Автоклад - Вклад участника [ru]

Катушка зажигания

2015-12-10T12:32:13Z

Ak14:

Опишем подробнее систему зажигания, а именнно катушки зажигания. Давайте начнем с истории развития, так будет более понятно. Итак катушка - это трансформатор. Трансформатор - это штука, которая умеет трансформировать низкое напряжение в высокое и наоборот. Давайте посмотрим наглядно:

[[Файл:Katushka.jpg]]

Мы имеем: копус 11, вход 1, выход 3. Первичная обмотка 12, вторичная 10. Выход 8 - питание при включеннном зажигании.
Теперь о принципе работы. Мы включили зажигание. На вывод 8 поступает напряжение +12В. Начинаем крутить стартером, и тут начинается "магия". Все механизмы двигателя начинают двигаться, крутиться, доходит дело и до трамблера. Трамблер в нужное время замыкает контакты и подает -12В на вывод 3 нашей катушки зажигания. Соответственно на обмотку 12 подается напряжение, а так как она намотана на железный сердечник, то начинаяет создавать электромагнитное поле. Вторичная обмотка 10, которая намотана на тот же сердечник, пользуется случаем и делает обратный процесс - трансформирует электромагнитное поле в электричество. Один из ее выводов соединен с кузовом (это наш постоянный минус). А второй вывод катушки уходит на вывод 3 катушки зажигания. Меняя соотношения количества витков первичной и вторичной обмотки - мы будем менять напряжение на выходе. Но так как инженеры люди умные, они умеют пользоваться формулами и высчитывают нужный показатель выходного напряжения. Закрепим материал вкратце: Две обмотки на одном сердечнике, на одну подали напряжение 12В, электроны забегали, вторая обмотка их взяла и превратила в 20 000 Вольт. Такая схема зажигания использовалась очень долго. Но она не лишена недостатков. Трамблер подает питание на катушку 1 раз на каждый оборот коленвала (если взять 4-х цилиндровый двигатель). На холостых у нас около 800 оборотов в минуту, это 13 оборотов в секуну. То есть, контакты замыкаются минимум 13 раз в секунду. Многовато для механического узла. Вот мы и нашли слабое место такой системы. Контакты изнашиваются, подгорают и перестают работать... Но знающие люди не спят, они придумали электронную схему управления, на месте контактов в трамблере, они поставили датчик, от него сигнал уходил на коммутатор, а он в свою очередь, подавал питание на катушку. Что-то отвлеклись.
Прогресс на месте не стоял, придумали двигатели с распределенной системой впрыска (инжекторные) и вскоре пришлось отказаться от трамблера. Но принцып остался тот же. Датчик перенесли на коленвал. ЭБУ двигателя (мозги) понимал в каком положении коленвал и в нужный момент давал сигнал на катушку. Но катушка уже стала двухконтурная. Принцып катушки остался прежним, только в одном корпусе их было уже две. А это, собственно, хоть и дороже, но надежнее. Да и срок службы в 2 раза увеличился.
Выглядит она чаще всего так:

[[Файл:Katushka1.jpg]]

Вот видно наши две катушки в одном корпусе. Все было бы хорошо, но такие катушки дают искру одновременно на две свечи. Ресурс свечей и катушки падал и использовался не продуктивно. На смену последних пришли индивидуальные катушки зажигания. Выглядят они так:

[[Файл:IndKatushka.jpg]]

Одна катушка, одна свеча. Работают, только тогда, когда нужно. Ресурс системы значительно увеличили.
Теперь давайте обсудим проблеммы. Берем заводскую комплектаци обычного автомобиля с любой системой зажигания. Что влияет на долговечность катушки зажигания? Самым большим врагом катушки является свеча и провод зажигания. Если свеча уже отработала свой срок, она дает искру не всегда. Каждый ее пропуск - это "палка в колеса" для катушки. Катушка старалась, заряд создала, а свеча заряд не забрала. Куда денется заряд? Он уйдет на разрушение катушки. И с каждым таким пропуском свечи, катушка постепенно умирает. Провода вносят такой же вклад в систему. Если провод уже старый, то он может просто не пропустить весь заряд к свече. А катушка опять должна поглотить все это добро. Почему нельзя ставить "не родную" катушку? Если поставить катушку от другого автомобиля, то мы не попадем в параметры системы зажигания. Напряжение сигнала катушки, напряжение на выходе катушки, мощность катушки и прочее. Таким образом у нас преждевременно будут выходить из строя или катушки или свечи.

