Основные элементы системы зажигания. Катушка зажигания. Часть 1

На автомобилях ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107 и их модификациях применяется катушка зажигания Б-117А. Она установлена на левом брызговике моторного отсека автомобиля на двух шпильках.
Устройство катушки зажигания Б-117А

Катушка зажигания Б-117А представляет собой трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, который состоит из сердечника и кольцевого наружного магнитопровода. Сердечник набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Наружный магнитопровод служит для улучшения магнитной проводимости катушки и состоит из свернутой в два с половиной слоя ленты из электротехнической стали толщиной 0,3 мм. Для уменьшения вихревых токов имеет вертикальные прорези.

Сердечник находится в картонном каркасе, на котором намотана вторичная обмотка, имеющая 55 слоев медного провода в эмалевой изоляции, разделенных слоями бумаги. Вторичная обмотка имеет в первом и последнем слоях по 50 витков.

Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка, имеющая в первом и последнем слое 48 витков, а в остальных по 52. Слои обмотки отделены друг от друга бумагой. Первичная обмотка изолирована от вторичной слоем картона.

Конец вторичной обмотки соединен с началом первичной и выведен к контакту «+Б» на крышке катушки. На него приходит электрический ток от замка зажигания и запитывает обмотки катушки.

Катушка зажигания Б-117А заполнена трансформаторным маслом через отверстие в крышке закрываемое винтом. Масло необходимо для охлаждения обмоток.

Катушка зажигания закрыта крышкой из высоковольтной пластмассы (фенопласта). В ней имеется вывод под высоковольтный провод и два других вывода. Вывод «+Б» описан выше, а второй безымянный вывод соединен с первичной обмоткой.

Вывод под провод высокого напряжения соединен с винтом, спиральной пружиной и далее с сердечником который соединен с выводом начала вторичной обмотки (выводом высокого напряжения).

Схема катушки зажигания Б-117А

— Помимо Б-117А на «классику» ВАЗ устанавливаются катушки зажигания 27.3705 и 3122.3705.

Для бензинового ДВС система зажигания является одной из определяющих, хотя в машине сложно выделить какой-то главный узел. Без мотора не поедешь, но и без колеса это тоже невозможно.

Катушка зажигания создает высокое напряжение, без которого невозможно образование искры и воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах бензинового двигателя.

Параметры надежности катушки зажигания

Прежде чем приобрести новую бобину попробуйте выяснить ее надежность, по отзывам владельцев. Поинтересуйтесь пробегом, который выдержало устройство, не изменилась ли приемистость двигателя и расход топлива, максимальная скорость и выхлоп CO.

Конструкция катушки должна обеспечивать:

• надежную изоляцию между обмотками и витками;
• высокое электрическое сопротивление между корпусом и массой;
• прочность корпуса, особенно пластиковых деталей;
• отсутствие микротрещин;
• надежность электрических контактов и соединений.

Качественная бобина выдерживает температуру до 180°C.

Типы катушек зажигания

Катушки зажигания обеспечивают искрообразование для всех свечей по очереди при помощи распределительных устройств. К коммутируемым устройствам относится катушка зажигания Б-116 и ее разновидности:

• Б-114;
• Б-115;
• Б-117.

Внешне, устройства похожи, но имеют разные сопротивления и индуктивность первичных и вторичных обмоток и предназначены для использования в различных системах зажигания. Например, Б-114 используется в контактных системах, а Б-116 с бесконтактными транзисторными распределителями. Обе катушки будут работать в непредназначенных для них схемах, но со сбоями и недолго.

Б-114 и Б-117 похожи по строению, но имеют разные обозначения клемм и намоточные данные. В некоторых случаях их взаимная замена может дать положительный результат, но настройка зажигания стандартным методом не подойдет. Придется действовать по наитию.

Катушка Б-114 имеет втрое больший коэффициент трансформации, чем у остальных. Поэтому Б-114 целесообразно использовать в мощных двигателях, работающих на низкооктановом топливе, например:

• ЗИЛ 130, 131;
• ГАЗ- 53, 66, 3102;
• ПАЗ;
• КаВЗ.

