Топ 7 причин неисправностей в катушке зажигания
При неисправности катушки зажигания симптомом становится исчезновение искры в одном или нескольких цилиндрах. Это нарушает работу бензинового двигателя, не позволяет завести автомобиль. Водителю рекомендуется изучить основные причины поломки и способы ее устранения.
Признаки неисправности катушки зажигания
Сбои в работе мотора могут свидетельствовать о выходе бобины из строя. Чем существеннее неисправность, тем ярче ее проявления.
Этот признак неисправной катушки зажигания дает о себе знать сразу после возникновения сбоя. Он свидетельствует о попадании неизмененного бензина в выхлопную систему.
При игнорировании проблемы появляются более опасные неисправности. Обратный выхлоп приводит к выделению из трубы темного дыма с резким бензиновым запахом.
Ухудшение коэффициента полезного действия двигателя — еще один знак, говорящий о выходе из строя узла зажигания. Если расход топлива резко увеличивается, стоит обратиться в сервисный центр.
Некорректное функционирование системы зажигания приводит к остановкам мотора из-за нестабильной подачи искры. Двигатель периодически глохнет, водителю приходится постоянно его заводить.
При поломке катушки нарушается процесс воспламенения бензина. В таком случае возникают пропуски зажигания, сопровождающиеся треском и другими посторонними звуками. Во время движения водитель ощущает неравномерность работы мотора. После торможения начинается вибрация.
Изменение мощности мотора, жесткость и рывки при движении — еще один признак неисправности бобины. Эти симптомы появляются на холостом ходу.
Проблемы с запуском двигателя — самый распространенный признак поломки. Коленчатый вал вращается, однако искра в цилиндрах не появляется.
В управляющем блоке при неисправности катушки появляется код P0351 (сбой в цепях). На приборной панели зажигается индикатор Check Engine. Он предупреждает о необходимости проверки системы специальным сканером.
Причины поломки катушки зажигания
Выявить некоторые факторы, например износ свечей, можно самостоятельно. Однако к неисправности приводят и более сложные причины, для обнаружения которых необходимо обратиться в автосервис.
Как и все компоненты системы, катушка имеет собственный рабочий ресурс. Срок службы детали составляет около 10 лет или 200 тыс. км пробега. Этот период уменьшается при экстремальном вождении, частых перепадах температур, попадании грязи и влаги.
При физическом износе катушки первичная обмотка подвергается воздействию больших токов, во вторичной образуется мощный импульс.
Иногда катушки устанавливаются в верхней части мотора или рядом с ней. В случае, когда отсутствует вентиляция (например, из-за монтажа дополнительных приспособлений), узел перегревается и выходит из строя.
Катушки зажигания пробивает по следующим причинам:
Даже единичные пробои вызывают необратимые изменения, нарушающие работу системы зажигания.
Катушка крепится с помощью штатных элементов. Однако некоторые водители не соблюдают эти правила, применяя самодельные фиксаторы. Это повышает нагрузку на узел до недопустимых значений.
Во время движения и после торможения на катушку поступает напряжение 12 вольт. Из-за замыкания замочной группы наблюдается чрезмерный нагрев устройства и его поломка. Подобная ситуация возникает и при некорректной работе коммутатора. Предотвратить аварийные ситуации можно, устранив эти причины.
Защитное сопротивление в схеме катушки присутствует, однако устаревание некоторых элементов приводит к пробою. Нагрузочный ток увеличивается, бобина перегревается.
Такая неисправность способствует увеличению напряжения в автомобильной электрической сети. Электронный усилитель выходит из строя, система зажигания начинает работать неправильно, выдавать слабую искру.
Как проверить катушку зажигания
Порядок проверки катушки зажигания зависит от числа катушек. При наличии 2 отдельных узлов места их установки меняют. Если в цилиндре, где искра отсутствовала, наблюдается воспламенение, бобина неисправна. При наличии блочных катушек придется изменять схему, что не совсем удобно. Можно воспользоваться и другими способами:
Если двигатель начинает троить или останавливаться, бобина требует замены.
Чтобы получить более точные результаты, используют осциллограф или высоковольтный разрядник. На СТО применяют специализированные стенды.
