Схема катушка зажигания: Схема катушки зажигания и принципы работы – 403 — Доступ запрещён
- 07.07.2020
Устройство и схема катушки зажигания Б-117А
На автомобилях ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107 и их модификациях применяется катушка зажигания Б-117А. Она установлена на левом брызговике моторного отсека автомобиля на двух шпильках.
Устройство катушки зажигания Б-117А
Катушка зажигания Б-117А представляет собой трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, который состоит из сердечника и кольцевого наружного магнитопровода. Сердечник набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Наружный магнитопровод служит для улучшения магнитной проводимости катушки и состоит из свернутой в два с половиной слоя ленты из электротехнической стали толщиной 0,3 мм. Для уменьшения вихревых токов имеет вертикальные прорези.
Сердечник находится в картонном каркасе, на котором намотана вторичная обмотка, имеющая 55 слоев медного провода в эмалевой изоляции, разделенных слоями бумаги. Вторичная обмотка имеет в первом и последнем слоях по 50 витков.
Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка, имеющая в первом и последнем слое 48 витков, а в остальных по 52. Слои обмотки отделены друг от друга бумагой. Первичная обмотка изолирована от вторичной слоем картона.
Конец вторичной обмотки соединен с началом первичной и выведен к контакту «+Б» на крышке катушки. На него приходит электрический ток от замка зажигания и запитывает обмотки катушки.
Катушка зажигания Б-117А заполнена трансформаторным маслом через отверстие в крышке закрываемое винтом. Масло необходимо для охлаждения обмоток.
Катушка зажигания закрыта крышкой из высоковольтной пластмассы (фенопласта). В ней имеется вывод под высоковольтный провод и два других вывода. Вывод «+Б» описан выше, а второй безымянный вывод соединен с первичной обмоткой.
Вывод под провод высокого напряжения соединен с винтом, спиральной пружиной и далее с сердечником который соединен с выводом начала вторичной обмотки (выводом высокого напряжения).
Схема катушки зажигания Б-117А
Примечания и дополнения
— Помимо Б-117А на «классику» ВАЗ устанавливаются катушки зажигания 27.3705 и 3122.3705.
Еще статьи по системе зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107
— Контактная система зажигания автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2106
— Контактная система зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107
— Проверка катушки зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107
Катушки зажигания — виды, устройство, принцип работы
(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)
Задачи катушки зажигания
Катушка зажигания накапливает энергию и вырабатывает высокое напряжение для образования искрового разряда на электроде свечи зажигания.
Функция катушки зажигания основывается на законе индукции: катушка зажигания состоит из магнитомягкого железного сердечника, первичной обмотки из медной проволоки с малым количеством витков (сечением примерно 0,75 мм
Поставляемая от аккумулятора энергия в требуемый момент зажигания отключается от конечной ступени управления. Магнитное поле первичной обмотки переносится на вторичную обмотку. Возникающее во вторичной обмотке напряжение зависят от количества витков. Это высокое напряжение используется для искрообразования на электроде свечи.
Энергия зажигания
При оптимальном составе смеси энергия зажигания должна составлять примерно 0,2 мДж, при более бедной или богатой смеси — примерно 3 мДж. Однако в практике расход энергии гораздо выше.
Вырабатываемая энергия в современных системах зажигания достигает от 60 до 200 мДж. Это означает, что при контакте с проводящими высокое напряжение частями может возникнуть угроза жизни!
Термины в системе зажигания
Распределение
Аккумулирование энергии: во время цикла заряда катушка накапливает энергию в магнитопроводе. Ток подается — катушка заряжается (цепь первичной обмотки закрыта, цепь вторичной обмотки открыта). В заданный момент зажигания первичная цепь размыкается.
Первичный ток
Индуцированное напряжение: любое изменение тока в индуктивности (катушке) изменяет напряжение. Вторично генерируется высокое напряжение.
Вторичное напряжение
Высокое напряжение: так же как и в трансформаторе вырабатываемое высокое напряжение зависит от числа витков катушки первично/вто-рично. После достижения необходимого напряжения пробоя происходит разряд катушки с образованием искры (пробой).
Вторичный ток
Искра зажигания: после поступления высокого напряжения на свечу зажигания накопленная энергия разряжается в искровой канал (цепь первичного тока открыта, вторичного-закрыта).
