Диагностика и установление причин неисправности катушки зажигания автомобиля

Принцип работы катушки зажигания

Как упоминалось выше, катушка зажигания — это повышающий трансформатор напряжения, который преобразует полученное напряжение 12 В в напряжение со значением несколько киловольт. Конструктивно катушка состоит из двух обмоток — первичной и вторичной (соответственно, низкого и высокого напряжения). Однако в зависимости от типа катушки обмотки и их расположение отличаются.

Начнем описание с самой простой общей катушки. Здесь на первичной обмотке имеется 100…150 витков. Обмотка намотана изолированным медным проводом. Ее концы выведены на корпус катушки. Количество витков обмотки высокого напряжения составляет 30…50 тысяч (зависит от модели). Естественно, что используемый здесь провод гораздо меньшего диаметра. «Минус» вторичной обмотки подсоединен к «минусу» первичной. А «плюс» подключается к выводу на крышке. Таким образом обеспечивается отвод полученного высокого напряжения.

Чтобы увеличить магнитное поле, обмотки наматывают вокруг металлического сердечника. В некоторых случаях для избежания перегрева обмотки и сердечник заливают трансформаторным маслом (оно не только охлаждает систему, но и является изолятором).

Теперь перейдем к рассмотрению индивидуальной катушки зажигания. Здесь также имеются две обмотки, однако отличие состоит в их расположении. В частности, они намотаны в обратном порядке. Первичная обмотка имеет сердечник внутреннего типа, а вторичная — внешнего типа.

Индивидуальные катушки зажигания устанавливают в системах с электронным зажиганием. Поэтому их конструкция усложнена. Так, для отсечения значительного тока во вторичной обмотке предусмотрен диод. Также особенностью индивидуальной катушки является тот факт, что полученное высокое напряжение идет не на распределитель (как в классических системах), а непосредственно на свечи зажигания. Это стало возможным благодаря конструкции, в которую были включены изолированный корпус, стержень и пружина.

Еще один тип катушки — двухвыводная. Она подает напряжение сразу на два цилиндра. Существует несколько их разновидностей. Как правило, такие катушки объединяются в один общий блок, который по сути является четырехвыводной катушкой зажигания.

Независимо от типа катушки зажигания, основным их техническим параметром, на который стоит ориентироваться при диагностике — это сопротивление обмоток. В частности, сопротивление первичной обмотки обычно находится в пределах 0,5…3,5 Ом, а вторичной — 6…15 кОм (эти значения могут отличаться у разных катушек, поэтому лучше найти справочную информацию именно по той модели, которая используется в вашем автомобиле). Замеры производятся с помощью традиционных приборов — мультиметров или омметров. Если полученное значение сильно отличается от указанного, то велика вероятность того, что катушка вышла из строя.

Также нужно быть в курсе того, что каждая катушка имеет различные показатели:

• сопротивление обмоток;
• длительность искры;
• энергия искры;
• ток искры;
• индуктивность первичной обмотки.

Поэтому для того, чтобы понять насколько показания катушки соответствуют норме, необходимо уточнить технические характеристики вашей отдельно взятой катушки. Это вам особенно пригодится если пропала искра, поскольку катушка зажигания является одним из первых элементов системы, которые подлежат проверке.

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

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.

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.

Как проверить исправность катушки зажигания

Проверка катушки зажигания для систем с распределителем зажигания начинается с «прозвонки» (измерения сопротивлений) обмоток.

Какое сопротивление должно быть на катушке зажигания

Для этого переключатель мультиметра сначала устанавливается в положение 200 Ом и измеряется сопротивление первичной обмотки, прикладывая щупы мультиметра к выводам «+» и «К».

Сопротивление должно быть в пределах от 0,2 Ома до 3 Ом (в зависимости от модели катушки и точности показаний мыльтиматра). В любом случае контакты «+» и «К» должны прозваниваться.

Затем мультиметр переключается в положение «20кОм», то есть предел измерения устанавливается 20 килоОм. Далее измеряется сопротивление между выводами «К» и центральным выводом высоковольтного провода (для этого щуп необходимо упереть в контактную медную зону внутри круглой ниши установки высоковольтного провода). Сопротивление должно быть в пределах от 2 до 4 килоОм.