Замена катушки зажигания
Починить вышедшую из строя бобину не получится, потребуется замена катушки зажигания. Перед началом работы подготавливают саму деталь, торцевые ключи. Замену выполняют так:
Если определить неисправность и заменить деталь самостоятельно не удается, обращаются к автомеханику.
Основные симптомы неисправности катушки зажигания
Катушка зажигания является одним из основных элементов в системе управления бензиновых двигателей. Ее неработоспособность приводит к отсутствию воспламенения в одном и более цилиндрах. Поэтому каждый автовладелец должен знать основные признаки неисправности катушки зажигания, симптомы, предшествующие появлению этой ситуации.
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 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:
По типу управления подразделяют:
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.
Симптомы неисправности
Чаще всего бобина не отказывает внезапно. Обычно этому предшествует ряд предупреждающих симптомов.
Основные симптомы неисправности катушки зажигания:
При появлении вышеперечисленных симптомов необходимо задуматься о приобретении запасного устройства. Нельзя безучастно наблюдать за тем, как умирает катушка зажигания. В случае внезапного выхода из строя катушки, дальнейшее самостоятельное движение будет невозможно (если у вас не установлены индивидуальные катушки).
Катушки зажигания
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
Признаки неисправности
Основные признаки выхода из строя катушки зажигания – отсутствия воспламенения. Если это одиночное устройство с распределителем, то во всех цилиндрах, если сдвоенная, либо одиночная – в обслуживаемых ей. Не обязательно отсутствие искры является стопроцентным признаком неисправной катушки. Возможно, перегорел ограничительный резистор, неисправна свеча, пробил высоковольтный провод, есть неисправность в системе зажигания. Необходима комплексная диагностика неисправности.
Визуальные признаки того, что не работает катушка зажигания:
Как определить неисправную катушку зажигания
Порядок проверки исправности катушки зависит от того, сколько катушек зажигания в машине. Если в вашем автомобиле установлены индивидуальные катушки зажигания, для того, чтобы с высокой степенью вероятности определить неисправную, можно поменять местами предположительно неисправную и заведомо исправную катушку. Если в результате данной замены, в цилиндре, в котором отсутствовала искра, она появляется, а в другом пропадает, следовательно, бобина действительно неисправная. Таким же образом можно проверить сдвоенные и блочные катушки, но при этом придется видоизменять схему, что не всегда удобно.
Как определить, какая катушка зажигания не работает, не внося изменений в электрическую схему
Для этого необходимо запастись толстыми диэлектрическими перчатками, сухим резиновым ковриком. Использование только обычных диэлектрических перчаток недопустимо: они выдерживают по пробою напряжение 6300 Вольт, на свечу подается напряжение приблизительно в три раза больше.
Если в вашем автомобиле установлено две и более катушки зажигания, автомобиль при неисправности одной из них должен завестись, но сильно троить. Снимая по очереди наконечники высоковольтных проводов свечей либо разъемы с индивидуальных катушек, оценивают стабильность работы двигателя. Если ДВС не изменил характер работы в результате снятия разъема, то искры в данном цилиндре нет. Если двигатель стал троить еще больше, либо вообще заглох, искра имеется, бобина неисправна, либо на нее на поступают импульсы или питание.
Высоковольтный разрядник
Мультиметр
Если двигатель автомобиля вообще не заводится и не схватывает, оценить исправность катушки можно параметрическим методом. Для этого понадобится мультиметр. Обычную катушку наподобие жигулевской можно прозвонить без труда. Для этого сначала устанавливают предел измерения мультиметра на режим измерения сопротивления 200 Ом либо «диод, прозвонка» и измеряют сопротивление между клеммами катушки + и К. Сопротивление должно быть в пределах от 0,2 до 1,0 Ома. Учтите, что во время измерения на данном пределе может появиться небольшая погрешность, которая немного увеличит показания мультиметра. Затем переключают режим мультиметра на предел 20 кОм и измеряют величину сопротивления второй обмотки (между выводом К и медным наконечником, в который вставляется высоковольтный провод). Сопротивление должно находиться в диапазоне 1 килоом до 3 килоом (2000 – 3000 Ом).
