Соснин - Автотроника

Глава 10

• Уже

отмечалось, что

строгого

соответствия ключом зажигания зажигание следует снова вклю

между калильными числами

для свечей

зажигания

чить через 2...3 с и удостовериться, что двигатель

разных фирм-изготовителей не

существует.

вновь не запустился. В противном случае имеет

Из табл.

10.1 видно, что ряды калильных чисел место калильное зажигание.

совершенно

произвольны. В

рядах разнятся сами

Марка бензина при таких испытаниях должна со

принято

обозначать

также

по-разному. Россия, свечи необходимо вывернуть из гнезд и тщательно

Франция, Япония используют возрастающий ряд, от

осмотреть. Правильно подобранные и нормально

горячего до холодного состояния свечи. Германия,

работающие свечи по внешнему виду внутренней

США и Англия — убывающий. Как следствие неодно-

части должны соответствовать рис. 10.5, а.

значности калильных чисел, все таблицы взаимоза-

•

При работе современного

двигателя от систе

меняемости, в

том

числе

и приведенная

здесь мы

впрыска с турбонаддувом,

когда степень ежа

табл. 10.3, имеют рекомендательный характер.

тия не менее 10, свечи зажигания имеют увели

• После подбора свечей зажигания по табл.

10.3

ченный зазор (1,1...1.3 мм) и обладают хорошим

взаимозаменяемости их необходимо испытать на ра-

теплоотводом (холодные свечи). При этом свечи

ботающем двигателе. Калильное зажигание не долж-

работают совместно с электронной системой зажи

но возникать после пятичасовой езды на автомоби-

гания, которая имеет повышенный запас по вто

ле по автотрассе с примерно одинаковой скоростью

ричному напряжению (1,5...1,7). В таком случае

(при нагрузке ДВС, близкой к максимальной), а так-

свечи зажигания должны быть более устойчивы к

же после одного часа работы прогретого двигателя

высокому напряжению пробоя и к высокой темпе

на холостых оборотах при постоянно включенном

ратуре. Электроды таких свечей, как правило, би

вентиляторе охлаждения радиатора.

металлические, т.е. медные с хромоникелевым па

В обычном случае калильное зажигание прояв-

крытием или платиновые, а наружная часть изоля

ляется по детонации выключенного двигателя. Ес-

тора — обязательно гофрирована ребрами. Заме

ли двигатель не имеет отсекающего клапана в ка-

нять такие свечи можно только на абсолютно ана

нале холостого хода или системы принудительного

логичные (той же модели).

холостого

хода,

то

после

выключения двигателя

11.1. Общие сведения

Как следствие, коэффициент запаса по вторичному

напряжению в контактной системе зажигания очень

В наиболее распространенных системах зажига-

низкий (не более 1,2).

ния с накоплением энергии в индуктивности катушка

Следует заметить, что увеличением индуктивности

зажигания представляет собой не только повышаю-

первичной

обмотки катушки

зажигания выше

щий импульсный трансформатор (или автотрансфор-

10...11 мГн добиться повышения запасаемой энер-

матор), но и накопитель энергии.

гии в контактной системе зажигания не удается, так

• Как индуктивный накопитель энергии,

катушка

как при этом увеличивается время нарастания пер-

зажигания должна обладать определенной вмести-

вичного тока и на высоких оборотах ДВС ток не успе-

мостью магнитного поля, которую называют индук-

вает достичь требуемого значения. При уменьшении

тивностью катушки. Для увеличения индуктивности

индуктивности накопителя скорость нарастания пер-

первичной обмотки катушки зажигания применяют

вичного тока пропорционально растет, а активное со-

ферромагнитный сердечник. Чтобы сердечник не на-

противление первичной обмотки падает. Таким обра-

сыщался первичным током, что неизбежно приводит

зом, с уменьшением индуктивности первичной обмот-

к уменьшению накапливаемой в магнитном поле

ки можно увеличивать ток разрыва до 9...10 А и уп-

энергии, магнитопровод делают разомкнутым. Это

равлять этим током, изменяя время накопления энер-

позволяет создавать катушки зажигания с индуктив-

гии. При

этом запасаемая энергия возрастает до

ностью первичной обмотки 5...10 мГн, при макси-

80... 100 мДж. Все это становится возможным, если

мальной величине первичного тока 3...4 А. Такие па-

заменить контактную пару в первичной обмотке ка-

раметры катушки приемлемы для контактной бата-

тушки зажигания на транзисторный ключ (электрон-

рейной системы зажигания, так как в такой системе

ный коммутатор). Теперь при достаточной избыточно-

первичный ток не может быть выше 3...4 А из-за бы-

сти энергии, накопленной в катушке зажигания, воз-

стро прогрессирующей эрозии и обгорания контакт-

можно нормировать время накопления с целью под-

ной пары прерывателя (максимально допустимый ток

держания тока разрыва в строго заданных пределах.