Время замыкания (заряда катушки)
В контактно-распределительной системе зажигания определяется продолжительность времени, в период которого контакт прерывателя замкнут.
В электронной системе зажигания предписывается продолжительность времени, в период которого первичный ток протекает. Первичная обмотка катушки подключена.
Система зажигания с контактным прерывателем
Электронная система зажигания
На практике в основном встречаются 3 вида: система зажигания с вращающимся распределителем, двухискровая катушка зажигания и одноискровая катушка зажигания.
Стандартная катушка зажигания для двигателей с вращающимся распределением высокого напряжения (ROV)
Управление током заряда через контакт прерывателя. Тут высокое напряжение генерируется центрально от одной катушки зажигания и распределителем зажигания механически распределяется на отдельные свечи зажигания. В современных системах управления двигателем этот вид распределения напряжения уже не актуален.
Двухискровая катушка зажигания (в двигателях с четным числом цилиндров)
Оба соединения высокого напряжения последовательно подключены к двум свечам зажигания, порядок зажигания которых на 360° оборота коленчатого вала смещены друг от друга. Катушка зажигания генерирует искру зажигания одновременно на две свечи зажигания: одна находится в цилиндре, в котором как раз и сжимается воздушно-топливная смесь, а вторая — в цилиндре, который в это время находится в такте выпуска. В цилиндре с высоким давлением (с тактом сжатия) возникает рабочая основная искра зажигания, в менее сжатом (с тактом продувки) — холостая искра зажигания. После 360° оборота коленчатого вала все становится наоборот. В другой паре цилиндров импульс зажигания происходит точно так же, только смещен на 180° оборота коленвала.
Благодаря последовательному включению одна из обеих свечей работает с положительным высоким напряжением пробоя, а другая — с отрицательным напряжением. Из-за разного направления напряжения электроды свечей зажигания показывают неодинаковые картины обгорания.
На каждый оборот коленвала -2 искры зажигания (основная/ рабочая искра и поддерживаю-щая/холостая искра)
1. Помехоподавляющий штекер 2. Кабели зажигания
3. Соединительный штекер 4. Двухискровая катушка зажигания 2×2
Статическое распределение высокого напряжения с двух-искровой катушкой зажигания
Одноискровая катушка зажигания в полностью электронной системе зажигания
В этом исполнении каждая свеча зажигания приписана к конкретной катушке зажигания, которая «сидит» прямо на изоляторе свечи зажигания. Конструкция делает возможным более филигранное исполнение и размеры. Одноискровые катушки зажигания устанавливаются как на четное, так и на нечетное количество цилиндров: система зажигания все равно синхронизируется сенсором распредвала.
Схема включения одноискровой катушки зажигания
Устройство одноискровой катушки
Одноискровая катушка зажигания вырабатывает в каждый такт по искре зажигания, потому необходима синхронизация с распределительным валом.
Преимущества одноискровой катушки зажигания в полностью электронной системе зажигания
Благодаря прямой передаче напряжения от катушки зажигания на свечу зажигания одноискровая катушка зажигания имеет меньшие потери напряжения и позволяет использовать самый широкий из возможных диапазонов углов опережения зажигания. Кроме того, в такой системе возможен контроль первичной и вторичной цепей системы зажигания и определение перебоев в искрообразовании.
Одноискровая катушка
1 Замок зажигания 2 Катушки зажигания 3. Свечи зажигания 4. Блок управления
Статическое распределение зажигания с одноискровыми катушками зажигания
Диоды в цепи высокого напряжения для подавления искры при включении. Вторичная обмотка не может быть проверена омметром.
Видео
Две синхронные искры — журнал За рулем
КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ
ДВЕ СИНХРОННЫЕ ИСКРЫ
На многих современных автомобилях, оснащенных системой впрыска топлива (а таких в мире — большинство), применяется система зажигания с низковольтным распределением энергии. Часто неисправности в ней связаны с катушками зажигания нетрадиционной конструкции. О них рассказывает Антон УТКИН.
