Сопротивление и основы его определения
Электрический ток представляет собой движение зарядов в цепи. Маршрут перемещения электронов в проводнике непохож на прямую, скорее это зигзаг, являющийся результатом многочисленных столкновений с атомами вещества. Разность потенциалов между двумя контактами стимулирует перемещение зарядов, а помехи в их движении называют сопротивлением.
Хорошей аналогией для понимания физической сути величины может служить сравнение с потоком воды через трубу. В этой модели сопротивление потоку зарядов аналогично фрикционным эффектам между жидкостью и поверхностью труб. Электрическое сопротивление является свойством вещества, желательным или нежелательным для того или иного материала с точки зрения его применения. Как свойство проводников, полупроводников и диэлектриков, оно используется в широком спектре устройств от бытовой электроники до силовых электрических сетей.
Стандартная метрическая единица сопротивления называется Ом и обозначается греческой буквой омега (Ω). Основное уравнение, описывающее соотношение между электрическими величинами, называется закон Ома. Названо оно в честь его первооткрывателя, немецкого физика, и является одним из наиболее важных основных законов электричества. Выражение выглядит как U=IR, где:
- R — сопротивление участка цепи;
- I — сила тока в нём;
- U — напряжение на его концах.
Пробой изоляции
Так же, как и на свечах, здесь может случиться пробой в изоляции. Чем это может быть вызвано? Нередко пробой случается из-за потеков масла, которые образуются в местах соединения клапанной крышки, головки и других элементов. С увеличением оборотов давление масла возрастает. Масло начинает попадать на все элементы, в том числе и на катушку зажигания. Признаки неисправности: провалы в разгоне, дергание и высокий расход топлива. Чтобы не допустить этого, следите за чистотой подкапотного пространства.
Обратите внимание, что и из-за мойки двигателя может случиться пробой изоляции. Лишняя влага попадает на контакты, из-за чего происходит короткое замыкание
Чтобы не допустить этого, следует закрывать не только аккумулятор, но и саму катушку. Также рекомендуется заизолировать крышку трамблера, если это старый автомобиль. Кстати, влажный трамблер – это самая популярная причина, по которой автомобиль не заводится вовсе. Иногда можно ограничиться сушкой контактов. Но в 80 процентах случаев спасает лишь замена.
Проверка катушек
С учетом всего вышесказанного, информация о том, как проверить исправность катушки зажигания, считается на самом деле бесценной
Обязательно обратите внимание на следующий момент: проверить, как работает этот механизм, можно при помощи двух способов:
- Используя искру между самой свечой зажигания и корпусом автомобиля.
- Используя мультиметр.
Важный момент: как только появились даже самые небольшие показатели нестабильности функционирования двигателя – сразу же проверяйте непосредственно катушку зажигания. В прошлом оба эти метода были приблизительно одинаково популярными. Но, поскольку все течет и меняется, технологии не стоят на месте, первый вариант был признан более опасным (поскольку он может привести к «гибели» как катушки, так и всего устройства в целом – с этим нередко сталкиваются современные автомобили).
Практически все производители советуют воздержаться от его применения. Именно поэтому самый популярный вопрос у автовладельцев в такой ситуации – это «как проверить работу катушки зажигания»?
Самый простой, и, что самое главное, самый безопасный метод, согласно которому можно проверить данный автомобильный узел – это использование конкретного устройства для измерения.
Первое, что должен сделать владелец автомобиля, принявший решение о самостоятельной проверке состояния катушки зажигания – это запастись мультиметром, либо тестером. Данное измерительное устройство не считается крайне редким, запрещенным, так что его приобретение не вызовет у Вас особых проблем и сложностей. Данное устройство измерения имеет одну отличительную особенность: оно выполняет одновременно две важные функции:
- Отслеживает напряжение.
- Контролирует сопротивление.
Назначение, принцип работы катушки зажигания
Устройство является наиболее консервативной деталью в бензиновом ДВС. Ее прототип был изобретен в Германии инженером Румкорфом в середине девятнадцатого века. Она заменила магнето в двигателях автомобилей в начале 20-го века.
Основное назначение устройства – преобразование низковольтных электрических импульсов амплитудой около 12 Вольт (напряжение бортовой сети автомобиля) в высоковольтные импульсы амплитудой более 15.000 Вольт. Высокое напряжение необходимо для пробоя рабочей зоны свечи зажигания.
По типу исполнения и схеме зажигания катушки классифицируют:
- одиночные;
- сдвоенные (строенные, четырехблочные);
- индивидуальные.
