ДВЕ СИНХРОННЫЕ ИСКРЫ
ДВЕ СИНХРОННЫЕ ИСКРЫ
КЛУБ Автовладельцев
ДВЕ СИНХРОННЫЕ ИСКРЫ
На многих современных автомобилях, снаряженных системой впрыска горючего (а таких в мире - большая часть), применяется система зажигания с низковольтным рассредотачиванием энергии. Нередко неисправности в ней связаны с катушками зажигания нестандартной конструкции. О их ведает Антон УТКИН.
Неискушенный в технике автовладелец, может быть, считает систему зажигания без обыденного распределителя недавнешним достижением электроники. Меж тем еще в 1961 году на ирбитском байке М-62 с двухцилиндровым оппозитным движком в первый раз появилась двухискровая (тогда еще шестивольтовая) катушка Б-201 (фото 1). В отличие от узнаваемых ранее, у нее было два высоковольтных вывода - от первого и последнего витков вторичной обмотки, которую стопроцентно изолировали от "массы" (рис. 1). Такое передовое решение стало вероятным благодаря четырехтактному циклу мотора и чередованию вспышек в цилиндрах через каждый полный оборот коленвала. Высоковольтная цепь проходила через "массу" и искровые промежутки обеих свеч, любая из которых или поджигала топливную смесь в конце такта сжатия, или проскакивала вхолостую в конце такта выпуска.
Но о применении двухискровых катушек на четырехцилиндровых моторах тогда речи не шло - электрическое рассредотачивание низкого напряжения по двум каналам в ту пору еще не появилось. Вобщем, мысль обойтись без "бегунка" уже потряхивала разумы. На фото 2 - один из вариантов самодельного двухканального трамблера для "Москвича", рассчитанного на работу с 2-мя двухискровыми либо 4-мя обыкновенными, но шестивольтовыми "бобинами". Его два прерывателя, расположенные под углом 90°, и кулачок с 2-мя гранями заместо 4 обеспечивали одновременное искрообразование на свечках каждой пары цилиндров два раза за один оборот коленвала.
Серийное применение на российских автомобилях двухискровая схема отыскала в 1986 году на модели VAZ 21083-02 с микропроцессорным зажиганием. Специально для нее НИИАвтоприборов (сейчас "Автоэлектроника") вместе с столичным заводом АТЭ-2 разработал сухую, запрессованную в полипропилен двухискровую катушку высочайшей энергии с индексом 29.3705. Система включала две такие катушки, любая из которых обслуживала свою пару цилиндров, а энергия меж ними распределялась статически - при помощи контроллера и двухканального коммутатора. В купе с карбюратором эта система не давала особенных преимуществ перед обыденным трамблером, уступая последнему в простоте, надежности и стоимости, потому в 1990 году создание VAZ 21083-02 закончили. Но годом ранее начался серийный выпуск "Оки", для двухцилиндрового мотора которой как раз и подошла двухискровая катушка 29.3705 в комплекте с обыденным коммутатором и датчиком Холла.
К тому времени все недочеты этой катушки и предпосылки ее нередких отказов уже были отлично известны конструкторам. Потому в 1992 году на конвейере АТЭ-2 появилась новенькая катушка 3009.3705, изготовленная по лицензии французской компании "Дюселье" (сейчас "Валео"). Ее важное отличие от предшественницы - замкнутый магнитопровод, позволивший резко уменьшить магнитный поток рассеяния, повысить КПД и поболее чем в два раза уменьшить число витков обмоток, а означает, значительно уменьшить расход обмоточной меди. Мультислойный каркас и новый материал изоляции уменьшили возможность внутренних пробоев, соответствующих для катушки 29.3705. Последний вариант двухискровой катушки от АТЭ-2 - модель 3012.3705, освоенная в 1994 году. При сохранении энергетических характеристик и надежности 3009.3705 она приметно меньше и легче. Конкретно 3012.3705 устанавливают на "Оку", также на авто ГАЗ с движком ЗМЗ-406 (по две штуки). Ее копию малыми сериями делает уфимское ОНПП "Молния" для модификации "Москвича-2141" с микропроцессорным зажиганием. От столичной она отличается необычной маркировкой (8Г4768049), материалом корпуса и цветом (он карий, а не сероватый, как у АТЭ-2).
