Где сэкономить?ДачаПутешествуй!АвтоспортЗадать вопросК мотосезонуШиныС пробегомФотогид (ТО+ремонт)ПараимпортКитайские автоПДД-задачкиСССРОСАГОIQ-тестНовые возможностиОтзывыДля СМИМы в соцсетях

Клаксон бьет током? Эксперты развенчивают автомифы

Откуда под капотом возникают киловольты, поджигающие рабочую смесь в цилиндрах, если напряжение АКБ едва превышает 12 В? А сколько выводов у катушек зажигания? Это (и не только это, конечно) нужно знать, чтобы избежать дорогого ремонта.
Полная версия

ЭКСПЕРИМЕНТ – ЭНЕРГИЯ «ИЗ НИЧЕГО»

Берем батарейку АА с напряжением 1,5 В и пытаемся зажечь от нее светодиод – нет, не горит. Ему нужно напряжение побольше. А теперь подсоединяем параллельно светодиоду первичную обмотку любой катушки. Опять не горит? Барабанная дробь – убираем батарейку! И в этот момент светодиод вспыхивает. Без батарейки! Энергию ему подарила самоиндукция катушки.

А откуда под капотом возникают киловольты, поджигающие рабочую смесь в цилиндрах, если напряжение аккумуляторной батареи едва превышает 12 В? Их порождает та же самоиндукция.

Бьет ли ток от клаксона?

За клеммы аккумуляторной батареи можно спокойно браться хоть обеими руками: неприятностей от 12 В не будет. А вот трогать пальцем выводы кричащего звукового сигнала, питающегося от тех же 12 В, не стоит – крепко стукнет! Автомобильные реле тоже частенько «огрызаются» при выключении.

Но описанный в этих примерах эффект – скажем так, паразитный. А вот в системе зажигания именно он применяется с пользой.

Дело в том, что внутри звуковых сигналов, реле и катушек зажигания есть намотанный на сердечник провод. В электротехнике такую конструкцию называют катушкой индуктивности. В реле и звуковом сигнале это главный элемент электромагнитов, а в катушке зажигания – основа трансформатора с двумя обмотками.


Как течет ток? По инерции!

Когда через катушку индуктивности течет постоянный ток, ее поведение ничем не отличается от лампочки или нитей обогрева стекла. Но в момент отключения нагрузки ток уменьшается до нуля и, следовательно, изменяет свое значение, становится переменным. А еще пару сотен лет назад ученые заметили, что ток в катушке индуктивности невозможно изменить резко – только плавно. При замыкании цепи он нарастает с задержкой, а при размыкании прекращается не сразу – полная аналогия с телом, движущимся по инерции!


Явление назвали самоиндукцией. Известно, что любое изменение магнитного поля порождает электрический ток: именно так работают генераторы. Но это правило справедливо для любых полей, в том числе и собственного поля упомянутых выше реле или катушки! При отключении источника питания от таких нагрузок исчезающее магнитное поле порождает всплеск напряжения, в десятки раз превышающий бортовые 12 В – именно он помогает току в проводе исчезнуть не мгновенно, а плавно.


На первичной обмотке катушек зажигания величина этого всплеска составляет сотни вольт. При этом вторичная обмотка, число витков в которой на пару порядков больше, чем в первичной, ощутив изменение поля, выдает напряжение в десятки тысяч вольт. Именно это явление до сих пор используется в системах зажигания.


Жюль Верн, Румкорф и велосипед

Катушка зажигания в чем-то похожа на… велосипед: в обоих случаях изначальная конструкция по сути не меняется веками. Впервые ее прообраз появился в середине XIX века в мастерской немецкого механика Румкорфа – в романах Жюля Верна несколько раз упоминается так называемый «аппарат Румкорфа».


Обладателям Москвичей и Жигулей хорошо знакома цилиндрическая бобина, из центра которой высоковольтный провод тянется к распределителю зажигания. Маслонаполненная герметичная конструкция представляла собой повышающий трансформатор с двумя обмотками. Прерывание тока в первичной обмотке осуществлял механический прерыватель – при каждом его размыкании во вторичной обмотке появлялся высоковольтный импульс тока, поступающий через вращающийся распределитель зажигания на свечу одного из цилиндров. Масло улучшало изоляцию и охлаждало катушку.




Наступление транзисторов

Первые в СССР системы электронного зажигания на ВАЗ‑2108 и ГАЗ‑24-10 использовали вместо механического прерывателя соответственно датчик Холла и магнитоэлектрический датчик – при этом между ними и катушкой появился электронный коммутатор. Параметры катушки несколько изменились, но, по сути, она оставалась той же. Позже появились катушки сухого типа с пластиковым корпусом.


Для «микропроцессорной «восьмерки»» – ВАЗ‑21083-02 – разработали катушку, часто не очень корректно называемую двухискровой. Такая катушка не нуждалась в механическом распределителе высоковольтной энергии, поскольку ее вторичная обмотка подключалась своими выводами сразу к двум цилиндрам – под капотом четырехцилиндрового мотора стояли две такие катушки. При каждом прерывании тока один и тот же высоковольтный разряд (а вовсе не два!) шел сразу в два цилиндра: в одном он поджигал рабочую смесь, находящуюся под давлением, а в другом просто очищал свечу в конце такта выпуска. Поскольку под давлением всякий раз был только один цилиндр из двух, двойное увеличение мощности не требовалось. А из пяти высоковольтных проводов остались только четыре.



Каждому – по катушке!

Позднее появились различные модули зажигания – катушки зажигания и коммутатор объединились в едином блоке. Но полный отказ от высоковольтной проводки обеспечили только индивидуальные катушки зажигания, надеваемые непосредственно на каждую свечу.


Венцом такого подхода стали индивидуальные катушки со встроенными коммутаторами. У них четыре вывода. Зачем?


Обычной катушке достаточно двух проводов – постоянного плюса и управляемого минуса. В более продвинутой четырехвыводной катушке электронный блок коммутации установлен в верхней части катушки, а трансформатор намотан на длинный сердечник, идущий вдоль катушки. Блоку нужны постоянные плюс и минус. Из оставшихся двух выводов один обеспечивает управление – дает сигнал «пора искрить», а второй – обратную связь: произошло ли искрообразование.


***


Понятно, что большинство автовладельцев, заглядывающих под капот, может даже не подозревать о наличии свечей, катушек и прочих «зажигательных» атрибутов. А они есть. И еще долгое время будут. Разговоры о каких-то лазерно-плазменных свечах, поджигающих смесь мощным лучом, пока так и остаются разговорами.



Фото: фирмы-производители и «За рулем»

Подпишитесь на «За рулем» в

Ревин Алексей
Колодочкин Михаил
30.06.2022
Фото: «За рулем»
Поделиться: