Как проверить катушку зажигания: 3 проверенных способа

Как это работает

Катушка зажигания работает как обратный трансформатор. Ее функционал – преобразовать низкое напряжение, поступающее от аккумуляторной батареи или генератора, в высокое.

Конструктивно устройство состоит из двух катушек и железного сердечника. Катушка представляет собой обмотку из медной проволоки. Обе катушки вложены друг в друга, внутри находится железное ядро. Одна катушка называется первичной, она имеет относительно мало витков. При включении зажигания напряжение составляет 12 вольт, что соответствует напряжению бортовой сети автомобиля. Ток проходит через катушку, образуется магнитное поле. Для запуска искры происходит следующее: ток резко отключается, что вызывает разрушение магнитного поля. Это вызывает напряжение во второй, или вторичной бобине. Она имеет значительно большее количество витков, чем первичная, и напряжение колеблется от 15000 до 30000 вольт.

За включение и выключение первичного тока первоначально отвечал механический контакт, контакт прерывания. Его настройка была сложной, необходимо было найти оптимальное расстояние до контакта, чтобы время создания магнитного поля – и значит, время зажигания – не было слишком коротким. К тому же срок службы такого контакта был сравнительно небольшим – не более 15 000 километров.

Начиная с середины 1970-х годов, производители начали использовать электронику. В середине 1980-х инженеры связали воспламенитель с системой впрыска и контролировали процесс через «цифру». Однако микроэлектроника работает только с небольшими потоками, а катушка зажигания нуждается в 5 амперах. Так появился новый компонент: усилитель мощности. Он функционирует примерно так же, как усилитель в стереосистеме.

Через несколько лет стал лишним распределитель зажигания, и каждая свеча получила свою собственную катушку зажигания. В этом был ряд преимуществ. Напряжение зажигания генерируется там, где необходимо, отсутствует высоковольтный кабель. Кроме того, увеличилось время зарядки и, несмотря на меньший размер, искра получалась более сильной. Такие одиночные катушки зажигания обычно также включают усилитель мощности. Для двигателей с тремя или четырьмя цилиндрами они часто объединяются в один корпус, в противном случае они устанавливаются отдельно над свечой зажигания.

Принцип работы катушки зажигания

Самая обыкновенная катушка на своей первичной обмотке имеет 100 – 150 витков изолированной медной проволоки. Оба конца проводника выводятся на ее корпус. Вторичная обмотка изготовлена из 30 000 – 50 000 витков и зависит от модификации. Диаметр проволоки высоковольтной обмотки значительно меньше чем у низковольтной. Плюс от аккумулятора подается на первичную обмотку, а вторичная подключается к выводу на свечи зажигания.

Для увеличения силы магнитного поля проволоку обеих обмоток накручивают на ферромагнитный сердечник. На некоторых моделях во избежание перегрева провода и металлического сердечника, полость внутри катушки заполняется трансформаторным маслом. Оно обеспечивает не только надежное охлаждение, но также является отличным изолятором.

Катушки зажигания разделяются на три основных типа:

• индивидуальные;
• двухвыводные;
• классические (сухие или масляные).

Применение той или иной катушки зависит от используемой системы зажигания ДВС.

Особенности индивидуальной катушки зажигания

Схема системы зажигания.

Чаще устанавливаются на двигателях с электронной системой зажигания. Основной принцип работы такой же как и у стандартных. По конструкции тоже имеет низковольтную и высоковольтную обмотки. Отличием является расположение первичной обмотки внутри вторичной. Соответственно в катушке два сердечника – наружный и внутренний. На высоковольтной обмотке такой катушки имеется установлен специальный диод, отсекающий ток высокого напряжения.

По конструкционным особенностям сердечника делятся на два подвида:

• компактная;
• стержневая.

Второй подтип часто соединяют модульным способом по 4 шт. Для индивидуальных катушек зажигания важна синхронизация всех устройств с распределительным валом мотора. Эта необходимость вызвана тем, что за прохождение одного периода каждая катушка дает одну искру.

Двухвыводные катушки (сдвоенные)

Конструкционной особенностью является наличие дополнительной пары выводов от вторичной обмотки. Благодаря такому подходу появляется возможность формирования искры одновременно на двух свечах зажигания. Свеча первого цилиндра дает искру в момент сжатия топливной смеси, а второго – на выпуске отработанного газа. Применяются при парном количестве цилиндров в ДВС. Значительно упрощаются систему зажигания и позволяют исключить из нее распределители.

Подключение проходит одним из способов:

• два контакта свечи и катушки соединяются при помощи высоковольтной проводки;
• первый контакт напрямую надевается на свечу, второй подсоединяется высоковольтным проводом.

На четырехцилиндровых моторах могут устанавливаться четырехвыводные трансформаторы зажигания, по сути являющиеся простой спайкой двухвыводных.

На восьмиклапанных двигателях ВАЗ используются блоки зажигания с двухканальными катушками, способными давать искру на два цилиндра одновременно. Но с появлением 16-ти клапанных двигателей (Приора, Гранта и т. Д.) стали применять индивидуальные катушки зажигания (ИКЗ).

Сухие и маслозаполненные

Относятся к классическим системам катушек зажигания, где внутреннее пространство заполняется трансформаторным маслом. При прохождении по проводникам больших токов они начинают разогреваться, масло в этом случае выполняет роль охладителя. Корпуса таких катушек обычно производят металлическим, хотя это не всегда целесообразно.

Ввиду этого в последнее время большинство автопроизводителей стали применять иной вид конструкций – сухой трансформатор. В качестве корпуса в них выступает слой эпоксидной смолы, которая защищает обмотки от повреждений загрязнений и повышенной влажности, а также служит охлаждением.

Несмотря на тип катушек во время проверки главным техническим параметром на который необходимо обращать внимание – это показания сопротивления обмоток. Измерять его можно при помощи обычного мультиметра или омметра

Что предпринимают в таком случае

Самое простое, это заменить неисправную деталь. Встречаются водители, которые возят в багажнике такую деталь, заменить её своими руками довольно просто. В некоторых случаях производят ремонт катушки зажигания, но только в том случае, если отсутствует межвитковое замыкание, обрыв обмоток. Перед заменой или ремонтом нужна проверка катушки зажигания.

Выполняют её мультиметром, автомобильным тестером, контрольной лампочкой. Обрыв обмоток, добавочного резистора или замыкание витков обнаруживают измерением сопротивления. Пробой изоляции или утечку высокого напряжения на массу автомобиля можно увидеть. На устранении таких проблем остановимся подробнее.

Общий принцип работы

Наличие контактной системы зажигания в автомобиле подразумевает, что зажигание горючего в цилиндрах осуществляется по факту появления искры от свечи зажигания.

При этом сама искра возникает при поступлении импульса высокого напряжения от катушки зажигания.

Ключевую функцию выполняет катушка зажигания, которая по принципу работы напоминает трансформатор.

Она состоит из двух обмоток (первичной и вторичной), намотанных на сердечник из металла.

Сначала напряжение подводится к первичной обмотке, после чего в катушке создается ток.

Как только происходит кратковременный разрыв первичной цепи, магнитное поле нивелируется, но во вторичной обмотке возникает высокое напряжение (около 25000 Вольт).

В этот момент на первичной обмотке также присутствует напряжение, равное 300 Вольтам.

Причина его появления — токи самоиндукции. Именно из-за появления этого тока возникает обгорание и искрение контактов прерывателя.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что вторичное напряжение напрямую зависит от следующих аспектов:

• Магнитного поля;
• Уровня интенсивности падения тока в первичной обмотке.

