Виды, устройство и принцип работы катушки зажигания

Главным элементом системы зажигания, то есть воспламенения топливовоздушной смеси, в двигателях внутреннего сгорания является катушка зажигания или трансформатор. С ее помощью подается высокое напряжение на свечи, что приводит к возникновению искры. Если катушка неисправна, нарушается работа всей системы зажигания, двигатель может существенно снизить свою мощность или совсем перестать работать.

Принцип работы катушки зажигания

Основной задачей катушки является преобразование низкого напряжения, подаваемого от аккумулятора автомобиля (порядка 12 вольт), в высокое (до 25-30 тысяч вольт).

Иными словами, устройство типовой катушки зажигания фактически представляет собой аналог импульсного повышающего трансформатора, работа которого осуществляется следующим образом.

Схема работы катушки зажигания в автомобиле

При повороте ключа зажигания сеть замыкается, и низкое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Она обладает меньшим количеством витков и выполнена из толстого провода. Прохождение тока по первичной обмотке вызывает возникновение магнитного поля, в котором накапливается энергия. При прерывании цепи первичной обмотки (например, механическим прерывателем), магнитное поле создает высокое напряжение во вторичной обмотке. Она, в свою очередь, имеет большее количество витков и выполнена из тонкого провода.

Затем высокое напряжение в виде импульса поступает к распределителю, который разделяет его и подает к электродам свечей зажигания. Между электродами образуется искра, воспламеняющая топливовоздушной смесь.

Расположение катушки зажигания зависит от ее типа и компоновки моторного отсека. В современных автомобилях для каждой свечи зажигания предусмотрена своя катушка, так называемая индивидуальная. Она надевается непосредственно на свечу и устанавливается на клапанной крышке двигателя. Общие или двухвыводные катушки обычно располагаются сбоку от верхней части мотора. Основная идея заключается в том, чтобы сократить длину высоковольтных проводов. Подробнее о типах катушек ниже.

Виды катушек зажигания

Основными параметрами катушек зажигания являются следующие характеристики:

• Индуктивность первичной обмотки – способность накапливать энергию.
• Коэффициент трансформации – во сколько раз увеличивается напряжение, подаваемое от аккумулятора.
• Сопротивление обмоток. Для каждой модели есть свой диапазон, так для обмотки низкого напряжения сопротивление может быть 3-3,5 Ом, а для обмотки высокого – 5000-9000 Ом.
• Энергия образующейся искры.
• Напряжение пробоя – величина высокого напряжения катушки, при котором на электродах свечи происходит пробой воздушного зазора и формируется искра.

Наибольшее распространение получили три вида конструкций катушек зажигания: общая, индивидуальная и двухвыводная.

Классическая конструкция катушки зажигания

Самые простые катушки имеют две медные обмотки до 150 витков в первичной и до 30000 во вторичной. Обе обмотки изолированы, что предотвращает возникновение короткого замыкания.

Корпус представляет собой стакан с крышкой, на которую выведены контакты первичной обмотки. Вторичная обмотка расположена внутри первичной и соединена одним концом с обмоткой низкого напряжения.

Второй конец также выведен на крышку бобины и предназначен для подключения цепи, соединяющей трансформатор со свечой. Внутри обмоток находится железный сердечник, увеличивающий силу формирующегося внутри магнитного поля.

Такие конструкции на сегодняшний день практически не применяются в автомобилестроении. Однако их еще можно встретить при ремонте старых авто и других транспортных средств.

Конструктивные отличия индивидуальных катушек

Этот тип используется преимущественно в электронных системах. Принцип работы индивидуальной катушки зажигания аналогичен классической. Конструктивно она также имеет обмотки высокого и низкого напряжения, но в отличие от классической схемы, первичная находится внутри вторичной. Также, вместо одного сердечника, их два – внешний и внутренний.

Индивидуальные катушки зажигания. Компактная (слева) и стержневая (справа)

Первый находится внутри первичной обмотки, а второй – вокруг вторичной. Обмотка высокого напряжения индивидуальных катушек зажигания оснащается специальным диодом. Он отсекает токи высоких напряжений.

Индивидуальные катушки разделяют на два типа, которые отличаются конструкцией сердечника: компактные и стержневые. Последние могут объединяться в модули по четыре штуки. За один цикл индивидуальная катушка формирует одну искру, что обуславливает необходимость синхронизации всех катушек относительно распредвала двигателя.