Устройство катушки зажигания
Одиночные устройства применяются в системах с распределителем зажигания. Сдвоенные используют в четырехцилиндровых ДВС без распределителя. Одна часть формирует высоковольтный импульс на 1-й и 4-й цилиндр, вторая обслуживает 2 и 3-й. Строенные и четырехблочные катушки иногда применяются соответственно в шестицилиндровых и восьмицилиндровых двигателях. В современных автомобилях широкое распространение получили индивидуальные катушки. Они устанавливаются на каждую свечу зажигания индивидуально. Индивидуальная катушка свечи зажигания имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными:
- отказ одного из устройств не ведет к полному останову двигателя;
- более просто организовать схему электронного управления;
- отсутствие механического распределителя зажигания делает систему более надежной;
- распределение импульсной нагрузки уменьшает токи, способствует увеличению ресурса;
- облегчается определение неисправного устройства, которое легко производится компьютерной диагностикой;
- в большинстве индивидуальных катушек установлен импульсный усилитель, он управляется малыми сигнальными токами, что уменьшает электрические помехи, увеличивает надежность электрооборудования.
По типу управления подразделяют:
- контактные;
- электронные;
- со встроенным коммутатором (импульсным усилителем).
В контактных бобинах зажигания низковольтный импульс формируется прерывателем. При коммутировании первичной цепи прерывателем в первичной цепи индуцируется импульс электродвижущей силы. Устройство представляет автотрансформатор, который увеличивает амплитуду импульса в N раз, где N – коэффициент трансформации, равный отношению числа витков во вторичной к первичной обмотке. Коэффициент трансформации контактных устройств превышает 1000.
В бесконтактных системах применяют электронные катушки. Их коэффициент трансформации больше, они формируют стабильную искру. При ремонте нельзя взаимозаменять контактные и бесконтактные устройства.
Встроенный коммутатор установлен на большинство индивидуальных катушек, часто устанавливается на сдвоенные. К их недостатку относится более высокая вероятность отказа в связи с наличием электронных комплектующих.
Катушка зажигания
Катушка зажигания является важной частью системы запуска транспортного средства. Без её применения не добиться старта мотора
Невозможно запустить двигатель без аккумулятора, так как не будет формироваться первая искра.
Устроена данная деталь достаточно просто, но время от времени, как и иные детали и элементы автомобиля, она выходит из строя. Причиной может стать неисправность или определённый заводской дефект. Стандартным пуском двигателя работа катушки не ограничивается. Если устройство внезапно выйдет из строя при уже работающем двигателе, это автоматически приведёт к его полной остановке.
Знание ответа на вопрос, как проверить катушку зажигания – это простой и верный способ выявить неисправность детали и понять, требуется или нет его замена.
Назначение
Основным предназначением катушек зажигания является трансформация низковольтного электрического тока, который получается от аккумулятора или от генератора, в специальный электрический импульс с достаточно высоким напряжением. За счёт данного процесса в свечах зажигания вырабатывается необходимая для запуска двигателя искра.
Принцип работы
Принцип работы описываемого устройства достаточно прост. В первичную обмотку катушки осуществляется подача низковольтного напряжения, создающего магнитное поле. Иногда подобное напряжение полностью отсекается прерывателем, способствуя тем самым резкому сокращению магнитного поля и образованию в витках катушки зажигания оптимальной электродвижущей силы.
Согласно закону физики по электромагнитной индукции, показатель образующейся электродвижущей силы является прямо пропорциональным количеству витков контура. Именно по этой причине во вторичной катушке, где присутствует больше витков, появляется импульс высокого напряжения. Он проходит по высоковольтным проводам и подаётся к свече зажигания. Благодаря данному импульсу, который передаётся катушкой, между электродами свечи зажигания появляется искра, воспламеняющая воздушно-топливную смесь.
В более устаревших моделях авто напряжение от катушки зажигания передавалось к свечам посредством распределителя зажигания. Подобная схема не отличалась надёжностью, потому свечные катушки зажигания более современных авто объединены в специальную систему и распределены строго по одной на каждую свечу.
Виды катушек
На данный момент различается три основных вида катушек зажигания. Каждый из них характеризуется своими конструкционными особенностями и требует более внимательного рассмотрения:
- классические, которые используются на автомобилях с системами зажигания, где присутствует распределитель;
- двухвыводные – используются в системе стандартного зажигания с прямой подачей электрического напряжения;
- индивидуальные – в данной системе для каждой свечи предназначена одна катушка.