Более эффективна проверка катушки зажигания непосредственно в рабочем режиме. Для этого можно построить схему, аналогичную, показанной на рисунке 7:

Но еще проще соединить контакт «+» с положительной клеммой аккумулятора проводом толщиной не менее 2 кв.мм. К высоковольтному выводу катушки подключить провод зажигания с закрепленной заведомо исправной свечой зажигания. Корпус свечи соединить с массой автомобиля, двигателя автомобиля или отрицательной клеммой аккумулятора, если АКБ снята с машины, и проверка происходит в стационарных условиях.

Далее подключить к выводу «К» катушки зажигания провод также сечением не менее 2 кв.мм. Если другим концом провода касаться отрицательной клеммы аккумулятора, должны проскакивать искры в свече. Касания должны быть обязательно кратковременными, чтобы не выгорела катушка первичной обмотки и проскакивала хорошая искра. В таком случае лучше вообще зачищенным торцом провода проводить вдоль клеммы аккумулятора, чтобы шел поток искрения.

Однако иногда второй способ проверки не годится для электронных катушек зажигания. Искры может не наблюдаться при исправной катушке.

Труднее произвести проверку сдвоенных катушек зажигания. Первичная обмотка у них обычно подключена к разъему. Прозванивать ее мультиметром можно, только зная схему катушки зажигания. Вторичная обмотка прозванивается между двух высоковольтных выводов. Сопротивление вторичной обмотки может быть немного выше, чем 4 килоОма.

Неисправность индивидуальных катушек зажигания определить, не имея знаний в области радиотехники сложно, так как для проверки необходимо собирать электронную схему.

Однако есть стопроцентный способ найти неисправную катушку. Если двигатель троит, можно последовательно отключать разъемы от катушек зажигания при заведенном двигателе.

Если после отключения катушки обороты двигателя меняются, двигатель начинает двоить, следовательно, искра зажигания в данном цилиндре присутствует. Тогда вновь подключают разъем и переходят к проверке следующей катушки, пока не найдут цилиндр, в котором при отключении разъема, характер работы двигателя не изменяется.

Видео — как ПРАВИЛЬНО проверить катушки зажигания:

Конечно, проще это сделать при помощи компьютерной диагностики. Она может сразу показать код ошибки и расшифровку, например, «пропуск зажигания к цилиндре 3».

Но отсутствие искры в конкретном цилиндре – это еще не повод утверждать, что неисправна катушка. В индивидуальные катушки зажигания встроен добавочный резистор (позиция 8 на приведенной ниже схеме индивидуальной катушки в разрезе).

Обычно его легко достать, сняв резиновый наконечник 9. Далее следует измерить его сопротивление (от 500 Ом до нескольких килоОм). Если он не прозванивается, следует поменять.

Затем катушку зажигания цилиндра с отсутствием искры меняют местами с заведомо исправной катушкой с соседнего цилиндра. Если пропуск зажигания теперь уже будет наблюдаться в соседнем цилиндре, а нерабочий цилиндр заработает, тогда точно проблема в катушке зажигания.

Видео — как вычислить неисправную катушку зажигания:

Обычно в первую очередь выходит из строя встроенный коммутатор, сама высоковольтная катушка исправна, но приходится менять все целиком. Есть мастера, которые перепаивают выходной транзистор во встроенном коммутаторе, но опыт показывает, что восстановленные индивидуальные катушки работают недолго.

САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ ПРОБЛЕМЫ С ПОЛОМКОЙ КАТУШКИ ЗАЖИГАНИЯ:

• Повреждение обмотки. Этот фактор приводит к пробою изоляционного слоя, в результате которого происходит короткое замыкание.
• Обрыв цепей и перегрузка. Причина заключается в неполадки свечей зажигания или благодаря дефектам высоковольтных проводов.

В основном катушки зажигания выходят из строя довольно редко, но иногда такие неприятности все же случаются. Как правило, изоляционный слой катушки, может быть поврежден в результате мгновенного прироста напряжения до 35 000 В. Вследствие чего, вторичное напряжение падает, и возникают пропуски зажигания под нагрузкой. В итоге катушка не может испускать напряжение, которое необходимо для начала работы двигателя.

