Катушка может быть и с замкнутым сердечником, именно такие распространены в последнее время.

Итак, как устроена «бобина»:

1. Крышка.
2. Контактное гнездо.
3. Винт.
4. Вывод низкого напряжения.
5. Уплотнительная прокладка.
6. Кольцевой магнитопровод.
7. Первичная обмотка.
8. Вторичная обмотка.
9. Фарфоровый изолятор.
10. Кожух катушки.
11. Трансформаторное масло.
12. Сердечник.
13. Картонная прокладка.
14. Контактная пружина.

Современная индивидуальная катушка зажигания состоит из следующих компонентов (на схеме):

А так выглядит схема двухискровой катушки:

1. Выход высокого напряжения на первую свечу.
2. Выход высокого напряжения на вторую свечу.
3. Масса для заливки.
4. Клеммы низкого напряжения.
5. Железный сердечник.
6. Первичная обмотка.
7. Вторичная обмотка.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы устройства.

Один конец первичной обмотки подключен к цепи 15 автомобиля(+ после замка зажигания). Второй же конец идёт на коммутирующий элемент, механический контакт или транзистор. Когда контакт замкнут, нарастающий ток в первичной обмотке вызывает рост магнитного поля в сердечнике катушки.

Это и есть процесс накопления энергии. Когда контакт первичной цепи размыкается, происходит высвобождение накопленной энергии магнитного поля через вторичную обмотку в искровой зазор высоковольтной цепи системы зажигания. То есть энергия катушки зажигания или, иначе, высокое напряжение из катушки зажигания по бронепроводам вызывает искру между электродами свечи.

В принципе, схема включения катушки зажигания в электроцепи автомобиля является обратноходовым преобразователем. Почему преобразователь – понятно. А почему обратноходовый? Потому что катушка зажигания работает в тот момент, когда, собственно, перестают подавать на неё энергию. На «обратном» ходе.

Почему сделано так? Потому что накопление энергии в катушке занимает время. И время выдачи искры при других принципах включения сильно зависит от величины общего искрового промежутка в цепи искры. Т.е. угол опережения зажигания будет сильно плавать.

Обладать большой волатильностью, как сейчас модно говорить. А так как задача устройства дать искру гарантированной энергии в гарантированное время, был выбран такой принцип образования искры. Также в системах с индивидуальными катушками это уменьшает количество меди, используемой в качестве первичной обмотки, потому что можно поднять её индуктивность из-за большего возможного времени на накопление энергии.

2-искровые устройства

2-ухискровая катушка зажигания работает с одним отличием от одноискровой (общей или индивидуальной). У неё оба вывода вторичной обмотки выполнены для подключения свечей. Т.е. за один цикл работы искра проскакивает в двух свечах. А свечи соответственно выбираются в цилиндрах, в одном из которых идёт рабочий ход, а во втором начинается цикл впуска.

Использование такой схемы работы требует дополнительных конструктивных решений, что, как ни странно, повышает ресурс катушки. В данной конструкции легко обеспечить большой зазор высоковольтной обмотки от массы автомобиля, что облегчает работу диэлектрика обмоток. И легко вынести сердечник за корпус обмоток, что унифицирует катушку зажигания с другими намоточными радиоэлектронными приборами, от этого снижается цена устройства.

Цены на катушки

Ценообразование на катушки зажигания в основном зависит от их конструктивных особенностей и схемы устройства. В частности, объединение двухискровых катушек в блоки позволяет не только уменьшить конечные габариты устройства, но и снизить его стоимость.

Возможные неисправности

Неисправностей в катушке зажигания не так уж и много. Выделим два класса: неисправности, из-за которых вообще теряется искра, и неисправности, из-за которых параметры искры не позволяют нормально работать двигателю.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Вообще искры может не быть по следующим причинам (при прочем исправном оборудовании, т.е. первичная цепь катушки зажигания исправна):

• обрыв первичной обмотки;
• полное замыкание первичной обмотки;
• выгорание встроенной электроники (если она есть).