Для роста вторичного напряжения и снижения риска обгорания контактной группы, в цепочку включается конденсатор (устанавливается параллельно). Даже при незначительном размыкании конденсатор заряжается.

Принципиальная схема контактной системы зажигания показана ниже.

Разряд емкости происходит через первичную обмотку, посредством формирования импульсного тока обратного напряжения. Благодаря этой особенности, магнитное поле исчезает, а вторичное напряжение растет.

Оптимальная емкость конденсатора для контактной системы зажигания составляет 0,17-0,35 мкФ. Для примера, в «Жигулях» отечественного производства установлен конденсатор, имеющий емкость в 0,2-0,25 мкФ (при частоте от 50 до 1000 Гц).

Если система зажигания автомобиля работает без сбоев, вторичное напряжение должно постоянно расти. Оно зависит от двух основных параметров — размера зазора между свечными электродами, а также давления в цилиндрах машины.

Для контактной системы зажигания этот параметр (вторичное напряжение) должен находиться на уровне 8-12 Вольт.

Чтобы система работала без сбоев, в момент прерывания упомянутый показатель вырастает до 16-25 кВ. Наличие подобного запаса позволяет избежать неблагоприятных последствий от тех или иных колебаний в системе зажигания.

К упомянутым выше проблемам можно отнести корректировки состава горючей смеси или изменение расстояния между электродами свечи.

К примеру, снижение уровня кислорода в топливно-горючей смеси приводит к росту напряжения до 20 кВ.

Несмотря на ряд проведенных мероприятий, полностью избежать подгорания контактной группы создателям контактной системы зажигания не удалось. Оптимальным способом снижения этого эффекта является четкое выдерживание зазора на минимальном уровне (0,3-0,4 мм).

В качестве примера можно привести отечественные машины ВАЗ, в которых величина зазора в прерывателе равна 0,35-0,45 мм, что соответствует углу в 52-58 градусов (при условии, что контактная группа находится в замкнутом состоянии).

В случае изменения этого угла корректируется и напряжение во вторичной обмотке. В итоге искры появляются не только на контактах, но и на бегунках. По этой причине уменьшается качество искры, и мотор теряет мощность.

Отдельного внимания заслуживает надежность контактной системы зажигания, которая зависит от целого ряда факторов:

• Формы, энергии и времени появления искры;
• Количества искр на определенной площади;
• Вторичного напряжения (одна из наиболее важных характеристик). Чем больше этот параметр, тем меньше зависимость системы от состава горючей смеси и уровня чистоты электродов.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Иммобилайзер заблокирован, как запустить двигатель

Замена модуля

Замена — это достаточно распространенное решение проблемы неисправного модуля зажигания. Выполняется процедура следующим образом:

• Найдите модуль зажигания. Если что, от свечей к нему идут провода высокого напряжения. Не ошибетесь;
• С аккумулятора снимите минусовую клемму;
• Отключите колодку с проводками от модуля зажигания;
• Отключите высоковольтники;
• Демонтируйте модуль и извлеките его;
• Поставьте на место старого устройства новую катушку, точнее модуль, и выполните сборку в обратной последовательности;
• Убедительная просьба не перепутать расположение проводов высокого напряжения на модуле, иначе придется покупать новый компонент;
• Не лишним будет в целях профилактики заменить и старые провода. Особенно, если на кончиках свечей и на самих проводках имеются желтые полосы. Это яркое свидетельство того, что элементы подлежат обязательной замене.

Статья в тему: Чип-тюнинг ВАЗ 2114, 2113, 2115: лучше сделать самому или в сервисе?

Демонстрация замены на примере ВАЗ 2112

Причины неисправностей

Катушки зажигания относятся к надежным устройствам и к основным причинам ее поломки можно отнести: пробой изоляции, граничный период службы.

Ниже перечислим другие причины, по которым устройство может выйти из строя.

