Технические характеристики катушек зажигания авто
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.
Катушка зажигания: что это и как работает
Схема системы зажигания
В общей схеме системы зажигания катушка располагается между АКБ и распределителем зажигания, за которым дальше стоят свечи. Параллельно с катушкой подсоединен прерыватель (в старых автомобилях) или ЭБУ для регулировки подачи заряда – в новых. Постоянный низковольтный ток от батареи (или генератора) поступает на катушку. Прерыватель отрабатывает периодические разрывы в цепи (об этом чуть дальше, в описании принципа работы). Катушка генерирует высоковольтный ток, который через трамблер поступает на нужную свечу. Независимо от того, какая система управления используется в автомобиле (механическая или электронная), схема зажигания не меняется по принципу, а только совершенствуется по форме.
Схема работы системы зажигания с катушкой
Если любой из элементов системы дает сбой, это сразу отражается на режиме работы двигателя. Поэтому катушка так важна.
Назначение катушки зажигания
Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?
Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.
На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.
Устройство катушки зажигания
Принципиальная схема устройства катушки остается одинаковой на все модификации и конструктивные особенности.
Устройство простейшей катушки зажигания
Первичная и вторичная обмотка изолированы друг от друга, а в дорогих моделях изоляция есть и между слоями витков. Это сделано для того, чтобы избежать «пробоев» напряжения.
Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ
Ещё кое-что полезное для Вас:
Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.
Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком. При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.
Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.
Разновидности катушек
На сегодняшний день существует достаточное количество типов катушек зажигания, которые можно устанавливать как на старые отечественные автомобили с карбюраторными двигателями, так и на более современные автомобили с непосредственным впрыском топлива.
Корпусные катушки зажигания устанавливаются на автомобили с механическим распределением зажигания, где распределитель, вращаясь, подает высоковольтное напряжение на каждую свечу зажигания в определенной последовательности. Такой способ коммутации и распределения напряжения не применяется в современном автомобилестроении из-за малых сроков службы и низкой надежности.
Катушка с электронным распределением зажигания, или распределяющая катушка, не требует для своей работы дополнительно контактного каскадного прерывателя, ведь с развитием технологий в микроэлектронике стала возможной интеграция такого прерывателя зажигания в саму катушку. Такая катушка подойдет для автомобилей с механическим распределением зажигания.
Двухискровая катушка зажигания позволяет генерировать напряжение для свечей одновременно в двух цилиндрах двигателя за один оборот коленчатого вала, при этом согласование между системой зажигания и распределительным валом не требуется. Такие катушки целесообразно применять только в двигателях с четным количеством цилиндров, например, для двигателя с четырьмя цилиндрами понадобится две катушки, с шестью — три, соответственно, с восьмью — четыре.
Двухискровая катушка зажигания
«Интеллектуальная» штекерная катушка зажигания является одноискровой и устанавливается прямо на каждую свечу зажигания. Конструкция и функциональные характеристики такой катушки позволяют отказаться от применения в системе высоковольтных проводов, но при этом необходимы соединительные зажимы (клеммы), рассчитанные на высокое напряжение. За счет своей компактности эти катушки применяют в автомобилях с малым объемом свободного подкапотного пространства, но компактный — не значит малоэффективный. Штекерная катушка может запросто конкурировать со своими собратьями.
Устройство штекерной катушки зажигания
Достоинствами катушки являются:
Применяются такие устройства для двигателей с любым числом цилиндров, однако здесь строго требуется синхронизация с положением распределительного вала с помощью соответствующего датчика.
Требования к современным катушкам зажигания
Требования, которые предъявляются ко всем современным КЗ:
Технические характеристики катушек зажигания
Основные характеристики устройств приведены в таблице.
