Принцип работы катушки зажигания
Конструкция обычной катушки зажигания аналогична конструкции трансформатора. Катушка зажигания предназначена для создания высокого напряжения из низкого. Она состоит из железного сердечника (магнитопровода), первичной обмотки, вторичной обмотки и электрических соединений.
Магнитопровод предназначен для усиления магнитного поля. На этот стальной сердечник намотана тонкая вторичная обмотка. Она изготовлена из изолированного медного провода толщиной 0,05-0,1 мм, намотанного до 50 000 раз.
Первичная обмотка изготовлена из медного провода толщиной 0,6-0,9 мм и намотана поверх вторичной обмотки.
Сопротивление первичной обмотки составляет 0,2–3,0 Ом, вторичной — 5–20 кОм. Соотношение витков первичной и вторичной обмоток (коэффициент трансформации) составляет 1:100.
Техническая конструкция может отличаться в зависимости от области применения катушки зажигания. В случае обычной цилиндрической катушки электрические соединения обозначаются как клемма 7 (вывод первичной обмотки), клемма 11 (вывод первичной/вторичной обмотки) и клемма 9 (высоковольтный контакт).
Первичная обмотка соединяется с вторичной на выводе 11. Такая схема используется для упрощения производства катушек. Ток в первичной обмотке, включается и выключается с помощью прерывателя (трамблера) или блока управления (ЭБУ). Величина тока определяется сопротивлением катушки и напряжением, приложенным к клемме 7.
Очень быстрое изменение тока, вызванное ЭБУ (трамблером), изменяет магнитное поле в катушке и индуцирует импульс напряжения, который преобразуется в высоковольтное напряжение вторичной обмотки. Оно проходит через кабель зажигания к искровому промежутку свечи зажигания и воспламеняет топливно-воздушную смесь в двигателе.
Принцип работы
Во время работы двигателя, переменный ток вырабатываемый высоковольтной обмоткой генератора подводиться к коммутатору в котором он накапливается в специальном емкостном накопителе (конденсаторе) — такой принцип накопления тока относится только к коммутаторам AC CDI. Есть еще менее распространенные коммутаторы типа DC CDI в которых для накопления используется постоянный ток от аккумуляторной батареи.
Отсюда и название системы CDI, от Capacitor Discharge Ignition — в вольном переводе звучит примерно так: «зажигание от разряда конденсатора»
При прохождении специального выступа на роторе генератора мимо индукционного датчика генератора в катушке датчика возникает знакопеременный импульс, который подается на управляющий моментом искрообразования специальный элемент в коммутаторе (тиристор), который выполняет роль электронного ключа. Далее, происходит следующее: тиристор под действием знакопеременного импульса от индукционного датчика генератора открывается и ток накопленный в конденсаторе в виде импульса выстреливает через него на первичную обмотку катушки зажигания.
При прохождении импульса через первичную обмотку возникает магнитная индукция под действием которой во вторичной обмотке наводиться электрический ток во много раз превышающий по напряжению ток поступивший на первичную обмотку. По сути, в катушке зажигания происходит самая, что ни наесть трансформация тока с более низкого (входящего) в более высокий (выходящий).
Ток, сформированный во вторичной обмотке, через высоковольтную цепь поступает на свечу зажигания и за счет своего высокого напряжения, порядка 18 000 — 20 000V с легкостью преодолевает сопротивление воздуха между электродами и образует искру.
Причины неисправности катушек зажигания
- Внутренние короткие замыкания.
Перегрев катушки, вызванный процессом старения, неисправным модулем зажигания или неисправным выходным каскадом в электронном блоке управления. - Неисправность в цепи питающего напряжения. Время зарядки катушки увеличивается из-за слишком низкого напряжения питания, что может привести к преждевременному износу или перегрузке блока управления зажиганием или выходных каскадов ЭБУ. Это может быть вызвано неисправной проводкой или разряженным аккумулятором.
- Механическое повреждение. Повреждение кабелей зажигания, неисправная прокладка клапанной крышки и утечки масла могут повредить изоляцию катушек. Это приводит к замыканиям и, следовательно, к преждевременному износу.
- Плохие контакты. Контактное сопротивление может увеличиваться из-за проникновения влаги в первичную и вторичную цепь.Это часто бывает после мойки двигателя.
Проверка катушек зажигания
Есть несколько способов проверить катушку зажигания. Это замена неисправной катушки на катушку с другого цилиндра, проверка сопротивления обмоток катушки, измерение питающего напряжения и проверка высокого напряжения. Разберемся подробнее.
