Катушка зажигания

• Введение
• 1. Назначение и общее устройство катушки зажигания
• 2. Основные неисправности катушки зажигания
• 3. Техническое обслуживание и ремонт катушки зажигания
• Заключение
• Используемая литература
• Приложения

Раньше на всех автомобилях применялась контактная (батарейная) система зажигания потом ей на смену пришла контактно транзисторная система зажигания. У неё вторичное напряжение было выше, и она работала была надёжнее в эксплуатации, чем предыдущие системы и проще в обслуживании. Но сегодня применяют более совершенную систему управления двигателем, где все через датчик управляется бортовым компьютером. Это более точная система на данный момент времени. Теперь некоторые детали и аппараты систему уже не подлежат ремонту и восстановлению, а заменяются. Количество аппаратов проходящих техническое обслуживание (ТО) уменьшилось. С проявлением систему управления двигателем процент неисправностей, приходящихся на систему зажигания, уменьшился в три раза.

Чтобы провести полное ТО и ремонт в батарейной системе зажигания потребуется очень много времени, так как в ней все аппараты подлежат обслуживанию, а на обслуживание каждого аппарата требуется выполнить около двух десятков операций. В контактно-транзисторной системы уже проводятся меньше операций для проведения ТО, в бесконтактной же вовсе некоторые аппараты не проходят ТО и за счёт этого время на обслуживание системы значительно уменьшается. В системе управления двигателем не имеется подвижных деталей и поэтому здесь не проводится обслуживание, а так же не регулируется, так как здесь зажиганием управляет контролер.

1. Назначение и общее устройство катушки зажигания

Катушка зажигания является сердцем система зажигания, т.к. обеспечивает в ней создание высокого напряжения. Катушка зажигания применяется во всех системах зажигания: контактной, бесконтактной, электронной. По своей сути катушка зажигания это трансформатор с двумя обмотками.

Различают следующие типы катушек зажигания: общая, индивидуальная и сдвоенная.

Общая катушка зажигания применяется в контактной, бесконтактной системах зажигания и электронной системе зажигания с распределителем.

Катушка зажигания имеет следующее устройство. Катушка объединяет две обмотки — первичную и вторичную. Первичная обмотка содержит от 100 до 150 витков толстой медной проволоки. Для предупреждения скачков напряжения и короткого замыкания проволока изолирована. Первичная обмотка имеет два низковольтных вывода на крышке катушки зажигания.

Вторичная обмотка имеет от 15 000 до 30 000 витков тонкой медной проволоки. Вторичная обмотка находится внутри первичной обмотки. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, другой — с центральной клеммой на крышке, обеспечивающей вывод высокого напряжения.

Для повышения силы магнитного поля обмотки располагаются вокруг железного сердечника. Обмотки вместе с сердечником помещены в корпус с изолирующей крышкой.

Для предотвращения токового нагрева катушка заполнена трансформаторным маслом. Основными характеристиками катушки зажигания являются сопротивление обмоток, которое для каждой модели индивидуальное. Для примера, сопротивление первичной обмотки составляет порядка 3−3,5 Ом, вторичной обмотки — 5000−9000 Ом. Отклонение величины сопротивления обмотки от нормативного значения свидетельствует о неисправности катушки.

Работа катушки зажигания основана на возникновении во вторичной обмотке высокого напряжения при прохождении по первичной обмотке импульса тока низкого напряжения. При прохождении через первичную обмотку тока создается магнитное поле. При отсечке тока магнитное поле наводит во вторичной обмотке ток высокого напряжения, который выводится через центральную клемму катушки и с помощью распределителя подается к свечам зажигания.

Индивидуальная катушка зажигания применяется в электронной системе прямого зажигания. Как и общая катушка зажигания, она включает первичную и вторичную обмотки. Здесь, наоборот, первичная обмотка находится внутри вторичной. В первичной обмотке установлен внутренний сердечник, а вокруг вторичной — внешний сердечник.

В индивидуальной катушке зажигания могут располагаться электронные компоненты воспламенителя. Высокое напряжение, вырабатываемое во вторичной обмотке, подается напрямую на свечу зажигания с помощью наконечника, включающего стержень высокого напряжения, пружину и изолирующую оболочку. Для быстрого отсекания тока высокого напряжения во вторичной обмотке устанавливается диод высокого напряжения.

Сдвоенная катушка зажигания (другое наименование —двухвыводная катушка зажигания) применяется во многих конструкциях электронной системы прямого зажигания. Сдвоенная катушка имеет два высоковольтных вывода, которые обеспечивают синхронное получение искры двумя цилиндрами одновременно. При этом только один цилиндр находится в конце такта сжатия. В другом цилиндре искра происходит вхолостую на такте выпуска отработавших газов.

