Как самому сделать незамерзайку: 5 рецептов со спиртом и без
- Описание магазинного состава стандартной незамерзающей жидкости
- 5 рецептов незамерзайки
- Аптечный спирт
- На основе изопропила
- Раствор для мытья посуды
- На основе уксуса
- Нашатырь в качестве базы
- Заключение
Незамерзайка или жидкость, предназначенная для очищения лобового стекла в морозную погоду, должна обладать необходимыми параметрами и качественно выполнять свое дело. Однако не в каждом магазине продается этот товар с соответствующим всем параметрам качеством. Даже заплатив за него приличную сумму, можно получить не то, что хочется. Поэтому многие люди, имеющие автомобиль, задаются вопросом, как же готовится незамерзайка своими руками для авто без спирта или с ним? В этой статье мы подробно рассмотрим возможность ее приготовления с добавлением наиболее популярных ингредиентов.
Описание магазинного состава стандартной незамерзающей жидкости
Для начала нужно разобраться, как делается эта жидкость, и в чем причина ее стабильного состояния при морозах. Если в ее состав для использования летом добавляются вода и отдушки, то зимний отличается наличием дополнительных компонентов. Обычно при производстве любой незамерзайки используется вода и спирт, именно последний не дает ей замерзнуть при отрицательной температуре.
Можно купить готовую незамерзайку или сделать её своими руками
Но следует быть осторожным – нельзя брать жидкость с содержанием метанола, ведь он запрещен законодательством из-за опасности отравления ядовитыми парами. Некоторые недобросовестные производители добавляют этот ингредиент. Это можно определить по отсутствию какого-либо запаха у незамерзайки.
Наиболее оптимальным компонентом незамерзайки считается этиловый спирт, который является основой многих вино-водочных изделий. Однако это вещество облагается высоким акцизом, вследствие чего такая жидкость стоила бы баснословных денег. Поэтому намного выгоднее и проще было бы использовать обычную водку,смешанную с водой.
Чаще всего при производстве омывающей жидкости используется изопропиловый спирт, который можно встретить практически в любой магазинной незамерзайке. Этот ингредиент стоит дороже, чем вышеописанные вещества, однако, не является причиной такого количества вредных испарений. Сильный запах ацетона свидетельствует о том, что незамерзайка была произведена именно из изопропила.
Магазинная незамерзайка, помимо основных своих компонентов – спирта и воды, может содержать этиленгликоль, различные ПАВ, отдушки и красители.
Состав незамерзайки указан на каждой упаковке
Состав незамерзайки для авто и пропорции компонентов будут следующими:
- От 25 до 75 % – таково процентное содержание спирта в незамерзайках. Оно находится в прямой зависимости от температуры окружающей среды во время движения автомобиля. При -30 и -35 градусах его доля должна доходить до 75% для того, чтобы незамерзайка находилась в жидком состоянии.
- Вода. Отсутствие примесей в ней является обязательным условием. В таком виде производитель гарантирует на выходе качественный раствор, не оставляющий разводов и осадков после мытья. Доля ее содержания может варьироваться от 22 до 72%.
- Поверхносто-активные вещества, добавляемые в незамерзайку, могут составлять до 1%, а красители – 0,001%. Содержание других ингредиентов составляет 0,5-0,8% в общем количестве этой жидкости.
Зачастую водители приобретают нужные ингредиенты и сами готовят хороший продукт. Если знать, как правильно и в какой пропорции нужно смешивать все компоненты, то самостоятельное производство данного средства не составит особого труда. Как самому сделать незамерзайку в домашних условиях, будет рассказано ниже.
5 рецептов незамерзайки
Аптечный спирт
Наиболее традиционный способ изготовления основан на использовании обычного аптечного спирта. Для изготовления состава берут его 70%-ный раствор в количестве 3 стаканов, затем смешивают с 2 литрами воды и 25 г стирального порошка. Такая смесь считается довольно эффективным средством для очищения стекол в зимний мороз.
Аптечный спирт
На основе изопропила
Один из недорогих рецептов по стоимости, но опасный по составу – с применением изопропила. Опытные автовладельцы не рекомендуют такое средство, так как оно агрессивно действует на резину и некоторые части автомобиля, но многих привлекает его дешевизна.
Чтобы приготовить его, нужно наполнить емкость изопропанолом на 20% и дистиллированной водой – на 80%. Также позволительно использовать дополнительные ингредиенты, например ароматизаторы.
Раствор для мытья посуды
Простой и безопасный рецепт основан на использовании жидкости для мытья посуды. Разбавляется 50 мл качественного средства с 3 л воды, и чистота стекол обеспечена. Такой способ дает возможность избегать лишней возни со спиртом или кислотами, кроме того, его ингредиенты стоят недорого.
Раствор для мытья посуды
На основе уксуса
Достаточно безопасное средство для очистки стекол – это незамерзайка своими руками для авто без спирта. Нужно просто использовать уксус и воду, которые берутся 1:1. Этот раствор позволит успешно бороться с наледью на стеклах даже при -15 градусов. Однако когда на улице тепло, это средство нежелательно применять, така как имеется риск проникновения ядовитых газов в автомобиль.
Уксус
Нашатырь в качестве базы
Омывающая жидкость на аммиаке считается эффективной и хорошо очищающей стекла автомобиля, однако ее нельзя использовать во время морозной погоды. Чтобы ее приготовить, нужно взять 1 стакан аммиачного раствора и 3 стакана воды. Также в состав можно добавить 1,5 стакана уксуса. Это делается для усиления защитных свойств данной жидкости. Одним из недостатков такого раствора считается специфический запах.
Нашатырь
Заключение
Качество незамерзайки является залогом безопасности движения автомашины зимой. Приобретая магазинный товар, лучше отдать предпочтение продукции проверенного производителя. В случае приготовления такой жидкости в домашних условиях высококачественные компоненты, примененные в ее производстве, станут гарантом безопасности состава незамерзайки.
А вы покупаете незамерзайку или предпочитаете делать ее сами?
Приготовление незамерзающей жидкости своими руками
Эксплуатация автомобиля в холодное время года невозможна без использования незамерзающей жидкости. Что лучше: купить ее в магазине или приготовить самому?
👉 Неприятности с магазинной незамерзайкой
Буквально каждый второй водитель со стажем может вспомнить хотя бы один случай, когда приобретенная в магазине незамерзающая жидкость под воздействием низких температур либо замерзала в бачке омывателя стекла, либо становилась желеобразной и настолько густой, что протолкнуть ее через форсунки распылителей не мог никакой, даже самый сильный насос.
Лишь очень немногие автолюбители готовы платить большие деньги за качественную незамерзайку, большинство же владельцев машин стремятся приобрести недорогую замерзающую жидкость. И производители фальсификата с удовольствием удовлетворяют их запросы, наполнив рынок незамерзающих жидкостей так называемой «продукцией», состоящей из дешевого растворителя, разведенного водой, а то и представляющей собой обычную воду, подкрашенную красителем.
Агрессивные вещества, входящие в состав упомянутого растворителя, способны за один сезон разрушить как лакокрасочное покрытие кузова, так и его резиновые детали.
👉 Из чего состоит незамерзающая жидкость
Основным компонентом незамерзайки является спирт. Именно благодаря ему удается снизить температуру кристаллизации и замерзания омывающей жидкости. Ранее для производства незамерзайки использовался пищевой этиловый спирт. Он — не ядовит, не токсичен, не имеет неприятного запаха, однако в сравнении с другими видами спирта имеет очень высокую стоимость.
Более дешевым аналогом этилового является метиловый спирт, имеющий низкую температуру замерзания и практически полное отсутствие запаха. Из-за ядовитости метилового спирта его использование для производства незамерзающей жидкости напрочь запрещено в одних странах, в других же он является неизменным ингредиентом незамерзайки.
Изопропиловый спирт дешевле этанола и к тому же не ядовит, а потому широко используется для изготовления жидкостей-омывателей. Его единственный недостаток – резкий неприятный «аромат», очень похожий на запах ацетона.