Причины выхода из строя катушек зажигания:

— Свечи зажигания низкого качества. Всегда следите за качеством устанавливаемых на ваш автомобиль свечей и не ставьте дешевые подделки — если вы в этом экономите, в итоге можете «влипнуть» на гораздо более кругленькую сумму. Причина — обратные газы, и пробой изолятора, которые пагубно влияют на состояние резинового наконечника катушки зажигания.

— Перегрев катушек зажигания. Конструктивно катушки предусмотрены работать при любых температурных режимах двигателя, но как показала практика, если ваш двигатель горячее чем положено (бедная смесь, неисправная система охлаждения) катушки «умирают» более активно. Мы не хотим сказать что любой нагрев чреват для катушки, но есть определенных ресурс циклов нагрев-остывание. Это также влияет на резиновый наконечник и на электронику катушки.

Чем чревата езда с неработающей катушкой:

— Оплавление каталитического нейтрализатора в системе выпуска.

— Если вы будете ездить с неисправной катушкой то со временем могут износиться подушки крепления двигателя ввиду чрезмерных вибраций.

— Большой расход топлива, связанный с падением мощности и КПД двигателя.

Как проверить неработающую катушку самостоятельно:

— Самый простой способ — во время «троения» поочередно отключать коннекторы (фишки) от каждой катушки по-очереди, таким образом при отключении фишки от работающей катушки вы услышите провал по оборотам и нестабильную работу на оставшихся цилиндрах, а при отключении от неработающей работа двигателя не изменится. Именно эту катушка и необходимо поменять.

— Если имеется возможность снять катушки, то неплохой способ определения — промерить сопротивления первичной и вторичной обмотки (между контактами, между контактами и выходом на свечу) записать и сравнить показания на всех катушках, обычно сопротивление неисправных катушек разительно отличаются

Кроме этого, обратите внимание на состояние электродов свечей, на неисправной катушке свечи обычно влажные и с черным нагаром

— В некоторых случаях самодиагностика автомобиля может «подсказать» какой цилиндр не воспламеняется (только если горит индикатор «check engine». Ищите коды неисправностей вашего автомобиля.

Как определяют неисправную катушку зажигания профессионалы:

Существуют мотор-тестеры (сканеры) позволяющие анализировать работу электронных компонентов автомобилей, в том числе и катушек. Автор статьи встречал три разных метода профессионального определения неисправной катушки: поочередное отключение цилиндров (отключая инжекторы), поочередное отключение управляющего напряжения и анализ кривых осцилографа, подключенного к катушкам.

Профессиональные диагносты НИКОГДА НЕ ОТКЛЮЧАЮТ КАТУШКИ ВРУЧНУЮ, так как это чревато выходом из строя ЭБУ двигателя.

Что делать с неработающей катушкой???

Самый разумный способ это заменить ее, все импортные каушки зажигания неразборные и залиты полимером чтобы избежать попадания влаги, даже если вы сможете заменить/отремонтировать детали микроэлектроники собрать катушку избежав попадания кислорода внутрь уже невозможно. Замена катушки зажигания — только в таком случае вы можете обеспечить долговечую работу вашему автомобилю!

В случае если производитель вашего автомобиля предусмотрел поставку отдельно резинового наконечника от катушки зажигания вы можете заказать и поменять старый наконечник на новый, но это не будет гарантировать вам что в старой катушке уцелела электронная часть, которая работала под повышенной нагрузкой.

Признаки выхода из строя катушек зажигания

Стабильная работа системы зажигания характеризуется номинальным расходом горючего, равномерными оборотами коленвала и отсутствием вибрации двигателя. Отклонение от штатного режима может быть проявлением первых признаков неисправности катушки. Чаще всего бобина не отказывает внезапно. Обычно этому предшествует ряд предупреждающих симптомов.

К сведению! 

При появлении признаков поломки катушки стоит позаботиться о покупке резервного устройства. В случае её внезапной поломки дальнейшее самостоятельное движение будет невозможно.

Обратный выхлоп

Неприятное явление происходит, когда несгоревшее топливо попадает в выпускной тракт. Там оно, смешиваясь с остатками кислорода, воспламеняется за счёт высокой температуры газов. Горение сопровождается резким повышением давления в выхлопной трубе и хлопками. Кроме неприятного звукового сопровождения, обратный выхлоп может повредить чувствительные датчики и катализатор.