Двухвыводная катушка зажигания может иметь различное соединение со свечами зажигания:

с помощью проводов высокого напряжения;

одна свеча — напрямую через наконечник, другая — с помощью провода высокого напряжения.

Конструктивно две двухвыводные катушки могут объединяться в единый блок, который носит собственное название — четырехвыводная катушка зажигания.

Устройство катушки зажигания

Катушка зажигания — повышающий трансформатор постоянного тока. Его задача — генерировать высоковольтный ток, который необходим для поджига топливо-воздушной смеси. Ток от генератора или аккумулятора поступает в первичную обмотку катушки. Обмотка, как правило, состоит из 100−150 витков изолированной специальным составом медной проволоки относительно большего диаметра. Концы обмотки подведены к двум низковольтным контактам на крышке катушки, на них подается напряжение 12 вольт.

В обмотке вторичного контура от 15 до 30 тысяч витков более тонкой медной проволоки.

За счет разницы в толщине проволоки и количестве витков во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное напряжение (25.000 — 35.000 Вольт). Вторичная обмотка находится внутри обмотки первичного контура. Один контакт вторичного контура соединен с отрицательным контактом первичного контура, а второй выведен на центральную клемму в крышке катушки. Этот вывод служит для передачи тока высокого напряжения, к нему подводится высоковольтный провод, другой конец которого подключен к центральному контакту в крышки распределителя зажигания. Для увеличения силы магнитного поля обе обмотки монтируются вокруг железного сердечника, который помещен в специальный корпус с изолирующей крышкой. Для оптимизации работы и предотвращения излишнего нагрева катушка заполняется трансформаторным маслом.

2. Основные неисправности катушки зажигания

На современных автомобилях устанавливаются различные системы зажигания: контактная, бесконтактная, электронная. При эксплуатации возникают различные неисправности системы зажигания. Можно выделить следующие общие неисправности систем зажигания:

неисправности свечей зажигания;

неисправности катушки зажигания;

нарушение соединения в высоковольтной и низковольтной цепи (обрыв проводов, окисление контактов, неплотное соединение и др.).

Для электронный системы зажигания к данному списку можно добавить неисправности электронного блока управления и дефекты входных датчиков.

Бесконтактная система зажигания может иметь проблемы с транзисторным коммутатором, крышкой датчика-распределителя, центробежным и вакуумным регулятором опережения зажигания.

Основными причинами неисправностей системы зажигания являются:

нарушение правил эксплуатации (применение некачественного бензина, нарушение периодичности обслуживания и неквалифицированное его проведение);

использование некачественных конструктивных элементов системы (свечи, катушки зажигания, высоковольтные провода и др.);

воздействие внешних факторов (механические повреждения, атмосферные воздействия).

Самыми распространенными неисправностями системы зажигания являются дефекты свечей зажигания. В настоящее время, когда свечи зажигания стали доступны потребителю, данная неисправность легко устраняется и не доставляет больших проблем автомобилистам.

Позитивным является и тот факт, что значительное количество неисправностей системы зажигания ушли в прошлое вместе с контактной системы зажигания и низким качеством ее элементов.

Неисправности системы зажигания могут быть диагностированы по внешним признакам. Необходимо отметить, что неисправности системы зажигания имеют общие внешние признаки с неисправность топлевной неисправностью и неисправностями системы впрыска Поэтому диагностика неисправностей данных систем должна проводиться в комплексе.

Внешними признаками неисправностей системы зажигания являются:

затрудненный запуск двигателя;

неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;

снижение мощности двигателя;

повышенный расход топлива.

3. Техническое обслуживание и ремонт катушки зажигания

Неисправности возникающие в приборах системы зажигания, могут вызвать затрудненный пуск или невозможность пуска двигателя, перебои в работе цилиндров, снижение мощности и экономичности двигателя. При одном неработающем цилиндре расход топлива возрастает до 30% в четырехцилиндровом и до 15% в восьмицилиндровом двигателе при значительном снижении мощности.

1. Двигатель невозможно пустить при следующих неисправностях: сильно окислены или загрязнены контакты прерыватели, очень малый зазор между контактами, замкнуты электроды конденсатора, обрыв добавочного сопротивления в цепи первичной обмотки катушки, неисправен включатель зажигания, пробит транзистор коммутатора, пробита изоляция вторичной обмотки катушки зажигания.

2. Перебои в работе цилиндров двигателя возникают вследствие неисправности свечей зажигания, очень малом и большом углах замкнутого состояния контактов прерывателя, потере упругости пружины рычажка прерывателя, износе выступов кулачка прерывателя, пробое диэлектрика конденсатора без замыкания электродов, нарушении контакта в креплении конденсатора, неисправной катушке зажигания.