1. Старение и механические повреждения.	Во время эксплуатации материалы, из которых изготовлена катушка зажигания теряют свою прочность, начинают трескаться и разрушаться, также на устройство могут воздействовать различные жидкости (масло, тосол и т.д.), что негативно сказывается на сроке службы. Решение одно – замена.
2. Повреждение или окисление контактного соединения.	Проникновение влаги под капот, влажный климат, после преодоления брода, не правильной помывки мотора или машины, все это может повлиять на состояние контактов и их быстрого окисления.
3. Вибрации.	Индивидуальные катушки зажигания автомобилей с электронным впрыском очень сильно чувствительны к вибрациям. К примеру, если мотор троит, или вышла из строя одна из его опор, то сильно вибрирует. Также очень плохие дороги, что не редкость у нас, могут вызвать сильную тряску и повлиять на стояние катушек.
4. Перегрев.	Тоже относится к индивидуальным катушкам, которые расположены рядом с головкой блока цилиндров, где температура максимально высокая. В предусмотренном температурном режиме работы мотора ничего не произойдет, но если в результате не качественной ОЖ или по другим причинам двигатель перегреется, то это негативно повлияет на катушку зажигания в целом.

Принцип работы электронной системы зажигания

Система начинает свою работу с ее подключения к аккумулятору. За это отвечает контактная группа замка зажигания в большинстве современных автомобилях, а в некоторых моделях, оснащенных бесключевым доступом и кнопкой запуска силового агрегата, она включается автоматически, как только водитель нажимает кнопку «Start». В некоторых современных автомобилях системой зажигания можно управлять через мобильный телефон (удаленный запуск ДВС).

За работу СЗ отвечает несколько элементов. Самым главным из них является датчик положения коленвала, который устанавливается в электронных системах инжекторных моторов. О том, что это такое и как он работает, читайте отдельно. Он подает сигнал, в какой момент поршень первого цилиндра выполнит такт сжатия. Этот импульс идет на блок управления (в старых автомобилях эта функция выполняется прерывателем и распределителем), который активирует соответствующую обмотку катушки, отвечающую за образование тока высокого напряжения.

В момент включения схемы напряжение от аккумуляторной батареи поступает на первичную обмотку КЗ. Но чтобы образовалась искра, нужно обеспечить вращение коленчатого вала – только так датчик положения коленвала сможет сформировать импульс для образования высоковольтного пучка энергии. Самостоятельно коленчатый вал не сможет начать вращаться. Для начала работы мотора используется стартер. Подробно о том, как работает этот механизм, рассказывается отдельно.

Стартер принудительно проворачивает коленчатый вал. Вместе с ним всегда вращается и маховик (о разных модификациях и функциях этой детали читайте здесь). На фланце коленвала сделано небольшое отверстие (точнее, отсутствует несколько зубьев). Рядом с этой деталью установлен ДПКВ, который работает по принципу Холла. По прорези на фланце датчик определяет тот момент, когда поршень первого цилиндра окажется в верхней мертвой точке, выполняя такт сжатия.

Импульсы, которые создает ДПКВ, поступают на ЭБУ. На основании алгоритмов, прошитых в микропроцессоре, он определяет оптимальный момент создания искры в каждом отдельном цилиндре. Далее блок управления посылает импульс на воспламенитель. По умолчанию эта часть системы подает на катушку постоянное напряжение в 12 вольт. Как только от эбу поступает сигнал, транзистор воспламенителя закрывается.

В этот момент подача электричества на первичную обмотку КЗ резко прекращается. Это провоцирует электромагнитную индукцию, благодаря которой во вторичной обмотке образуется ток высокого напряжения (до нескольких десятков тысяч вольт). В зависимости от типа системы этот импульс поступает на электронный распределитель, либо сразу идет из катушки на свечу.

В первом случае в схеме СЗ будут присутствовать высоковольтные провода. Если катушка зажигания установлена непосредственно на свече, то вся электрическая магистраль состоит из обычных проводов, которые используются во всей электроцепи бортовой системы автомобиля.