| Характеристика | Описание |
| Индуктивность | Этот параметр определяет способность КЗ накапливать электроэнергию и измеряется в Гн. Энергия, собирающаяся внутри первичного элемента устройства, является пропорциональной показателю индуктивности. Чем выше значение индуктивности, тем больше энергии сможет накопить механизм |
| Параметр трансформации | Определяет, как сильно КЗ может увеличить величину первичного напряжения. На первичный элемент поступает 12-вольтное напряжение от АКБ, а когда цепь размыкается, ток снизится от 6-20 ампер до 0. В результате изменения тока появляется напряжение на первичной составляющей, а параметр трансформации определяет, как сильно выросла эта величина. Данное значение определяется соотношением количества витков во вторичном и первичном устройствах |
| Величина сопротивления КЗ | Первичное устройство катушки обладает сопротивлением, составляющим около 0,25-0,55 Ом, а вторичное — от 2 до 25 кОм. Величина мощности образования искры, а также ее энергии обратно пропорциональны параметру сопротивления в первичной составляющей. Чем больше это значение, тем меньше величина энергии и мощности, которая образуется при подаче искры |
| Энергия искры | Данный параметр составляет около 0,1 джоуля и расходуется на протяжении 1,2 мс. В самой свече энергия появляется в результате образования дугового заряда при появлении пробоя между электродными элементами. Значение напряжения на деталях определяется диаметром свечи, а также зазора между электродными компонентами и материала, из которого он изготовлен. Также на эту величину влияет температура и давление в камерах сгорания ДВС, состав горючей смеси. Для эффективной работы свечей величина напряжения, образующегося в КЗ, будет в полтора раза больше напряжения, необходимого для обеспечения пробоя |
| Параметр напряжения пробоя | Сам пробой образуется между электродными компонентами свечи, если величина напряжения на них и пробое соответствует друг другу. Рабочий параметр определяется зазором между электродами, параметром давления в камерах сгорания, а также температурой горючего состава. При пуске ДВС на холодную данная величина должна быть больше, это позволит появиться пробою и появлению искрового разряда. Это важно, поскольку горючее, а также воздух в двигателе еще холодные |
| Число искр, появляющихся в минуту | Для расчета количества искр за одну минуту надо знать показатель оборотов коленчатого вала, а также число цилиндров в ДВС. Значение искр можно вычислить путем разделения количества оборотов, умноженных на число цилиндров. А полученный показатель поделить на число тактов мотора |
Срок службы и неисправности катушек зажигания
Теоретически современные катушки зажигания имеют срок эксплуатации 60-80 тысяч километров пробега автомобиля. Однако реальные показатели во многом зависят от условий эксплуатации. Причин возникновения неисправностей может быть множество:
В современных автомобилях бортовой компьютер сигнализирует о неисправности катушки включением на приборной панели индикатора Check Engine. Помимо этого, признаками нарушения работы являются:
Из-за особенностей конструкции ремонт катушек зажигания невозможен, и при обнаружении неполадок они просто меняются на новые. Проводить диагностику состояния и их замену лучше в сервисных центрах, поскольку от точности работы этого элемента системы зажигания зависит работа двигателя и автомобиля в целом.
Видео «Самостоятельная диагностика работы КЗ»
Канал MotoDalnoBoy рассказал о причинах неисправностей, а также показал способы проверки катушки с использованием тестера.
Замена катушки зажигания
В случае неисправности катушки и невозможности её восстановления, она подлежит замене. Можно купить точно такую же оригинальную, а можно подобрать аналогичную, при этом их характеристики не должны отличаться более чем на 20-30 процентов, а так же иметь одинаковое крепление и конструктивное исполнение. Например, для отечественных автомобилей ВАЗ-2108 — 2109 с электронными катушками 27.3705 от отечественного производителя, подойдут не сильно отличающееся по параметрам катушки 0.221.122.022 фирмы «Bosch». В этом случае разброс параметров составит от 10 до 15%.
Подводя итог можно отметить, что при написании статьи использовалась реальная информация о проблемах, с которыми сталкивался каждый водитель. Все катушки практически не отличаются друг от друга по принципу действия, но не все из них взаимозаменяемы, например, катушки с механическим распределением зажигания не сможет работать с бесконтактным распределением и наоборот.
Вывод
Одним из важных узлов в автомобиле является бобина, создающая высокое напряжение для образования искры. Если в работе двигателя появляются провалы, он начинает троить и просто нестабильно работать – причиной может быть в ней. Поэтому важно знать, как проверить катушку зажигания правильно, а при необходимости и дедовским методом, в полевых условиях.
Выбор оптимальной катушки зажигания
Катушка зажигания, часто называемая бобиной, является повышающим электрическим трансформатором, создающим высоковольтный электрический импульс. Импульс преобразовывается в искру на электродах свечи и воспламеняет горючую смесь в цилиндре. Качество искры и своевременность ее образования обеспечивает надежность работы двигателя.