разрыва на контактах — 5 А).

Это обеспечивает стабилизацию параметров систе-

В катушке с индуктивностью LK = 10 мГн при мак-

мы зажигания на всех режимах работы ДВС, в том

симальном токе I2 = 4 А и КПД = 50% можно запасти

числе и облегченный пуск холодного двигателя при

электромагнитной энергии WH не более

40 мДж падении напряжения в бортсети автомобиля.

(W, = 0,5Lk I2).

• Рассмотрим катушку зажигания как повышаю-

В первом приближении этого достаточно для ус-

щий импульсный трансформатор. Катушка содержит

тойчивого функционирования системы зажигания на

две обмотки — первичную и вторичную, намотанные

всех режимах работы двигателя внутреннего сгора-

на общий сердечник разомкнутого магнитопровода,

ния (ДВС). Но с повышением "оборотистости" двига-

выполненного из магнитомягкой

электротехнической

теля и числа его цилиндров ток разрыва на контакт-

стали. Первичная обмотка состоит из небольшого чис-

ной паре из-за большой индуктивности катушки не

ла витков, а вторичная — из очень большого числа

успевает достичь своего максимального значения

витков более тонкого провода. В системах зажигания

l1 = UB/R1 = 4 A (UB — напряжение в бортсети авто-

с накоплением энергии в индуктивности первичная об-

мобиля, R1 — сопротивление первичной обмотки ка-

мотка катушки зажигания подключается непосредст-

тушки зажигания), и запасаемая в индуктивности

венно к бортсети автомобиля. При этом по ней проте-

энергия начинает быстро (по квадратичному закону)

кает ток, который наводит вокруг витков катушки маг-

падать. При этом накопитель не дозаряжается до

нитное поле. Силовые линии этого поля, замыкаясь во-

расчетной величины и электродвижущая сила (ЭДС)

круг катушки, пронизывают витки обеих обмоток. К

самоиндукции во вторичной обмотке катушки зажи-

моменту разрыва токовой цепи в магнитном поле ка-

гания, а следовательно, и вторичное (выходное) на-

тушки накапливается электромагнитная энергия Wk.

пряжение системы зажигания становятся

меньше.

Прерывание первичного тока IА приводит к исчезнове-

ность межлувиткового пробоя.

Первичная обмот-

ка 15 намотана на вторичную. Корпус 1 катушки

Рис. 11.1.

штампуется из листовой стали

или вытягивается

Катушка зажигания классической конструкции:

из алюминия. Внутри корпуса по его стенке уло-

а — внешний вид; 6 — катушка в разрезе; 1 — защитный

жен наружный по отношению к обмоткам магни-

кожух (корпус) катушки; 2 — центральный стержень (сер-

топровод 14, выполненный в виде свертка широ-

дечник магнитопровода М); 3 — крепежная скоба; 4 — вто-

кой ленты из отожженной электротехнической

ричная обмотка W2; 5 — междуслойная изоляция вторич-

стали. В электрическом отношении этот сверток

ной обмотки (кабельная бумага); 6 — верхняя пластмассо-

представляет собой широкий ленточный виток во-

вая крышка катушки; 7 — вывод конца первичной обмотки

круг катушки, разомкнутый бумажной изоляцией

(клемма "-"); 8 — изоляционное гнездо центрального высо-

и заземленный одной точкой на корпус. В магнит-

ковольтного вывода ВВ; 9 — фиксирующий контакт высоко-

конца

вольтного вывода; 10 — вывод начала первичной и

ном отношении такой виток из отожженной сталь-

вторичной обмоток (клемма "Б"); 11 — электрическое

со-

ной ленты является ограничивающим экраном для

единение стержня с контактом 9 (пружина и контактна

магнитного поля катушки.