Как только в свечу попадает электричество, между ее электродами образуется разряд, который и зажигает смесь бензина (или газа в случае использования ГБО) и воздуха. Дальше мотор может работать самостоятельно, и в стартере теперь нет необходимости. Электроника (если используется кнопка запуска) самостоятельно отключает стартер. В более простых схемах водителю в этот момент необходимо отпустить ключ, и подпружиненный механизм переведет контактную группу замка зажигания в положение включенной системы.

Как уже было сказано немного ранее, корректировка угла опережения зажигания производится самим блоком управления. В зависимости от модели автомобиля электронная схема может насчитывать разное количество входных датчиков, по импульсам от которых ЭБУ определяет нагрузку на силовой агрегат, скорость вращения коленчатого и распределительного валов, а также другие параметры мотора. Все эти сигналы обрабатываются микропроцессором и активируются соответствующие алгоритмы.

Причины неисправности

Почему на выход катушки не поступает ток или напряжение, как определить, что устройство вышло из строя? Для начала давайте разберемся в причинах неисправностей. Обычно это устройство представляет собой деталь с долгим ресурсом использования, но разумеется, вероятность поломок есть всегда. При регулярном использовании механизма и постоянном прохождении через него тока и напряжения, устройства не только греются, но иногда и горят.

Если ремонт катушки зажигания не дает результатов и устройство просто сгорело, то это, вероятнее всего, вызвано замыканием в системе. Решить проблему возможно, если температура при ее работе составляет менее 150 градусов, однако если она выше, то катушки горят бесповоротно (автор видео — Полезный Китай).

Одной из основных причин возникновения неисправности являются проблемы с питанием, током и напряжением, которые исходят от бортовой сети. Из-за постоянных перепадов устройство будет работать нестабильно. Уровень напряжения, к примеру, должен составлять не менее 11.5 вольт. В том случае, если аккумуляторная батарея используется долгое время, это может привести к снижению уровня напряжения, поскольку производительность АКБ падает.

Помимо этого, причиной того, что катушки греются, горят и выходят из строя, может быть неисправный . Проблема решается путем замены кабеля. Как показывает практика, часто причинами поломки устройств являются пробои в изоляции — к примеру, через пробой может попасть моторная жидкость или жидкость из омывателя. Если в изоляции действительно имеются пробои, то проблемы могут проявиться в дождливую погоду.

Что касается индивидуальных устройств, то необходимо помнить, что они всегда работают в условиях критических температур. В результате они не реже греются и горят, поскольку ресурс их эксплуатации по факту не особо высокий. Как показывает практика, если такая катушка сгорела, то пытаться починить ее своими руками будет бессмысленно. Отдельные типы индивидуальных устройств подвержены поломкам из-за больших вибраций от ГБЦ.

Устройство катушки зажигания

Отдельно следует выделить , как одну из причин, по которым нет искры с катушки зажигания. В частности, речь идет о низкокачественных свечах. Дешевые подделки приводят к тому, что слабые катушки со временем греются и горят. В данном случае причинами служат обратные газы, а также пробои в изоляторе, негативно отражающиеся на состоянии прорезиненного наконечника устройства.

Как проверить катушку зажигания

Катушка зажигания ВАЗ – схема

Предотвратить отказ оборудования или его плохую работу можно, проводя периодический контроль за показателями КЗ.
Как проверить бобину на работоспособность подскажут различные методы диагностики. Процесс проверки для современных автомобилей примерно одинаков.

Визуальный вариант

Первое, что проводят, чтобы понять состояние катушки зажигания – их осматривают зрительно. Для этого придется снять КЗ с применением торцевого ключа на 10 либо Torx E8.

На что надо смотреть:

• на возможные трещины и повреждения корпуса и резинового колпачка,
• на пластиковые части – нет ли вытекания массы или оплавления,
• на положение пружины внутри узла.