Двухвыводные катушки зажигания

Конструкция сдвоенной (двухвыводной) катушки зажигания аналогична классической схеме, но единственным отличием является наличие двух выводов от обмотки высокого напряжения. Такая конструкция позволяет формировать искру одновременно на двух свечах (на два цилиндра двигателя). В первом из них зажигание происходит в конце такта сжатия топливовоздушной смеси, а во втором – на этапе выпуска отработавших газов (вхолостую).

Двухвыводная катушка зажигания

Такие конструкции используются в двигателях с четным числом цилиндров. Они позволяют упростить систему зажигания, а также исключить из схемы распределитель. Подключаются сдвоенные трансформаторы двумя способами:

• оба контакта соединяются со свечами высоковольтной проводкой;
• один контакт соединен наконечником (напрямую со свечой), а второй – высоковольтной проводкой.

Для четырехцилиндровых двигателей могут применяться четырехвыводные катушки, которые фактически являются системой из пары двухвыводных.

Сухие и маслозаполненные катушки

В классической конструкции катушки системы зажигания внутреннее пространство заполнено трансформаторным маслом. Это необходимо для того, чтобы под действием тока ее обмотки не перегревались. Сам корпус такой бобины изготавливается из металла, что не всегда рационально.

Поэтому в большинстве современных автомобилей используется альтернативная конструкция – «сухой» трансформатор. Она не имеет корпуса, а покрыта слоем эпоксидного компаунда, который служит одновременно и корпусом, защищающим от загрязнений и влаги, и системой охлаждения.

Помимо этого, в ряде импортных автомобилей используются комбинированные модели, объединяющие контактный коммутатор и сухую катушку или же предполагающие интеграцию катушки в распределитель.

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:

• Короткое замыкание на обмотках.
• Перегрев катушки.
• Износ в результате длительной эксплуатации или повышенной вибрации.
• Превышение времени зарядки. Чаще всего это происходит когда аккумулятор автомобиля не обеспечивает нужного уровня напряжения.
• Разгерметизация основных узлов двигателя и топливной системы.
• Повреждение корпуса.

В современных автомобилях бортовой компьютер сигнализирует о неисправности катушки включением на приборной панели индикатора Check Engine. Помимо этого, признаками нарушения работы являются:

• Отклонение сопротивления обмоток трансформатора от нормативной величины. Диагностируется при помощи тестера.
• Периодический или полный отказ одного или нескольких цилиндров двигателя, что снижает его мощность.
• Ухудшение работы ДВС при холодной (морозной) погоде или при высокой влажности воздуха.
• Отказ в работе двигателя при резком нажатии на педаль газа.
• Слабый разгон автомобиля.

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.

Устройство катушки зажигания автомобиля газ

Прежде всего давайте познакомимся с системой зажигания грузовика ГАЗ-3307. Система зажигания ГАЗ-3307 — батарейная, бесконтактно-транзисторная с напряжением в первичной цепи 12В, состоит из источников электрического тока, катушки зажигания, добавочного резистора (если я не ошибаюсь где с 2000 года выпускаются уже без добавочного резистора), коммутатора, распределителя зажигания, свечей зажигания, наконечников свечей, выключателя зажигания и проводов низкого и высокого напряжения.

Техническая характеристика системы зажигания автомобилей ГАЗ-3307 (ГАЗ 53)

Порядок зажигания ГАЗ-3307 1 — 5 — 4 — 2—6 — 3 -7 — 8 Тип распределителя зажигания (трамблер) — 24.3706 Частота вращения валика распределителя в 1 мин с бесперебойным искра-образованием при работе с катушкой зажигания Б116 на трехэлектродный разрядник при искровом промежутке 7 мм, мин-1 — 20 — 2300 Направление вращения валика распределителя зажигания (трамблер) ГАЗ-3307 — по часовой стрелке Катушка зажигания ГАЗ-3307 — Б116 Свечи зажигания — А11 Величина искрового промежутка в свечах, мм — 0,8 — 0,95 Добавочный резистор — 14.3729 Коммутатор — 131.3734 или 13.3734 Наконечник свечи — 35.3707200

Схема системы зажигания ГАЗ-3307

И так , как я уже говорил в наше время у грузовика ГАЗ-3307 система зажигания потерпела небольшие изменения.

Как я уже писал это произошло после 2000 года, это примерно я говорю. Точно не скажу боюсь ошибиться , а гуглить-искать не стал времени на это просто нет да и особо не интересно. Если Вам интересно поищите потом со мной тоже поделитесь. Можно оставить комментарий.

Это касается транзисторного коммутатора марок 13.3734 и 131.3734

Разницу видите всего одна цифра то есть было 13.3734 это до 2000 года , а стали выпускать ГАЗ-3307 уже после 2000 года с коммутатором 131.3734. И так всего одна цифра и вот это одна цифра , то есть , как Вы заметили , цифра 1 убирает с системы зажигания ГАЗ-3307 добавочный резистор — 14.3729.