пластина); 12 — изолирующий теплопроводящий наполни-

Соединение обмоток катушки следующее: начало

тель (трансформаторное масло); 13 — один из вариантов

вторичной обмотки соединяется с выводом ВВ высо-

соединения начала вторичной обмотки со стержнем магни-

кого напряжения. Конец вторичной обмотки и нача-

топровода; 14 — наружный магнитопровод (сверток магни-

ло первичной обмотки соединены между собой и под-

томягкой стальной

ленты); 15 — первичная обмотка W1

16 — изолирующая

трубка; 17 — керамическая изолирую-

ведены к зажиму 10 (клемма "Б"). Конец первичной

щая опора; 18 — один из вариантов соединения начала

обмотки соединен с зажимом 7 (клемма "—"), кото-

вторичной обмотки со стержнем магнитопровода.

рый соединяется с прерывателем.

Автомобильные катушки зажигания

Указанная последовательность соединений имеет

гателя напряжение питания в бортсети автомоби-

место в катушках зажигания, которые работают без

ля составляет 12...14 В. Часть этого напряжения

добавочного резистора.

гасится на добавочном резисторе. На пусковых

Вывод высокого напряжения из катушки зажи-

режимах двигателя, когда напряжение на аккуму-

гания имеет оригинальное исполнение. Начало

ляторной батарее падает, добавочный резистор

вторичной обмотки находится под высоким потен-

закорачивается вспомогательными контактами тя-

циалом и соединено с центральным стержнем 2

гового реле стартера или контактами дополнитель-

магнитопровода (точка 13 или 18 на рис. 11.1).

ного реле включения стартера (в зависимости от

Далее через стержень 2 и электрическое соедине-

марки автомобиля), что обеспечивает первичной

ние 11 высокое напряжение вторичной обмотки

обмотке катушки зажигания необходимое рабочее

поступает на контакт 9 центрального высоковольт-

напряжение 7...8 В.

ного вывода 8 катушки зажигания. Таким образом

Добавочный резистор обычно наматывается из

центральный стержень магнитопровода и намо-

константановой или никелевой проволоки. В по-

танная на него вторичная обмотка являются высо-

следнем случае он выполняет роль так называемо-

ковольтной сердцевиной катушки зажигания и на-

го вариатора. Сопротивление вариатора изменяет-

ходятся на достаточном, с точки зрения электри-

ся в зависимости от величины протекающего по не-

ческой прочности, удалении от корпуса. Чтобы

му тока: чем больше ток, тем выше температура на-

сердцевина была жестко зафиксирована в корпу-

грева вариатора и тем больше его сопротивление.

се, но не имела с

ним электрического контакта,

Величина первичного тока, потребляемого катуш-

снизу

установлена

керамическая изолирующаякой зажигания, зависит от частоты

вращения ко-

опора

17, а сверху

корпус завальцован пластмасленчатого вала двигателя. При низкой частоте вра-

совой изоляционной крышкой 6. Первичная обмот-

щения, когда сила первичного тока к моменту его

ка, как низкопотенциальная, но более нагреваю-

прерывания успевает достигнуть

максимального

Глава

11

мально.

При повышении

частоты

вращения сила 11.3. Катушки зажигания электронных

первичного тока падает,

нагрев

вариатора ослабе-

систем зажигания

вает и его сопротивление уменьшается. Так как

В контактно-транзисторных и транзисторных сис-

вторичное напряжение, развиваемое катушкой за-

жигания, зависит от тока разрыва в первичной це-

темах зажигания прерывание первичного тока ка-

пи, то применение вариатора дает возможность

тушки осуществляется не контактами механического

снизить вторичное напряжение при малой и повы-

прерывателя, а силовым транзистором. При этом пер-

сить при большой частоте вращения вала двигате-

вичный ток li может быть увеличен до 10... 11 А. Это

ля, что

несколько уменьшает основной недостаток

привело к необходимости создания специальных кату-

ричного напряжения с увеличением частоты враще-

ния и индуктивности первичной обмотки и большим

ния. Если добавочный резистор выполнен из кон-

коэффициентом трансформации (см. табл. 11.1).

стантана, вариационные свойства в нем не прояв-

• Длительное время катушки для электронных си-

ляются. Добавочный

резистор может

также устастем зажигания изготовлялись с электрически разде-

навливаться отдельно от катушки зажигания. На не-

ленными обмотками, т.е. с трансформаторной свя-

которых автомобилях,

например, на

автомобилях

зью. При такой схеме соединения один из выводов

зажигания отсутствует, что обусловлено применени-

т.е. с "массой" автомобиля. Считалось, что примене-

ем аккумуляторной батареи с повышенными пуско-

нием трансформаторной схемы включения обмоток

выми свойствами, напряжение которой при пуске

можно избежать перегрузки выходного транзистора

двигателя снижается незначительно.