Способ «Искра на свече»

Проверка «на искру» проводится несложно. Внимательно осматривают изоляцию провода от катушки к свече. Наконечники свеч вывинчивают и связывают за «юбки», расположив в 2-4 см одна от другой. Включают зажигание от первого оборота стартера. Наблюдают за искрой – она должна быть постоянной, устойчивой и иметь яркий фиолетовый оттенок. Тогда можно говорить об исправной работе КЗ.

Простой метод – смена места

Есть еще один простой способ диагностики катушек – поменять их местами. Неисправный блок вызывает пропуск зажигания на конкретном цилиндре, это хорошо заметно. На дисплее авто с автоматизированной системой управления видна ошибка «P0302.

Пропуски зажигания в цилиндре Х». Это означает, что катушку, которая выдает такой результат, необходимо заменить. Если при смене катушек на цилиндре Х сохраняются пропуски зажигания – это проблема не с КЗ, а с другими узлами – модулем зажигания, разъемом катушки или проводами, топливной форсункой и др.

Проверка катушки разрядником

Искровой разрядник – несложное устройство с контактами и проводом, который подключается на массу.
Расстояние между контактами можно регулировать: выставляется зазор, такой же как в свече зажигания – 2-3 мм или 20-30 мм для высоковольтной части КЗ. Особенность проверки разрядником – не просто проверка свечой на наличие искры, а выяснение, как проходит работа под нагрузкой.

1. ИКЗ отсоединяют от свечи.
2. На нее устанавливают искровой разрядник.
3. Подают массу от контакта аккумулятора к разряднику. Используют провод.
4. Стартером включают коленвал в движение.
5. Наблюдают за искрой. Наличие ее говорит об исправности КЗ зажигания.

Как прозвонить ИКЗ мультиметром

Для определения электрического сопротивления в первичной и вторичной обмотках индивидуальной катушки – ИКЗ – проводят проверку мультиметром-тестером.

Последовательность действий следующая:

• сначала выясняется уровень напряжения на выводах,
• затем промеряется сопротивление

Определение напряжения на выводе проводов

1. Снять катушку с двигателя. Для этого от нее отсоединяется колодка с проводами.
   В некоторых автомобилях бренда Lada, например, с мотором H4M, приходится снимать впускной трубопровод.
2. Включить зажигание. Провести измерение напряжения на колодке 3. Это один из выходов первичной обмотки.
   Показатель напряжения не должен быть менее 12 В. При обнаружении меньшего значения, приходится сделать вывод о неисправности проводов питания или ЭБУ.
   Более простой вариант – если разряжена аккумуляторная батарея.
3. Выключить зажигание.

Определение сопротивления катушки зажигания

Проводится в режиме Омметра.
Мультиметр ставится на измерение сопротивления в пределах 200 ом.
Проверяется погрешность прибора смыканием щупов, та величина, которая видна на дисплее будет вычитаться из конечных показателей.
Проверка первичной обмотки соприкосновением щупа прибора с контактами 1 и 3.
Это как раз выходы этой обмотки, поэтому сопротивление между ними мало – порядка 1 ом.
Проверка сопротивления между выводами 1-2 и 2-3, то есть между выводами первичной и вторичной обмотки.
Оно должно быть максимальным, поскольку во втором виде напряжение достигает десятков тысяч В.
Проверка катушки зажигания мультиметром в режиме Омметра во вторичной обмотке.
Для этого прибор настраивают на 2000 кОм (2 МОм).
Красный щуп соприкасается с пружиной внутри колпачка, черный идет к выводу 2.
Показатель будет характеризовать сопротивление вторичной обмотки.
Принимается во внимание нагрев КЗ, чтобы получить адекватные показатели она должна быть остывшей.

Профессиональный метод тестирования КЗ предполагает использование специального стенда для проверки. При необходимости проводится компьютерная диагностика.