Запалителна бобина: какво е това, защо е необходимо, признаци на неизправност

Както всички шофьори знаят, бензиновите и дизеловите двигатели работят на различни принципи. Ако в дизелов двигател горивото се запалва от температурата на въздуха, компресиран в цилиндъра (само въздухът е в камерата по време на хода на компресията, а дизеловото гориво се подава в края на хода), тогава при бензинов аналог това процесът се активира от искра, образувана от свещ.

Вече говорихме подробно за двигателя с вътрешно горене в отделен преглед... Сега ще се спрем на отделен елемент от запалителната система, от чиято изправност зависи стабилността на двигателя. Това е запалителната бобина.

Откъде идва искрата? Защо има бобина в запалителната система? Какви видове бобини има? Как работят и какво устройство имат?

Какво е запалителна бобина за кола

За да се запали бензинът в цилиндъра, е важна комбинация от такива фактори:

• Достатъчно количество чист въздух (дроселната клапа е отговорна за това);
• Добро смесване на въздух и бензин (това зависи от тип горивна система);
• Висококачествена искра (тя се образува запалителни свещи, но именно бобината за запалване генерира импулс) или разряд в рамките на 20 хиляди волта;
• Разрядът трябва да се случи, когато VTS в цилиндъра вече е компресиран и буталото по инерция е напуснало горната мъртва точка (в зависимост от режима на работа на двигателя, този импулс може да се генерира малко по-рано от този момент или малко по-късно ).

Докато повечето от тези фактори зависят от работата на впръскването, времето на клапаните и други системи, бобината е тази, която създава импулса на високо напрежение. Оттук идва такова огромно напрежение в 12-волтова система.

В системата за запалване на бензинова кола намотката е малко устройство, което е част от електрическата система на автомобила. Съдържа малък трансформатор, който съхранява енергия и при необходимост освобождава цялото захранване. По времето, когато намотката за високо напрежение се задейства, тя вече е около 20 хиляди волта.

Самата запалителна система работи по следния принцип. Когато ходът на компресията е завършен в определен цилиндър, сензорът на коляновия вал изпраща малък сигнал до ECU за необходимостта от искра. Когато бобината е в покой, тя работи в режим на акумулиране на енергия.

След като получи сигнал за образуването на искра, управляващият блок активира релето на бобината, което отваря една намотка и затваря високоволтовата. В този момент се освобождава необходимата енергия. Импулсът преминава през разпределителя, който определя коя свещ трябва да бъде захранена. Токът протича през проводници с високо напрежение, свързани към свещите.

При по-старите автомобили системата за запалване е оборудвана с разпределител, който разпределя напрежението през свещите и активира / деактивира намотките на бобината. В съвременните машини такава система има електронен тип управление.

Както можете да видите, запалителната бобина е необходима, за да се създаде краткотраен импулс с високо напрежение. Енергията се съхранява от електрическата система на автомобила (батерия или генератор).

Устройството и принципът на действие на бобината за запалване

Снимката показва един от видовете бобини.

В зависимост от типа, късото съединение може да се състои от:

1. Изолатор, който предотвратява изтичането на ток от устройството;
2. Калъфът, в който се събират всички елементи (най-често това е метал, но има и пластмасови колеги, изработени от топлоустойчив материал);
3. Изолационна хартия;
4. Първичната намотка, която е направена от изолиран кабел, навита на 100-150 оборота. Той има 12V изходи;
5. Вторичната намотка, която има структура, подобна на основната, но има 15-30 хиляди навивки, навита вътре в първичната. Елементи с подобен дизайн могат да бъдат оборудвани с модул за запалване, двупинов и двойна намотка. В тази част на късо съединение се създава напрежение над 20 хиляди V, в зависимост от модификацията на системата. За да се гарантира, че контактът на всеки елемент на устройството е изолиран възможно най-много и не се образува повреда, се използва връх;
6. Клемен контакт на първичната намотка. На много барабани се обозначава с буквата К;
7. Контактен болт, с който е фиксиран контактният елемент;
8. Централният изход, по който централният проводник отива към разпределителя;
9. Защитно покритие;
10. Клемна батерия на бордовата мрежа на машината;
11. Контактна пружина;
12. Фиксираща скоба, с която устройството е фиксирано в неподвижно положение в двигателното отделение;
13. Външен кабел;
14. Сърцевина, която предотвратява образуването на вихрови токове.

В зависимост от вида на автомобила и системата за запалване, която се използва в него, местоположението на късото съединение е индивидуално. За да намерите бързо този елемент, трябва да се запознаете с техническата документация за автомобила, която ще посочи електрическата схема на целия автомобил.