А более встроенный (функциональный) прибор системы зажигания - это четырехискровой высоковольтный модуль 42.3705, выпускаемый на заводе АТЭ-2 для "самар" с впрыском горючего. Он содержит в себе две двухискровые катушки и силовую часть двухканального коммутатора, залитые в единый малогабаритный блок. Такое решение представляется оправданным только при достаточной надежности каждого элемента изделия, по другому при отказе 1-го из их придется поменять весь дорогостоящий модуль. Видимо, это одна из обстоятельств, по которой большая часть компаний в мире пока предпочитают раздельные приборы системы зажигания.
Условия искрообразования в системах с двухвыводными катушками практически не отличаются от тех, где есть распределитель, невзирая на наличие второго искрового промежутка. Дело в том, что падение напряжения в цепи вторичной обмотки распределяется по свечкам неравномерно. В том цилиндре, где искра пробивает сжатую топливно-воздушную смесь, напряжение пробоя добивается 10 кВ, а в том, где она является "паразитной", другими словами срабатывает вхолостую в конце такта выпуска, полностью довольно 1-2 кВ. Другими словами утраты составляют около 15% - не больше, чем в обыкновенной системе, где "паразитная" искра проскакивает меж "бегунком" и контактом крышки трамблера.
Фактически единственная причина выхода из строя двухискровых катушек - внутренний пробой. Его симптомы иногда ставят в тупик даже сведущего в электротехнике автовладельца. Вот вам вопрос: может ли быть так, что на одной свече, присоединенной к выводу двухискровой катушки, искра есть, а на другой, присоединенной к другому выводу этой же катушки, - нет? На 1-ый взор, при исправных свечках и высоковольтных проводах такового быть не может. Ведь в цепи поочередно соединенных потребителей работает или все, или ничего. Но не торопитесь с выводами! Про подобные чудеса мы слыхали от хозяев "Оки", рассказывавших, как мотор упрямо "троил" (то бишь "единил"), невзирая на неоднократную подмену свечки, а помогала только подмена катушки зажигания. И вот наконец такая пробитая "бобина" попала к нам в руки.
Катушку 8Г4768049 принес в редакцию читатель - обладатель "Москвича" с микропроцессорным зажиганием. Движок "троил", а при проверке "на искру" неважно какая свеча, присоединенная к выводу одной из катушек для второго цилиндра, упрямо не вожделела работать. Но при всем этом свеча третьего цилиндра, присоединенная к ней поочередно, отлично искрила! Поменяли катушку - мотор "запел всеми 4-мя".
Для проверки катушки мы собрали схему с блоком аварийного зажигания климовского завода, который представляет собой транзисторный вибратор, размыкающий цепь первичной обмотки катушки с частотой 150 раз за секунду (рис. 2). Присоединенные к высоковольтным выводам свечки положили на медную пластинку, соединенную проводом с "минусом" аккума, другими словами получили полную имитацию штатной схемы автомобиля. Включив питание, услышали треск непрерывного искрового разряда, но работала только одна свеча (фото 4). Поменяли свечки местами - так и есть, они здесь ни при чем: не работает один из выводов катушки. Но должен же ток, выйдя с 1-го конца вторичной обмотки и пройдя через искровой просвет одной свечки, как-то попасть на другой конец обмотки?! Путь ему остается только один - "масса" - "минусовый" провод - аккумуляторная батарея - замок зажигания - первичная обмотка катушки. Другими словами ему главное попасть ближе к виткам вторичной обмотки, а там, глядишь, где-нибудь да пробьется к цели. А раз так, попробуем отключить "минусовый" провод от медной пластинки. Как и следовало ждать, обе свечки заработали синхронно (фото 5).