Все три вида схожи по своей конструкции, за исключением некоторых нюансов. Классический вариант состоит из двух обмоток – вторичной и первичной. Вторая при этом помещается внутрь первой. Разница между обмотками заключается в количестве витков используемой проволоки, а также в толщине провода.
Во внутренней части данных обмоток размещён сердечник, выполненный из ферромагнитного сплава. Каждая обмотка имеет по два вывода. У первичной они оба являются входными. У вторичной один вывод является выходным, а второй соединен с первичной обмоткой. Все перечисленные выше элементы помещены в герметичный корпус. Что касается выводов, то они выходят на крышку корпуса.
Двухвыводная катушка от классического варианта отличается присутствием двух сердечников – внутренний, который помещён в обмотки, а также внешний, что находится над ними. Вместо одного высоковольтного вывода вторичного варианта обмотки, у подобной катушки их всего два.
Что касается индивидуальной катушки, то она отличается тем, что сверху размещается не первичная, но вторичная обмотка. При этом высоковольтный вывод её подсоединён к специальному наконечнику, что надевается на вывод свечи.
https://youtube.com/watch?v=4wHGBUx6x3M
Все виды катушек являются неразборными и не подлежат ремонту. Данные элементы необходимо проверять и своевременно осуществлять замену
Это очень важно, так как обрыв или замыкание обмоток может стать причиной сбоев в работе, а также приведёт к полной неработоспособности двигателя.
Причины выхода из строя катушки зажигания
Рассмотрим причины, почему выходит из строя катушка зажигания.
Естественный износ
Как и все электрические и электронные блоки, бобина имеет определенный ресурс безотказной работы. Средний срок службы катушек зажигания приблизительно семь-десять лет эксплуатации либо 150.000 – 200.000 тысяч пробега. Устройство эксплуатируется в экстремальных условиях при большом перепаде температур, влажности, возможности попадания влаги, грязи, посторонних жидкостей. При этом через первичную обмотку протекают большие токи, во вторичной обмотке формируется высоковольтный импульс.
Электрический пробой
Разберемся, почему пробивает катушку зажигания. Во-первых, со временем в результате действия высоких перепадов температур диэлектрическая изоляция растрескивается, в микротрещины может попасть соленая влага, являющаяся проводником. Для напряжений более 15.000 вольт, формируемых во вторичной обмотке, в качестве проводника выступает даже чистая недистиллированная вода. Во-вторых, в процессе эксплуатации меняются физические свойства диэлектрика, резиновой изоляции наконечников высоковольтных проводов, особенно, сомнительного производства. Высоковольтный пробой может являться причиной установки нештатных высоковольтных проводов, в которых отсутствует распределенное ограничивающее ток сопротивление. Пробой может возникнуть в результате сильного загрязнения, переувлажнения. Даже в случае единичного пробоя в конструкции наступают необратимые изменения, дальнейшая эксплуатация не рекомендуется.
Перегрев
В некоторых автомобилях катушки зажигания установлены непосредственно в верхней части двигателя либо вблизи от нее. В случае, если к их конструкции отсутствует доступ воздуха для естественной вентиляции (такое возможно при установке дополнительного оборудования), может наступить перегрев устройства и выход его из строя.
Механическая нагрузка.
Крепление катушки должно быть штатное. Некоторые автолюбители пренебрегают этим требованиям, «подвешивая» ее на самодельные конструкции.
Износ свечей, высоковольтных проводников
Несмотря на то, что в схеме имеется ограничивающее сопротивление, износ свечей и высоковольтных проводников может вызвать в них электрический пробой. Тогда увеличивается ток нагрузки, бобина может перегреться.
Неисправность реле регулятора напряжения генератора
Иногда приводит к повышению напряжения бортовой сети автомобиля, выходу из строя электронного усилителя (коммутатора).
Неисправность контактной группы замка, электронного коммутатора
Если во время стоянки на катушку постоянно подается напряжение +12 Вольт в случае нештатного замыкания контактной группы замка, устройство может перегреться и выйти из строя. Такая же ситуация возможна в случае неисправности коммутатора.
Чтобы предотвратить преждевременный выход из строя, следует максимально устранить все возможные причины неисправности катушки зажигания в автомобиле.