Увеличение расхода топлива

Чрезмерный расход горючего — один из симптомов неисправности КЗ. Потребление топлива увеличивается для компенсации потери крутящего момента на коленвале ДВС. Падение мощности может происходить при отсутствии воспламенения в одном или нескольких цилиндрах. В этом случае оставшиеся работают с большей нагрузкой, тогда как неисправный продолжает потреблять топливо.

Пропуски зажигания

О том, что КЗ неисправна косвенно могут свидетельствовать периодические сбои в работе двигателя. Проблема проявляется на всех режимах работы силового агрегата и сопровождается «кашлем» и треском. Особенно чувствительны пропуски воспламенения при движении автомобиля: водитель ощущает подёргивание, периодическую потерю мощности и внезапные рывки вперёд.

Внезапная остановка двигателя

Заглохший на ходу мотор — основное следствие неисправности КЗ. Отказ системы редко происходит внезапно. Перед тем как пробивает обмотка катушки, двигатель может сильно сбоить. Проблема проявляется в периодическом отказе заводиться, потере мощности, неустойчивых оборотах. На двигателях, где катушки устанавливают на свечи зажигания, отказ одной из них не приводит к остановке мотора.

Жесткая работа на холостом ходу

На минимальных оборотах наиболее остро проявляются проблемы в работе системы зажигания. Перебои выражены повышенной вибрацией двигателя на холостом ходу и наличием посторонних звуков. Кроме того, сопутствующим симптомом может быть чрезмерное дымление и запах несгоревшего топлива из выхлопной трубы. Жёсткая работа мотора в этом режиме увеличивает нагрузку на опоры двигателя.

Срабатывание контрольной лампы Check Engine

Бортовой компьютер автомобиля постоянно контролирует работу всех электронных компонентов. При возникновении неисправности блок управления оповестит водителя, подав предупреждение контрольным индикатором Check Engine. На панели приборов загорится соответствующая лампа с пиктограммой двигателя. Точно определить неисправность и выяснить, какая катушка зажигания не работает, можно только с помощью специального сканера.

К сведению! 

При пробое или обрыве первичной либо вторичной обмотки диагностическое оборудование выдаст код P0351.

Затрудненный пуск двигателя

Проблемы с запуском ДВС — один из признаков наличия неполадок. При частичном отказе бобины холодный мотор может долго не заводиться. В случае окончательной поломки КЗ привести в действие силовой агрегат у водителя не выйдет. Как правило, проблема проявляется на ДВС с одной КЗ.

Какие неисправности не диагностируются омметром

Омметром можно диагностировать только обрыв или короткое замыкание обмотки. Межвитковое замыкание в обмотке при измерении сопротивления будет малозаметно из-за небольшого сопротивления одного витка и, как следствие, незначительного изменения общего сопротивления при замыкании между витками. Пробой изоляции между витками как одной, так и разных обмоток обнаруживает себя лишь при воздействии на это место высокого напряжения. Он и вовсе не может быть обнаружен с помощью мультиметра.

Почему загрязнения мешают искрообразованию

Катушка зажигания, как и любой другой трансформатор, повышающий напряжение электрического импульса, уменьшает его ток. Загрязнение изоляторов катушек и свечей маслом и нагаром проводит электрический ток, поэтому может быть представлено в виде сопротивления, подключенного параллельно искровому зазору и шунтирующего его. Ток, идущий через этот шунт из грязи и влаги, сильно снижает мощность электрического импульса, приложенного к искровому зазору. Поэтому напряжение импульса на электродах свечи тоже падает, и его не хватает для уверенного пробоя межэлектродного промежутка. Следовательно, чем выше напряжение искрообразования, тем меньше ток импульса, а система зажигания чувствительнее к различным загрязнениям.

Тестирование искрой

Проверить работоспособность с помощью искры очень просто. Это можно сделать даже в пути, но он не дает гарантии, что проблема именно в этом устройстве.

Инструменты и материалы

Для проведения теста искрой не нужно специального оборудования, достаточно приготовить следующие инструменты и материалы:

• свечной ключ;
• пассатижи;
• исправную свечу.

Без данного инструмента не обойтись. Кроме того, желательно иметь под рукой помощника.