Параметры надежности катушки зажигания
Прежде чем приобрести новую бобину попробуйте выяснить ее надежность, по отзывам владельцев. Поинтересуйтесь пробегом, который выдержало устройство, не изменилась ли приемистость двигателя и расход топлива, максимальная скорость и выхлоп CO.
Конструкция катушки должна обеспечивать:
Качественная бобина выдерживает температуру до 180°C.
Типы катушек зажигания
Катушки зажигания обеспечивают искрообразование для всех свечей по очереди при помощи распределительных устройств. К коммутируемым устройствам относится катушка зажигания Б-116 и ее разновидности:
Внешне, устройства похожи, но имеют разные сопротивления и индуктивность первичных и вторичных обмоток и предназначены для использования в различных системах зажигания. Например, Б-114 используется в контактных системах, а Б-116 с бесконтактными транзисторными распределителями. Обе катушки будут работать в непредназначенных для них схемах, но со сбоями и недолго.
Б-114 и Б-117 похожи по строению, но имеют разные обозначения клемм и намоточные данные. В некоторых случаях их взаимная замена может дать положительный результат, но настройка зажигания стандартным методом не подойдет. Придется действовать по наитию.
Катушка Б-114 имеет втрое больший коэффициент трансформации, чем у остальных. Поэтому Б-114 целесообразно использовать в мощных двигателях, работающих на низкооктановом топливе, например:
Характеристики популярных катушек зажигания
| Катушка зажигания | Коэффициент трансформации | Конструктивные особенности | Применяемость катушек зажигания |
|---|---|---|---|
| Б114-Б | 227 | Р, М, ДР | ЗиЛ-130, 131; ГАЗ-56, 66, 3102; ПАЗ, КАвЗ |
| Б115-В | 88 | Р, М, ДР | М-412, 2140, 2141; ГАЗ-24; ЗАЗ-968 и др. |
| Б116 | 153 | Р, М, ДР | ГАЗ-2410, 31029 |
| Б117 | 78.5 | Р,М | ВАЗ-2101,…07, 2121 |
| Б118 | 115 | Р, М, Э, ДР | ЗиЛ-131; ГАЗ-66 и др. |
| 27.3705 | 82 | Р, М | ВАЗ-2104,…09, 2121; М-2141; ЗАЗ-1102 |
| 29.3705 | 90 | Р, С | ВАЗ-2108, 09 (МСУД); ВАЗ-1111; ВАЗ-2110 |
| 3009.3705 | 70 | З, С | ГАЗ-3302 (МСУД) |
| 3112.3705 | 80 | З, С | ВАЗ-2107,…12; ГАЗ-31029 |
| 8352.12 | Р, М | ВАЗ-2110,…12 |
Бобины могут отличаться некоторыми незначительными нюансами, влияющими на слаженность работы двигателя. Например, бобина Б-115В может быть заменена на Б-117А. По характеристикам Б-115В и Б-117А практически идентичны. Но ток искрового разряда у Б-115В мощнее – 38 мА, а у Б-117А всего лишь – 30 мА. Мощная искра лучше, чем слабая, и замена Б-115В на Б-117А не приводит ни к каким негативным последствиям. Но владельцы автомобилей с тахометрами, обнаружат, что показания прибора не совпадают с действительными. Это происходит из-за отсутствия в 117 модели добавочного резистора. То есть, замена практически одинаковых приборов Б-115В на Б-117А, или наоборот, не всегда корректна.
Если в вашем автомобиле установлена катушка зажигания Б116, то следует знать, что они выпускаются в двух модификациях. Для контактных и бесконтактных систем. Модификации 03, 04 для бесконтактных.
В современных автомобилях чаще применяются индивидуальные катушки, для каждой свечи отдельно. Индивидуальные повышающие трансформаторы для каждой свечи значительно упрощают систему зажигания, исключая из электрической цепи модуль распределения
Наиболее популярными производителями подобных устройств являются:
Но если первую компанию, Бош, можно считать генеральным разработчиком устройств, то вторые Dynatec и ERA изготавливают их клоны, но на достаточно высоком техническом уровне и по надежности почти не уступают оригиналу, несмотря на более низкую цену.
Устройство классической катушки зажигания
Все автомобили, произведенные до 80-х годов, имели одну катушку зажигания, представляющую собой повышающий трансформатор.