Устройство и работа бобины

Современная бобина является упрощенной версией индукционной катушки Румкорфа. Она была названа в честь изобретателя немецкого происхождения – Генриха Румкорфа, который первым запатентовал в 1851 году устройство, преобразовывающее постоянное низкое напряжение в переменное высокое.

Чтобы понять принцип работы, нужно знать устройство катушки зажигания и основы радиоэлектроники.

Это традиционная, общая катушка зажигания ВАЗ, применяемая в течение длительного времени и на многих других автомобилях. Фактически это импульсный высоковольтный трансформатор. На сердечнике, предназначенном для усиления магнитного поля, тонким проводом намотана вторичная обмотка, она может содержать до тридцати тысяч витков провода.

Характеристики популярных катушек зажигания

Р — разомкнутый магнитопровод; З — замкнутый магнитопровод; М — маслонаполненная катушка; С — сухая катушка; Э — экранированная катушка; ДР — катушка имеет добавочное сопротивление (0,9…1,0 Ом)

Бобины могут отличаться некоторыми незначительными нюансами, влияющими на слаженность работы двигателя. Например, бобина Б-115В может быть заменена на Б-117А. По характеристикам Б-115В и Б-117А практически идентичны. Но ток искрового разряда у Б-115В мощнее – 38 мА, а у Б-117А всего лишь – 30 мА. Мощная искра лучше, чем слабая, и замена Б-115В на Б-117А не приводит ни к каким негативным последствиям. Но владельцы автомобилей с тахометрами, обнаружат, что показания прибора не совпадают с действительными. Это происходит из-за отсутствия в 117 модели добавочного резистора. То есть, замена практически одинаковых приборов Б-115В на Б-117А, или наоборот, не всегда корректна.

Если в вашем автомобиле установлена катушка зажигания Б116, то следует знать, что они выпускаются в двух модификациях. Для контактных и бесконтактных систем. Модификации 03, 04 для бесконтактных.

В современных автомобилях чаще применяются индивидуальные катушки, для каждой свечи отдельно. Индивидуальные повышающие трансформаторы для каждой свечи значительно упрощают систему зажигания, исключая из электрической цепи модуль распределения

Наиболее популярными производителями подобных устройств являются:

• немецкая компания Бош;
• тайваньская Dynatec;
• итальянская

Но если первую компанию, Бош, можно считать генеральным разработчиком устройств, то вторые Dynatec и ERA изготавливают их клоны, но на достаточно высоком техническом уровне и по надежности почти не уступают оригиналу, несмотря на более низкую цену.

Измерение параметров обмоток

Чтобы измерить сопротивление первичной обмотки мультиметром, нужно переключить его в режим омметра и установить наименьший предел измерения (как пользоваться мультиметром). После этого нужно замкнуть между собой щупы прибора и, если позволяет его конструкция, выставить ноль омметра. Если же конструкцией прибора это не предусмотрено, запомнить показания и в дальнейшем отнимать их от результатов измерений. Для измерения сопротивления вторичной обмотки на приборе включается предел измерения до 100 кОм, выставляется ноль или запоминается показание при замкнутых щупах.

У индивидуальных катушек для измерения сопротивления первичной обмотки щупы следует подключать к контактам низковольтного разъема с номерами 1 и3 (крайние). У общих – к двум низковольтным клеммам (Б и К или + и –).

Чтобы измерить сопротивление вторичной обмотки у общей катушки с одним выходом, щупы омметра необходимо подключать к высоковольтному выходу и к клемме + или Б. Для проведения того же измерения у общей катушке с двумя высоковольтными выводами, щупы омметра нужно присоединить к обоим выходам высокого напряжения.

Для измерения сопротивления вторичной обмотки у индивидуальной катушки, щупы омметра нужно присоединить к высоковольтному выходу и к среднему контакту разъема.

Для чего нужна проверка сопротивления. Проверка сопротивления обмоток позволяет выявить межвитковое замыкание или обрыв провода. В случае межвиткового замыкания сопротивление обмотки будет несколько меньше, чем у исправной. При обрыве обмотки прибор покажет бесконечно большое сопротивление.