коммутатора дополнительным всплеском напряже-

• Катушка

зажигания

как повышающий

трансния, возникающим в первичной обмотке во время

форматор характеризуется числом витков в обмотках.

разрядных процессов во вторичной цепи системы за-

В зависимости от типа и назначения катушки число

жигания. Это утверждение справедливо только тог-

витков лежит в пределах 180...330 — для первичной

да, когда корпус катушки имеет надежный контакт с

и 18 000...26 000 — для вторичной обмоток. Соответ-

"массой" автомобиля. Однако окисление этого кон-

ственно

диаметр

провода

первичной

обмотки -

такта, что довольно часто случается в эксплуатации,

0,53...0,86 мм, а вторичной — 0,07...0,095 мм. Ко-

приводит к его нарушению, что становится причиной

эффициент трансформации — 55... 100. Для катушек

выхода из строя силового транзистора коммутатора.

зажигания

без

добавочного

резистора

сопротивление

Поэтому в настоящее время катушки контактно-тран-

R± первичной обмотки — 2,9...3,4 Ом.

Если катушка

зисторных и транзисторных систем зажигания выпу-

зажигания включается в цепь питания через добавоч-

скаются с автотрансформаторной схемой соедине-

ный резистор, то сопротивление первичной обмотки

ния обмоток.

уменьшают до 1,5...2,1 Ом. При этом сопротивление

Первичная обмотка катушки в таких системах за-

добавочного резистора в зависимости от типа катуш-

жигания низкоомная и подключается к источнику пи-

ки — 0,9...1,9 Ом. Сопротивление R2 вторичной об-

тания, как правило, через выносной добавочный ре-

мотки может составлять несколько десятков килоом.

зистор. Иногда применяется блок из двух добавоч-

Значения индуктивности 1г

первичной обмотки катуш-

ных резисторов. Тогда один из резисторов включен

ки зажигания

для

систем

зажигания

с

индуктивным

постоянно и ограничивает ток в низкоомной первич-

накопителем

энергии

находится

в

пределахной цепи, а второй резистор выполняет роль доба-

6... 11 мГн. В системах зажигания с емкостным нако-

вочного резистора, как и в классической контактной

пителем индуктивность первичной обмотки катушки

системе зажигания.

зажигания не является накопителем энергии, поэтому

• Катушки зажигания, рассчитанные для работы

ее значение может быть значительно меньше (до

с транзисторным ключом, являются мощными потре-

0,1 мГн). Индуктивность L2 вторичной обмотки состав-

бителями электрической энергии. Следует помнить,

ляет несколько десятков генри.

_

что если на автомобиле, оборудованном электронной

• Катушки, работающие в контактных системах

системой зажигания, выйдет из строя генераторная

зажигания, обеспечивают следующие выходные ха-

установка, то на аккумуляторной батарее можно про-

рактеристики:

ехать всего несколько десятков километров, тогда

максимальное

вторичное

напряжение как на автомобиле с контактной системой зажигания

18...20кВ;

в аналогичном случае — сотни километров.

— скорость нарастания вторичного напряжения

• Катушки контактно-транзисторных и транзис-

200...250 В/мкс;

торных систем зажигания имеют классическую кон-

— суммарная длительность фаз искрового разря-

струкцию и выполнены по традиционной технологии:

да 1,1...1,5 мс;

они маслонаполненные, с разомкнутым магнитопро-

— энергия искрового разряда 15...20 мДж.

водом и в металлическом корпусе. От катушек кон-

Автомобильные катушки зажигания

тактной системы зажигания они отличаются только

электронной системы зажигания, например, на авто-

обмоточными данными. Расход обмоточной меди у

мобилях ВАЗ-2108, ВАЗ-2109. Эта катушка и подоб-

них по сравнению с катушками обычной контактной

ные ей работают без добавочного резистора, а ста-

системы больше в 1,2...1,3 раза за счет увеличения

бильные выходные характеристики системы зажига-

диаметра провода первичной обмотки и увеличения

ния при пуске двигателя (при снижении напряжения

числа витков вторичной. Выходные характеристики

питания до 6...7 В) обеспечиваются за счет низкого

катушек контактно-транзисторных и транзисторных

сопротивления первичной обмотки (0,4...0,5 Ом).