Работата на късо съединение има принцип на действие на трансформатора. Първичната намотка е свързана към акумулатора по подразбиране (и когато двигателят работи, се използва енергията, генерирана от генератора). Докато той е в покой, токът преминава през кабела. В този момент намотката образува магнитно поле, действащо върху тънката жица на вторичната намотка. В резултат на това действие в елемента за високо напрежение се натрупва високо напрежение.

Когато прекъсвачът се задейства и първичната намотка е изключена, и в двата елемента се генерира електродвижеща сила. Колкото по-висока е самоиндукционната ЕМП, толкова по-бързо ще изчезне магнитното поле. За да се ускори този процес, към сърцевината на късо съединение може да се подаде и ток с ниско напрежение. Токът се увеличава на вторичния елемент, поради което напрежението в този участък пада рязко и се образува дъгово напрежение.

Този параметър се запазва, докато енергията се отстрани напълно. В повечето съвременни автомобили този процес (намаляване на напрежението) продължава 1.4ms. Това е напълно достатъчно за образуването на мощна искра, способна да пробие въздуха между електродите на свещта. След като вторичната намотка е напълно разредена, останалата част от енергията се използва за поддържане на напрежението и затихналите трептения на електричеството.

Функции на бобината на запалването

Ефективността на запалителната бобина до голяма степен зависи от вида на клапана, използван в системата на автомобила. По този начин механичният разпределител губи малко количество енергия в процеса на затваряне / отваряне на контактите, тъй като между елементите може да се образува малка искра. Липсата на механични контактни елементи на прекъсвача се проявява при високи или ниски скорости на двигателя.

Когато коляновият вал има малък брой обороти, контактните елементи на разпределителя създават малък дъгов разряд, в резултат на което към запалителната свещ се подава по-малко енергия. Но при висока скорост на коляновия вал контактите на прекъсвача вибрират, причинявайки вторично напрежение да падне. За да се премахне този ефект, върху спиралите, работещи с механичен чопър, е монтиран резисторен елемент.

Както можете да видите, целта на бобината е една и съща - да преобразува ток с ниско напрежение във висок. Останалите параметри на операцията SZ зависят от други елементи.

Работа на бобина в общата верига на запалителната система

Описани са подробности за устройството и видовете системи за запалване на автомобили в отделен преглед... Но накратко, във веригата SZ, бобината ще работи съгласно следния принцип.

Контактите с ниско напрежение са свързани към кабела за ниско напрежение от батерията. За да се предотврати разреждането на батерията по време на работа на късо съединение, нисковолтовата част на веригата трябва да бъде удвоена с генератора, поради което окабеляването е сглобено в един сноп за плюс и един сноп за минус (по пътя, по време на работата на двигателя с вътрешно горене, батерията се презарежда).

1) генератор, 2) ключ за запалване, 3) разпределител, 4) прекъсвач, 5) свещи, 6) запалителна бобина, 7) батерия

Ако генераторът спре да работи (как се проверява неговата неизправност, това е описано тук), превозното средство използва енергията от източника на захранване от батерията. На акумулатора производителят може да посочи колко дълго автомобилът може да работи в този режим (за подробности как да изберете нова батерия във вашата кола е описано в друга статия).

От бобината излиза един контакт с високо напрежение. В зависимост от модификацията на системата, нейната връзка може да бъде или към прекъсвач, или директно към свещ. Когато запалването е включено, напрежението се подава от батерията към бобината. Между намотките се образува магнитно поле, което се усилва от присъствието на сърцевината.

В момента на стартиране на двигателя стартерът завърта маховика, с който коляновият вал се върти. DPKV фиксира позицията на този елемент и подава импулс на блока за управление, когато буталото достигне горната мъртва точка в хода на компресията. При късо съединение веригата се отваря, което провокира краткотраен прилив на енергия във вторичната верига.

Генерираният ток преминава през централния проводник към разпределителя. В зависимост от това кой цилиндър се задейства, такава свещ получава съответното напрежение. Между електродите възниква разряд и тази искра запалва смес от въздух и гориво, компресирани в кухината. Има системи за запалване, при които всяка свещ е снабдена с индивидуална намотка или те са удвоени. Последователността на работа на елементите се определя върху нисковолтовата част на системата, поради което загубите на високо напрежение се свеждат до минимум.