Порядок действий

Во время проверки нужно получить искру. Для этого нужно выполнить следующие шаги:

1. Перед тестом нужно ключ зажигания перевести в положение «0», чтобы не стукнуло током. Затем нужно проверить все соединения, в том числе на катушке и свечах, то есть прозвонить всю электрическую цепь.
2. Далее нужно на 1-м цилиндре снять наконечник со свечи и соединить его с исправной свечой.
3. Затем нужно с помощью пассатижей взять наконечник и замассировать свечу.

   Массирование свечи зажигания При этом юбку свечи следует прижать к поверхности из металла, которая е имеет никакого покрытия в виде краски или другого материала. Можно использовать для массирования двигатель.

4. Помощник должен повернуть ключ зажигания в положение старта, чтобы провернуть с помощью стартера коленчатый вал на несколько оборотов.
5. В этот момент катушка получит напряжение и начнет работать. При этом она будет выдавать высоковольтные импульса, проявляющиеся в виде искры, проскакивающей между контактами свечи. Яркая искра фиолетового цвета говорит об исправности устройства. Слабая искра оранжевого цвета свидетельствует о возможных проблемах либо с катушкой, либо с проводкой. Если искры нет, то может быть неисправен модуль или есть обрыв в цепи проводки.

При отсутствии заведомо свечи в исправном состоянии можно выкрутить свечу из двигателя. Это можно сделать с помощью свечного ключа и выполнить вышеописанные действия. Но при этом может быть неисправна используемая свеча, поэтому нужно будет провести тест с несколькими свечами, меняя также наконечник. Это увеличит вероятность того, что причина неисправности в катушке.

Если на двигателе установлены индивидуальные модули, для проверки достаточно менять их местами. Например, модуль с второго цилиндра ставится на первый, а с первого – на второй. Менять местами нужно только модули, оставляя проводку в цилиндре.

Как устранить пробой

Что касается вопроса о том, как устранить возникшую поломку, то тут есть два варианта — быстрый («полевой») и медленный («гаражный»). В последнем случае все просто — желательно полностью поменять катушку, особенно, если пробой значительный. Что касается быстрого ремонта, то для этого используют либо изоленту, либо клей.

Изолирование поврежденной катушки

Самым интересующим автовладельцев вопросом в данном контексте является — как устранить пробой инжекторной катушки зажигания? В самом простом случае, то есть, если есть небольшой пробой искры на корпус (а это самый распространенный вариант поломки), — после локализации этого места нужно с помощью изоляционных материалов (изоляционной ленты, термоусадки, герметика, эпоксидного клея или подобных средств, в некоторых случаях используют даже лак для ногтей, однако лак должен быть только бесцветным, без всяких красок и добавок), выполнить изоляцию места (пути) пробоя. Дать универсальный совет невозможно, все зависит от конкретной ситуации.

При выполнении ремонта необходимо обязательно почистить и обезжирить место электрического пробоя перед нанесением на него защитного изоляционного слоя. Это повысит значение сопротивления получившейся изоляции. Если при повреждении изоляции и пробоя в катушке появляется жидкость (обычно от поврежденного уплотнителя), то имеет смысл дополнительно воспользоваться диэлектрической смазкой.

Ну и в самом тяжелом случае можно, конечно же, установить новую катушку. Можно оригинал или не оригинал — зависит от цены. Многих автовладельцев спасают так называемые «разборки», то есть, места, где можно купить запчасти от разобранных автомобилей. Там они дешевле и вполне можно найти качественные комплектующие.

Напоследок пару слов о профилактических мерах, которые позволят избавиться от неприятностей и эксплуатировать катушку очень долго и без проблем. Самая простая мера в данном контексте — использование термоусадки подходящего (большого) диаметра, которую нужно нанести на поверхность наконечника катушки зажигания. Процедура несложная, главное подобрать термоусадку подходящего размера и диаметра, а также иметь под рукой фен (желательно строительный) или какую-либо газовую горелку. Однако перед нанесением термоусадки не забудьте очистить и обезжирить рабочую поверхность наконечника. Данную процедуру также можно использовать не как профилактическую, а вполне себе ремонтную меру.

Также для профилактики желательно поддерживать корпус катушки, да и другие элементы двигателя, в чистом виде с тем, чтобы по грязи и пыли не было «прошиваний» искры. А при замене свечей всегда использовать диэлектрическую смазку для свечей.

Источник