3. Снижение мощности и экономичности двигателя им плвается неисправностями свечей зажигания, окислением контактов прерывателя, малым или большим углом замкнутого состояния контактов прерыватели, нарушением регулировки центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания, нарушением герметичности вакуумного регулятора.

При техническом обслуживании системы зажигания замасленные контакты прерывателя протирают плотной тканью, смоченной в бензине. Окисленные контакты зачищают стеклянной бумагой зернистостью 140−170 или абразивной пластинкой. Увлажненные контакты прерывателя транзисторной системы зажигания протирают слабым раствором лимонной кислоты. Угол замкнутого состояния контактов прерывателя регулируют изменением зазора между контактами.

Неисправные конденсатор, катушку зажигания, свечи и включатель зажигания заменяют. В случае пробоя транзистора не прерывается ток низкого напряжения при разомкнутых контактах прерывателя и выключенном включателе зажигания, а стрелка амперметра не отклоняется на нуль.

При техническом обслуживании системы зажигания исправность действия и работу приборов проверяют как на автомобиле, так и на контрольно-испытательных стендах.

Такую проверку установки зажигания при движении автомобиля следует производить при смене сорта бензина, после регулировки карбюратора, регулировки зазора между контактами прерывателя и регулировки центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания.

Заключение

Различных бесконтактных систем зажигания существует много. Принципы действия их примерно одинаковы, однако отдельные элементы существенным образом отличаются, например: транзисторное зажигание с индуктивным датчиком; электронное зажигание, управляемое компьютером с комплексом данных; электронное зажигание, управляемое процессорами, и др. зажигание трансформатор воспламенитель Принцип действия бесконтактной системы зажигания заключается в следующем. При включенном зажигании и вращающемся коленчатом вале двигателя датчик-распределитель выдает импульсы напряжения на коммутатор, который преобразует их в прерывистые импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания тока в первичной обмотке индуктируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластику ротора и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехо-подавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания рабочую смесь в цилиндре и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре. Бесконтактная система зажигания повышает надежность из-за отсутствия подвижных контактов необходимости систематической их регулировки зачистки зазоров, а также повышает надежность пуска и работу при разгонах автомобиля благодаря более высокой энергии электрического разряда, который обеспечивает надежное воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя независимо от частоты вращения коленчатого вала.

Используемая литература

1. Михайловский Е. В. Автомобили. / Е. В. Михайловский, К. Б. Серебряков. — М.: Изд-во «Машиностроение», 2013. — 372с.

2. Чумаченко Ю. Т. Автослесарь. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Изд. 5-е. Учебное пособие. / А. И. Герасименко, Б. Б. Рассанов / Под ред. А. С. Трофименко. Ростов н/Д.: Феникс, 2014. — 576 с. (Серия «Начальное профессиональное образование» .)

3. Руководство по ремонту, техническому обслуживанию и эксплуатации автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-21 081, ВАЗ-21 083, ВАЗ-2109, ВАЗ-21 091, ВАЗ-21 093, ВАЗ-21 099. — М.: Издательский дом Третий Рим, 2010. — 176 с., ил.

4. Вершигора В. А., Пятков К. Б. Автомобили ВАЗ. — М.: Транспорт, 2012. -366 с.

Приложение 1

Прерыватель-распределитель Р 13-Д: а — в разобранном виде; б — график работы центробежного регулятора; 1 — крышка; 2 — ротор; 3 — пластина неподвижного контакта; 4 — рычаг неподвижного контакта; 5 — контакты; 6 — корпус; 7 — неподвижный диск; 8 — кулачок; 9 — валик; 10 — грузик; 11 — пластина грузиков; 12 — пружина; 13 — корпус; 14 — защелка; 15 — подшипник; 16 — нижняя пластина октан-корректора; 17 — втулка; 18- штифт; 19 — риски октан-корректора; 20 — верхняя пластина октан-корректора; 21 — масленка; 22 — вакуумный регулятор; 23 — тяга; 24 — штифты; 25 — ось грузиков; 26 — пластина; 27 — стопорное кольцо; І, II и III — степени вступления в действие пружин центробежного регулятора

Приложение 2

Датчик-распределитель зажигания 38.3706 1 — валик 2 — маслоотражательная муфта 3 — бесконтактный датчик 4 — корпус вакуумного регулятора 5 — мембрана 6 — крышка вакуумного регулятора 7 — тяга вакуумного регулятора 8 — опорная пластина центробежного регулятора 9 — ротор распределителя зажигания 10 — боковой электрод с клеммой 11 — крышка 12 — центральный электрод с клеммой 13 — уголек центрального электрода 14 — резистор 15 — наружный контакт ротора 16 — пластина центробежного регулятора 17 — грузик 18 — опорная пластина бесконтактного датчика 19 — экран 20 — корпус

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5