Основните характеристики на бобината за запалване:

Ето таблица на основните характеристики и техните стойности за късо съединение:

Параметър:	Значение:
Устойчивост	На първичната намотка тази характеристика трябва да бъде в рамките на 0.25-0.55 Ohm. Същият параметър на вторичната верига трябва да бъде в рамките на 2-25kOhm. Този параметър зависи от двигателя и вида на запалителната система (той е отделен за всеки модел). Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-малка е мощността за генериране на искра.
Искрова енергия	Тази стойност трябва да бъде около 0.1J и консумирана в рамките на 1.2ms. При свещите тази стойност съответства на параметъра на дъговия разряд между електродите. Тази енергия зависи от диаметъра на електродите, разликата между тях и техния материал. Това също зависи от температурата на VTS и налягането в камерата на цилиндъра.
Аварийно напрежение	Разбивката е разряд, който се образува между електродите на свещ. Работното напрежение зависи от SZ междина и същите параметри, както при определяне на искровата енергия. Този параметър трябва да е по-висок, когато двигателят току-що стартира. Самият двигател и въздушно-горивната смес в него все още се нагряват слабо, така че искрата трябва да е мощна.
Брой искри / мин.	Броят на искрите в минута се определя от оборотите на коляновия вал и броя на цилиндрите на двигателя с вътрешно горене.
трансформация	Това е стойност, която показва колко се увеличава първичното напрежение. Когато 12 волта пристигнат към намотката и последващото й изключване, силата на тока пада рязко до нула. В този момент напрежението в намотката започва да се повишава. Тази стойност е параметърът на трансформацията. Определя се от съотношението на броя на завъртанията на двете намотки.
Индуктивност	Този параметър определя свойствата за съхранение на намотката (измерва се в G.). Размерът на индуктивността е пропорционален на количеството съхранена енергия.

Видове запалителни бобини

Малко по-нагоре разгледахме дизайна и принципа на действие на най-простата модификация на късо съединение. При такова системно устройство разпределението на генерираните импулси се осигурява от разпределител. Съвременните автомобили са оборудвани с електронни регулатори и с тях различни видове намотки.

Съвременната KZ трябва да отговаря на следните критерии:

• Малка и лека;
• Трябва да има дълъг експлоатационен живот;
• Дизайнът му трябва да бъде възможно най-опростен, така че да е лесен за инсталиране и поддръжка (когато се появи неизправност, шофьорът ще може самостоятелно да го идентифицира и да предприеме необходимите действия);
• Бъдете защитени от влага и топлина. Благодарение на това автомобилът ще продължи да работи ефективно при променящи се метеорологични условия;
• Когато се монтират директно върху свещите, изпаренията от двигателя и други агресивни условия не трябва да развалят корпуса на детайла;
• Трябва да бъде максимално защитен от късо съединение и изтичане на ток;
• Дизайнът му трябва да осигурява ефективно охлаждане и в същото време лесно инсталиране.

Има такива видове бобини:

• Класически или общи;
• Индивидуален;
• Двоен или двупинов;
• Суха;
• Напълнено с масло.

Независимо от вида на късо съединение те имат едно и също действие - преобразуват ниско напрежение в ток с високо напрежение. Всеки тип обаче има свои собствени дизайнерски характеристики. Нека разгледаме всеки от тях по-подробно.

Класически дизайн на бобина за запалване

Такива къси съединения са били използвани в стари автомобили с контактно и след това безконтактно запалване. Те имат най-простия дизайн - те се състоят от първични и вторични намотки. На елемент с ниско напрежение може да има до 150 оборота, а на елемент с високо напрежение - до 30 хил. За да се предотврати образуването на късо съединение между тях, проводниците, които се използват за образуване на завои, са изолирани.

В класическия дизайн тялото е направено от метал под формата на стъкло, заглушено от едната страна и затворено с капак от другата. Нисковолтовите контакти и един контакт към високоволтовата линия се извеждат на капака. Първичната намотка е разположена отгоре на вторичната.

В центъра на елемента за високо напрежение има сърцевина, която увеличава силата на магнитното поле.

Такъв автомобилен трансформатор сега практически не се използва поради особеностите на съвременните системи за запалване. Те все още могат да бъдат намерени на стари автомобили с местно производство.

Общото късо съединение има следните характеристики:

• Максималното напрежение, което може да генерира, е в диапазона 18-20 хиляди волта;
• В центъра на елемента за високо напрежение е монтирано ламеларно ядро. Всеки елемент в него има дебелина 0.35-0.55 мм. и изолирани с лак или скала;
• Всички плочи са сглобени в обща тръба, около която се навива вторична намотка;
• За производството на колбата на устройството се използва алуминий или ламарина. На вътрешната стена има магнитни вериги, които са направени от електрически стоманен материал;
• Напрежението във веригата за високо напрежение на устройството се увеличава със скорост 200-250 V / μs;
• Енергията на разреждане е около 15-20 mJ.