систем зажигания близки к характеристикам кату-

шек контактных систем. Однако последним они усту-

пают по скорости нарастания вторичного напряже-

11.4. Катушки зажигания

ния (100...200 В/мкс) и, как следствие, более чувст-

микропроцессорных систем зажигания

вительны к влиянию нагара на свечах.

• В электронных системах зажигания высокой

В современных микропроцессорных системах за-

(временем протекания первичного тока) применяют-

распределение высоковольтных импульсов по све-

ся катушки зажигания, аналогичные по конструкции

чам в цилиндрах двигателя осуществляется без высо-

вышерассмотренным: они имеют автотрансформа-

ковольтного распределителя и чаще всего с приме-

торную схему соединения обмоток и разомкнутый

нением двухвыводных катушек зажигания. Такой

магнитопровод. Но поскольку эти катушки развивают

способ иногда называют статическим распределени-

повышенное вторичное напряжение при работе на

ем. Система зажигания с двухвыводными катушками

открытую цепь (до 35 кВ), их высоковольтная изоля-

пригодна для работы на четырехтактном двигателе с

ция усилена. Кроме того, при выборе параметров ка-

любым четным числом цилиндров (2, 4, 6, 8...).

тушек для современных электронных систем зажига-

На рис. 11.3 показана схема выходного каскада

ния учитываются следующие особенности работы

системы зажиганиядля 4-х цилиндровогоДВС. Чтобы

этих систем:

чередование воспламенений топливовоздушной сме-

— длительность импульсов первичного тока фор-

си в цилиндрах соответствовало порядку работы дви-

мируется таким образом, чтобы имел место минимум

гателя (1243 или 1342), первая свеча сгруппирована

рассеиваемой мощности в катушке и на силовом

с четвертой, а вторая — с третьей. При таком соеди-

транзисторе коммутатора;

нении свечей "рабочие" искры возникают в цилинд-

— время протекания первичного тока зависит от

рах в конце такта сжатия, а "холостые" искры — в

частоты вращения коленчатого вала двигателя и на-

конце такта выпуска. Ясно, что рабочие искры вос-

пряжения питания;

пламеняют топливовоздушную смесь, а холостые —

— амплитуда импульсов первичного тока ограни-

разряжаются в среде отработавших газов.

чивается на уровне 6,5...10 А в зависимости от типа

• Первые двухвыводные катушки зажигания бы-

электронногокоммутатора;

ли изготовлены на базе традиционных одновыводных

— при неработающем двигателе, но включенном

катушек с разомкнутым магнитопроводом в маслона-

зажигании, ток в первичной обмотке катушки зажи-

полненном металлическом корпусе. Они имели увели-

гания

не протекает.

ченные габариты и массу и значительно отличались

•

Конструктивная особенность катушек зажига-

ния, применяемых в электронных системах с норми-

руемым временем накопления энергии, — наличие

специального защитного клапана в высоковольтной

крышке или в линии завальцовки крышки с корпу-

сом. Этот клапан открывается в случае увеличения

давления масла, что имеет место при повышении его

температуры. Срабатывание клапана — это аварий-

ная ситуация, возникающая тогда, когда выходит из

строя система управления временем накопления

энергии в электронном коммутаторе. При этом дли-

тельность протекания первичного тока увеличивает-

ся, катушка сильно нагревается и давление масла

Рис. 11.3.

внутри ее корпуса повышается. Срабатывание за-

Схеманизковольтногораспределенияимпульсов

щитного клапана предотвращает взрыв катушки. Но

высокого напряжения с двумя двухвыводными катушками:

после

этого катушка восстановлению не подлежит.

А — выходной каскад двухканального электронного

комму

Представительницей таких катушек является катуш-

татора; VT1, VT2 — транзисторы коммутатора; TV1,

TV2

катушки зажигания; FV1-FV4 — искровые свечи.

ка 27.3705, которая широко применяется в составе

Глава

11

от прототипа по конструкции. Такие катушки не на-

выводные катушки зажигания с замкнутым магнито-

шли широкого применения.

проводом 1 (рис. 11.5). В таких катушках вторичная

Разработкановыхполимерныхматериалов,обла-

обмотка 3 имеет каркасную секционную намотку,

дающих

высокими диэлектрическими свойствами,

позволяющую уменьшить вторичную емкость и уси-

выводные катушки зажигания.