Отсюда вывод - в катушке пробита межобмоточная изоляция, другими словами для высочайшего напряжения обе обмотки сейчас не изолированы друг от друга (только для высочайшего напряжения). В обыденных одноискровых катушках такового фактически не бывает, так как там есть возможность разнести первичную обмотку и последние витки вторичной, на которых напряжение очень. А в малогабаритных двухискровых, напротив - меж хоть какой частью вторичной обмотки и витками первичной, разбитых иногда слоем пластмассы шириной 3-5 мм, может появляться разность потенциалов в 10-ки киловольт. В особенности когда один из высоковольтных проводов отсоединен от свечки и его наконечник удален от "массы".
Правда, приличные производители непременно проводят выборочные испытания катушек на пробой. К примеру, на АТЭ-2 их испытывают в течение 5 минут непрерывной коммутации первичной обмотки с определенной частотой при стопроцентно отключенных высоковольтных проводах. И все таки рисковать не стоит, потому, проверяя систему зажигания "на искру", примите все меры, чтоб при проворачивании коленвала наконечник высоковольтного провода не отошел от "массы" далее 5-7 мм.
Стоит выкидывать пробитую катушку либо она еще может понадобиться? Ответ: может, но лишь на машине с распределителем. Высоковольтный провод с неработающего вывода подсоединяем к "массе", а с работающего - к центральному гнезду крышки трамблера. Сейчас она будет работать "вечно".
В заключение - об одном противном свойстве систем с двухискровыми катушками, о котором конструкторы обычно умалчивают. Идет речь о взрыве глушителя, который нечасто, но все таки случается на машинах, оборудованных такими системами. Происходит это после неудачных попыток запуска мотора, когда шофер длительно прокручивает его стартером, заместо того, чтоб открыть капот и разобраться, в чем дело. Если запуск затруднен из-за отвратительного контакта в каком-либо из штекерных разъемов, то мотор, вращаемый стартером, успеет накачать в систему выпуска значительное количество топливно-воздушной консистенции. От вибрации при работе стартера контакт может восстановиться и на свечках одной пары цилиндров возникнут искры. В системе с распределителем движок просто начинает работать и выхлопные газы стремительно продуют глушитель, но тут картина другая. В цилиндре, где проскакивает "паразитная" искра, выпускной клапан еще открыт, и фронт пламени, не имея препятствий на собственном пути, распространяется по трубам выпускной системы со скоростью до 50 м/с. Секундное сгорание консистенции в объемистом корпусе глушителя носит взрывной нрав. В отличие от обыденного "выстрела" в глушителе (к примеру, при позднем зажигании либо сбитых фазах), тут последствия куда более суровые - глушитель разлетается на кусочки. Кстати, сидящие в салоне испытывают в этот момент достаточно острые чувства - машина как будто подпрыгивает, а звук таковой, что на пару минут закладывает уши...
Беря во внимание, что на многих автомобилях глушитель размещен в конкретной близости от бензобака, есть основания бояться более суровых последствий. К счастью, о таких случаях мы пока не слышали (дай Бог, чтоб и впредь не услышали). Охото веровать, что двухискровые катушки в дальнейшем станут надежнее и необходимость их внедрения закончат подвергать сомнению.
Фото 1. Бескорпусная двухискровая катушка Б-201.
Фото 2. Двухканальный контактный трамблер штучного производства.
Фото 3. Четырехискровой модуль 42.3705.
Рис. 1. Схема системы зажигания с прерывателем и двухискровой катушкой для двухцилиндрового мотора: 1 - катушка
Б-201; 2 - замок зажигания; 3 - батарея; 4 - конденсатор; 5 - прерыватель; 6 - первичная обмотка; 7 - вторичная обмотка; 8 - свеча.
Рис. 2. Схема проверки двухискровой катушки:
1 - батарея; 2 - транзисторный вибратор;
3 - катушка зажигания;
4 - свеча; 5 - соединительная пластинка; 6 - зажим "крокодил"; 7 - искра с вывода, удаленного от места пробоя; 8 - межобмоточный пробой.
Фото 4.
Обычный признак внутреннего пробоя - искрит только одна свеча.
Фото 5.