Проверить таким методом катушку с встроенным импульсным усилителем нельзя, так как к ее выводам не подключен вывод первичной обмотки. Частая неисправность индивидуальных устройств – пробой ограничивающего резистора. Он находится под резиновым удлинителем конструкции катушки, который легко демонтируется. Резистор следует извлечь и измерить его сопротивление мультиметра на пределе 20 килоом. Оно должно быть в пределах от 1 до 3 килоом.
Мегаомметр
Также можно оценить сопротивление изоляции, если в распоряжении имеется мегаомметр. Сопротивление изоляции (между медным контактом, в который вставляется высоковольтный провод свечи и корпусом) должно быть более 300 мегаом. Это измерение носит оценочный характер. Если сопротивление меньше, катушка вероятно неисправна, больше – вероятно исправна, точнее судить нельзя.
Простую трехвыводную катушку можно проверить «на весу», то есть, собрав простейшую схему. К выводу + подключают напряжение с АКБ +12В, вставляют в разъем высоковольтный провод, на второй вывод которого соединяют свечу. Корпус свечи соединяют с металлической частью двигателя. Далее соединяют к контакту К многожильный изолированный проводник сечением от 2 кв.мм. Держась за изоляцию, другим зачищенным концом провода кратковременно касаются металлической части двигателя. Должна проскакивать искра в мете касания двигателя и через свечу. В электронных катушках искра свечи менее интенсивная. Долго экспериментировать подобным методом нельзя.
На некоторых специализированных СТО есть самостоятельно изготовленные стенды для проверки. Их использование требует специальных методов.
Советы
Для того, чтобы катушка проработала дольше, соблюдайте правила:
Как проверить катушку зажигания, признаки неисправностей
Мало какой узел из набора навесного оборудования бензинового двигателя внутреннего сгорания настолько же популярен у автомобилистов, как катушка зажигания, старыми водителями называемая ещё бобиной. Связано это с неполным пониманием её принципа действия, функций и особенностей конструкции, основанных на взаимодействии электрического тока и магнитного поля.
Но разобраться в этом можно и без высшего профильного образования, получив минимум знаний, необходимых для самостоятельного обслуживания системы искрового зажигания.
Предназначение катушки зажигания
Катушка выполняет несколько базовых функций:
Катушка работает в импульсном режиме, то есть обеспечивает нарастание выходного напряжения до величины, обеспечивающей пробой искрового промежутка свечи в условиях высокого давления конца такта сжатия в цилиндре.
При этом энергия разряда должна быть достаточной для формирования мощной искры, способной поджечь даже бедную смесь, то есть не оптимальную с точки зрения инициации горения, а чтобы предотвратить растрату энергии на утечки, напряжение должно нарастать быстро, в электронике это принято называть крутым передним фронтом.
Стадия нарастания напряжения до начала пробоя делается возможно более короткой, а затем идёт период горения, который тем больше, чем выше запасённая энергия. Мощность разряда определяется током и временем его поддержания.
Образующаяся в искровом промежутке плазма, то есть ионизированный газ, обладает нужными для поджигания смеси бензина с воздухом температурой и энергией. Чем экономичней двигатель, тем больше её должна накапливать катушка в виде магнитного поля. Причём делать это достаточно быстро, двигатели требуют сотен искр в секунду.
Виды и устройство
По принципу действия все катушки одинаковы – это обычный с точки зрения электротехники высоковольтный повышающий трансформатор. Но требования надёжности, быстродействия и постоянного повышения мощности заставляют часто менять конструктивное исполнение.
Классическая
Много лет применявшиеся в классических батарейных системах зажигания бобины имели все типичные составляющие двухобмоточного трансформатора, у которого приняты меры к усилению изоляции вторичной повышающей обмотки:
При замыкании контактов прерывателя по первичной обмотке начинал протекать ток в несколько ампер, постепенно увеличиваясь и накапливая энергию магнитного поля.
После размыкания катушка разряжалась на конденсатор трамблёра, напряжение на первичной обмотке резко возрастало, что вызывало скачок высоковольтного импульса на вторичной до величины, определяемой коэффициентом трансформации. Это примерно равно отношению количества витков обмоток.