На первичную обмотку подается импульс 12 в, который преобразовывается в высоковольтный разряд с напряжением 20-30 киловольт на электродах свечей. Высоковольтные импульсы напряжения подаются на свечи поочередно при помощи контактного или электронного распределителя.
Устройство индивидуальной катушки
Индивидуальные бобины принципиально ничем не отличаются от классических, но они надежнее, хотя бы, потому что они, как минимум, в четыре раза реже участвуют в искрообразовании, что намного повышает их ресурс.
Кроме того, в индивидуальных бобинах часто устанавливается диод, отсекающий обратное высокое напряжение.
Такие катушки намного меньше греются, надежны и легко регулируются центральным процессором для достижения оптимальной работы двигателя на разных нагрузках.
Особенности замены автомобильных катушек зажигания
Например, если вышла из строя катушка зажигания BYD F3 для двигателя 4G18, то в качестве замены можно выбрать пару вариантов:
Интересно, что Dynatec не производит устройств зажигания для таких двигателей, можно не искать.
Учитывая, что по оценкам работников автосервиса итальянские бобина ERA такая же надежная, как и катушка зажигания bosch, но намного дешевле, совершенно нет смысла тратить лишние деньги на оригинал. Тем не менее, немецкое качество БОШ, даже в китайском исполнении намного убедительнее, чем качественно исполненная кавер-версии итальянской компании ERA.
Тем не менее, следует отметить, что компания БОШ, являясь генератором оригинальных идей, регулярно модернизирует свои изделия, что нельзя сказать о компаниях, как ERA, выпускающих копии.
Но, даже приобретая запчасти БОШ, внимательно сверяйте номер изделия. В переделах одной серии могут иметь место незначительные отличия в форме креплений или толщине и диаметре прокладок, что может осложнить установку устройства. С запчастями ERA ошибиться сложнее, номенклатура их изделий намного скромнее, чем у БОШ.
Если вы владелец автомобиля Волжского завода, и у вас каким-то образом работает чудо советского автопрома бобина, произведенная СОАТЭ (Старый Оскол), то смело меняйте ее на аналог Dynatec. АвтоВАЗ рекомендовал такую замену еще в 2012 году, причем делал это бесплатно на фирменных станциях техобслуживания. Но лучше заменить модуль на аналогичный, производства компании БОШ.
Особенности выбора мотоциклетных катушек зажигания
Повышающими трансформаторами для искрообразования оснащаются не только автомобильные двигатели внутреннего сгорания, они присутствуют в:
Если вы подбираете катушку зажигания для мопеда Верховина, обычно в нем устанавливалась Б-300, то обратите внимание, что устройство с похожим названием Б-300Б имеет меньшее количество витков в обмотке возбуждения. Поэтом замена Б-300 на Б-300Б невозможна. Обычно двигатель даже не заводится. Но если Б-300 заменить аналогичным устройством от мотоцикла ИЖ, мотор будет отлично работать.
В советских мотороллерах типа «Муравей», «Турист» использовались бобины Б-51. От автомобильных устройств, она отличается, тем, что на первичную обмотку подается не 12, а 6 вольт. Своим устройством Б-51 ничем не отличается от других мотоциклетных катушек. Многие владельцы мотороллеров с катушками Б-51 меняют их на автомобильные 12-вольтовые. Коэффициента трансформации достаточно, что бы образовывать качественную искру, не хуже чем от Б-51.
Выбор катушки для бензопилы
Если вы владелец популярной тайваньской бензопилы Штиль: MS170, MS180, 017 или 018 и активно с ней работаете, то возможно уже столкнулись с проблемой выхода из строя магнето. Компания Штиль комплектует эти бензопилы одними и теми же катушками CH000013-5. Катушки Штиль 180 зарекомендовали себя достаточно надежными устройствами, поэтому не следует заменять Штиль 180 аналогом, кроме крайних случаев. Практика показала, что аналоги бобин 180 неизвестных производителей не выдерживают и двух рабочих недель. В то же время, оригинальные модели держаться не один год, даже при интенсивной загрузке. Также 180-е катушки неплохо служат на других китайских бензопилах.
Приобретая катушку зажигания, следует в первую очередь обращать внимание на ее характеристики, учитывать влияние их несоответствия на работу двигателя и выбирать изделие из известных брендов. Если вы выбрали аналог, то будьте готовы к тому, что придется перестраивать некоторые параметры системы зажигания.