пластмассовый каркас 9, в который вмонтированы

• Двухвыводная катушка зажигания (рис. 11.4)

обмотки. При сборке обмотки заливаются эпоксид-

имеет разомкнутый магнитопровод и двухсекцион-

ным компаундом 8. Катушка в сборе с обмотками и

ную вторичную обмотку. Вторичная обмотка располо-

выводами представляет собой монолитную конструк-

женасверхупервичной, что обеспечиваетнадежную

цию с высокой стойкостью к механическим, электри-

изоляцию выводов высокого напряжения. Охлажде-

ческим и климатическим воздействиям. Сердечник

ние первичной обмотки — через центральный стер-

катушки 1, набранный из тонких листов электротех-

жень магнитопровода, который выступает наружу и

нической стали, состоит из двух симметричных поло-

имеет крепежное отверстие. Обмотки катушки про-

вин, при стягивании которых в центральном стержне

питаны компаундом и спрессованы полипропиленом,

образуется зазор 0,3...0,5 мм для некоторого увели-

из пропилена выполнены также корпус, гнезда высо-

чения индуктивности первичной обмотки повышаю-

ковольтных и низковольтных выводов.

щего трансформатора (см. поз. 7, рис. 11.5).

• В настоящее время все большее распростране-

Наличие замкнутого магнитопровода позволяет

ние получаюттрансформаторы зажигания, т.е. двух-

уменьшить габариты и вес катушки, повысить КПД

РИС. 11.5.

Двухвыводнаякатушказажиганиясзамкнутым

магнитопроводом:

Рис. 11.4.

а — внешний вид; б — катушка в разрезе; 1 — замкнутый

Двухвыводная катушка зажигания с разомкнутым

магнитопровод М с воздушным зазором; 2 — первичная об-

магнитопроводом:

мотка W1; 3 — вторичная обмотка W2; 4 — корпус (стяж-

а — внешний вид; 6 — катушка в разрезе; 1 — магнитопровод М

ные элементы магнитопровода); 5 — высоковольтные выво-

с крепежным отверстием А; 2 — первичная обмотка W1; 3 — кор-

ды; 6 — низковольтные выводы; 7 — воздушный зазор в

пус; 4 — вторичная обмотка W2; 5 — высоковольтные выводы;

центральном керне магнитопровода; 8 — заливка катушки

6 — заливка полипропиленом; 7 — низковольтные выводы.

полипропиленом; 9 — пластмассовый каркас.

является средний стержень магнитопровода, а взаим-

ное влияние двух катушек друг на друга исключается с

помощью двух воздушных зазоров 8. Величина этих

зазоров может достигать 1...2 мм, чем увеличивается

Рис. 11.7.

магнитное сопротивление в магнитопроводе и дости-

Электрическая

схема включения

четырехвыводной

гается развязка каналов.

катушки

с высоковольтными

диодами:

• Более

распространенной

является схема

четы-

VD1-VD4 — высоковольтные диоды; А — выходной каскад; TV —

рехвыводной катушки с высоковольтными диодами

трансформатор зажигания; остальные обозначения по

рис. 11.6.

(рис. 11.7), котораясодержитдвевстречнонамотан-

обратном направлении, и при прерывании в ней тока

ные первичные обмотки и одну вторичную. Поляр-

ность вторичного напряжения определяется направ-

полярность вторичного напряжения в точке S изме-

лением укладки витков в первичных обмотках. Если в

нится на отрицательную. При этом искровые разряды

точке S (см. рис. 11.7) напряжение имеет положи-

возникнут в двух цилиндрах двигателя со свечами FV2

тельную полярность, то открываются высоковольтные

и FV3. Для исключения взаимного влияния первичных

диоды

VD1,

VD4 и

в соответствующих цилиндрах двиобмоток в период образования импульсов высокого

гателя появляются искровые разряды (рабочая и хо-

напряжения к их выводам низкого напряжения под-

лостая искры). Вторая первичная обмотка намотана в

ключены разделительные диоды VD5, VD6.

• К общим недостаткам систем зажигания с двух-

и четырехвыводными катушками относится разнопо-

лярность высоковольтных импульсов относительно

"массы" автомобиля на спаренных свечах зажига-

ния. За счет этого пробивное напряжение в свечах

может отличаться на 1,5...2 кВ.