Неискушенный в технике автолюбитель, возможно, считает систему зажигания без обычного распределителя недавним достижением электроники. Между тем еще в 1961 году на ирбитском мотоцикле М-62 с двухцилиндровым оппозитным двигателем впервые появилась двухискровая (тогда еще шестивольтовая) катушка Б-201 (фото 1). В отличие от известных ранее, у нее было два высоковольтных вывода — от первого и последнего витков вторичной обмотки, которую полностью изолировали от «массы» (рис. 1). Такое передовое решение стало возможным благодаря четырехтактному циклу двигателя и чередованию вспышек в цилиндрах через каждый полный оборот коленвала. Высоковольтная цепь проходила через «массу» и искровые промежутки обеих свечей, каждая из которых либо поджигала топливную смесь в конце такта сжатия, либо проскакивала вхолостую в конце такта выпуска.
Но о применении двухискровых катушек на четырехцилиндровых моторах тогда речи не шло — электронное распределение низкого напряжения по двум каналам в ту пору еще не появилось. Впрочем, идея обойтись без «бегунка» уже будоражила умы. На фото 2 — один из вариантов самодельного двухканального трамблера для «Москвича», рассчитанного на работу с двумя двухискровыми или четырьмя обычными, но шестивольтовыми «бобинами». Его два прерывателя, расположенные под углом 90°, и кулачок с двумя гранями вместо четырех обеспечивали одновременное искрообразование на свечах каждой пары цилиндров дважды за один оборот коленвала.
Серийное применение на отечественных автомобилях двухискровая схема нашла в 1986 году на модели VAZ 21083–02 с микропроцессорным зажиганием. Специально для нее НИИАвтоприборов (ныне «Автоэлектроника») совместно с московским заводом АТЭ-2 разработал сухую, запрессованную в полипропилен двухискровую катушку высокой энергии с индексом 29.3705. Система включала две такие катушки, каждая из которых обслуживала свою пару цилиндров, а энергия между ними распределялась статически — с помощью контроллера и двухканального коммутатора. В сочетании с карбюратором эта система не давала особых преимуществ перед обычным трамблером, уступая последнему в простоте, надежности и цене, поэтому в 1990 году производство VAZ 21083–02 прекратили. Но годом раньше начался серийный выпуск «Оки», для двухцилиндрового мотора которой как раз и подошла двухискровая катушка 29.3705 в комплекте с обычным коммутатором и датчиком Холла.
К тому времени все недостатки этой катушки и причины ее частых отказов уже были хорошо известны конструкторам. Поэтому в 1992 году на конвейере АТЭ-2 появилась новая катушка 3009.3705, сделанная по лицензии французской фирмы «Дюселье» (ныне «Валео»). Ее важнейшее отличие от предшественницы — замкнутый магнитопровод, позволивший резко сократить магнитный поток рассеяния, повысить КПД и более чем вдвое уменьшить число витков обмоток, а значит, существенно сократить расход обмоточной меди. Многослойный каркас и новый материал изоляции уменьшили вероятность внутренних пробоев, характерных для катушки 29.3705. Последний вариант двухискровой катушки от АТЭ-2 — модель 3012.3705, освоенная в 1994 году. При сохранении энергетических параметров и надежности 3009.3705 она заметно меньше и легче. Именно 3012.3705 устанавливают на «Оку», а также на автомобили ГАЗ с двигателем ЗМЗ-406 (по две штуки). Ее копию малыми сериями делает уфимское ОНПП «Молния» для модификации «Москвича-2141» с микропроцессорным зажиганием. От московской она отличается нестандартной маркировкой (8Г4768049), материалом корпуса и цветом (он коричневый, а не серый, как у АТЭ-2).
А наиболее интегрированный (многофункциональный) прибор системы зажигания — это четырехискровой высоковольтный модуль 42.3705, выпускаемый на заводе АТЭ-2 для «самар» с впрыском топлива. Он включает в себя две двухискровые катушки и силовую часть двухканального коммутатора, залитые в единый компактный блок. Такое решение представляется оправданным лишь при достаточной надежности каждого элемента изделия, иначе при отказе одного из них придется менять весь дорогостоящий модуль. Видимо, это одна из причин, по которой большинство фирм в мире пока предпочитают раздельные приборы системы зажигания.
Условия искрообразования в системах с двухвыводными катушками почти не отлича
Искра дуплетом — журнал За рулем
КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ
Альтернатива
ИСКРА ДУПЛЕТОМ
Катушкой зажигания быть нелегко. Как правило, она — одна, а цилиндров — много.