Высокое напряжение вызывало пробой искрового промежутка свечи и поджигание смеси. Если зазор увеличивался по разным причинам или отсутствовал (обрыв высоковольтного провода), напряжение возрастало, что могло пробить изоляцию в любом другом месте, это иногда вызывало отказ катушки. Неисправность могла возникнуть и из-за перегрева после долгого нахождения первичной обмотки под напряжением.
Позже контакты были заменены на транзисторный ключ, что решало проблему их обгорания и частых регулировок, но принцип работы остался тот же. Такие системы называли бесконтактными электронными. Катушки в них имели увеличенную мощность и уменьшенное сопротивление первичной обмотки.
Сдвоенная
Появление сдвоенной катушки было вызвано стремлением отказаться от ненадёжного высоковольтного распределителя искры по цилиндрам.
В них вторичная обмотка имела оба изолированных выхода, вместо массы ток разряда шёл на свечу второго цилиндра, где в это время был такт выпуска. Лишняя искра при низком давлении не мешала выделять всю мощность на работающую свечу.
В случае четырёхцилиндрового мотора было достаточно иметь две катушки на весь двигатель или один четырёхвыводный модуль с двумя трансформаторами. Иногда в них же размещались и силовые коммутирующие полупроводниковые ключи (транзисторы).
Индивидуальная (Coil on Plug)
Дальнейшим развитием стал отказ от ненадёжных и портящих характеристики импульса высоковольтных проводов. На каждую свечу надевалась персональная катушка зажигания.
Коммутация низковольтных импульсов проводами в обычной изоляции работает куда надёжней и не создаёт лишних помех. Так сейчас устроены практически все системы зажигания.
Рейка зажигания (секционные)
Иногда индивидуальные катушки объединяются в модули при помощи пластиковой рейки с низковольтной проводкой. Решение спорное и не везде используемое. Низкая ремонтопригодность, при отказе одной катушки приходится менять весь модуль.
Признаки неисправностей
При отказе катушки искра пропадает или сильно ослабевает. Двигатель в лучшем случае работает с перебоями, с трудом запускается, теряет мощность. При открытии дросселя следует глубокий провал. ЭБУ фиксирует множественные пропуски зажигания или отказ одного из цилиндров в случае использования индивидуальных катушек.
Случаются и более сложные в диагностике варианты. Частично пробитая катушка даёт сбои зажигания, но не во всех режимах или периодически. Иногда это даже проходит незаметно, наблюдается только повышенный расход топлива.
Как проверить катушку зажигания
Современная индивидуальная катушка проще всего проверяется путём замены. Можно установить подменную, заведомо исправную, или поменять катушки между цилиндрами, наблюдая «перенос» проблемы по диагностическому сканеру или путём отключения цилиндров по изменению работы двигателя.
В сложных случаях снимается осциллограмма вторичного напряжения, признаки пробоя видны по пику импульса и характеру фазы горения искры.
Важно отделить неисправность катушки от проблем с силовыми драйверами ЭБУ. Это также проще вычислить путём замены деталей между цилиндрами.
Для оценки мощности искры используются разрядники. Применять для этого вывернутую свечу бессмысленно, на воздухе при низком давлении её малый промежуток пробьёт даже совершенно непригодная искра. Так можно оценить лишь само наличие низковольтных сигналов.
Как работает катушка зажигания в автомобиле?
Подаваемая в цилиндры двигателя горючая смесь воспламеняется искрой, проскакивающей в нужный момент между электродами свечи. Столь мощный искровой разряд создается электрическим импульсом высокого напряжения. Чтобы понять, как это реализовано в автомобиле, стоит изучить конструкцию и принцип работы катушки зажигания, играющей в данном процессе главную роль.
Зачем нужна катушка?
Для своевременного и полного сжигания топливовоздушной смеси в цилиндре необходимо выдержать ряд условий:
За выполнение первого условия отвечает именно высоковольтная катушка. Общеизвестно, что напряжение бортовой сети транспортных средств составляет 12 В, на некоторых грузовиках (например, КаМАЗ) – 24 В. Подобные характеристики не подходят для уверенного искрообразования.