Сопротивление обмоток некоторых моделей

1. Б 114 Б (для ЗИЛ 431410, ГАЗ 3102): первичная – 0,38 Ом, вторичная – 19,9 кОм;
2. Б116–01 (для ГАЗ 31029): первичная – 0,65 Ом, вторичная – 18,7 кОм;
3. 3705 (для Таврии): первичная – 0,38 Ом, вторичная – 4,3 кОм;
4. 3705 (для Оки): первичная — 0,49 Ом, вторичная — 6 кОм;
5. 3705 (производства Болгарии для ВАЗ 2108): первичная – 0,43 Ом, вторичная – 5,25 кОм;
6. 2108–37050–10 (производство Италии для ВАЗ 2108): первичная – 0,65 Ом, вторичная – 18,7 кОм;
7. Б 115 В (для Москвича): первичная – 2,3 Ом, вторичная – 6,3 кОм;

Данные приведенные выше не усредненные. Они получены сотрудниками редакции издания «За рулем» при измерении сопротивления обмоток исправных экземпляров некоторых моделей.

Устройство классической катушки зажигания

Все автомобили, произведенные до 80-х годов, имели одну катушку зажигания, представляющую собой повышающий трансформатор.

Основные элементы устройства: 1. центральная (высоковольтная клемма), защищенная крышкой; 2. пластиковая крышка; 3. обмотка вторичная; 4. обмотка первичная; 5. магнитопровод; 6. железный сердечник; 7. корпус.

На первичную обмотку подается импульс 12 в, который преобразовывается в высоковольтный разряд с напряжением 20-30 киловольт на электродах свечей. Высоковольтные импульсы напряжения подаются на свечи поочередно при помощи контактного или электронного распределителя.

Коротко о зажигании

Чтобы понять зачем в автомобиле бобина (это народное название), и какое участие она принимает в обеспечении движения, надо хотя бы обобщенно понять устройство систем зажигания.

Упрощенная схема работы бобины приведена ниже.

Плюсовой вывод катушки подключен к положительной клемме аккумулятора, а другим выводом она соединяется с распределителем напряжения. Такая схема подключения является классической и широко применяется на машинах семейства ВАЗ. Для полноты картины необходимо сделать ряд уточнений:

1. Распределитель напряжения является неким диспетчером, подающим напряжение на тот цилиндр, в котором произошла фаза сжатия и должны воспламениться пары бензина.
2. Работой катушки зажигания управляет коммутатор напряжения, его исполнение может быть механическим или электронным (бесконтактным).

Механические устройства использовались в старых автомобилях: на ВАЗ 2106 и подобных, но сейчас они практически полностью вытеснены электронными.

Устройство индивидуальной катушки

Индивидуальные бобины принципиально ничем не отличаются от классических, но они надежнее, хотя бы, потому что они, как минимум, в четыре раза реже участвуют в искрообразовании, что намного повышает их ресурс.

Кроме того, в индивидуальных бобинах часто устанавливается диод, отсекающий обратное высокое напряжение.

Индивидуальные катушки

Такие катушки намного меньше греются, надежны и легко регулируются центральным процессором для достижения оптимальной работы двигателя на разных нагрузках.

Особенности замены автомобильных катушек зажигания

Например, если вышла из строя катушка зажигания BYD F3 для двигателя 4G18, то в качестве замены можно выбрать пару вариантов:

• комплектуемая производителем – БОШ, F01R00A010;
• аналогичная, под заводским номером 880317A, производимая компанией ERA.

Интересно, что Dynatec не производит устройств зажигания для таких двигателей, можно не искать.

Учитывая, что по оценкам работников автосервиса итальянские бобина ERA такая же надежная, как и катушка зажигания bosch, но намного дешевле, совершенно нет смысла тратить лишние деньги на оригинал. Тем не менее, немецкое качество БОШ, даже в китайском исполнении намного убедительнее, чем качественно исполненная кавер-версии итальянской компании ERA.

Тем не менее, следует отметить, что компания БОШ, являясь генератором оригинальных идей, регулярно модернизирует свои изделия, что нельзя сказать о компаниях, как ERA, выпускающих копии.