Помимо спирта, в состав незамерзайки входит очищенная вода, позволяющая уменьшить стоимость конечного продукта, моющие средства, различные отдушки, призванные скрыть неприятный запах приготовленного раствора и красители, придающие жидкости привлекательный товарный вид.
👉 Приготовление незамерзайки своими руками
После изучения состава незамерзающей жидкости, ее самостоятельное приготовление вряд ли вызовет затруднения у кого-либо. Какой спирт брать для самодельной незамерзайки — решать вам, исходя из собственных возможностей и предпочтений.
Воду для приготовления омывающей жидкости лучше всего брать дистиллированную, сгодится также отфильтрованная, в крайнем случае, воде нужно дать хотя бы отстояться, чтобы уменьшить образование налета в трубках и жиклерах омывателя стекла.
В каких пропорциях смешивать спирт и воду? Все зависит от того, жидкость с какой температурой замерзания вы желаете получить.
Процентное содержание спирта, % Температура замерзания раствора, °C
0% 0°C
10% -4°C
20% -7°C
30% -15°C
40% -18°C
50% -21°C
60% -23°C
70% -29°C
80% -37°C
Приготовив раствор с 10% содержанием в нем спирта (1 часть спирта и 9 частей воды), не стоит надеяться на то, что он выдержит лютые морозы, ведь температура его замерзания, согласно таблице, составляет -4°C.
Смешав 6 частей спирта и 4 части воды (60% раствор), получим незамерзайку, которая устроит подавляющее большинство автолюбителей, поскольку ее кристаллизация начинается лишь при температуре -23°C.
К приготовленному раствору останется добавить 40-50 мл любого моющего средства или автомобильного шампуня и после перемешивания заполнить им бачок стеклоомывателя.
Удачи вам
Как сделать зимнюю омывайку незамерзайку своими руками
Незамерзайка – народное название смеси жидкости омывателя стекла, применяемого в автомобилях во время зимней эксплуатации. Так же часто этот термин используют в качестве жидкости, используемой в температурных контурах систем охлаждения и отопления, но эта статья не про них.
Незамерзайка стоит совсем не дешево, если сравнивать с летней омывающей жидкостью. Причина этого очевидна – более сложный состав (его, подробно, мы распишем чуть ниже).
Основной задачей незамерзайки, как и летней омывайки, является очистка лобового стекла автомобиля от грязи (некоторые используют ее для ускоренного размораживания лобового стекла во время прогрева). Требуемые характеристики – отсутствие эффекта кристаллизации (замерзания) жидкости при определенной температуре, эффективная очистка поверхности от загрязнений, безвредность для человеческого организма.
Состав незамерзайки
Типовой состав любой зимней омывающей жидкости для автомобиля будет таким:
- Спирт
- ПАВ
- Вода
- Отдушка
- Краситель
Как видно – первые три составляющие являются ключевыми, отдушка и краситель – лишь добавки, без которых жидкость и так будет работать.
Спирты применяются разные и это не маловажный фактор при выборе или изготовлении незамерзайки своими руками. Основные спирты, используемые для изготовления зимней омывающей жидкости – это метанол (35% раствор с водой), этанол (40% раствор с водой), изопропанол (45% раствор с водой). Так как метанол на территории нашей страны запрещен – широкое применение получил этанол. Применяют его как в виде раствора (45%), так и в «чистом» виде (94%, этиловый спирт).
Этиловый спирт замерзает при температуре -114,1 градуса Цельсия. Ниже вы увидите таблицу соотношения концентрации этилового спирта и температуру его замерзания. Источник – Википедия.
Массовая доля содержания этилового спирта, % | Температура замерзания, градусы Цельсия |
---|---|
11 | -5 |
19,1 | -10 |
24,2 | -14 |
31,2 | -20 |
44,8 | -30 |
48,2 | -35 |
54,75 | -40 |
61,5 | -45 |
70,3 | -50 |
То есть, чтобы зимняя жидкость стеклоомывателя не замерзла при температуре -30, необходимо сделать водный раствор, содержание спирта в котором будет больше 44,8%, другими словами, 450 грамм спирта на 550 грамм воды нам уже подходит. Обратите внимание, что мерные единицы именно граммы, а не миллилитры.
Существует альтернатива этиловому спирту – спирт изопропиловый, но он намного дороже и его морозостойкие характеристики хуже.
Массовая доля содержания изопропилового спирта, % | Температура замерзания, градусы Цельсия |
---|---|
10 | -5 |
20 | -10 |
25 | -14 |
42 | -20 |
61 | -30 |
70 | -35 |
79 | -40 |
76 | -45 |
81 | -50 |
Этих данных нам уже достаточно для того, чтобы самостоятельно изготовить зимнюю омывайку. Однако, мы предложим вам рецептуры не только на основе спирта, но и других веществ. Дело в том, что спиртовые рецептуры имеют огромный минус – стойкий запах спирта, который активно проникает в салон. Понятно, что хорошего от этого мало, но более того – водителю может стать плохо во время движения, поэтому, от части, такие омывайки даже опасны. Изопропиловый спирт таким недостатком не обладает.
Далее, мы предложим вам несколько рецептов, но не все они будут на основе спиртов. Плюсы и недостатки оных мы так же опишем. Кроме того, в конце каждой рецептуры будет произведен экономический расчет себестоимости такого продукта, а уже в конце статьи мы сможем подвести итог рентабельности нашей затеи. Расчет будет производиться исходя из следующих данных (приблизительных):
Наименование | Количество | Стоимость, рубли |
---|---|---|
Изопропиловый спирт | 10 грамм | 0,31 |
Этиловый спирт | 10 грамм | 0,23 |
Вода | 10 грамм | 0,03 |
ПАВ (автошампунь) | 10 грамм | 2 |
Незамерзайка своими руками на основе этилового спирта
Мы предложим рецептуру для 1 кг омывайки, которая выдежит температуру до -30 градусов. Если вам нужен другой температурный диапазон – выбирайте концентрацию на основе таблицы, представленной в начале статьи, а в разделе «Состав незамерзайки».
На один литр незамерзайки из этилового спирта вам понадобится:
- Этиловый спирт 94% – 450 грамм
- Вода – 550 грамм
- ПАВ – 20 грамм
- Отдушка и краситель – по желанию
Процесс приготовления крайне прост – просто замешиваем все это в одной таре. В качестве ПАВ можете использовать любое моющее средство, которое есть под рукой. Однако, если вы хотите сделать качественный продукт (на подобии тех, что продаются на заправке по 500 рублей за 5 литров), лучше воспользоваться автомобильным шампунем и чистой дистиллированной водой.
Почему лучше всего использовать дистиллированную воду мы уже рассказывали в статье про летнюю омывайку. Если коротко – водопроводная вода содержит кучу примесей, который осядут на поверхностях моющего механизма и в итоге забьют его, выведут из строя, это же относится и к «Фэйри» – он сушит резину, оставляет налет. В качестве шампуня можно использовать любую годную автохимию из самых доступных. Пропорции тут не шибко важны, даем вам свободу для творчества. Мы на 1 кг такой омывайки добавляли 20 грамм шампуня.
Важно – мы все пропорции даем в граммах, а это единица измерения массы. Объем (литраж) полученного продукта в числовом значении будет больше массы!
В качестве отдушки можно использовать любое эфирное масло или даже духи. В роли красителя так же подойдут любые пищевые красители, марганцовка, синька, таблетки для туалета – не важно, главное не переборщить.
Итого: 45*0,23+55*0,03+2*2= 16 рублей.
Незамерзайка на основе изопропилового спирта
Для самостоятельного приготовления 1 кг зимней омывайки, которая выдержит морозы в -30 градусов Цельсия, из изопропилового спирта вам понадобится:
- Изопропиловый спирт – 680 грамм
- Вода – 320 грамм
- ПАВ – 20 грамм
- Отдушка и краситель – по желанию
Процесс изготовления аналогичный, но, как видите, самого дорогого продукта нам нужно на 51,1% больше! Все остальное – как и в случае с первым рецептом.