•

В системах зажигания с накоплением энергии

в емкости катушка зажигания выполняет функцию

только повышающего импульсного трансформатора,

ее габариты при этом могут быть значительно умень-

шены. Это позволяет изготовлять индивидуальные

катушки зажигания для каждой свечи в отдельности

и монтировать их непосредственно на свечах. Для та-

кой системы не нужны высоковольтные провода, ко-

торые являются источником радиопомех. Кроме то-

го, исключается холостая искра. Вторичное напряже-

ние несколько увеличивается и имеет только отрица-

тельную полярность, что продлевает срок

службы

свечи

зажигания.

Для микропроцессорных систем зажигания с на-

коплением энергии в индуктивности выпускаются ин-

дивидуальные одновыводные катушки зажигания с

замкнутым магнитопроводом — так называемые

Рис. 11.6.

Четырехвыводная катушка зажигания с двумя

трансформаторы зажигания (см. рис. 11.8).

воздушными

зазорами

в магнитопроводе:

•

Катушки, работающие в составе современных

а — схема включения катушки; 6 — электрическая схема

ка-электронных и микропроцессорных систем зажига-

тушки;

VT1,

VT2 — транзисторы

двухканального коммутато-ния с накоплением энергии в индуктивности, обеспе-

ра; Wl,

W2 — первичная и вторичная обмотки; 8 —

воздуш-чивают высокие выходные характеристики:

ный зазор; FV1-FV4 — свечи зажигания; М — ш-образный

—

максимальное вторичное напряжение до 35 кВ;

магнитопровод; N —

соединительное ярмо магнитопровода.

—

скорость его нарастания >700 В/мкс;

-

суммарная длительность фаз искрового разря-

растает пробивное напряжение на свечах, что объяс-

да2,0...2,5мс;

няется соизмеримостью времени формирования ис-

-

энергия искрового разряда 80... 100 мДж.

крового разряда в свече со временем нарастания на

Высокий уровень вторичного напряжения и пара-

ней вторичного напряжения. При большом запасе по

метров искрового разряда способствует выполнению

вторичному напряжению это не принципиально.

жестких требований, предъявляемых к современному

автомобильному двигателю по экономичности и ток-

сичности. Повышение скорости нарастания вторично-

11.5. Техническое обслуживание

го напряжения делает систему зажигания менее чув-

ствительной к нагарообразованию на тепловом кону-

Катушка зажигания — достаточно надежный ап-

се искровой свечи. Однако при этом на 20...30% воз-

парат электрооборудования автомобиля, поэтому ее

техническое обслуживание сведено к минимуму.

• Прежде всего катушка должна быть

чистой,

как и другие высоковольтные элементы системы за-

жигания. Часто после мойки автомобиля наличие

влаги на крышке катушки зажигания является причи-

ной отказа пуска двигателя. Поэтому в тех случаях,

когда влага может попасть в моторный отсек авто-

мобиля (мойка, дождь, длительная стоянка при повы-

шенной влажности воздуха), перед поездкой необхо-

димо просушить или насухо обтереть высоковольт-

ные элементы системы зажигания. Особое внимание

следует обратить на вывод высокого напряжения ка-

тушки зажигания. Не вставленный до упора в гнездо

катушки высоковольтный провод может привести к

пробою изоляции, который обнаруживается по про-

гару крышки или выплавлению пластмассового по-

крытия (оболочки) корпуса. Если высоковольтный

контакт в катушке почернел, но его изоляция не на-

рушена, контакт зачищают до блеска мелкой шкур-

кой, свернутой трубочкой. Таким же образом следу-

ет обработать наконечник высоковольтного прово-

да. После зачистки убеждаются в плотной посадке

провода в контактное гнездо. При необходимости на-

дежность контакта достигается увеличением

шири-

ны прорези наконечника высоковольтного провода.

Рис. 11.8.

Рис. 11.9.