Но, даже приобретая запчасти БОШ, внимательно сверяйте номер изделия. В переделах одной серии могут иметь место незначительные отличия в форме креплений или толщине и диаметре прокладок, что может осложнить установку устройства. С запчастями ERA ошибиться сложнее, номенклатура их изделий намного скромнее, чем у БОШ.

Если вы владелец автомобиля Волжского завода, и у вас каким-то образом работает чудо советского автопрома бобина, произведенная СОАТЭ (Старый Оскол), то смело меняйте ее на аналог Dynatec. АвтоВАЗ рекомендовал такую замену еще в 2012 году, причем делал это бесплатно на фирменных станциях техобслуживания. Но лучше заменить модуль на аналогичный, производства компании БОШ.

Особенности выбора мотоциклетных катушек зажигания

Повышающими трансформаторами для искрообразования оснащаются не только автомобильные двигатели внутреннего сгорания, они присутствуют в:

• лодочных моторах;
• мопедах и мотоциклах;
• газонокосилках;
• бензопилах;
• электрических генераторах.

Если вы подбираете катушку зажигания для мопеда Верховина, обычно в нем устанавливалась Б-300, то обратите внимание, что устройство с похожим названием Б-300Б имеет меньшее количество витков в обмотке возбуждения. Поэтом замена Б-300 на Б-300Б невозможна. Обычно двигатель даже не заводится. Но если Б-300 заменить аналогичным устройством от мотоцикла ИЖ, мотор будет отлично работать.

Б-300

В советских мотороллерах типа «Муравей», «Турист» использовались бобины Б-51. От автомобильных устройств, она отличается, тем, что на первичную обмотку подается не 12, а 6 вольт. Своим устройством Б-51 ничем не отличается от других мотоциклетных катушек. Многие владельцы мотороллеров с катушками Б-51 меняют их на автомобильные 12-вольтовые. Коэффициента трансформации достаточно, что бы образовывать качественную искру, не хуже чем от Б-51.

Выбор катушки для бензопилы

Если вы владелец популярной тайваньской бензопилы Штиль: MS170, MS180, 017 или 018 и активно с ней работаете, то возможно уже столкнулись с проблемой выхода из строя магнето. Компания Штиль комплектует эти бензопилы одними и теми же катушками CH000013-5. Катушки Штиль 180 зарекомендовали себя достаточно надежными устройствами, поэтому не следует заменять Штиль 180 аналогом, кроме крайних случаев. Практика показала, что аналоги бобин 180 неизвестных производителей не выдерживают и двух рабочих недель. В то же время, оригинальные модели держаться не один год, даже при интенсивной загрузке. Также 180-е катушки неплохо служат на других китайских бензопилах.

Штиль 180

Приобретая катушку зажигания, следует в первую очередь обращать внимание на ее характеристики, учитывать влияние их несоответствия на работу двигателя и выбирать изделие из известных брендов. Если вы выбрали аналог, то будьте готовы к тому, что придется перестраивать некоторые параметры системы зажигания.

Основные элементы системы зажигания. Катушка зажигания. Часть 1

Наиболее массовая «жигулевская» катушка Б117-А предназначена для обычной контактной системы зажигания (КСЗ). Срок службы, как правило, более 300 тыс. км. Внезапные отказы без каких-либо «предварительных сигналов» довольно редкое явление.

В случае отказа катушки Б117-А ее можно заменить катушкой зажигания от «Москвича» или «Волги» – Б115-В. Катушка Б115-В четырехклеммовая. Если состояние двигателя, систем питания и зажигания нормальное (двигатель запускается легко), клемму «ВК» можно вообще не использовать. Подключаемся к клемме «ВК-Б» через сопротивление, которое довольно сильно нагревается, что не должно смущать потребителя. Если запуск двигателя явно затруднен, тогда необходимо соединить клеммы «ВК» и «ВК-Б» (закорачивается дополнительное сопротивление), установив для этой цели специальный тумблер или кнопку. Сразу же, как двигатель заработает, клеммы «ВК» и «ВК-Б» необходимо разъединить.