Катушка зажигания

2015-12-10T12:29:34Z

Ak14: Новая страница: «Опишем подробнее систему зажигания, а именнно катушки зажигания. Давайте начнем с истор…»

Опишем подробнее систему зажигания, а именнно катушки зажигания. Давайте начнем с истории развития, так будет более понятно. Итак катушка - это трансформатор. Трансформатор - это штука, которая умеет трансформировать низкое напряжение в высокое и наоборот. Давайте посмотрим наглядно:

[[Файл:Katushka.jpg]]

Мы имеем: копус 11, вход 1, выход 3. Первичная обмотка 12, вторичная 10. Выход 8 - питание при включеннном зажигании.
Теперь о принципе работы. Мы включили зажигание. На вывод 8 поступает напряжение +12В. Начинаем крутить стартером, и тут начинается "магия". Все механизмы двигателя начинают двигаться, крутиться, доходит дело и до трамблера. Трамблер в нужное время замыкает контакты и подает -12В на вывод 3 нашей катушки зажигания. Соответственно на обмотку 12 подается напряжение, а так как она намотана на железный сердечник, то начинаяет создавай электромагнитное поле. Вторичная обмотка 10, которая намотана на тот же сердечник, пользуется случаем и делает обратный процесс. Трансформирует электромагнитное поле в электричество. Один из ее выводов соединен с кузовом (это наш постоянный минус). А второй вывод катушки уходит на вывод 3 катушки зажигания. Меняя соотношения количества витков первичной и вторичной обмотки - мы будем менять напряжение на выходе. Но так как инженеры люди умные, они умеют пользоваться формулами и высчитывают нужный показатель выходного напряжения. Закрепим материал вкратце: Две обмотки на одном сердечнике, на одну подали напряжение 12В, электроны забегали, вторая обмотка их взяла и превратила в 20 000 Вольт. Такая схема зажигания использовалась очень долго. Но она не лишена недостатков. Трамблер подает питание на катушку 1 раз на каждый оборот коленвала (если взять 4-х цилиндровый двигатель). На холостых у нас около 800 оборотов в минуту, это 13 оборотов в секуну. То есть, контакты замыкаются минимум 13 раз в секунду. Многовато для механического узла. Вот мы и нашли слабое место такой системы. Контакты изнашиваются, подгорают и перестают работать... Но знающие люди не спят, они придумали электронную схему управления, на месте контактов в трамблере, они поставили датчик, от него сигнал уходил на коммутатор, а он в свою очередь, подавал питание на катушку. Что-то отвлеклись.
Прогресс на месте не стоял, придумали двигатели с распределенно системой впрыска (инжекторные) и вскоре пришлось отказаться от трамблера. Но принцып остался тот же. Датчик перенесли на коленвал. ЭБУ двигателя (мозги) понимал в каком положении коленвал и в нужный момент давал сигнал на катушку. Но катушка уже стала двухконтурная. Принцып катушки остался прежним, только в одном корпусе их было уже две. А это, собственно, хоть и дороже, но надежнее. Да и срок службы в 2 раза увеличился.
Выглядит она чаще всего так:

[[Файл:Katushka1.jpg]]

Вот видно наши две катушки в одном корпусе. Все было бы хорошо, но такие катушки дают искру одновременно на две свечи. Ресурс свечей и катушки падал и использовался не продуктивно. На смену последних пришли индивидуальные катушки зажигания. Выглядят они так:

[[Файл:IndKatushka.jpg]]

Одна катушка, одна свеча. Работают, только тогда, когда нужно. Ресурс системы значительно увеличили.
Теперь давайте обсудим проблеммы. Берем заводскую комплектаци обычного автомобиля с любой системой зажигания. Что влияет на долговечность катушки зажигания? Самым большим врагом катушки является свеча и провод зажигания. Если свеча уже отработала свой срок, она дает искру не всегда. Каждый ее пропуск - это "палка в колеса" для катушки. Катушка старалась, заряд создала, а свеча заряд не забрала. Куда денется заряд? Он уйдет на разрушение катушки. И с каждым таким пропуском свечи, катушка постепенно умирает. Провода вносят такой же вклад в систему. Если провод уже старый, то он может просто не пропустить весь заряд к свече. А катушка опять должна поглотить все это добро. Почему нельзя ставить "не родную" катушку? Если поставить катушку от другого автомобиля, то мы не попадем в параметры системы зажигания. Напряжение сигнала катушки, напряжение на выходе катушки, мощность катушки и прочее. Таким образом у нас преждевременно будут выходить из строя или катушки или свечи.