Итого: 68*0,31+32*0,03+2*2=26,04 рублей.
Зимняя омывайка своими руками на основе уксуса
Заметьте, что я употребил слово «омывайка», а не «незамерзайка». Дело в том, что в свободном доступе имеется уксус концентрацией 6, 9 и 12%, а он замерзает при температуре -2, -3 и -4 градуса Цельсия соответственно. Очевидно, что размешав его с водой – мы не получим качественный продукт. Да, возможно, при -5 она еще будет «жить», но на серьезные температуры рассчитывать не стоит.
Даже для поддержания жидкого состояния при температуре -5 градусов Цельсия потребуется раствор 1:1, то есть 500 грамм уксуса 12% на 500 грамм воды. Если раздобудете 70% или 90% уксус – даже при такой концентрации максимум можно рассчитывать на -10 градусов Цельсия. Конечно, можно забадяжить больше уксуса, но тогда и вы, и машина пропахнут этим кислым ароматом. Резинки и ЛКП автомобиля при такой эксплуатации тоже долго не прослужат.
Итого: 35 (именно столько стоит самый дешевый 12% уксус в 500 мл таре)+1,5+4=55,5 рублей.
Незамерзайка на основе аммиака
Нашатырный спирт – отличная альтернатива этанолу и изопропилу. У аммиака довольно доступный ценник, но он не лишен главного недостатка дешевого этанола – жуткого запаха, и даже больше – использование его пагубно для ЛКП.
Для рядового гражданина к покупке доступны 8, 13, 19 и 25-процентные водные растворы аммиака. Градиент замерзания тоже интересный – 8% кристаллизуется при -10, 13% при -20, 19% при -30 и 25% при -40 градусах Цельсия.
То есть, использовав 500 мл аммиака 25% и 500 мл воды мы получим омывайку, которая замерзнет при -20 градусах Цельсия. Ну тоже такое себе. При этом за 1 литр аммиака вы отдадите в районе 200 рублей.
Итого: 100+1,5+4=105,5 рублей.
Можно ли смешивать зимнюю и летнюю омывайку
Да, зимнююю и летнюю омывайку можно смешивать – ничего плохого от этого не произойдет. По факту, вы лишь разбавите смесь, снизив процентное содержание спирта.
Можно ли использовать зимнюю омывайку летом
Вы можете использовать зимнюю омывайку летом, но в этом нет абсолютно никакого смысла, лишь пустая трата денег. Повторимся – спирт, как таковой, не очень эффективно справляется с грязью и даже с останками насекомых, за него это делают другие добавки. Его главная задача – добиться морозостойкости для омывающей жидкости.
А чтобы сэкономить деньги – мы написали для вас несколько рецептур, по которым вы сможете сделать летнюю омывайку своими руками.
Выводы
Как видите – сделать зимнюю омывайку своими руками очень просто, ведь она не требовательна к моющему веществу, а «незамерзающие жидкости» находятся в свободном доступе. Концентрацию и рецептуру необходимо подбирать исходя из региона эксплуатации. Очевидно, что в южных регионах и средней полосе варианты с 45% долей этанола не нужны от слова совсем, а снижение массовой доли спирта пропорционально снизит себестоимость омывайки. Для северных регионов рецептура на уксусе и вовсе не годится, а вот в Москве и южнее – очень даже неплохо зайдет (при условии Европейской зимы).
Однако, подведем финансовый итог. Самая дешевая зимняя омывайка до -30 градусов Цельсия с хорошими отзывами на Яндекс.Маркете стоит около 120 рублей, но это без учета доставки, так что смело повышаем ценник до 170 рублей. Самая дорогая стоят 700 рублей, но опять докидываем доставку – 750 рублей. Это стоимость тары за 5 литров.
Наши кустарные продукты получили следующую себестоимость за 5 литров:
- На основе этанола – 80 рублей
- На основе изопропила – 132 рубля
- На основе уксуса – 277 рублей
- На основе аммиака – 527,5 рублей
Выставив фильтр по составу на Яндекс.Маркете, смело можем предположить, что незамерзайки до 300 рублей – на основе этанола, а среди товаров дороже 300 рублей уже можно найти и продукцию с содержанием изопропилового спирта. На основе этого можно сделать следующие выводы:
- Да, делать зимнюю омывайку незамерзайку своими руками – выгодно, даже если сравнивать с самым низом рынка
- Можно использовать качественные компоненты (тот же изопропиловый спирт) и все равно выигрывать 100% и более от стоимости на рынке
- Кустарные омывайки без спирта – это дорого и не практично.
Стоит учесть еще некоторые моменты, касательно самостоятельного изготовления зимней стеклоомывающей жидкости для автомобиля – на ее изготовление (какое-никакое), закупку ингредиентов вы тратите свое личное время, а в магазине максимум потребуется выстоять небольшую очередь; продукт, изготовленный своими руками по нашей рецептуре является гипоаллергенным и безопасен для людей с соответствующими проблемами со здоровьем.
Если вам понравилась и даже пригодилась эта статья – пожалуйста, добавьте ее в закладки и обязательно поделитесь ею с друзьями в социальных сетях, а так же оцените ее на то количество звезд, сколько она заслуживает. Есть интересные рецепты? Делись ими в комментариях!
Что делать, если омывайка замерзла в бачке
Есть несколько способов разморозить омывающую жидкость в бачке омывателя:
- Отогреть машину в теплом помещении
- Разморозить бачок кипятком
- Разморозить бачок спиртом
- Расплавить лед прогревом автомобиля
Самый простой способ – это загнать автомобиль в теплый гараж или бокс и дать ей там отстояться 1-2 часа. В дополнение, чтобы ускорить процесс разморозки омывающей жидкости, можно использовать фен или любой другой прибор, чтобы создать поток теплого воздуха. Главное – не переусердствовать с температурой.
Можно разморозить бачок кипятком – просто вливаем его внутрь, в дополнение можно аккуратно обдать кипятком корпус бака, но в этом случае есть вероятность того, что бачок лопнет.
Со льдом отлично справляется чистый спирт (можно использовать даже водку), но процесс этот не быстрый. Так же заливаем жидкость внутрь бака.
Самый банальный способ – прогреть подкапотное пространство автомобиля, то есть просто заводим машину и ждем, пока бачок сам отойдет. Чтобы ускорить процесс – можно подложить картонку перед радиатором, чтобы при достижении высокой температуры двигатель отдавал меньше тепла наружу, а картонка еще и позволит рассеивать теплый ввоздух по подкапотному пространству.
Что делать если замерзли форсунки омывателя
Если замерзли форсунки омывателя – так же можно поставить автомобиль в теплый бок на пол часа, этого вполне достаточно. Метод с прогревом двигателя тут работает слабо – трубки подачи омывайки может и разморозятся, но сами форсунки – нет. Хотя сами трубки замерзают очень редко.
Если замерзла сама форсунка – можно попробовать убрать наледь с поверхности выпускного канала. Если есть возможность – можно купить шприц с тоненькой иголкой и через этот канал ввести спирт или кипяток (лучше, конечно, спирт).
Как-то раз, наш редактор поехал в дальнюю дорогу и не проверил работоспособность форсунок, а те – замерзли. Выяснил он это уже через 90 км пути. Само собой, шприца под рукой не оказалось, зато была омывайка (которая, кстати, и замерзла в форсунке). Он просто полил омывайки на выходной канал форсунки и она заработала (потребовалось 2 или 3 прохода, суммарно это заняло около 2 минут).
Катушка зажигания: как работает, где находится, основные неисправности
Катушка зажигания (на ВАЗ и других авто с карбюратором или инжектором) — важный элемент в системе зажигания, который обеспечивает создание высокого напряжения путем преобразования низкого напряжения от генератора или аккумуляторной батареи автомобиля. Далее разряд по ВВ — проводам передается на свечи зажигания.
