26. Характеристики и основные требования, предъявляемые к катушкам зажигания

В автомобиле катушка зажигания служит для создания тока высокого напряжения, подаваемого через провода зажигания на свечи. По своей сути катушка зажигания представляет собой простое устройство – трансформатор. Трансформатор для катушки должен иметь высокий коэффициент трансформации, параметр, влияющий на то, во сколько раз напряжение на вторичной обмотке (подаваемое на свечу зажигания) будет выше напряжения на первичной обмотке (первичная обмотка соединена с аккумулятором). При этом коэффициент трансформации зависит от взаимного отношения габаритов обмоток (числа витков катушек). Иначе говоря, выше коэффициент – больше размеры катушки. Электрическая цепь, проходящая от аккумулятора к первичной обмотке катушки, не является постоянно замкнутой. Прерыватель, вращаясь, разрывает эту цепь, вызывая изменения величины протекающего тока. Как известно из законов Максвелла, изменение тока порождает магнитное поле, равно как и изменение магнитного поля порождает ток. Разрывая цепь с током прерывателем, постоянный ток от аккумулятора в цепи падает, то есть в цепи начинает протекать ток переменный. Переменное магнитное поле, порождаемое катушкой первичной обмотки, наводит на соседней катушке вторичной обмотки ток, соответствующий по своему закону прерывистому току на первичной обмотке. Но ввиду того, что катушка обладает высоким коэффициентом трансформации, разряды тока, возникающего на вторичной обмотке, имеют значительно большее напряжение, чем ток, вырабатываемый от аккумулятора.

Главное требование, предъявляемое к катушкам зажигания, – низкая инерционность. Катушка должна быстро заряжаться, особенно на высоких оборотах работы авто. Это означает, что рост и падение тока на катушке первичной обмотки должен происходить быстро, а это, согласно законам переходных процессов, выполняется при невысоком значении индуктивности катушки первичной обмотки.

Каждая катушка зажигания должна быстро заряжаться для последующей выдачи напряжения и энергии, что особенно важно при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Важными приоритетами в этом случае являются малая индуктивность первичной обмотки и, в ряде случаев, повышенный прерываемый ток.

Т.о., осн. хар-ки:

1) сопротивление первичной обмотки;

2) индуктивность первичной обмотки;

3) сопротивление вторичной обмотки;

4) ёмкость вторичной обмотки;

5) коэффициент трансформации.

Требования:

1) низкая инерционность;

2) простота конструкции;

3) малые габариты;

4) малая стоимость;

5) большая долговечность.

27. Диагностика и техническое обслуживание катушек зажигания

При подозрениях на низкое качество работы системы зажигания, очень важно гарантировать исправность одного из самых главных элементов - катушки зажигания. В настоящее время не существует программ позволяющих на автомобиле, объективно оценить мощность,  эффективность, и общее качество работы   самих катушек зажигания.

Однако имеются довольно простые методы позволяющие визуально выполнить данную проверку.

1. Проверить эл. провода к катушке на надёжность установки и качество контакта.

2. Проверить катушку на отсутствие микротрещин.

3. С помощью осциллограммы. При оценке катушек, основное внимание необходимо уделять амплитуде и форме периодических колебаний образующихся после окончании искровой дуги.

Чем больше энергии остается в катушке после окончании искры, тем больше амплитуда и дольше длится сам процесс колебаний. Соответственно, чем менее эффективна катушка, тем ее “запас мощности” будет меньше. При наличии даже незначительного межвиткового замыкания - происходит срыв генерации колебаний и их полное отсутствие.

По конструкции изготовления, катушки в основном разделяются на два типа:

1 - “Масляные” катушки, (в качестве изолятора в них заливалось масло)  применялись до середины 90х годов прошлого века.

2 -   “Сухие” катушки, – представляющие собой обыкновенный высоковольтный

трансформатор. Применяются на всех современных двигателях.

Мощные “масляные” катушки. Повышенная мощность искры требовалась для обслуживания одной катушкой – сразу всех цилиндров. А  так же для преодоления “межбегункового” зазора. На осциллограммах, их легко узнать по длительным колебаниям, имеющим большую амплитуду размаха

“Сухие” катушки, предназначенные для подачи искры на один или два цилиндра (системы DIS или COP), Устанавливаются на автомобилях имеющих улучшенную динамику разгона. На осциллограммах видно, что вследствие пониженной индуктивности такие катушки имеют  “запас энергии” значительно уступающий "масляным" катушкам.

Диагностировать катушки со встроенным коммутатором можно с помощью “электромагнитного” датчика, которым удобно снимать сигнал непосредственно с магнитопровода катушки. При этом,  сигнал получается более ярко выраженным и более информационным.

 “Cухие” катушки установленные на  автомобилях имеющих традиционный распределитель или систему CID, как правило, имеют очень мало “остаточной” энергии.

Таким образом, любая система зажигания имеет свою  уникальную осциллограмму. Опытный диагностик способен по ней не только выявить наличие или отсутствие дефекта,  но и  определить некоторые особенности присущие конкретно данному двигателю. Катушки, имеющие межвитковое замыкание легко узнать по отсутствию “запаса энергии”.  Независимо от конструкции, в случае дефекта все катушки ведут себя одинаково - после окончания искры, вместо периодических затухающих колебаний, - напряжение падает по экспоненте. Величину дефекта катушки, можно условно определить по верхней точке начала экспоненты.

Межвитковый пробой не всегда существует в явном виде. Иногда, он проявляется в момент запуска двигателя или в момент  резкого набора оборотов. Поэтому, при диагностировании катушек, особое внимание следует уделять именно этим режимам работы двигателя. С помощью омметра. Проверить сопротивление первичной обмотки. Проверить сопротивление вторичной обмотки. Выход из строя катушки зажигания может быть обусловлен только физическими повреждениями или длительным воздействием вибрации.