Пробитая катушка работает нормально, но исключительно в лабораторных критериях - перемычка меж свечками изолирована от "массы".
КЛУБ Автовладельцев
ДВЕ СИНХРОННЫЕ ИСКРЫ
На многих современных автомобилях, снаряженных системой впрыска горючего (а таких в мире - большая часть), применяется система зажигания с низковольтным рассредотачиванием энергии. Нередко неисправности в ней связаны с катушками зажигания нестандартной конструкции. О их ведает Антон УТКИН.
Неискушенный в технике автовладелец, может быть, считает систему зажигания без обыденного распределителя недавнешним достижением электроники. Меж тем еще в 1961 году на ирбитском байке М-62 с двухцилиндровым оппозитным движком в первый раз появилась двухискровая (тогда еще шестивольтовая) катушка Б-201 (фото 1). В отличие от узнаваемых ранее, у нее было два высоковольтных вывода - от первого и последнего витков вторичной обмотки, которую стопроцентно изолировали от "массы" (рис. 1). Такое передовое решение стало вероятным благодаря четырехтактному циклу мотора и чередованию вспышек в цилиндрах через каждый полный оборот коленвала. Высоковольтная цепь проходила через "массу" и искровые промежутки обеих свеч, любая из которых или поджигала топливную смесь в конце такта сжатия, или проскакивала вхолостую в конце такта выпуска.
Но о применении двухискровых катушек на четырехцилиндровых моторах тогда речи не шло - электрическое рассредотачивание низкого напряжения по двум каналам в ту пору еще не появилось. Вобщем, мысль обойтись без "бегунка" уже потряхивала разумы. На фото 2 - один из вариантов самодельного двухканального трамблера для "Москвича", рассчитанного на работу с 2-мя двухискровыми либо 4-мя обыкновенными, но шестивольтовыми "бобинами". Его два прерывателя, расположенные под углом 90°, и кулачок с 2-мя гранями заместо 4 обеспечивали одновременное искрообразование на свечках каждой пары цилиндров два раза за один оборот коленвала.
Серийное применение на российских автомобилях двухискровая схема отыскала в 1986 году на модели VAZ 21083-02 с микропроцессорным зажиганием. Специально для нее НИИАвтоприборов (сейчас "Автоэлектроника") вместе с столичным заводом АТЭ-2 разработал сухую, запрессованную в полипропилен двухискровую катушку высочайшей энергии с индексом 29.3705. Система включала две такие катушки, любая из которых обслуживала свою пару цилиндров, а энергия меж ними распределялась статически - при помощи контроллера и двухканального коммутатора. В купе с карбюратором эта система не давала особенных преимуществ перед обыденным трамблером, уступая последнему в простоте, надежности и стоимости, потому в 1990 году создание VAZ 21083-02 закончили. Но годом ранее начался серийный выпуск "Оки", для двухцилиндрового мотора которой как раз и подошла двухискровая катушка 29.3705 в комплекте с обыденным коммутатором и датчиком Холла.
К тому времени все недочеты этой катушки и предпосылки ее нередких отказов уже были отлично известны конструкторам. Потому в 1992 году на конвейере АТЭ-2 появилась новенькая катушка 3009.3705, изготовленная по лицензии французской компании "Дюселье" (сейчас "Валео"). Ее важное отличие от предшественницы - замкнутый магнитопровод, позволивший резко уменьшить магнитный поток рассеяния, повысить КПД и поболее чем в два раза уменьшить число витков обмоток, а означает, значительно уменьшить расход обмоточной меди. Мультислойный каркас и новый материал изоляции уменьшили возможность внутренних пробоев, соответствующих для катушки 29.3705. Последний вариант двухискровой катушки от АТЭ-2 - модель 3012.3705, освоенная в 1994 году. При сохранении энергетических характеристик и надежности 3009.3705 она приметно меньше и легче. Конкретно 3012.3705 устанавливают на "Оку", также на авто ГАЗ с движком ЗМЗ-406 (по две штуки). Ее копию малыми сериями делает уфимское ОНПП "Молния" для модификации "Москвича-2141" с микропроцессорным зажиганием. От столичной она отличается необычной маркировкой (8Г4768049), материалом корпуса и цветом (он карий, а не сероватый, как у АТЭ-2).