Файл:Katushka.jpg

2015-12-10T12:28:22Z

Ak14: Катушка зажигания, конструкция

Катушка зажигания, конструкция

Файл:Katushka1.jpg

2015-12-10T12:27:37Z

Ak14: Катушка зажигания двухконтрная, для инжекторного двигателя

Катушка зажигания двухконтрная, для инжекторного двигателя

Файл:IndKatushka.jpg

2015-12-10T12:26:04Z

Ak14: Катушка зажигания индивидуальная

Катушка зажигания индивидуальная

Свечи зажигания

2015-12-10T12:23:44Z

Ak14: Новая страница: «Давайте разберемся в принципе работы свечей и их типах. Свеча – это, фактически, два про…»

Давайте разберемся в принципе работы свечей и их типах.

Свеча – это, фактически, два проводника, которые находятся очень близко друг к другу. Если на них подать высокое напряжение (20 000 – 40 000 Вольт) то образуется «пробой», который выражается в виде искры между проводниками. Катушка зажигания, которая генерирует высокое напряжение, у нас есть, поэтому на ней останавливаться не будем.
(Подробнее о катушках можно почитать https://forum.autoklad.ua/viewtopic.php?f=87&t=21 )

Конструкция свечи зажигания всегда одинакова.

[[Файл:Spark.jpg]]

Свеча состоит из корпуса 4 и керамического изолятора 2 и 6, напряжение проходит от наконечника 1 через резистор 3 потом по медному сердечнику 7 до центрального электрода 8. Чтобы искра не «пробила» в корпусе свечи, боковой электрод 9 отходит от корпуса (это наш минус). Для плотного прилегания свечи к ГБЦ имеется уплотнительное кольцо. Резистор 3 может не присутствовать в конструкции.

Почему же так много вариантов свечей? Все просто, «искра» создаваемая свечей, очень пагубно влияет на проводник. Высокая температура просто сплавит два электрода в мгновение ока. Поэтому инженеры постоянно стараются найти материал, который максимально долго может препятствовать разрушению в условиях постоянного и сильного изменения температурного диапазона и высокого давления. Плюс ко всему нужно учесть давление в камере сгорания (компрессию), которая напрямую влияет на качество искрообразования. И напряжение, подаваемое на свечу.

С конструкцией мы разобрались, можно обратить внимание на факторы, которые влияют на качество искрообразования. Чем больше давление в камере, тем сложнее создать искру. Чем выше напряжение, тем проще создать искру, но деградация электрода происходит намного быстрее. Чем толще центральный электрод, тем медленнее он деградирует, но в свою очередь нужно приложить больше напряжения для искрообразования. Поэтому инженеры всегда ищут «золотую» середину между ценой и сроком службы свечи.

Так на свет первыми появились никелевые свечи. По конструкции свечи ничего не изменилось, изменился только сплав центрального электрода. Это позволило существенно увеличить срок службы свечи. Потом было решено увеличить количество боковых электродов (от 2-х до 4-х штук) , важно отметить, что искра образуется только между двумя электродами. Искра не может пробить сразу на 4 электрода. А срок службы увеличивается только за счет количества. Например, у нас 3 боковых электрода. Искра будет «пробивать» там где проще, нашла ближайший чистый электрод и «пробила». Электрод, в процессе работы, нагревается, покрывается нагаром и становится «хуже». Ну что же есть 2 запасных. Искра переходит на соседний. И так происходит до тех пор, пока все три электрода окончательно не выйдут из строя. Следующим этапом было использование более прочных металлов, таких как, платина. Температура плавления его намного выше, соответственно и срок службы свечи зажигания будет выше. Следующим был иридий, что позволило уменьшить диаметр центрального электрода до 0,4мм. Мы же помним, что чем толще электрод, тем больше нужно напряжение, тем быстрее происходит деградация.
Из всего этого становится понятно, что свечу нужно подбирать для конкретного двигателя. Производители свечей знают больше нас о ньюансах системы зажигания и разрабатывают свечи согласно параметрам определенного двигателя (температурный диапазон, давление, напряжение, с резистором или без и тп.)

Файл:Spark.jpg

2015-12-10T12:21:24Z

Ak14: Конструкция свечи зажигания

Конструкция свечи зажигания