Проектни разлики на отделните намотки

Както става ясно от името на елемента, такова късо съединение е инсталирано директно върху свещта и генерира импулс само за нея. Тази модификация се използва при електронно запалване. Той се различава от предишния тип само по местоположението си, както и по своя дизайн. Устройството му също включва две намотки, само високото напрежение е навито тук над ниското напрежение.

В допълнение към централното ядро, той има и външен аналог. На вторичната намотка е монтиран диод, който отрязва тока с високо напрежение. По време на един моторен цикъл такава намотка генерира една искра за своята свещ. Поради това всички къси съединения трябва да бъдат синхронизирани с позицията на разпределителния вал.

Предимството на тази модификация пред споменатата по-горе е, че токът с високо напрежение изминава минималното разстояние от намотката към намотката на свещта. Благодарение на това енергията изобщо не се губи.

Двойни оловни бобини за запалване

Такива къси съединения също се използват главно при електронния тип запалване. Те са подобрена форма на общата намотка. За разлика от класическия елемент, тази модификация има два терминала за високо напрежение. Една намотка обслужва две свещи - на два елемента се генерира искра.

Предимството на такава схема е, че първата свещ се задейства, за да запали компресираната смес от въздух и гориво, а втората създава разряд, когато в цилиндъра възникне изпускателният удар. Допълнителна искра изглежда празен ход.

Друг плюс на тези модели бобини е, че такава запалителна система не се нуждае от разпределител. Те могат да се свържат със свещи по два начина. В първия случай намотката стои отделно и един проводник с високо напрежение отива към свещниците. Във втората версия намотката е инсталирана на една свещ, а втората е свързана чрез отделен проводник, излизащ от корпуса на устройството.

Тази модификация се използва само за двигатели със сдвоен брой цилиндри. Те могат също така да бъдат сглобени в един модул, от който излизат съответния брой високоволтови проводници.

Сухи и маслени бобини

Класическото късо съединение е изпълнено с трансформаторно масло вътре. Тази течност предотвратява прегряване на намотките на устройството. Корпусът на такива елементи е метал. Тъй като желязото има добър топлообмен, в същото време то се загрява само. Това съотношение не винаги е рационално, тъй като подобни модификации често са много горещи.

За да се премахне този ефект, съвременните устройства се произвеждат изобщо без калъф. Вместо това се използва епоксидно съединение. Този материал едновременно изпълнява две функции: охлажда намотките и ги предпазва от влага и други негативни влияния на околната среда.

Срок на експлоатация и неизправности на запалителните бобини

На теория обслужването на този елемент от запалителната система на съвременен автомобил е ограничено до 80 хиляди километра от пробега на автомобила. Това обаче не е постоянно. Причината за това са различните условия на експлоатация на превозното средство.

Перфорирана намотка

Ето само няколко фактора, които могат значително да намалят живота на това устройство:

1. Късо съединение между намотките;
2. Бобината често се прегрява (това се случва при често модифицирани инсталации, инсталирани в лошо вентилирано отделение на двигателното отделение), особено ако вече не е прясно;
3. Дългосрочна работа или силни вибрации (този фактор често влияе върху изправността на моделите, които са инсталирани на двигателя);
4. Когато напрежението на батерията е лошо, времето за съхранение на енергия е надвишено;
5. Щети по делото;
6. Когато водачът не изключи запалването по време на деактивиране на двигателя с вътрешно горене (първичната намотка е под постоянно напрежение);
7. Повреда на изолационния слой на взривни проводници;
8. Грешен щифт при подмяна, обслужване на устройството или свързване на допълнително оборудване, например електрически тахометър;
9. Някои шофьори, когато извършват обезкосмяване на двигателя или други процедури, изключват намотките от свещите, но не ги изключват от системата. След като работата по почистването на двигателя е извършена, те завъртат коляновия вал със стартер, за да отстранят цялата мръсотия от цилиндрите. Ако не изключите намотките, те в повечето случаи ще се провалят.