А вот причины потери параметров искры:

• межвитковое замыкание первичной обмотки;
• межвитковое замыкание вторичной обмотки;
• обрыв вторичной обмотки (да-да, обрыв вторичной обмотки – просто даёт дополнительный искровой промежуток в общий искровой промежуток высоковольтной цепи зажигания и какое-то время, часто довольно длительное, автомобиль может работать внешне вполне нормально);
• пробой в высоковольтной цепи катушки (энергия искры будет достаточной, но пробиваемый зазор будет недостаточен для работы свечей на тяжёлых режимах работы двигателя);
• потеря рабочих параметров встроенной электроники.

Если в первом случае искры вообще нет, то во втором случае может присутствовать «плавающая» неисправность. Т.е. неисправность проявляющаяся не систематически. Такие сложно выловить, хотя есть общий признак – ненормально высокая температура катушки зажигания.

Алгоритм замены катушки зажигания на Лада Приора

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Замена одной или нескольких катушек зажигания подчиняется общим принципам. Рассмотрим на примере автомобиля марки Лада Приора:

• необходимо убедиться, что зажигание автомобиля выключено (для любого автомобиля);
• снимаем верхнюю крышку защиты двигателя (если есть, откручиваем или отщёлкиваем клипсы);
• снимаем разъём идущий от ЭБУ к индивидуальной катушке зажигания;
• откручиваем болт, удерживающий ее;
• вытаскиваем неисправный индивидуальный модуль из свечного колодца;
• вставляем исправную катушку на освободившееся место;
• закручиваем обратно болт крепления;
• прикручиваем/защёлкиваем верхнюю крышку защиты двигателя.

Замена катушки на двигателях (на автомобилях Ниссан, Шевроле, Хонда, Форд, Опель, Рено Логан или Пежо)

Процесс замены катушек, в целом, происходит по одинаковому алгоритму на автомобилях всех марок, так как принцип их установки и работы на них одинаков. Поэтому при необходимости замены устройства можно опираться на общие правила, указанные выше.

Проверка работоспособности

Проверить работоспособность катушки в системе зажигания довольно легко. Небольшая сложность возникает при проверке индивидуальных катушек зажигания и модулей. Дальше считаем, что наш электронный блок управления двигателем не диагностирует обрыв в цепи модуля (иначе придётся делать следующую процедуру одновременно со всеми катушками).

Главное — обеспечить в высоковольтной цепи катушки достаточный зазор для проверки искры. Если катушка общая, отсоединяем бронепровод из распределителя зажигания, устанавливаем в него свечу.

Свеча подготовлена следующим образом:

• берём болт или кусок металлической шпильки и прикручиваем изолентой к одному концу бруска из какого-нибудь диэлектрика, сухого дерева, куску полипропиленовой трубы от отопления или тому подобному;
• к этому болту прикручиваем провод и присоединяем его к массе автомобиля;
• к другому концу бруска прикручиваем старую свечу с отломанным боковым электродом так, чтобы зазор между центральным электродом свечи и болтом был 8-11 мм для контактной системы зажигания, 22-25 мм для электронных систем зажигания.

Затем просто крутим двигатель стартером. Искра должна быть хорошо видима, и иметь, желательно, жёлтый цвет.

Если искры не видно, но слышны щелчки – вероятно есть пробой цепи искры на массу. Если щелчков нет – вероятен как обрыв, так и неисправность коммутирующих устройств.

Для диагностики двухискровых катушек зажигания приспособление можно сделать из двух свечей с отломанными боковыми электродами, с выставленным нужным зазором. И нет необходимости соединять их с землёй, даже рекомендуется держать их подальше от массы автомобиля при испытаниях.

Также не рекомендуется проводить проверки катушки зажигания на искру вставив просто отвёртку и положив её на двигатель. Так как двигатель при заводке трясёт, существует вероятность падения приспособления и попадания высокого напряжения на электронику автомобиля, что чревато. Да и зазор искры таким способом выставить и удержать при заводке невозможно.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

И ещё не маловажное условие: необходимо учесть, что при проверке индивидуальных или сдвоенных модулей требуется прервать подачу топлива к двигателю. Проще всего это сделать вытащив предохранитель бензонасоса или разъединить жгут идущий к бензонасосу.

Другие проверки требуют определённых знаний и приборов, потому их рассматривать не будем. Главная задача — увидеть наличие искры. А за остальным лучше обратиться к специалистам.