Михаил КОЛОДОЧКИН
Приходится катушке сотрудничать с высоковольтным распределителем — в одиночку ей все свечи не обслужить. Распределитель ощущает свою значимость и позволяет себе капризничать — то у него бегунок пробьется, то уголек в крышке зависнет. При всем при том отказывается работать в грязи, но панически боится влажной уборки. А если хозяин вздумает установить мощную систему зажигания, то искровой разряд может просто свернуть с дороги от катушки до свечи, отыскав более короткий путь к «массе».
Чтобы избавиться от скандального коллеги, катушка обзавелась вторым высоковольтным выводом (рис. 1). Но работает двухвыводная точно так же, как и ее предшественница. Заметим, что одновременно возникают не два разряда, а один! Две синхронные искры в разных цилиндрах — на самом деле один и тот же разряд, ток которого протекает через последовательно соединенные искровые промежутки свечей. При этом полезна лишь одна из упомянутых искр — чтобы разобраться в этом, обратимся к рис. 2.
Выводы левой по схеме катушки зажигания соединены со свечами первого и четвертого цилиндров. При размыкании тока первичной обмотки катушки произойдет пробой искровых промежутков обоих цилиндров, однако выделяющаяся при этом энергия искрового разряда распределится между ними по-разному. Ее величина прямо пропорциональна давлению в цилиндре, поэтому первый цилиндр имеет большое преимущество перед четвертым, напрямую соединенным с атмосферой. В результате в первом цилиндре произойдет воспламенение рабочей смеси, а в четвертом бесполезно рассеется энергия, сопоставимая по величине с потерями в искровых промежутках разжалованного трамблера. Через один такт картина изменится — разряд в четвертом цилиндре совпадет с окончанием такта сжатия, а в первом сработает вхолостую. Вторая катушка аналогичным образом командует вторым и третьим цилиндрами.
Чтобы обеспечить порядок срабатывания катушек зажигания, достаточно поочередно подключать к низковольтному источнику питания их первичные обмотки — подобный способ распределения искровых разрядов называют бесконтактным или статическим. Именно так работают двухвыводные катушки на «Оке» или на «Волге» с «406-м» мотором, а также на «самарах» и «москвичах», оснащенных микропроцессорными системами зажигания.
Внешне двухвыводная катушка больше напоминает строчный трансформатор от телевизора, нежели свою цилиндрическую предшественницу. Это объясняется конструктивными причинами — сложно расположить два высоковольтных вывода в маслонаполненном металлическом корпусе, обеспечив им должную герметичность. Нынешние катушки — сухие, залитые полимерными компаундами.
Купить двухвыводную катушку сегодня довольно легко — нам удалось приобрести пять различных экземпляров (фото 1–5). Вообще говоря, все они должны уметь сотрудничать с разной «электроникой» — от двухканальных коммутаторов типа 42.3734 до комплексных систем управления впрыском и зажиганием типа МИКАС или АВТРОН. На «половинке» двигателя в «Оке» «пару» катушке составляет обыкновенный коммутатор типа 3620.3734.
Электрические параметры катушек приведены в таблице.
Поскольку параметры катушек № 2–4 практически совпадают, то по своим выходным характеристикам они взаимозаменяемы. В сравнении с ними у катушки № 5 меньшее значение индуктивности первичной обмотки, а потому энергия, запасаемая для искрообразования, у нее также меньше. Соответственно, хуже характеристики искрового разряда. Впрочем, все пять катушек при проверке на стенде обеспечили требуемое по стандарту бесперебойное искрообразование и продемонстрировали кратковременную работу на искровой разрядник с зазором 12 мм. Тем не менее, читателям мы рекомендуем в первую очередь катушки № 2 и 3, а при их отсутствии — № 1 и 4. Катушку № 5 лучше обойти стороной.
Рис. 1. Одно- и двухвыводные катушки зажигания: почти одинаковые, но — совершенно разные… Начало и конец каждой из обмоток условно обозначены символами Н и К. В двухвыводной катушке отсутствует контакт между первичной и вторичной обмотками, при этом вторичная обмотка состоит из нескольких секций и располагается поверх первичной.
Рис. 2. Так работают две двухвыводные катушки зажигания в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе. Красным цветом условно отмечены моменты «полезного» искрообразования, синим — «холостые» разряды.
1. Катушка 29.3705 — «бабушка» отечественных двухвыводных катушек.
Производитель — АО «МЗАТЭ». Когда-то предназначалась для первых «микропроцессорных восьмерок»