Чтобы создать мощную искру, пробивающую воздушную прослойку шириной 1 мм, низкое напряжение необходимо преобразовать и создать более высокий потенциал – около 20 кВ. Для этого служит высоковольтная катушка зажигания, которая работает в составе системы следующим образом:
Справка. Описанный алгоритм применяется на автомобилях с прошлого века. Тогда разрыв цепи питания обеспечивал кулачковый вал распределителя зажигания, размыкающий контакты механическим способом.
Отсюда становится понятно назначение катушки зажигания – образование кратковременного высоковольтного импульса, пользуясь низким напряжением от аккумуляторной батареи. Как это происходит внутри элемента, читайте в следующем разделе.
Конструкция и принцип действия
Устройство рассматриваемого элемента системы зажигания выглядит так:
Примечание. Характеристики обмоток – толщина провода и количество витков отличаются в зависимости от марки и модели авто. Число витков первичной обмотки редко превышает 150, вторичной – 30 тыс.
К центральной клемме катушки присоединен высоковольтный провод, идущий к распределителю зажигания либо прямо на свечу. Оставшиеся контакты подключаются к минусовой клемме аккумулятора (массе) и плюсовому проводу цепи низкого напряжения.
Принцип действия повышающей катушки основан на эффекте электромагнитной индукции – создании постоянного поля вокруг сердечника. Как искрообразование реализовано на практике:
После запуска двигателя первая обмотка питается от генератора, а вторичная непрерывно вырабатывает новые импульсы, поочередно направляемые распределителем к свечам всех цилиндров.
Виды высоковольтных элементов
Выше представлено описание простой конструкции повышающего напряжение трансформатора, обеспечивающего разрядами все цилиндры двигателя. Куда направить каждую последующую искру, определяет трамблер, он же – главный распределитель зажигания.
В современных моторах, управляемых электроникой, трамблеры не ставятся и применяются другие разновидности катушек:
Первый тип внешне напоминает обычный трансформатор со стальным сердечником, собранном из Ш-образных пластин. Функциональное отличие – подача импульса одновременно на 2 клеммы, подключенные к свечам двух цилиндров. Поскольку такты сжатия в них происходят в разные моменты, устройство создает искру на электродах обеих свечей. В одной камере происходит воспламенение, в другой разряд проскакивает вхолостую.
На четырехцилиндровый силовой агрегат ставится 2 двухвыводных трансформатора, образующих так называемый модуль зажигания. На многих марках автомобилей он представляет собой единую деталь, куда подключены все провода низкого и высокого напряжения.
Справка. Существует и другая схема подключения – на каждую свечу отдельный двухвыводной трансформатор, присоединенный одним изолированным проводом.
Устройство катушки зажигания индивидуального типа в корне отличается от предыдущих конструкций:
Количество индивидуальных трансформаторов зависит от числа цилиндров силового агрегата – на каждую свечу ставится отдельная катушка. Преимущество данного устройства – отсутствие потерь и пробоев на участке от источника импульсов до свечных электродов, то бишь, – на бронепроводе. Второе достоинство – снижение стоимости ремонта: заменить один малый трансформатор дешевле и проще, чем весь модуль зажигания.
Принцип работы индивидуальных элементов остается неизменным – разрыв низковольтной цепи создает в многовитковой обмотке скачок напряжения, сразу передаваемый на электроды свечи зажигания. Для защиты от перегрузок в цепь включен полупроводниковый диод.
О неисправностях и способах устранения
Модули зажигания можно смело отнести к деталям длительного использования. При правильной эксплуатации минимальный ресурс элемента составляет 100 тыс. км пробега машины. Нередко повышающий трансформатор работает в течение всего срока службы транспортного средства.
В процессе эксплуатации катушки необходимо помнить о следующих моментах:
За модулем зажигания необходимо следить, чтобы из-за неисправностей двигателя на корпус устройства не попадало горячее масло либо охлаждающая жидкость. Не держите долго включенное зажигание – при этом греется обмотка катушки и разряжается аккумулятор.