Замена катушек
Замена катушки зажигания на катушку с другого цилиндра — это самый простой способ начать диагностику и очень хорошо работает на любом автомобиле.
В случае с неисправной катушкой зажигания у вас обычно будет пропуск зажигания на конкретном цилиндре. Допустим, у вас пропуски зажигания в 3 цилиндре.
Просто снимите другую катушку, например с цилиндра 2 и замените ее катушкой с цилиндра 3.Теперь, если у вас есть диагностический сканер или адаптер ELM327, вы можете стереть ошибки OBD2. Если нет, запомните, какой код ошибки у вас был.
Теперь заведите машину и дайте ей поработать несколько минут. Если катушка зажигания действительно была неисправна, то теперь вы увидите код ошибки «P0302. Пропуски зажигания во 2 цилиндре», поскольку неисправная катушка из цилиндра 3 была установлена на цилиндр 2. Теперь нужно снять неисправную катушку с цилиндра 2 и заменить на новую.
Если вы меняете катушки, а пропуски зажигания остаются в 3 цилиндре, значит проблема не в катушке. В этом случае может быть проблема с модулем зажигания, с разъемом катушки или проводом, со свечой зажигания, с топливной форсункой или механическая неисправность двигателя в этом цилиндре.
Визуальный осмотр
Внимательно осмотрите катушку на предмет признаков трещин, ожогов, плавления или токов утечки. Проверьте состояние пружинки внутри колпачка. Это часто указывает на проблему с катушкой, поэтому проверьте внимательно.
Проверка обмоток мультиметром
Будем проверять электрическое сопротивление первичной и вторичной обмотки. Главная проблема заключается в том, что вы не можете имитировать нагрузку или измерять катушку во время работы. Поэтому неисправные катушки все равно могут пройти этот тест, но при этом будут плохими.
Найдите в руководстве по ремонту или в интернете паспортные значения сопротивлений катушек зажигания вашего автомобиля. Если данных нет, можно сравнивать показания с заведомо исправной катушкой с другого цилиндра.
Цифры приблизительно будут такими:
- Цилиндрическая катушка зажигания: первичная обмотка: 0,5–2,0 Ом, вторичная: 8,0–19,0 кОм.
- Одноискровая или индивидуальная катушка зажигания: первичная обмотка: 0,3–1,0 Ом, вторичная: 8,0–15,0 кОм.
Снимаем катушку с двигателя. Для этого отключаем электрический разъем и выкручиваем болты крепления.
Нам надо будет проверить сначала сопротивление первичной, а затем вторичной обмотки. Включаем мультиметр на измерение сопротивления (Ом) в пределах до 200 Ом и подключаем к выводам первичной обмотки. Обычно это будут крайние 1 и 3 выводы на разъеме.
Затем повторяем эту операцию со вторичной обмоткой. Только на этот раз переключаем мультиметр на предел до 200 кОм. Один измерительный провод соединяем со средним штекером на на разъеме, а второй — с выводом на свечу.
Если показания выходят за пределы нормального диапазона сопротивления, необходимо заменить катушку зажигания.
Ноль означает, что в катушке внутреннее короткое замыкание. Чрезмерно высокое сопротивление означает, что в катушке обрыв. Дважды все проверьте, сравните измерения с исправной катушкой.
Проверка вторичной обмотки катушки с диодом
Если в катушку зажигания встроен высоковольтный диод для подавления искры, невозможно измерить сопротивление вторичной обмотки.
В этом случае полезно сделать следующее. Переключить мультиметр на измерение постоянного напряжения (DC). Подключить его последовательно между вторичной обмоткой катушки зажигания и аккумулятором. Если аккумулятор подключен в направлении диода, мультиметр должен показывать напряжение.
После изменения полярности соединений в направлении блокировки диода напряжение не должно отображаться. Если напряжения нет ни в одном из направлений, можно предположить, что во вторичной обмотке обрыв. Если напряжение есть в обоих направлениях, значит неисправен высоковольтный диод.
Высоковольтный генератор из катушки зажигания, кулера и мосфета – легко и доступно
Всем здравствуйте! В сети множество схем высоковольтных генераторов отличающихся по мощности, по сложности сборки, по цене и доступности компонентов. Данная самоделка собрана из практически бросовых деталей, собрать ее сможет любой желающий. Собирался этот генератор, скажем так, для ознакомительных целей и всевозможных опытов с электричеством высокого напряжения. Примерный максимум этого генератора 20 киловольт. Так как в качестве источника питания для этого генератора не используется сетевое напряжение это дополнительный плюс с точки зрения безопасности.