В случае полной неработоспособности катушки зажигания автомобиль не заведется, то есть двигатель не запустится. Если же возникнут сбои, двигатель будет работать нестабильно. Далее мы рассмотрим более подробно, что представляет собой катушка зажигания, типы катушек, как работает катушка, где находится и т. д.
Конструктивные особенности и принцип работы катушки зажигания
Итак, сразу отметим, что возникающее в катушке высоковольтное напряжение, вызывая искру между электродами свечи зажигания, обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндрах ДВС. При этом соблюдая правила эксплуатации и проведения ТО катушки зажигания, можно увеличить не только ее срок службы, но и избежать нежелательных поломок.
Схема катушки зажигания и основные ее составляющие:
- корпус;
- изолятор, изоляционная бумага;
- первичная, вторичная обмотки и изоляция между ними;
- центральная клемма и ее пружина;
- клеммы выводов первичной обмотки и клемма вывода вторичной;
- сердечник;
- каркас вторичной обмотки и наружная изоляция первичной обмотки;
- наружный магнитопровод;
- провода на катушку зажигания;
- первичная обмотка – от 100 до 150 витков толстой медной проволоки (на крышке катушки зажигания находятся два вывода номиналом 12 Вольт);
- вторичная обмотка – от 15000 до 30000 витков тонкой медной проволоки (импульсное напряжение, поступающее к свечам зажигания до 35000 Вольт).
Работа катушки зажигания аналогична работе трансформатора и заключается в следующем:
- подаваемое напряжение на цепь первичной обмотки создает магнитное поле в катушке;
- далее происходит генерация и самоиндуцирование напряжения посредством вторичной обмотки катушки за счет толщины и количества витков проволоки;
- через центральную клемму катушки, с помощью распределительного устройства, происходит вывод преобразованного напряжения на свечи зажигания.
Также выделяют основные типы катушек. Существует несколько вариантов: индивидуальная, общая (катушка зажигания бесконтактная) и сдвоенная. Каждая из них имеет свою конструкцию и схему подключения.
- Общие катушки зажигания применяются в электронной системе зажигания с распределителем, бесконтактной и контактной системах зажигания. Корпус устройства может быть изготовлен из алюминия или из листовой стали, сердечник устройства, на который монтируется изоляционная трубка (сверху устанавливается вторичный элемент), выполнен из изолированных относительно друг друга электротехнических стальных пластин. Продолжительность фаз во время разряда искры — до полутора секунд, а рабочее значение энергии от 15 до 20мДж;
- Индивидуальные катушки зажигания применяются в системах прямого электронного зажигания. Катушка монтируется на свечу и имеет две обмотки (первичный элемент устанавливается внутри вторичного, то есть один сердечник находится внутри первичного устройства, а второй вокруг вторичного). Катушка имеет диод высокого напряжения, с помощью которого происходит оперативное отсекание высоковольтного тока на вторичном устройстве. Передача высоковольтного сигнала производится посредством наконечника, состоящего из пружинного элемента, изоляционного слоя и высоковольтного стержня;
- Сдвоенные катушки зажигания (двухвыводные катушки зажигания) применяются во многих электронных системах прямого зажигания. Катушка оснащена двумя высоковольтными выводами, посредством которых обеспечивается синхронность получения искры на свечах, установленных на двух цилиндрах. Подключение к свечам может быть выполнено двумя способами: путем использования высоковольтных кабелей, посредством соединения с наконечником и кабелем высокого напряжения. Две сдвоенные катушки могут устанавливать по паре в одном блоке (четырехвыводная катушка зажигания). Если в конструкции устройства используют распределительный узел, подача искры будет осуществляться на два цилиндра двигателя.
Где стоит катушка зажигания и как выполняется замена
Точное месторасположение катушки зажигания можно узнать из сервисного руководства по эксплуатации. Например, на автомобилях ВАЗ, как правило, катушка расположена в моторном отсеке под капотом автомобиля на крыле. Также она может стоять на разделительной перегородке, отделяющей салон автомобиля от моторного отсека. В некоторых других случаях устройство может быть расположено непосредственно на ДВС автомобиля.
Особенности расположения разных типов катушек:
- индивидуальная катушка может находиться над свечами зажигания цилиндров;
- сдвоенная катушка может находиться на перегородке подкапотного пространства.
Если рассматривать рекомендации по эксплуатации и основные неисправности, а также демонтаж и установку катушки зажигания, нужно учесть ряд особенностей. Первое, для бесперебойной работы такого устройства как катушка зажигания, необходимо придерживаться следующих правил эксплуатации:
- нельзя на длительное время оставлять включенным зажиганием без запуска ДВС;
- своевременно проводить ТО устройства (очистка и проверка состояния проводов, корпуса катушки);
Также важно понимать, что при длительной эксплуатации или при неправильном использовании могут возникнуть такие неисправности, как:
- появления замыкания в обмотках катушки (перегрев трансформаторного узла);
- использование катушки зажигания при высоких температурах длительное время (более 150 градусов);
- повреждение высоковольтного кабеля и т.д.
Далее рассмотрим замену и установку катушки зажигания на примере ВАЗ 2114:
- сначала выполняется отключение минусовой клеммы с АКБ автомобиля;
- затем нужно снять от катушки отключить высоковольтные провода;
- ключом на «13» выкрутить два крепежных элемента, а ключом на «7» ослабить один болт крепления катушки;
- вынуть модуль и шестигранником открутить катушку зажигания от держателя;
- далее выполняется ремонт (старое устройство) либо замена на новую катушку;
- установка проводится в обратном порядке.
При этом важно, чтобы соблюдался порядок расположения высоковольтных проводов, так как ошибки приведут к сбоям в работе всей системы зажигания.
Что в итоге
Как видно, катушки разных типов по принципу действия практически не отличаются друг от друга. Однако конструктивные отличия часто не позволяют устройствам быть взаимозаменяемыми.
Также важно проверять катушку при малейшем подозрении на появление неисправностей. В ряде случаев проблемы с данным элементом имеют свойство быстро прогрессировать. По этой причине нужно знать, как поверить катушку зажигания, а также когда и в каких случаях это нужно делать.
Тюнинг и модернизация свечей зажигания своими руками для улучшения топливной экономичности и других характеристик ДВС. Как самому доработать свечи.
Что делать, если пропала искра зажигания. Диагностика отдельных элементов: свечи, катушка, модуль зажигания. Как проверить искру на инжекторном моторе.
Признаки неисправности или пробоя высоковольтного свечного провода системы зажигания. Как проверить автомобильные бронепровода своими руками.
Признаки неисправности свечей зажигания. Оценка состояния свечи при визуальном осмотре, способы проверки свечей зажигания. Налет на электродах свечи.
Частые причины, по которым возникают проблемы с запуском двигателя автомобиля, мотор заводится с перебоями или у ДВС наблюдается полный отказ запускаться.
Основные причины попадания моторного масла в свеченые колодцы. Что делать водителю, если масло течет в свечной колодец, как провести ремонт своими руками.
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
- Виды катушек зажигания
- Классическая конструкция катушки зажигания
- Конструктивные отличия индивидуальных катушек
- Двухвыводные катушки зажигания
- Сухие и маслозаполненные катушки
- Срок службы и неисправности катушек зажигания
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.
Как работает катушка зажигания в автомобиле?
Подаваемая в цилиндры двигателя горючая смесь воспламеняется искрой, проскакивающей в нужный момент между электродами свечи. Столь мощный искровой разряд создается электрическим импульсом высокого напряжения. Чтобы понять, как это реализовано в автомобиле, стоит изучить конструкцию и принцип работы катушки зажигания, играющей в данном процессе главную роль.
Зачем нужна катушка?