Переносной разрядник:

Одновыводнаякатушка(трансформатор)зажигания:

1 — разрядные шары; 2 — микрометр; 3 — тефлоновы

а — отечественного производства для систем зажигания

с

лимб микрометра; 4 — изоляционная подставка; 5 — кон-

накоплением энергии в индуктивности; б — производства

тактные гнезда

для

подключения

высоковольтных

прово-

фирмы BOSCH для систем зажигания с индуктивным накопи

-

дов; 6 — измерительная шкала микрометра;

7 —

высоко-

телем; 1 — свеча зажигания; 2 — высоковольтный вывод;

вольтные соединительные провода разрядника; ТР — двух-

3 — многосекционная вторичная обмотка W2; 4 — первич-

выводная катушка зажигания с первичной W1 и вторичной

ная обмотка W1; 5 — сердечник магнитопровода М; б —

W2

обмотками;

о —

измеряемый

зазор

между

шарам

низковольтный вывод; 7 — наружная заливка полипропиле-

и„р

— пробивное напряжение на выводах

вторичной об

ном;8—изоляционный каркасдля вторичнойобмотки.

мотки катушки зажигания.

Обеспечение надежного крепления катушки к ку-

женного к ним напряжения в момент появления ис-

зову автомобиля предупреждает появление механи-

кры (см. график на рис. 11.9).

ческих повреждений и улучшает ее охлаждение. Кро-

При отсутствии искры в зазоре между корпусом

ме того, в контактно-транзисторных и транзисторных

двигателя и наконечником провода, отсоединенного

системах зажигания

с катушками типа

Б114, Б116,

от центрального вывода распределителя, или между

у которых обмотки имеют трансформаторную связь,

электродами разрядника проверку катушки заверша-

предотвращается выход из строя силового транзис-

ют измерением сопротивлений обмоток. Если изме-

тора коммутатора.

ренные значения сопротивлений соответствуют нор-

•

Неисправность катушки

классической конструк-

мальным (см. табл. 11.1), а высоковольтной искры

ции можно обнаружить внешним осмотром с после-

не возникает, то в катушке может иметь место высо-

дующей проверкой ее работоспособности "на искру".

ковольтный

(неконтролируемый

простым способом)

Внешним осмотром могут быть найдены трещины и

пробой изоляции между витками или на корпус. Та-

электрические прожоги на крышке вокруг высоко-

кая

неисправность может быть

обнаружена

только

вольтного вывода. Для проверки катушки "на искру"

на специальном испытательном стенде. В любом слу-

отсоединяют центральный высоковольтный провод от

чае катушка зажигания, в которой обнаружены неис-

распределителя

и располагают его на

расстоянии

правности, не ремонтируется и подлежит замене.

5...10 мм от корпуса двигателя. Затем стартером

•

В заключение следует отметить, что при напи-

прокручивают коленчатый вал

двигателя

и

наблюда-

сании настоящей главы использовалась, в основном,

ют за искрообразованием в зазоре между наконеч-

информация по отечественным катушкам зажига-

ником

высоковольтного

провода и "массой". В кон-

ния. Что касается катушек зажигания

импортных ав-

тактной системе зажигания проверять искрообразо-

томобилей, то они имеют очень схожие параметры и

вание можно без вращения коленчатого вала. Для

конструктивные показатели, так как рассчитываются

этого снимают крышку распределителя и устанавли-

и изготовляются по совершенно аналогичным прин-

вают контакты прерывателя в замкнутое состояние.

ципам. Отсюда ясно, что замена импортных катушек

Затем, включив

зажигание

рычажком

прерывателя

зажигания отечественными возможна и вполне до-

или ротором распределителя, размыкают и замыкают

пустима. Следует только иметь ввиду, что катушки за-

контакты. Бесперебойное искрообразование свиде-

жигания от разных типов систем зажигания не взаи-

тельствует об исправности катушки зажигания.

мозаменяемы, например, батарейная катушка зажи-

•

Двухвыводные

катушки

зажигания

микропрогания не будет работать в электронной системе и на-

цессорных систем и электронных систем зажигания

оборот — их параметры совершенно различны.

высокой энергии проверяют "на искру" с применени-

При замене катушки зажигания на ее место под-

ем специального переносного разрядника (рис.

бирают катушку со схожими рабочими параметрами,

11.9). Это делается для того, чтобы не получить трав-

которые

не

должны

отличаться

более

чем на

му или не вывести из строя электронные приборы на

20...30%, а сами катушки должны иметь одинаковое

автомобиле. С помощью разрядника можно доста-

конструктивное

исполнение.

точно точно измерить вторичное напряжение Unp на

В табл. 11.1 в качестве примера желтой строкой

любой катушке зажигания. Размер зазора между

выделены

параметры

взаимозаменяемых

катушек

шарами разрядника почти линейно зависит от прило-

зажигания.