Ты действительно знаешь о катушках зажигания?

В настоящее время крупные компании по ремонту автомобилей на вторичном рынке наводняют рынок масштабными рекламными кампаниями. Несомненно, каждый автовладелец знает, что свечи зажигания нуждаются в регулярной замене — однако немногие осознают, что катушки зажигания также требуют обслуживания и периодической замены. Когда двигатель работает, катушки зажигания постоянно подвергаются высоковольтным импульсным токам напряжением в десятки тысяч вольт. Учитывая их непрерывную работу в тяжёлых условиях — при высоких температурах, в пыльной среде и при постоянной вибрации — со временем они неизбежно деградируют или даже могут быть повреждены. Между тем, если зазор между электродами свечи становится слишком большим, это увеличивает нагрузку на катушку зажигания, что потенциально приводит к её поломке, вызывая короткие замыкания, обрывы цепи или даже взрывы катушки.

Хотя катушка зажигания является относительно небольшим компонентом двигателя, её важность нельзя игнорировать. Она играет незаменимую роль в запуске и поддержании работы автомобиля, преобразуя низкое напряжение транспортного средства в высокое — тем самым обеспечивая основное электроснабжение, необходимое для функционирования. Это преобразование осуществляется с помощью инверсионного процесса, который генерирует постоянное высокое напряжение. Хотя принцип работы катушки зажигания довольно прост, она по-прежнему критически важна для функциональности автомобиля. Несмотря на свою простоту конструкции, внутреннее устройство катушки на самом деле весьма сложное и включает множество компонентов, которые бесперебойно взаимодействуют друг с другом. К сожалению, этот жизненно важный элемент достаточно часто выходит из строя, главным образом потому, что он постоянно подвергается воздействию жестких, «непрощающих» условий окружающей среды внутри моторного отсека. В результате со временем катушки зажигания часто требуют замены. И не стоит забывать: среди всех компонентов автомобиля некоторые детали особенно подвержены износу, что делает регулярное техническое обслуживание и замену неизбежными.

Катушка зажигания функционирует, преобразуя низковольтное электричество 12 В от источника питания в высокое напряжение, составляющее от 15 до 20 кВ. Катушки зажигания можно разделить на два типа в зависимости от того, содержат ли они дополнительный резистор: с добавленным резистором и без него. Кроме того, они делятся на конструкции с открытым магнитным контуром и с замкнутым магнитным контуром, что зависит от формы их железного сердечника. Функционально они также подразделяются на стандартные или высокоэнергетические модели. Основной принцип заключается в том, что сначала постоянное низкое напряжение инвертируется, а затем повышающе выпрямляется для генерации высоковольтного постоянного тока. Затем это высокое напряжение контролируется так, чтобы периодически протекать через первичную обмотку катушки зажигания, индуцируя высокое напряжение — обычно около 20 кВ — во вторичной обмотке, что в конечном итоге приводит к возникновению искры в свече зажигания для воспламенения топливной смеси.

Он состоит из первичной катушки, вторичной катушки, магнитного сердечника, коммутирующего транзистора и других вспомогательных компонентов. Первичная катушка заряжается от аккумулятора, в то время как вторичная разряжается для воспламенения свечи зажигания. Транзистор выполняет роль коммутационного элемента. Длительность зарядки контролируется напряжением аккумулятора и частотой вращения двигателя, что обеспечивает стабильную подачу энергии при каждом заряде. Катушки зажигания бывают двух типов: с 3-проводным и 4-проводным подключением. В версии с 3 проводами предусмотрены положительный и отрицательный силовые выводы, а также линия управления переключателем (управляемая командой ЭБУ), тогда как в версии с 4 проводами дополнительно имеется провод детекции зажигания, позволяющий контролировать, успешно ли произошло воспламенение свечи — в частности, появляется ли разрядный ток, протекающий через вторичную катушку.

Катушки зажигания классифицируются на два типа по типу магнитной цепи: с открытой и с замкнутой магнитной конструкцией. Традиционные катушки зажигания используют конструкцию с открытой магнитной цепью, где железный сердечник собран из уложенных друг на друга листов кремнистой стали толщиной около 0,3 мм; вокруг него намотаны как вторичная, так и первичная обмотки. Напротив, в катушке с замкнутой магнитной конструкцией сердечник выполнен в форме буквы «Ⅲ», причем первичная обмотка намотана непосредственно на сердечник, а вторичная — снаружи. Такое расположение позволяет магнитным потокам образовывать полную, замкнутую магнитную цепь внутри сердечника. Катушка зажигания с замкнутой магнитной конструкцией обладает несколькими преимуществами: минимальными магнитными утечками, снижением потерь энергии и более компактными размерами. Благодаря этому катушки с замкнутой магнитной конструкцией теперь широко применяются в современных электронных системах зажигания.