Катушка зажигания — назначение, устройство и работа

Основной задачей катушки зажигания в автомобильном двигателе является преобразование тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Катушка представляет собой трансформатор с высоким коэффициентом трансформации, причем с повышением коэффициента трансформации увеличивается напряжение во вторичной обмотке. В то же время увеличение коэффициента трансформации приводит к увеличению габаритных размеров. Вторичная обмотка катушки должна иметь такие характеристики, которые обеспечивали б требуемые пиковое напряжение, силу тока и продолжительность искрового разряда.


Катушки зажигания (схема):
a – катушка зажигания для одной свечи (система без распределителя зажигания); b – катушка зажигания одно-искрового типа; c – катушка зажигания для двух свечей.

Контакты прерывателя, используемые в системе батарейного зажигания с катушкой (система CI), могут обеспечивать только прерывание тока силой приблизительно до 5 А. Системы зажигания TI, EI и DLI могут работать практически на токе любой силы. В системе CI используются дополнительные сопротивления (они служат в качестве шунта, отключаемого для увеличения тока во время пуска холодного двигателя). В системах электронного зажигания в их использовании нет необходимости, так как посредством электронной схемы момент срабатывания катушки зажигания можно определить на основе напряжения аккумуляторной батареи и частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает получение максимальной энергии зажигания.

Одним из требований к катушке зажигания является то, что она должна быстро заряжаться для последующей отдачи напряжения на свечи зажигания. Это требование становится особенно важным при высоких частотах вращения коленчатого вала. Главным в этом вопросе является малая индуктивность первичной обмотки и повышенный прерываемый ток.

Устройство и работа катушки зажигания

Катушки зажигания с масляной или битумной изоляцией в металлическом корпусе все больше заменяются катушками с заполнителями на основе эпоксидной смолы. Эти катушки обеспечивают большую свободу в выборе геометрических размеров (могут иметь меньшие размеры), типов и числа электрических клемм, а также лучше сопротивляются вибрациям и имеют малую массу. Первичная обмотка катушки, являющаяся основным источником теплоты, располагается как можно ближе к сердечнику в целях получения лучшей теплопередачи и экономии меди.

Синтетические материалы, применяемые в катушке зажигания, обеспечивают получение хорошего сцепления между всеми высоковольтными компонентами и заливаемой эпоксидной смолой.

Равномерное распределение нагрузки между изолирующими элементами вместе с высоким диэлектрическим сопротивлением позволяет получить компактные размеры катушки с размещением изолирующих слоев фольги и бумаги между проволочными слоями. При этом собственная емкость обмотки также уменьшается.

Катушки зажигания на одну и две свечи применяются как альтернатива общепринятым системам с распределителем зажигания; эти катушки используются в системах без распределителя зажигания.

Когда катушка работает на одну свечу зажигания, изменяющийся ток в первичной обмотке позволяет получить импульс зажигания на отдельной свече в точно установленный момент времени. Дополнительные разрядники или высоковольтные диоды применяются для предотвращения положительных высоковольтных импульсов тока (1…2 кВ), которые могут привести к преждевременному искровому разряду.

Катушка зажигания для одной свечи
1 – внешняя клемма подачи низкого напряжения; 2 – пластинчатый сердечник; 3 – первичная обмотка; 4 – вторичная обмотка; 5 – высоковольтное соединение через пружинный контакт; 6 - свеча

На катушке, обслуживающей две свечи зажигания, вторичная обмотка электрически изолирована от первичной обмотки. Каждый из двух выводов высокого напряжения соединен со свечой зажигания для выработки искровых разрядов на обеих свечах при отсечке тока в первичной обмотке. Как в случае обычного распределения высокого напряжения по отдельным свечам зажигания, данная система, как правило, не требует применения особых мер для предотвращения появления разряда во время выключения зажигания.

Двухискровая катушка зажигания ( в системах зажигания без распределителя)
1 – клемма низкого напряжения; 2 – пластинчатый железный сердечник; 3 – первичная обмотка; 4 – вторичная обмотка; 5 – выводы высокого напряжения

Такие катушки зажигания легче устанавливать за счет их блочной конструкции, имеющей общий корпус, и объединении в блоке нескольких катушек. Но даже в таком конструктивном исполнении отдельные катушки работают как независимые приборы. Сочетание катушек зажигания и задающих каскадов дает возможность использовать укороченные проводники, ведущие к первичной обмотке (т.е. обеспечивается падение напряжения).

Есть вопросы? ЗАДАВАЙ!