Катушка системы зажигания двигателя диагностика, описание, принцип работы.

catusjka_zagig

Катушка системы зажигания двигателя (в народе ее просто называют  — бобина) это один из элементов системы зажигания, который предназначен для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи (далее АКБ ) или генератора, в высоковольтное. Главной и единственной задачей катушки зажигания является генерация высоковольтного  электрического импульса на свече зажигания.

Устройство

Катушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно малое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, к примеру 12 вольт (6 volt in old car and motorcycles), вторичная обмотка сделана из тонкого провода с большим количеством виткови благодаря этому во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25.000 — 35.000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля передается на распределитель (трамблер), от трамблера с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение дает искру между электродами свечи и этим воспламеняя топливо-воздушную смесь. Раньше катушки зажигания производили с незамкнутым магнитопроводом, в наше время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.

Как работает катушка зажигания

В катушке зажигания есть две обмотки, которые намотаны на пластинчатый металлический сердечник. Первичная обмотка, имеющая несколько сотен витков, соединена с двумя внешними контактами катушки. Положительный вывод (+) катушки подключен к выключателю зажигания и АКБ, а отрицательный вывод (-) – к модулю зажигания и затем на «массу» кузова. Во вторичной обмотке имеется несколько тысяч витков и подсоединена она одним концом к положительному контакту первичной обмотки, а другим – к высоковольтному выводу в центральной части катушки. Разница витков вторичной и первичной обмоток составляет 80:1. Чем выше это соотношение, тем выше напряжение катушки на выходе. Мощные катушки зажигания имеют более высокое соотношение числа обмоток по сравнению со стандартными катушками.
После замыкания первичной обмотки на «массу» по ней проходит электрический ток. Ток производит сильное магнитное поле вокруг металлического сердечника и «заряжает» катушку энергией. Требуется около 10-15 мс для максимальной зарядки катушки зажигания. После этого модуль зажигания размыкает первичную цепь катушки и это приводит к внезапному исчезновению магнитного поля. Энергия, сохраненная в катушке, создает ток во вторичной обмотке. В зависимости от соотношения числа витков обмоток напряжение увеличивается в 100 или более. Этого вполне достаточно для искры между контактами свечи зажигания.

Неисправности катушек зажигания

Катушки зажигания очень долговечные и прочные устройства. Основными поломками данных трансформаторов могут быть нагрев и вибрация, при этом повреждаются обмотки и происходит пробой изоляции, что в дальнейшем грозит коротким замыканием или обрывом цепей обмоток. Наибольшую опасность для катушки зажигания является перегрузка, вызванная неисправной свечей зажигания либо высоковольтным проводом.  Если свеча зажигания или высоковольтный провод повреждены и имеют очень высокое сопротивление, напряжение катушки зажигания может повыситься и пробить ее изоляцию. Изоляция у многих катушек зажигания может получить повреждение в результате скачка напряжения в 35 000 вольт. После выхода из строя катушки зажигания, вторичное напряжение катушки уменьшается и появляются пропуски зажигания под нагрузкой от этого катушка не дает столько напряжения сколько требуется для работы и запуска двигателя. Если на плюсовом контакте катушки имеется напряжение АКБ и при замыкании на «массу» и модуль зажигания не дает искру, то значит, катушка неисправна и требует скорейшей замены.

Дополнение: если при запуске двигателя, модуль зажигания несколько раз не сработал, это, возможно, связано с неисправностью катушки зажигания. Внутренние пробои или замыкания в катушке зажигания могут стать причиной неисправности модуля зажигания.

Диагностика катушки зажигания

Если  возникла неисправность в системе зажигания распределительного типа, она влечет за собой сбой работы всех цилиндров двигателя, тогда двигатель трудно запустить либо возникают пропуски зажигания под нагрузкой, которые происходят то в одном, то в другом цилиндре. В системах, в которых нет распределителя зажигания (DIS) или в автомобилях в которых стоят катушки карандашного типа (COP) на каждую свечу, то при неисправной катушке зажигания работает только один цилиндр (или два цилиндра, если установлена двух искровая система зажигания DIS с так называемой «холостой» искрой). Здесь два цилиндра работают от одной катушки, но в разных циклах.
Если двигатель неровно работает  (с пропусками зажигания) и загорелась на приборной панели лампочка «Check Engine», при возможности требуется подключить диагностическое оборудование для проверки кода, связанного с пропусками зажигания.
На двигателях с 1996 г. выпуска и более современных моторах с системой OBD II неисправность связаная с катушкой обычно отображается в форме кода P030X. Где «X» это номер цилиндра, в котором происходят пропуски зажигания. На примере кода P0301 — означает, что в цилиндре номер 1 зафиксированы пропуски зажигания. Но пропуски зажигания  возникают не только в случаях  несиправности в системе зажигания, но также из-за массы других проблем в частности это могут быть: система подачи топлива, цилиндро поршневой группы, поэтому пропуски зажигания это не прямой показатель неисправности катушки, свечей зажигания или высоковольтных проводов.
Если вдруг произошло замыкание или обрыв в цепи катушки зажигания, диагностический прибор может показать соответствующий код неисправности. Но при отсутствии ошибки требуется измерить сопротивление первичной и вторичной обмоток зажигания с помощью цифрового мультиметра. Как измерить сопротивление обмоток будет описана ниже. Следует также достать и визуально проверить состояние свечи зажигания, уделить внимание стоит зазору между контактами и цвету нагара на контактах свечи. О состоянии свечей можно подробнее почитать в нашей статье «Свечи зажигания — краткий справочник». Иногда пропуски возникают в результате масляных отложений или сильного нагара на свечах. В добавок следует проверить высоковольтные провода, чтобы быть уверенным что сопротивление соответствует требуемому значению.
Если же катушка, свеча зажигания и высоковольтный провод в полном порядке то пропуски зажигания скорее всего это следствия загрязнения или повреждения топливной форсунки (следует проверить сопротивление форсунки и напряжение питания, использовать индикатор «NOID» для проверки наличия импульсов управления блока PCM). Если же и форсунка исправна, проверьте компрессию, исправность клапанов и утечки через прокладку головки блока цилиндров.

Диагностика катушек зажигания посредством измерения сопротивления
С учетом электрического сопротивления можно проверить работоспособность традиционных катушек зажигания для транзисторных и электронных систем зажигания с программным управлением.

Проверка осуществляется в разобранном состоянии катушки с помощью прибора мультиметра, при этом измеряется электрическое сопротивление в первичной и вторичной обмотках.

Измерение сопротивления первичной обмотки
Сопротивление первичной обмотки катушки зажигания Вы можете определить, подсоединив, например, мультиметр к клеммам 15 и 1. Следующие ниже показанные значения верны для большинства работоспособных катушек зажигания:

Транзисторные системы зажигания: 0,5 – 2,0 Ω.
Электронные системы зажигания с программным управлением: 0,5 – 2,0 Ω.
Полностью электронные системы зажигания (технология отдельной и двойной искры): 0,3 – 1,0 Ω.

Измерение сопротивления вторичной обмотки
Сопротивление вторичной обмотки измеряется непосредственно на выходе высокого напряжения. Здесь верны следующие значения:

Транзисторные системы зажигания: 8,0 – 19,0 kΩ.
Электронные системы зажигания с программным управлением: 8,0 – 19,0 kΩ.
Полностью электронные системы зажигания (технология отдельной и двойной искры): 8,0 – 15,0 kΩ.