Проверка напряжения на обмотках катушек
Как проверить катушку зажигания тестером
Проверка бобины зажигания — это длительный процесс, состоящий из внешнего осмотра и проведения тестов с использованием измерительных приборов. Бобины обычно тестируются на особых стендах в сервисных мастерских или дилерских центрах. Если нужно провести измерения в кустарных условиях, обычно используют мультиметр — универсальный прибор с широким спектром действия.
Бобина зажигания располагается в переключателе, поэтому для тестирования следует отогнуть защёлкнутый фиксатор и убрать кабели с переключателя. Затем берётся мультиметр и на нём производится установка настроек, необходимых для проверки напряжения. Теперь следует приложить один из кабелей к выводу бобины, а второй к кузову машины.
В качестве результата данного замера должны получиться показатели в размере 12 В. Если у машины есть неисправности в электронной системе управления или электрической цепи переключателя, то на мультиметре высветится показатель в 0 В.
Подготовка к проверке
До начала самого тестирования бобин следует провести небольшую подготовку. Нужно приобрести мультиметр (прибор, способный измерять напряжение и электрическое сопротивление) и отыскать руководство пользователя машины. В разных автомобилях могут быть встроены разные типы бобин, а показатели для конкретной машины указываются в паспорте. Если средство передвижения было приобретено на вторичном рынке, стоит попробовать отыскать необходимые данные через интернет.
Для проверки катушки зажигания понадобится мультиметр с возможностью измерения сопротивления и напряжения
Показатели, которые следует искать в указанной книжке — это сопротивление первичной и вторичной обмотки. Если в руководстве их не получилось найти, значит во время теста лучше руководствоваться усреднёнными данными, которые описаны в статье.
Какое сопротивление должно быть на катушке зажигания
Для определения напряжения ручки прибора устанавливается на уровень 200 Ом. После этого проводится измерение сопротивления первичной обмотки. Щупы прикладываются к выводам «+» и «К».
Для исправной бобины цифры в районе от 0,2 до 3 Ом считаются нормальными. Точные числа могут варьироваться от конкретного вида бобины и точности показателей мультиметра. Контакты «+» и «К» позволяют получить показатели в любой ситуации.
Для первичной обмотки сопротивление в диапазоне от 0,4 до 2 Ом считается допустимым
Теперь прибор переводится на настройки в 20 кОм. В таком положении надо измерить сопротивление между «К» и средним выводом высоковольтного кабеля. Чтобы это сделать, ткните щупом в контактную зону (выполнена из меди) внутри круглой дырки установки высоковольтного провода. Показатели на приборе работающей бобины отобразят от 2 до 4 кОм.
Внешний осмотр
Обычно наружный облик бобин отличается в каждой конкретной модели, однако на каждой из них можно отыскать основные части — короб, контакты, крышку и центральный зажим. Для осуществления визуального осмотра необходимо лишь внимательно просмотреть на бобину и определить её состояние. Если на поверхности присутствуют небольшие трещины, сколы, царапины, значит бобина повреждена. Внешний короб устройства делают из эбонита, неспособного проводить ток. Поэтому обычно перебои с функционированием этой детали связывают с внутренними изъянами.
Проверка первичной обмотки
Для совершения тестирования нужно настроить мультиметр для замера электрического сопротивления. Затем контакты подключаются к кабелям со знаками «плюс» и «минус» на бобине зажигания.
Схема проверки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания
Если после окончания тестирования мультиметр выдаёт на табло цифры от 0,4 до 2 Ом, значит бобина в порядке и работает исправно. Если показатели отличаются от тех, которые указаны выше, значит произошёл обрыв обмотки бобины.
Проверка катушки зажигания
Не все водители знают, как проверить катушку зажигания. А в пути такие знания могут пригодиться. Если у машины проявились выше описанные симптомы, то для начала проверьте наличие искры. Для этого достаточно отсоединить высоковольтный провод и при работающем стартере поднести его к любой металлической части кузова на один-два миллиметра. Если вы видите стабильную мощную искру, то с бобиной все в порядке.