А более встроенный (функциональный) прибор системы зажигания - это четырехискровой высоковольтный модуль 42.3705, выпускаемый на заводе АТЭ-2 для "самар" с впрыском горючего. Он содержит в себе две двухискровые катушки и силовую часть двухканального коммутатора, залитые в единый малогабаритный блок. Такое решение представляется оправданным только при достаточной надежности каждого элемента изделия, по другому при отказе 1-го из их придется поменять весь дорогостоящий модуль. Видимо, это одна из обстоятельств, по которой большая часть компаний в мире пока предпочитают раздельные приборы системы зажигания.
Условия искрообразования в системах с двухвыводными катушками практически не отличаются от тех, где есть распределитель, невзирая на наличие второго искрового промежутка. Дело в том, что падение напряжения в цепи вторичной обмотки распределяется по свечкам неравномерно. В том цилиндре, где искра пробивает сжатую топливно-воздушную смесь, напряжение пробоя добивается 10 кВ, а в том, где она является "паразитной", другими словами срабатывает вхолостую в конце такта выпуска, полностью довольно 1-2 кВ. Другими словами утраты составляют около 15% - не больше, чем в обыкновенной системе, где "паразитная" искра проскакивает меж "бегунком" и контактом крышки трамблера.
Фактически единственная причина выхода из строя двухискровых катушек - внутренний пробой. Его симптомы иногда ставят в тупик даже сведущего в электротехнике автовладельца. Вот вам вопрос: может ли быть так, что на одной свече, присоединенной к выводу двухискровой катушки, искра есть, а на другой, присоединенной к другому выводу этой же катушки, - нет? На 1-ый взор, при исправных свечках и высоковольтных проводах такового быть не может. Ведь в цепи поочередно соединенных потребителей работает или все, или ничего. Но не торопитесь с выводами! Про подобные чудеса мы слыхали от хозяев "Оки", рассказывавших, как мотор упрямо "троил" (то бишь "единил"), невзирая на неоднократную подмену свечки, а помогала только подмена катушки зажигания. И вот наконец такая пробитая "бобина" попала к нам в руки.
Катушку 8Г4768049 принес в редакцию читатель - обладатель "Москвича" с микропроцессорным зажиганием. Движок "троил", а при проверке "на искру" неважно какая свеча, присоединенная к выводу одной из катушек для второго цилиндра, упрямо не вожделела работать. Но при всем этом свеча третьего цилиндра, присоединенная к ней поочередно, отлично искрила! Поменяли катушку - мотор "запел всеми 4-мя".
Для проверки катушки мы собрали схему с блоком аварийного зажигания климовского завода, который представляет собой транзисторный вибратор, размыкающий цепь первичной обмотки катушки с частотой 150 раз за секунду (рис. 2). Присоединенные к высоковольтным выводам свечки положили на медную пластинку, соединенную проводом с "минусом" аккума, другими словами получили полную имитацию штатной схемы автомобиля. Включив питание, услышали треск непрерывного искрового разряда, но работала только одна свеча (фото 4). Поменяли свечки местами - так и есть, они здесь ни при чем: не работает один из выводов катушки. Но должен же ток, выйдя с 1-го конца вторичной обмотки и пройдя через искровой просвет одной свечки, как-то попасть на другой конец обмотки?! Путь ему остается только один - "масса" - "минусовый" провод - аккумуляторная батарея - замок зажигания - первичная обмотка катушки. Другими словами ему главное попасть ближе к виткам вторичной обмотки, а там, глядишь, где-нибудь да пробьется к цели. А раз так, попробуем отключить "минусовый" провод от медной пластинки. Как и следовало ждать, обе свечки заработали синхронно (фото 5).