То есть попросту говоря функцию добавочного резистора — 14.3729. встроили в транзисторный коммутатор 131.3734.

Хочу Вас предупредить кто то может сказать «да я вот поставил вместо марки 131.3734 марку 13.3734 и не чего машина работает» соглашусь с ним .

ГАЗ-3307 конечно будет работать и поедет нормально но не далеко. А почему , Вы спросите конечно , и будете правы надо же узнать почему? Да потому что у Вас просто на просто перегорит катушка зажигания (бобина) .

Почему это произойдет: Катушка зажигания , ГАЗ-3307 (Б 116) представляет собой трансформатор, на железном сердечнике которого намотаны вторичная, а сверху ее первичная обмотки. Сердечник с обмотками установлен в герметичном стальном корпусе, наполненном маслом и закрытом высоковольтной пластмассовой крышкой.

Рабочая температура от -50° С до +80° С. Величина сопротивления при температуре 25°С: первичной обмотки (0,65+0,07) Ом, вторичной обмотки (18+1,8) кОм.

Развиваемое вторичное напряжение 18 кВ макс. Напряжение питания 12 В. Вес 0,95 кг. При работе катушка зажигания Б-116 питается пониженным напряжением через добавочный резистор-14.3729. Резистор при работе нагревается, это нормально. Резистор , при включений стартера (при пуске двигателя) шунтируется и катушка питается полным напряжением (точнее бортовым, просаженным стартером) это облегчает пуск.

После выключения стартера снова берется за «работу» добавочный резистор-14.3729. И вот приставьте себе такую картину ГАЗ-3307 ну скажем после 2000 года выпуска там конечно же зажигание без добавочного резистора-14.3729 и катушка зажигания Б-116 и транзисторный коммутатор 131.3734 , а Вы взяли и поставили транзисторный коммутатор 13.3734 , и что дальше ГАЗ-3307 конечно же заведется мало того поедет нормально (как я уже излагал выше) не далеко катушка перегорит. То есть понижать бортовое напряжение , для катушки зажигания, уже не кому .

А как нам уже известно катушка зажигания Б-116 питается пониженным напряжением через добавочный резистор-14.3729 или же с добавленной функцией понижения напряжения в транзисторный коммутатор марки 131.3734.

И в последствий катушка зажигания Б-116 просто перегорит.

Еще не могу не отметить такой момент . Есть еще катушка зажигания Б-114

Как Вы заметили она на вид не чем не отличается от Б-116 (некоторые ставят её) она тоже подходит на ГАЗ 3307 , но я лично не советую Вам её ставить . ГАЗ-3307 конечно же будет работать (сам проверял , приходилось с катушкой зажигания Б-114 до дома доезжать , когда Б-116 перегорел ) Если Вы поставите её и поедите можете не почувствовать разницу , но в конце концов это отразится на расход топлива (увеличиться)и конечно же на тягу автомобиля (уменьшиться), двигатель будет работать неустойчиво . Просто на просто катушка зажигания Б-114 предназначена для ГАЗ-53 с контактно-транзисторной системой зажигания

Схема подключения системы зажигания нового образца. Коммутатор 131.3734.

1. Свечи; 2. Помехоподавительные сопротивление; 3. Трамблер; 4. Коммутатор; 5. Катушка зажигания; 6. Генератор; 7. Предохранитель; 8. АКБ; 9. Замок зажигания.

Схема включения коммутатора 131.3734 в составе системы зажигания:

Схема подключения системы зажигания старого образца. Коммутатор 13.3734.

1. Трамблер; 2. Коммутатор; 3. Добавочный резистор (вариатор); 4. Катушка зажигания.

С контактно-транзисторной системой зажигания можно ознакомится вот в этой статье:

Контактно-транзисторная система зажигания ГАЗ-53.

И так друзья мы с Вами , как я считаю , закончили ознакомление с системой зажигания грузовика ГАЗ-3307 (ГАЗ-53). Если вдруг у Вас возникнут какие то вопросы можно оставить комментарии.

А теперь давайте разбираться какие причины бывают отсутствия искры.

Если вдруг, Вы что то не нашли, или у Вас просто нет времени на поиски, то я рекомендую ознакомиться со статьями в категорий «Ремонт ГАЗ«. Я уверен Вы найдете ответ на свой вопрос, а если же нет напишите в комментариях интересующий Вас вопрос я обязательно отвечу.