За да не се съкрати експлоатационният живот на бобините, водачът трябва:

• Изключете запалването, когато двигателят не работи;
• Следете за чистотата на кутията;
• Периодично проверявайте повторно контакта на високоволтовите проводници (не само за наблюдение на окисляването на свещниците, но и на централния проводник);
• Уверете се, че влагата не попада в тялото, още по-малко вътре;
• Когато обслужвате системата за запалване, никога не боравете с високо напрежение с голи ръце (това е опасно за здравето), дори и двигателят да е изключен. Ако в корпуса има пукнатина, човек може да получи сериозно освобождаване от отговорност, поради което за по-голяма безопасност е по-добре да работите с гумени ръкавици;
• Периодично диагностицирайте устройството в сервиз.

Как можете да разберете дали намотката е дефектна?

Съвременните автомобили са оборудвани с бордови компютри (разказва се как работи, защо е необходим и какви модификации са на нестандартните модели) в друго ревю). Дори най-простата модификация на това оборудване е в състояние да открие неизправности в електрическата система, която включва запалителната система.

Ако късото съединение се повреди, иконата на двигателя ще свети. Разбира се, това е много обширен сигнал (тази икона на таблото светва например и в случай на повреда ламбда сонда), така че не разчитайте само на този сигнал. Ето някои други признаци, които съпътстват счупването на бобината:

• Периодично или пълно спиране на един от цилиндрите (казва се защо иначе двигателят може да се утрои тук). Ако някои съвременни бензинови двигатели с директно впръскване са оборудвани с такава система (тя прекъсва подаването на гориво към някои инжектори при минимално натоварване на агрегата), тогава конвенционалните двигатели демонстрират нестабилна работа независимо от товара;
• В студено време и с висока влажност на въздуха колата или не стартира добре, или изобщо не стартира (можете да избършете проводниците на сухо и да опитате да стартирате колата - ако това помогне, тогава трябва да замените комплекта взривни вещества на кабелът);
• Рязкото натискане на газта води до отказ на двигателя (преди смяната на бобините трябва да сте сигурни, че горивната система работи правилно);
• На взривните проводници се виждат следи от повреда;
• На тъмно на устройството се забелязва леко искрене;
• Двигателят рязко е загубил динамиката си (това може също да показва повреди на самия агрегат, например изгаряне на клапани).

Можете да проверите изправността на отделни елементи чрез измерване на съпротивлението на намотките. За това се използва конвенционално устройство - тестер. Всяка част има свой собствен диапазон на приемливо съпротивление. Сериозните отклонения показват дефектен трансформатор и трябва да бъдат заменени.

При определяне на неизправност на бобината трябва да се има предвид, че много от симптомите са идентични с повредите на свещите. Поради тази причина трябва да се уверите, че те са в изправност и след това да пристъпите към диагностика на бобините. Описано е как да се определи разбивката на свещ отделно.

Може ли запалителната бобина да бъде поправена?

Поправянето на конвенционални бобини за запалване е напълно възможно, но отнема много време. Така че, майсторът трябва да знае точно какво да ремонтира в устройството. Ако трябва да пренавиете намотката, тогава тази процедура изисква точно познаване на това какво трябва да бъде напречното сечение и материалът на проводниците, как правилно да ги навивате и фиксирате.

Преди няколко десетилетия имаше дори специализирани работилници, които предоставяха такива услуги. Днес обаче това е по-скоро прищявка на онези, които обичат да се занимават с колата си, отколкото нужда. Нова бобина за запалване (в стар автомобил е такава) не е толкова скъпа, че да спести пари за нейната покупка.

Що се отнася до съвременните модификации, повечето от тях не могат да бъдат разглобени, за да стигнат до намотките. Поради това те изобщо не могат да бъдат поправени. Но колкото и качествен да е ремонтът на такова устройство, то не може да замени фабричния монтаж.

Можете сами да инсталирате нова намотка, ако устройството на запалителната система позволява минимална работа по разглобяване за това. Във всеки случай, ако има несигурност относно качествената подмяна, по-добре е да поверите работата на капитана. Тази процедура няма да е скъпа, но ще има увереност, че се извършва ефективно.

Ето кратко видео за това как можете самостоятелно да диагностицирате неизправността на отделните намотки:

Как да изчислим дефектна бобина за запалване

Въпроси и отговори:

Какви бобини за запалване има? Има общи намотки (една за всички свещи), индивидуални (по една за всяка свещ, монтирани в свещници) и двойни (една за две свещи).

Какво има вътре в запалителната бобина? Това е миниатюрен трансформатор с две намотки. Вътре има стоманена сърцевина. Всичко това е затворено в диелектричен корпус.

Какво представляват бобините за запалване в колата? Това е елемент от системата за запалване, който преобразува ток с ниско напрежение в ток с високо напрежение (импулс на високо напрежение, когато намотката с ниско напрежение е изключена).