При различных контактно-транзисторных системах зажигания (КТСЗ), устанавливаемых дополнительно к обычной КСЗ, используют штатные катушки зажигания. В настоящее время такие системы выпускают с переключателем, позволяющим переходить от КТСЗ к КСЗ и наоборот. Бывали случаи, когда при недостаточно надежном подключении к «массе» КТСЗ начинала постепенно отказывать. При этом автомобиль теряет мощность, расход топлива превышает норму, а скорость резко снижается. Самое интересное в том, что после промывки, чистки и регулировок в системах питания и зажигания, замене транзисторов – все становилось нормально. А через некоторое время все повторялось. Единственно верным направлением обнаружения причины неисправности был переход «назад» к обычной системе зажигания.

А можно ли использовать катушки от систем зажигания высокой энергии (бесконтактно-транзисторная система зажигания (БТСЗ), микропроцессорная система управления двигателем (МСУД)) при КСЗ? Катушка зажигания 27.3705 (БТСЗ) имеет при 25 °С сопротивление первичной обмотки 0,4-0,5 Ом (вторичной 3500-4500 Ом). Катушка зажигания 29.3705 (МСУД) соответственно 0,45-0,55 Ом (9500-12500 Ом). Сравнив приведенные величины сопротивлений первичных обмоток катушек зажигания 27.3705, 29.3705 с сопротивлением первичной обмотки катушки Б117-А (см. выше), можно заметить, что у нее сопротивление больше в 6-9 раз. Если при классической системе зажигания первичный ток не более 3-5 А, то в системах высокой энергии ток до 10 А. В классической системе зажигания по катушке от БТСЗ, МСУД пойдет ток в 6-9 раз больший, величина его будет в пределах 18-45 А, т.е. при КСЗ использовать катушки 27.3705 и 29.3705 нельзя, они просто сгорят.

В системах высокой энергии можно применять катушки зажигания от КСЗ, но высокой энергии зажигания (выше, чем у КСЗ, примерно в 2,5 раза) вы уже не получите. Если высокой степени сжатия дополнительно будут «сопутствовать» обедненная смесь, пониженная температура окружающего воздуха и т.д., то пустить двигатель просто не удастся.

Таким образом для КСЗ необходима катушка зажигания с сопротивлением первичной обмотки в 3,1-3,5 Ом. При необходимости повышения энергии зажигания (например, у «Москвич-21412» со степенью сжатия 9,5) сопротивление первичной обмотки понижается при пуске двигателя до 1,5-2,0 Ом (катушка Б115-В). При работе двигателя последовательно с первичной обмоткой включается добавочное сопротивление (вариатор). Однако пониженное сопротивление первичной обмотки приводит на малой частоте вращения двигателя к нежелательному увеличению первичного тока. Добавочное сопротивление здесь выступает в роли вариатора и при нагреве (большой ток) повышает свое сопротивление до 4,5 Ом, что ограничивает ток величиной 3 А. При больших первичный ток уменьшается до 1 А, при этом сопротивление вариатора снижается до 1,7 Ом.

Катушки зажигания двигателей с числом цилиндров более четырех имеют меньшее сопротивление первичной обмотки и большее число витков вторичной. Этим же отличаются катушки высокооборотных двигателей.

Особенностью катушек зажигания Б117-А и Б115-В, имеющих большое сопротивление первичной обмотки, является то, что, если случайно оставить включенным зажигание, катушка не выйдет из строя — произойдет полный разряд аккумуляторной батареи.

Иначе в системах зажигания высокой энергии. Например, если от датчика Холла постоянно идет открывающий транзистор сигнал (перетерся провод в датчике-распределителе) и первичный ток протекает через катушку постоянно, то первичная обмотка катушки перегорает.

Другие статьи по теме:

• Основные элементы системы зажигания. Катушка зажигания. Часть 2
• Заточка и правка режущих инструментов
• Особенности горения и тушения металлов и гидридов металлов
• Основные неисправности подвески и рулевого управления — часть 1
• Техника безопасности при эксплуатации моечного оборудования и применении моющих средств
• Рабочее место. Особенности организации и ТБ
• Техника безопасности при применении бензола и антифриза
• Техника безопасности при обращении с этилированным бензином
• Основные неисправности подвески и рулевого управления — часть 2
• Противопожарная защита