Для своевременного и полного сжигания топливовоздушной смеси в цилиндре необходимо выдержать ряд условий:
- мощность электрического разряда порядка 20 тыс. вольт;
- подача импульса на свечу при достижении поршнем верхней точки с опережением 5° оборота коленчатого вала;
- зазор между электродами – 0,8–1,0 мм.
За выполнение первого условия отвечает именно высоковольтная катушка. Общеизвестно, что напряжение бортовой сети транспортных средств составляет 12 В, на некоторых грузовиках (например, КаМАЗ) – 24 В. Подобные характеристики не подходят для уверенного искрообразования.
Чтобы создать мощную искру, пробивающую воздушную прослойку шириной 1 мм, низкое напряжение необходимо преобразовать и создать более высокий потенциал – около 20 кВ. Для этого служит высоковольтная катушка зажигания, которая работает в составе системы следующим образом:
- Когда поршень в одном из цилиндров приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), завершается такт сжатия.
- Электронный блок управления, получающий информацию от датчика положения коленчатого вала, дает команду на искрообразование, отправляя сигнал размыкающему реле.
- В режиме ожидания катушка постоянно находится под напряжением бортовой сети – 12 В. Реле по команде контроллера размыкает данную цепь и питание обмотки прекращается.
- В момент разрыва элемент вырабатывает высоковольтный импульс, отправляемый по изолированным проводам к электродам соответствующей свечи.
Справка. Описанный алгоритм применяется на автомобилях с прошлого века. Тогда разрыв цепи питания обеспечивал кулачковый вал распределителя зажигания, размыкающий контакты механическим способом.
Отсюда становится понятно назначение катушки зажигания – образование кратковременного высоковольтного импульса, пользуясь низким напряжением от аккумуляторной батареи. Как это происходит внутри элемента, читайте в следующем разделе.
Конструкция и принцип действия
Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:
- металлический сердечник подключен к основному контакту, соединяемому с центральным электродом свечи зажигания посредством высоковольтного провода;
- вокруг сердечника выполнена вторичная обмотка, состоящая из большого числа витков тонкого медного проводника с изоляцией;
- поверх вторичной обмотки предусмотрен слой диэлектрика и небольшое количество витков толстой медной проволоки – первичная обмотка;
- сердечник с обмотками помещен внутрь герметичного пластикового корпуса, наполненного трансформаторным маслом;
- обмотки подключены по последовательной схеме, 2 соединенных конца выведены на одну внешнюю клемму, два других – на отдельные контакты.
Примечание. Характеристики обмоток – толщина провода и количество витков отличаются в зависимости от марки и модели авто. Число витков первичной обмотки редко превышает 150, вторичной – 30 тыс.
К центральной клемме катушки присоединен высоковольтный провод, идущий к распределителю зажигания либо прямо на свечу. Оставшиеся контакты подключаются к минусовой клемме аккумулятора (массе) и плюсовому проводу цепи низкого напряжения.
Принцип действия повышающей катушки основан на эффекте электромагнитной индукции – создании постоянного поля вокруг сердечника. Как искрообразование реализовано на практике:
- К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Возникает электромагнитное поле, усиливаемое железным сердечником.
- Когда стартер проворачивает коленчатый вал и какой-либо поршень доходит до ВМТ, электроника посредством реле разрывает низковольтную цепь питания.
- Разрыв цепи провоцирует образование кратковременного импульса внутри второй многовитковой обмотки. В этот момент напряжение на катушке зажигания достигает 20 тыс. вольт и более.
- Ток передается на свечу, проскакивает искровой разряд и топливная смесь поджигается. Двигатель заводится.
После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.
Виды высоковольтных элементов
Выше представлено описание простой конструкции повышающего напряжение трансформатора, обеспечивающего разрядами все цилиндры двигателя. Куда направить каждую последующую искру, определяет трамблер, он же – главный распределитель зажигания.
В современных моторах, управляемых электроникой, трамблеры не ставятся и применяются другие разновидности катушек:
- с двумя контактами высокого напряжения;
- индивидуальные.
Первый тип внешне напоминает обычный трансформатор со стальным сердечником, собранном из Ш-образных пластин. Функциональное отличие – подача импульса одновременно на 2 клеммы, подключенные к свечам двух цилиндров. Поскольку такты сжатия в них происходят в разные моменты, устройство создает искру на электродах обеих свечей. В одной камере происходит воспламенение, в другой разряд проскакивает вхолостую.
На четырехцилиндровый силовой агрегат ставится 2 двухвыводных трансформатора, образующих так называемый модуль зажигания. На многих марках автомобилей он представляет собой единую деталь, куда подключены все провода низкого и высокого напряжения.
Справка. Существует и другая схема подключения – на каждую свечу отдельный двухвыводной трансформатор, присоединенный одним изолированным проводом.
Устройство катушки зажигания индивидуального типа в корне отличается от предыдущих конструкций:
- первичная и вторичная обмотка поменялись местами – вторая находится сверху;
- габариты устройства существенно уменьшились;
- мини-катушка устанавливается прямо на центральный контакт свечи;
- высоковольтные провода отсутствуют.
Количество индивидуальных трансформаторов зависит от числа цилиндров силового агрегата – на каждую свечу ставится отдельная катушка. Преимущество данного устройства – отсутствие потерь и пробоев на участке от источника импульсов до свечных электродов, то бишь, – на бронепроводе. Второе достоинство – снижение стоимости ремонта: заменить один малый трансформатор дешевле и проще, чем весь модуль зажигания.
Принцип работы индивидуальных элементов остается неизменным – разрыв низковольтной цепи создает в многовитковой обмотке скачок напряжения, сразу передаваемый на электроды свечи зажигания. Для защиты от перегрузок в цепь включен полупроводниковый диод.
О неисправностях и способах устранения
Модули зажигания можно смело отнести к деталям длительного использования. При правильной эксплуатации минимальный ресурс элемента составляет 100 тыс. км пробега машины. Нередко повышающий трансформатор работает в течение всего срока службы транспортного средства.
В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:
- Причиной преждевременной поломки элемента часто становится длительный перегрев.
- С годами свойства изоляционных материалов внутри обмоток ухудшаются. Повышается вероятность межвиткового замыкания, ведущего к перегреву и перегоранию проводников.
- В силу особенностей конструкции высоковольтная катушка не подлежит ремонту и восстановлению. Некоторые модели можно разобрать и попытаться устранить обрыв или замыкание, но практика показывает, что надежнее и дешевле поставить новую запчасть.
- Для нормальной работы элемента и стабильного искрообразования нужно обеспечить минимальное напряжение бортовой сети 11,5 вольт. Если из-за неисправности генератора либо разрядки аккумуляторной батареи вольтаж не достигает нормы, износ трансформатора ускоряется.
- По той же причине уменьшается мощность искрового разряда на электродах свечей, рабочая смесь воспламеняется и сгорает хуже.
- Пробой изоляции или обрыв высоковольтных проводов, вызывающий искрение на кузов машины, сокращает срок службы катушки. Если игнорировать неполадку в течение длительного времени, она придет в негодность.
- Мини-катушки индивидуального типа иногда выходят из строя из-за вибрации силового агрегата. Причина – внутренний обрыв проводников.
За модулем зажигания необходимо следить, чтобы из-за неисправностей двигателя на корпус устройства не попадало горячее масло либо охлаждающая жидкость. Не держите долго включенное зажигание – при этом греется обмотка катушки и разряжается аккумулятор.
Что из себя представляет катушка зажигания автомобиля
Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания. Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.
Классическая катушка зажигания
Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.
Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).
Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося на свечи накаливания.
Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией самой катушки. Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.
Конструкция катушки зажигания
Устройство катушки зажигания
Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или генератора. Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.
Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.
Принцип работы катушки зажигания
Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку. Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.
Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.
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.
Двухвыводная катушка
Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.
Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.
Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа. Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.
Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.
Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.
Индивидуальная катушка зажигания
В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.
Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной свечей, но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается непосредственно на свече.
Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.
Устройство индивидуальной катушки зажигания
В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.
Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.
Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.
Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.
Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.
Катушка зажигания: устройство, принцип работы и признаки неисправности
Катушка зажигания – второй элемент в последовательности системы зажигания двигателя автомобиля. Работа катушки зажигания схожа с функциями трансформатора и основана на преобразовании низковольтного напряжения от аккумуляторной (стартерной) батареи автомобиля, в высоковольтное напряжение, генерируемое для свечей зажигания, вследствие чего происходит воспламенение воздушно-топливной смеси.
Устройство катушки зажигания
Состоит катушка из первичной и вторичной обмоток, железного сердечника и корпуса с изоляцией. На сердечнике, набранном из тонких металлических пластин, намотаны две обмотки из толстой и тонкой медной проволоки.
Принцип работы катушки зажигания аналогичен работе трансформатора. При подаче напряжения на цепь первичной обмотки в катушке создается магнитное поле. Вторичная обмотка катушки зажигания самоиндуцируется и генерирует напряжение. Трансформированное напряжение подается на свечи зажигания через распределительное устройство, а высоковольтный разряд продолжается, пока созданная катушкой энергия не будет истрачена.
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.
«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.
Достоинствами катушки являются:
- Наиболее широкий диапазон настройки угла опережения зажигания.
- Диагностика пропусков зажигания с первичной и вторичной обмоток.
- Искрогашение во вторичной цепи с помощью высоковольтного диода.
Применяются такие устройства для двигателей с любым числом цилиндров, однако здесь строго требуется синхронизация с положением распределительного вала с помощью соответствующего датчика.
Неисправности катушек и их диагностика
Катушка зажигания – довольно-таки надежный элемент системы, но и её не обходят стороной всяческие неисправности, зачастую связанные с несоблюдением правил эксплуатации. Рассмотрим часто встречающиеся признаки неисправности катушки зажигания:
- Неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу.
- Провалы двигателя при резком открытии дроссельной заслонки.
- Загорелся «Чек».
- Отсутствует искра.
В первую очередь, при возникновении поломки системы зажигания, следует визуально осмотреть катушку и найти трещины, обугленности, а так же проверить её температуру и влажность. Если греется катушка зажигания, то это может свидетельствовать о том, что произошло межвитковое замыкание и устройство подлежит замене. Повышенная влажность в месте, где находится катушка зажигания, так же может сказаться на работе двигателя. Если катушка сухая, без трещин, копоти и не горячая, но неисправность в системе все же присутствует, необходимо провести её диагностику.
Если автомобиль не заводится, то есть прокручивается стартер, но двигатель не подхватывает зажигание, это может означать, что нет искры с катушки зажигания.
- Как проверить катушку зажигания на работоспособность для бесконтактной системы распределения зажигания? Необходимо отсоединить высоковольтный провод, расположенный по центру распределителя зажигания и расположить этот провод на расстоянии примерно 5 миллиметров от металлического корпуса двигателя. Затем прокручиваем стартером коленчатый вал двигателя и наблюдаем за наличием искры в зазоре между контактной частью высоковольтного провода, который отсоединили от распределителя, и корпусом двигателя (масса).
- В контактной системе зажигания из этой процедуры исключается прокручивание коленчатого валастартером, а именно: снимаем крышку распределителя зажигания и устанавливаем контакты прерывателя напряжения в замкнутое состояние. Затем включаем зажигание рычажком прерывателя, размыкаем и замыкаем контакты. Наличие при этом искры в зазоре между проводом и массой говорит нам об исправной работе катушки зажигания.
Если диагностика катушки зажигания выявила отсутствие искры, то нужно проверить сопротивление катушки зажигания. Для этого потребуется обычный мультиметр, или омметр и технический паспорт на катушку, где можно посмотреть её параметры, включая сопротивление обмоток. Перед тем, как проверить катушку зажигания, отсоединяем все провода и поочередно замеряем сопротивление обеих обмоток, при этом сопротивление первичной обмотки должно быть меньше, чем у вторичной. Если в ходе измерений выяснилось, что сопротивление обеих обмоток соответствует заводским параметрам, а при проверке «на искру» этой самой искры не было, то можно сделать вывод, что произошел пробой изоляции между витками и корпусом.
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.
Дело в бобине: как устроена и как работает катушка зажигания
Катушка зажигания – «потомственный немец». В 1851 году механик из Германии Генрих Румкорф (проживавший, правда, в Париже) изобрел катушку с прерывателем, вырабатывающую импульсы высокого напряжения, а в 1925 году компания Роберта Боша начала массово применять её как элемент батарейной системы зажигания бензинового автомобильного мотора. Давайте посмотрим, в каком виде катушка зажигания дошла до наших дней, и каковы особенности ее работы.
Маслонаполненная бобина
Б олее чем полвека эволюции карбюраторных бензиновых моторов с контактной системой зажигания катушка (или как ее часто называли шоферы прошлых лет – «бобина») практически не меняла конструкцию и облик, представляя собой высоковольтный трансформатор в металлическом герметичном стакане, заполненном трансформаторным маслом для улучшения изоляции между витками обмоток и охлаждения.
Неотъемлемым партнером катушки был трамблер – механический коммутатор низкого напряжения и распределитель высокого. Искра должна была появляться в соответствующих цилиндрах в конце такта сжатия топливовоздушной смеси – строго в определенный момент. Трамблер осуществлял и зарождение искры, и синхронизацию ее с тактами работы мотора, и распределение по свечам.
Классическая маслонаполненная катушка зажигания — «бобина» (что по-французски и означало «катушка») — была чрезвычайно надежна. От механических воздействий ее защищал стальной стакан корпуса, от перегрева – эффективный теплоотвод через заполняющее стакан масло. Однако согласно малоцензурному в оригинальном варианте стишку «Дело было не в бобине – идиот сидел в кабине…», получается, что надежная бобина таки порой подводила, даже если даже водитель не такой уж идиот…
Если посмотреть на схему контактной системы зажигания, то можно обнаружить, что заглушенный мотор мог останавливаться в любом положении коленвала, как с замкнутыми контактами прерывателя низкого напряжения в трамблере, так и с разомкнутыми. Если при предыдущем глушении мотор остановился в положении коленвала, в котором кулачок трамблера замыкал контакты прерывателя, подающего низкое напряжение на первичную обмотку катушки зажигания, то когда водитель по какой-то причине включал зажигание, не запуская мотор, и оставлял ключ в таком положении надолго, первичная обмотка катушки могла перегреться и сгореть… Ибо через нее начинал проходить постоянный ток в 8-10 ампер вместо прерывистого импульсного.
Официально катушка классического маслонаполненного типа неремонтопригодна: после сгорания обмотки она отправлялась в утиль. Однако когда-то давно на автобазах электрики умудрялись ремонтировать бобины – развальцовывали корпус, сливали масло, перематывали обмотки и собирали заново… Да, были времена!
И лишь после массового внедрения бесконтактного зажигания, при котором контакты трамблера сменились на электронные коммутаторы, проблема сгорания катушек почти исчезла. В большинстве коммутаторов было предусмотрено автоматическое отключение тока через катушку зажигания на включённом зажигании, но не запущенном двигателе. Иными словами, после включения зажигания начинался отсчет небольшого временного интервала, и если водитель за это время не заводил мотор, коммутатор автоматически выключался, защищая и катушку, и самого себя от перегрева.
Сухие катушки
Следующим этапом развития классической катушки зажигания стал отказ от маслонаполненного корпуса. «Мокрые» катушки сменились на «сухие». Конструктивно это была практически та же самая катушка, но без металлического корпуса и масла, покрытая сверху слоем эпоксидного компаунда для защиты от пыли и влаги. Работала она совместно с тем же самым трамблером, и часто в продаже можно было встретить и старые «мокрые» катушки, и новые «сухие» на одну и ту же модель авто. Они были полностью взаимозаменяемыми, соответствовали даже «уши» креплений.