На фото все необходимые детали, для сборки высоковольтного генератора.
Для сборки потребуется:
Катушка зажигания от ВАЗа Кулер с датчиком холла
«N» канальный мосфет Резисторы на 100 Ом и 10 кОм Соединительные изолированные провода Паяльник Клеммная колодка (необязательно) Радиатор для мосфета Несколько саморезов Фанерное основание для крепления деталей
Это схема данного генератора.
Кому интересно попробую рассказать подробнее. В качестве генератора импульсов используется кулер охлаждения от компьютера или аналогичный на 12 вольт, но с одним условием – в нем должен быть встроенный датчик холла. Именно датчик холла и будет генерировать импульсы для высоковольтного трансформатора, в качестве которого, в данном случае, используется катушка зажигания от автомобиля. Выбрать подходящий вентилятор очень просто, как правило, он имеет три ввода.
На фото видно наличие трех выводов. Стандартная расцветка это красный вывод плюс питания, черный – общий (земля) и желтый – выход с датчика холла. При подаче питания на вентилятор на выходе (желтый провод) получаем импульсы, частота которых зависит от оборотов электромотора данного кулера и чем выше напряжение, тем выше частота импульсов. Повышать напряжение следует в разумных пределах — примерно 12-15 вольт, чтоб не спалить кулер и всю схему. Получаемый импульсный сигнал предстоит подать на катушку зажигания, но его необходимо усилить.
В качестве силового ключа использовал «N» канальный полевой транзистор (мосфет) IRFS640A подойдут и другие с аналогичными параметрами, или примерные на ток 5-10 ампер и напряжение вольт 50 для надежности. Мосфеты присутствуют практически во всех современных электронных схемах, будь то материнская плата компьютера или пусковая схема энергосберегающей лампы, а значит, найти подходящий не возникнет проблем.
Катушка зажигания от автомобилей ВАЗ «классика» Б117-А имеет три вывода. Центральный это высоковольтный выход, «Б+» это плюсовой 12 вольт, и общий «К» — возможно не маркируется.
Изначально схем состояла из трех компонентов: кулер, мосфет и катушка, но через непродолжительное время работы ломалась, так как выходили из строя либо мосфет, либо датчик холла. Выход – установка резисторов на 100 Ом для ограничения пускового тока с датчика холла на затвор, и подтягивающий резистор 10кОм для запирания мосфета при отсутствии импульса.
При сборке схемы транзистор следует устанавливать на радиатор желательно с применением термопасты, так как нагрев при работе существенный.
Разъем от кулера использовал в качестве клеммной колодки для подключения мосфета. В результате необходимость в пайке транзистора отпала, для подключения или замены достаточно соединить колодку с выводами транзистора.
Вентилятор закрепил сверху радиатора при помощи двух саморезов. В результате получилось, что кулер играет двойную роль – как генератор импульсов и как дополнительное охлаждение.
Подключаем питание 12-14 вольт от аккумулятора и пробуем в работе.
Для молний по дереву данный агрегат конечно слабоват, но что такое высокое напряжение с данной самоделкой — оценить можно.
Доставка новых самоделок на почту
Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
usamodelkina.ru
Проверка питающего напряжения
Для проверки питающего напряжения катушки зажигания нам понадобится отключить топливный насос. Это нужно для того, чтобы двигатель не запускался во время проверки. Для этого находим и отключаем предохранитель бензонасоса.
Далее, отключаем питающий разъем с катушки зажигания. Берем канцелярскую скрепку, делаем из нее два проводника и вставляем в фишку питающего разъема. Подключаем мультиметр, лучше использовать зажимы типа «крокодил». Мультиметр в режиме постоянное напряжение (DC).
Теперь просто включите зажигание. Мультиметр должен показывать 0 вольт. Далее пытаемся завести двигатель, он не запустится, т. к. бензонасос отключен. В это время на катушки зажигания будет приходить пульсирующее напряжение 0-12 В. Это должно отображаться в показаниях мультиметра.
Если напряжение на разъем не приходит, нужно проверить проводку и разъемы на предмет повреждений и коррозии. После всех измерений подключите обратно предохранитель топливного насоса.
После того, как вы найдете неисправную катушку зажигания, просто замените ее на новую. Никаких дополнительных действий не требуется.
Предыдущая запись Электронная педаль газа
Следующая запись Combiloader 2.1.8 — программа для прошивки ВАЗ, ГАЗ, УАЗ