Отсюда вывод - в катушке пробита межобмоточная изоляция, другими словами для высочайшего напряжения обе обмотки сейчас не изолированы друг от друга (только для высочайшего напряжения). В обыденных одноискровых катушках такового фактически не бывает, так как там есть возможность разнести первичную обмотку и последние витки вторичной, на которых напряжение очень. А в малогабаритных двухискровых, напротив - меж хоть какой частью вторичной обмотки и витками первичной, разбитых иногда слоем пластмассы шириной 3-5 мм, может появляться разность потенциалов в 10-ки киловольт. В особенности когда один из высоковольтных проводов отсоединен от свечки и его наконечник удален от "массы".
Правда, приличные производители непременно проводят выборочные испытания катушек на пробой. К примеру, на АТЭ-2 их испытывают в течение 5 минут непрерывной коммутации первичной обмотки с определенной частотой при стопроцентно отключенных высоковольтных проводах. И все таки рисковать не стоит, потому, проверяя систему зажигания "на искру", примите все меры, чтоб при проворачивании коленвала наконечник высоковольтного провода не отошел от "массы" далее 5-7 мм.
Стоит выкидывать пробитую катушку либо она еще может понадобиться? Ответ: может, но лишь на машине с распределителем. Высоковольтный провод с неработающего вывода подсоединяем к "массе", а с работающего - к центральному гнезду крышки трамблера. Сейчас она будет работать "вечно".
В заключение - об одном противном свойстве систем с двухискровыми катушками, о котором конструкторы обычно умалчивают. Идет речь о взрыве глушителя, который нечасто, но все таки случается на машинах, оборудованных такими системами. Происходит это после неудачных попыток запуска мотора, когда шофер длительно прокручивает его стартером, заместо того, чтоб открыть капот и разобраться, в чем дело. Если запуск затруднен из-за отвратительного контакта в каком-либо из штекерных разъемов, то мотор, вращаемый стартером, успеет накачать в систему выпуска значительное количество топливно-воздушной консистенции. От вибрации при работе стартера контакт может восстановиться и на свечках одной пары цилиндров возникнут искры. В системе с распределителем движок просто начинает работать и выхлопные газы стремительно продуют глушитель, но тут картина другая. В цилиндре, где проскакивает "паразитная" искра, выпускной клапан еще открыт, и фронт пламени, не имея препятствий на собственном пути, распространяется по трубам выпускной системы со скоростью до 50 м/с. Секундное сгорание консистенции в объемистом корпусе глушителя носит взрывной нрав. В отличие от обыденного "выстрела" в глушителе (к примеру, при позднем зажигании либо сбитых фазах), тут последствия куда более суровые - глушитель разлетается на кусочки. Кстати, сидящие в салоне испытывают в этот момент достаточно острые чувства - машина как будто подпрыгивает, а звук таковой, что на пару минут закладывает уши...
Беря во внимание, что на многих автомобилях глушитель размещен в конкретной близости от бензобака, есть основания бояться более суровых последствий. К счастью, о таких случаях мы пока не слышали (дай Бог, чтоб и впредь не услышали). Охото веровать, что двухискровые катушки в дальнейшем станут надежнее и необходимость их внедрения закончат подвергать сомнению.
Фото 1. Бескорпусная двухискровая катушка Б-201.
Фото 2. Двухканальный контактный трамблер штучного производства.
Фото 3. Четырехискровой модуль 42.3705.
Рис. 1. Схема системы зажигания с прерывателем и двухискровой катушкой для двухцилиндрового мотора: 1 - катушка
Б-201; 2 - замок зажигания; 3 - батарея; 4 - конденсатор; 5 - прерыватель; 6 - первичная обмотка; 7 - вторичная обмотка; 8 - свеча.
Рис. 2. Схема проверки двухискровой катушки:
1 - батарея; 2 - транзисторный вибратор;
3 - катушка зажигания;
4 - свеча; 5 - соединительная пластинка; 6 - зажим "крокодил"; 7 - искра с вывода, удаленного от места пробоя; 8 - межобмоточный пробой.
Фото 4.
Обычный признак внутреннего пробоя - искрит только одна свеча.
Фото 5.
Пробитая катушка работает нормально, но исключительно в лабораторных критериях - перемычка меж свечками изолирована от "массы".