Для рядового автовладельца в изменении технологии с «мокрой» на «сухую» не было, по сути, никаких преимуществ или недостатков. Если последняя, конечно, была изготовлена качественно. «Профит» получали только производители, поскольку изготовить «сухую» катушку несколько проще и дешевле. Однако если «сухие» катушки иностранных производителей автомобилей изначально продумывались и изготавливались достаточно тщательно и служили почти столько же, сколько и «мокрые», советские и российские «сухие» бобины снискали дурную славу, поскольку имели массу проблем с качеством и выходили из строя достаточно часто без каких-либо причин.
Так или иначе, сегодня «мокрые» катушки зажигания полностью уступили место «сухим», а качество последних даже отечественного производства практически не вызывает нареканий.
Были и катушки-гибриды: обычную «сухую» катушку и обычный коммутатор бесконтактного зажигания иногда объединяли в единый модуль. Такие конструкции встречались, к примеру, на моновпрысковых Фордах, Ауди и ряде других. С одной стороны, это выглядело в некоторой степени технологично, с другой – снижалась надежность и увеличивалась цена. Ведь два изрядно нагревающихся узла объединили в один, тогда как по отдельности они и охлаждались лучше, и при выходе из строя того или иного замена обходилась дешевле…
Ах да, еще в копилку специфических гибридов: на стареньких Тойотах нередко встречался вариант катушки, интегрированной прямо в распределитель трамблера! Интегрировалась она, конечно, не намертво, и при выходе из строя «бобину» можно было без труда снять и приобрести отдельно.
Модуль зажигания – отказ от трамблера
Заметная эволюция в катушечном мире произошла в период развития инжекторных моторов. Первые инжекторы имели в своем составе «частичный трамблер» – низковольтную цепь катушки уже коммутировал электронный блок управления двигателем, а вот искру по цилиндрам по-прежнему раздавал классический бегунковый распределитель, приводимый во вращение от распредвала. От этого механического узла стало возможным полностью отказаться, применив комбинированную катушку, в общем корпусе которой скрывались отдельные катушки в количестве, соответствующем числу цилиндров. Такие узлы стали называть «модулями зажигания».
Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) содержал в себе 4 транзисторных ключа, которые поочередно подавали 12 вольт на первичные обмотки всех четырех катушек модуля зажигания, а те в свою очередь отправляли искровой импульс высокого напряжения каждая на свою свечу. Еще чаще встречаются упрощенные варианты комбинированных катушек, более технологичные и дешевые в производстве. В них в одном корпусе модуля зажигания четырёхцилиндрового мотора помещается не четыре катушки, а две, но работающие, тем не менее, на четыре свечи. В такой схеме искра на свечи подается попарно – то есть, на одну свечу из пары она приходит в нужный для воспламенения смеси момент, а на другую – вхолостую, в момент выпуска отработавших газов из этого цилиндра.
Следующим этапом развития комбинированных катушек стал перенос электронных коммутирующих ключей (транзисторов) из блока управления двигателем в корпус модуля зажигания. Вынос мощных и греющихся при работе транзисторов «на волю» улучшил температурный режим ЭБУ, а при выходе из строя какого-либо электронного ключа-коммутатора достаточно было заменить катушку, а не менять или паять сложный и дорогущий блок управления. В котором ещё часто прописаны индивидуальные для каждого авто пароли иммобилайзера и тому подобная информация.
Каждому цилиндру – по катушке!
Еще одно типичное для современных бензиновых автомобилей решение в сфере зажигания, существующее параллельно с модульными катушками, – это индивидуальные катушки для каждого цилиндра, которые устанавливаются в свечной колодец и контактируют со свечой непосредственно, без высоковольтного провода.
Первые «персональные катушки» были именно катушками, но потом в них переехала и коммутационная электроника – так же, как это произошло и с модулями зажигания. Из плюсов такого форм-фактора – отказ от высоковольтных проводов, а также возможность замены при выходе из строя только одной катушки, а не целого модуля.
Правда, стоит сказать, что в этом формате (катушки без высоковольтных проводов, монтируемые на свечу) существуют и катушки в виде единого блока, объединенные общим основанием. Такие, к примеру, любят использовать GM и PSA. Вот это воистину кошмарное техническое решение: катушки вроде бы отдельные, но при выходе из строя одной «бобины» приходится менять в сборе крупный и очень дорогой блок…
К чему мы пришли?
Классическая маслонаполненная бобина была одним из самых надежных и неубиваемых узлов в карбюраторном и ранних инжекторных автомобилях. Внезапный выход ее из строя считался редкостью. Правда, ее надежность, к сожалению, «компенсировал» неотъемлемый напарник – трамблер, а позже – и электронный коммутатор (последнее, правда, относилось только к отечественным изделиям). Пришедшие на смену «масляным» «сухие» катушки по надежности были сопоставимы, но все же несколько чаще выходили из строя без видимых причин.
Инжекторная эволюция заставила избавиться от трамблера. Так появились разнообразные конструкции, не нуждавшиеся в механическом высоковольтном распределителе – модули и отдельные катушки по числу цилиндров. Надежность таких конструкций еще более снизилась в связи с усложнением и миниатюризацией их “потрохов”, а также крайне тяжелыми условиями их работы. Через несколько лет работы с постоянным нагревом от двигателя, на котором катушки были смонтированы, на защитном слое компаунда образовывались трещины, через них влага и масло попадали на высоковольтную обмотку, вызывая пробои внутри обмоток и пропуски зажигания. У отдельных катушек, которые установлены в свечных колодцах, условия работы еще более адские. Также не любят нежные современные катушки мойку моторного отсека и увеличенный зазор в электродах свечей зажигания, образующийся в результате длительной работы последних. Искра всегда ищет наиболее короткий путь, и нередко находит его внутри обмотки бобины.
В итоге на сегодняшний день наиболее надежной и правильной конструкцией из существующих и применяемых можно назвать модуль зажигания со встроенной коммутирующей электроникой, установленный на двигателе с воздушным зазором и соединенный со свечами высоковольтными проводами. Менее надежны раздельные катушки, установленные в свечных колодцах головки блока, и совсем неудачно, с моей точки зрения, решение в виде объединенных катушек на единой рампе.
Катушка зажигания автомобиля
Во всех автомобилях с ДВС задачу воспламенения топливной смеси внутри цилиндра решает специальное устройство — свеча зажигания, которая в строго определенные моменты времени должна формировать на своих электродах мощный искровой разряд. От качества и стабильности образования искры зависит работоспособность силовой установки автомобиля в целом. А частота образования искры, с учетом максимальных оборотов двигателей, может достигать нескольких тысяч срабатываний в минуту.
Каждое срабатывание требует наличия в системе высокого напряжения номиналом в несколько десятков киловольт, тогда как существующие автомобильные аккумуляторные батареи (АКБ) способны выдавать стандартные значения 12 или 24 вольт (для тяжелых грузовиков и спецтехники).
Таким образом, в цепи от АКБ до свечи должен присутствовать достаточно компактный трансформатор, преобразующий низкое напряжение постоянного источника в высоковольтные импульсы требуемого номинала. В любом автомобиле таким трансформатором является катушка зажигания (КЗ).
Среди автолюбителей широко распространено и другое, простонародное, название этой детали – «бобина».
Устройство катушки зажигания
Рассмотрим, как устроена классическая катушка (или общего типа).
Основу конструкции составляют две обмотки: низковольтная (другое название — первичная) и высоковольтная (или вторичная). Для первичной обмотки используется изолированная медная проволока с диаметром сердечника 0,5-0,8 мм. Количество витков не превышает 300. Поверхностная изоляция защищает обмотку от перепадов входного напряжения и от возможности короткого замыкания. Выводы обмотки заведены на клеммы, расположенные на защитной крышке. К ним подсоединяются провода бортовой сети 12 В от внешнего источника.