Если искры нет, то необходимо знать, как проверить исправность обмотки трансформатора. Проверьте наличие низковольтного напряжения на клеммах первичной обмотки. Отсутствие напряжения указывает на неисправность проводки, генератора, аккумулятора и т. д
Обратите внимание на клеммы, при большом токе их соединения часто горят и искрят. Это вызывает окисление токопроводящих поверхностей
Во время проверки высоковольтного модуля может оказаться, что искра есть, но недостаточно мощная и ненадежно воспламеняет горючую смесь. Это бывает по нескольким причинам:
- механическое разрушение корпуса или кабеля высоковольтного модуля;
- межвитковое замыкание вторичной обмотки;
- снижение сопротивления изоляции обмоток;
Со временем в корпусе устройства появляются микротрещины. Как проверить исправность катушки зажигания в этом случае. Обмотка контактирует с влажной атмосферой и теряет через нее часть энергии высоковольтного импульса. Проверить это несложно. Откройте капот в темном гараже. Если катушка светиться, как наэлектризованная, из нее течет во все стороны светящаяся электрическая энергия или искрит в каком-либо месте, то значит, ее корпус потерял изоляционные свойства.
Обмотка при таком использовании не сгорает, но мощность двигателя падает. Тем не менее, нагрузка на обмотки повышается и они горят.
Искрение у Нексии
Незначительный голубоватый ореол вокруг модуля не в счет – это норма и не входит в признаки неисправности катушки зажигания. Просто проверьте, насколько греется катушка зажигания. Ее температура не должна превышать 90 градусов.
Но когда греется катушка зажигания – трансформатор обязательно сгорает.
Межвитковое замыкание, так же, как и потеря сопротивления между обмотками, снижает коэффициент трансформации, ток потребления увеличивается, и обмотки начинают греться, а затем горят.
Некоторое время может происходить слабое искрообразование, но приговор однозначен – обмотка сгорит. Также обмотки горят из-за малого зазора свечей.
Признаки неисправности катушки зажигания
- Нестабильная работа двигателя. В народе это называется троением. Это слово появилось еще во времена СССР, когда на советской «классике» не работал один из цилиндров. А как известно, на всех ВАЗовских моторах было по четыре цилиндра. Соответственно, явление, когда не работает один из них, называется троением. При этом могут возникать характерные вибрации. Также автомобилист услышит неравномерную работу мотора – как будто ему чего-то не хватает. Это и понятно, ведь один из цилиндров работает вхолостую, то есть горючая смесь в нем не воспламеняется.
- «Троящий» мотор. Если в двигателе не работает один или несколько цилиндров, возможны провалы в разгоне. Машина будет дергаться, вибрировать. Также автомобиль очень медленно набирает скорость.
- Желтая лампа «Чек Энджин». Контрольные лампы на панели приборов вполне могут стать признаком неисправности катушки зажигания. Стоит отметить, что данная ошибка не обязательно связана с этой неисправностью. Лампа лишь сигнализирует об обобщенных проблемах с двигателем. Если на панели приборов горит «Чек Энджин», это значит, что произошел сбой в какой-либо системе. Автомобиль подлежит тщательной диагностике.
- Высокий расход топлива. Ввиду того, что один цилиндр не работает, остальные три (или больше в зависимости от конструкции двигателя) принимают на себя всю нагрузку. Соответственно, чтобы возобновить прежнюю мощность, мотору потребуется больше энергии. Расход топлива может увеличиться на 10–50 процентов.
- Затрудненный пуск двигателя. При неисправностях с катушкой водитель может испытывать проблемы подобного рода. Причем возникают они и при холодном, и при прогретом двигателе. Особенно часто затрудненный пуск мотора наблюдается в сырую погоду.
Также отметим, что, если автомобиль не заводится вовсе, это не признак неисправности катушки. Дело в том, что таковых в двигателе несколько. Обычно на каждый цилиндр идет своя катушка. На более старых напряжение вырабатывается сразу на два цилиндра. Поэтому мотор будет работать до последнего. Если автомобиль не заводится вовсе, могли выйти из строя сразу все катушки. Однако это маловероятно. В таком случае специалисты рекомендуют проверить предохранители в блоке и соответствующие реле. Почему так случается? Причины выхода из строя катушек будут рассмотрены далее.
Ремонт автомобиля в сервисном центре
Порой для ремонта автомобиля требуется помощь квалифицированных специалистов, которые могут провести детальную диагностику и быстро устранить неисправность. Например, при помощи специального компьютерного оборудования можно определить неполадки в работе одного из цилиндров и быстро заменить сломанную деталь.
На сайте Uremont.com вы найдете более 3500 надежных сервисных центров в различных городах России. С нами вы сэкономите время на поиски автосервиса в незнакомом регионе и получите квалифицированное обслуживание у проверенных специалистов.
Чтобы заказать ремонт системы зажигания или другого узла, оставьте заявку, заполнив все необходимые поля. С нами устранение неисправностей автомобиля стало еще проще и выгоднее.