Внутри первичной находится высоковольтная обмотка. Для её изготовления используется более тонкая проволока (диаметр сечения не выше 0,1 мм), но зато число витков может достигать 50 тысяч. «Минусовые» выводы обмоток соединены, а «положительный» вывод второй обмотки выведен на высоковольтный наконечник КЗ, откуда и подается импульс высокого напряжения.
В конструкции КЗ присутствуют и другие важные компоненты:
- корпус устройства, предохраняющий от повреждения внутренние детали катушки;
- защитная крышка, соединенная с корпусом герметичным неразборным соединением;
- железный сердечник, способствующий повышению выходного напряжения и «успокаивающий» вихревые токи;
- наружный магнитопровод;
- каркас высоковольтной обмотки;
- изоляторные элементы;
- клеммные контакты для подключения внешнего источника;
- контактный винт;
- клемма центрального наконечника с контактной пружиной для снятия высокого напряжения;
- крепежная скоба устройства.
Устройство катушек разных видов
Для эффективного охлаждения устройства в процессе его работы внутренняя полость некоторых моделей перед соединением защитной крышки с корпусом при производстве изделия заполняется специальным маслом.
Для решения задачи поддержания стабильного уровня напряжения на входе катушки некоторые модели могут дополнительно оснащаться «навесными» резисторами.
Принцип работы катушки зажигания
Алгоритм работы достаточно прост: на витки первичной обмотки устройства подается постоянное напряжение от внешнего источника, которое вызывает образование магнитного поля. Это поле воздействует также и на вторую обмотку, где в результате встречной индукции формируется импульс высокого напряжения.
Значение индукции магнитного поля на выходе равняется произведению значения индукции первичной обмотки на количество витков высоковольтной обмотки. За счет этого лавинообразного роста индукции во вторичном контуре мы и получаем такой мощный импульс на выходе КЗ.
Типы катушек зажигания
Все существующие на сегодня автомобильные катушки по конструктивным особенностям можно разделить на четыре группы:
- Классические (общего типа);
- Двухвыводные (сдвоенные);
- Комбинированные (модули зажигания);
- Индивидуальные.
Пример различных типов катушек
КЗ общего типа подразделяются на «сухие» и маслонаполненные. «Сухие» появились позже маслонаполненных и постепенно вытеснили их с рынка за счет меньшей стоимости материалов и простоты изготовления. Конструктивно две разновидности классической катушки практически не отличаются друг от друга. В «сухом» изделии отсутствует металлический корпус, а функции защиты от механических повреждений и теплоотвода выполняет толстый слой эпоксидного компаунда, покрывающий всю поверхность устройства.
Основная особенность работы общей катушки заключается в необходимости наличия в цепи зажигания управляющего и распределительного механизма – трамблера, который отвечает за коммутацию низкого напряжения на вход катушки и «раздачу» высокого напряжения по свечам. Именно этот механический коммутатор управляет возникновением искры, а также синхронизирует этот процесс с тактами работы ДВС.
Катушки зажигания сдвоенного типа по своему внутреннему конструктиву аналогичны классическим. Основное отличие заключается в том, что изделие имеет два высоковольтных вывода. Таким образом, каждый сформированный устройством высоковольтный импульс поступает одновременно на две свечи. Но так как алгоритм функционирования двигателя подразумевает максимальное сжатия топливной смеси (время поджига) одномоментно только в одном рабочем цилиндре, то образующийся искровой разряд на свече другого цилиндра «пропадает» впустую. Этот процесс называют также «холостой искрой». Однако на следующем такте работы силовой установки два вывода катушки меняются местами: первый осуществляет «холостой» выстрел, зато второй отрабатывает свой хлеб на все сто.
Сдвоенная катушка зажигания
Двухвыводные катушки имеют два главных преимущества перед классическими:
- При объединении двух изделий в одном блоке на 4-цилиндровом моторе (трех изделий на 6-цилиндровом и т.д.) распределитель высокого напряжения в цепи зажигания автомобиля становится ненужным, что влечет за собой повышение надежности системы в целом.
- Такую катушку можно подключать к свечам зажигания разными способами: первый – подавать высоковольтные импульсы на свечи по двум проводам высокого напряжения, второй – использовать для одной свечи наконечник, для второй — провод. Это позволяет конструкторам повысить вариативность размещения и подключения КЗ.
Катушками комбинированного типа оснащать авто начали после широкого распространения инжекторных ДВС.
Сначала модули зажигания представляли собой единый блок, состоящий только из отдельных катушек (по числу использующихся в ДВС цилиндров) и специальных наконечников, закрепленных на выводах КЗ. С помощью этих наконечников вся конструкция надевалась на свечи, вкрученные в колодцы головки блока цилиндров (ГБЦ). Такой модуль зажигания позволял отказаться от высоковольтной части трамблера. А функцию низковольтного коммутатора в первых модулях выполнял блок управления ДВС, который для этой цели оснащался необходимым количеством транзисторов.
Позже транзисторные ключи коммутации низковольтного напряжения также перекочевали из дорогого и сложного блока управления в корпус модуля КЗ, который стал независимо выполнять все функции.
Индивидуальные катушки являются сегодня наиболее востребованными устройствами. Выбранная производителем архитектура сердечника позволяет разделить эти изделия еще на две дополнительных группы: компактные и стержневые. Индивидуальные получили свое название в силу того, что каждая работает только на одну свечу.
Алгоритм функционирования индивидуальной катушки полностью соответствует алгоритму работы КЗ других типов, но её конструктив имеет особенности. Главное отличие – зеркальное расположение двух обмоток по сравнению с конструкцией КЗ общего типа. Также индивидуальная имеет два сердечника: один внутри и один снаружи обмоток.
Высоковольтный вывод катушки подсоединён к наконечнику, состоящему из металлического стержня, упорной пружины и керамического изолятора. С помощью наконечника она надевается на свечу, вкрученную в ГБЦ.
Для предохранения вторичной обмотки КЗ от сверхвысоких нагрузок в её конструкции предусмотрено использование мощного диода, способного выдерживать постоянное воздействие значительных напряжений.
К особенностям индивидуальных можно отнести их компактность и отсутствие в изделии некоторых элементов, присущих КЗ других типов, что положительно сказывается на минимизации потерь энергии в цепи высокого напряжения.
Индивидуальные КЗ некоторых производителей дополнительно оснащаются электронными деталями для поддержки воспламенительного механизма.
Применяемость катушек зажигания
Все современные автомобильные системы зажигания используют те или иные типы катушек зажигания.
Катушки общего типа могут быть установлены на автомобили с любой системой зажигания, но при этом они требуют обязательного наличия трамблера. Тогда как сдвоенного типа применяются исключительно в электронных системах зажигания. Индивидуальные и модульные устанавливаются только на те машины, которые используют современные системы зажигания электронного типа.
Требования, предъявляемые к катушкам зажигания
Современные катушки зажигания должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- Компактные размеры, небольшой вес.
- Стабильность характеристик в течение всего срока эксплуатации устройства, надежность и долговечность изделия.
- Продуманный дизайн, простота установки/снятия устройства.
- Повышенная защита от неблагоприятного воздействия агрессивных внешних факторов (экстремальные температуры, влажность, загрязненность и пр.).
- Точность изготовления и механическая прочность посадочных мест, крепежных элементов и контактов устройства.
Заключение
Несмотря на значительную эволюцию ДВС, а также различных электронных систем и узлов автомобилей, катушки зажигания с момента их первого появления на машинах и до нынешнего времени претерпели не столь значимые конструктивные изменения. Они продолжают решать свою основную задачу – трансформацию постоянного низкого напряжения в мощные высоковольтные импульсы, требуемые для стабильной и надежной работы свечей в цилиндрах двигателя.
В современных ДВС наибольшее распространение и развитие получили катушки индивидуального и модульного типов. Это связано с их эффективностью, малыми габаритами и долговечностью. Этот вывод подтверждается многолетним опытом эксплуатации данных типов на большинстве моделей автомобилей ведущих производителей мира.