Как проверить катушку зажигания в автомобиле – диагностика своими руками

Катушка зажигания в устройстве автомобиля играет роль элемента, который обеспечивает высокое напряжение для образования искры свечой. Она работает по принципу повышающего трансформатора. Принцип работы предопределяет ответ на вопрос, как проверить катушку зажигания в профилактических целях для избегания выхода из строя автомобильного оборудования или в случае неисправностей.

Катушка – это очень интересная транспортная составляющая. Даже при самом небольшом сдвиге от нормальных характеристик могут возникнуть проблемы с двигателем.

Предназначение катушки зажигания

Катушка выполняет несколько базовых функций:

• преобразование энергии тока, направляемого в неё через бесконтактный или на старых моторах механический ключ (контактную пару), управляемый непосредственно датчиком или через электронный контроллер двигателя (ЭБУ);
• накопление магнитной энергии до заданного уровня;
• обратное преобразование накопленного в электрический ток выходной цепи;
• повышение напряжения (трансформация) с низкого в первичной цепи до десятков киловольт на выходе;
• изоляция высоковольтного выхода от пробоев и утечек на массу двигателя.

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 катушек зажигания

1. Индивидуальная, штекерная, на цилиндр. Не требует высоковольтных проводов. Устанавливается, как правило, над свечой зажигания в свечной колодец. Импульс создается непосредственно на свече. Представляет собой компактное устройство, не занимающее много места.
2. Классическая маслонаполненная катушка с трамблером-распределителем. Это старая модель, в современном автомобилестроении уже почти не применяется.
   В ней индуцированное напряжение по соответствующему кабелю идет к трамблеру – прерывателю-распределителю зажигания, а оттуда – к свечам.
3. Система катушек зажигания, объединенных в общем корпусе. Иное название – рейки. Вариант без проводов, аналогичный индивидуальному, но отдельные катушки собраны в общем основании.
4. Модуль зажигания составляется из нескольких катушек. Они задают импульсы высокого напряжения, которые идут каждый к своей свече по выводам. Возможна попарная передача импульса.

Юрий Мягченков

Любитель-автомобилист. Стаж вождения 11 лет.

На Альфа Ромео к каждому цилиндру может идти две свечи, а высоковольтном модуль – с двумя вторичными обмотками. Появился вместе с инжекторными двигателями. Работает в контакте с ЭБУ – Электронным блоком управления двигателем, который распределяет импульсы. Различаются одно искровые и двухискровые модули.

Позднее был внедрен бесконтактный метод зажигания. Контакты трамблера были заменены на электронные коммутаторы для автоматического отключения тока. В настоящее время работают под управлением электронных систем.

Еще катушки различаются:

• По тому, есть контакт или нет (контактные или бесконтактные). К первому типу принадлежат классические устройства с трамблером, который снабжен контактами, ко второму – все остальные.

• По количеству свечей зажигания. По этому параметру КЗ делятся на общие или индивидуальные. То есть импульс идет к одной свече или к нескольким.

Любая система зажигания отличается своими особыми характеристиками, они влияют на износ устройств и возможные поломки. Например, у индивидуальных КЗ сердечник есть у первичной обмотки, вторичная – внешнего вида. Она совместима с электронным зажиганием, в конструкции присутствует диод для отсечения тока.

Когда выводов два или несколько, напряжение идет к нескольким цилиндрам, это влияет на результаты проверки: приходится учитывать, что на вторичной обмотке получаемые данные будут одинаковыми для всех выводов.

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:

• первичная обмотка из толстого медного провода с относительно небольшим количеством витков;
• вторичная, где провод более тонкий, обмотка секционирована, витков гораздо больше;
• сердечник из трансформаторной стали;
• изолирующая заливка из трансформаторного масла или твёрдого компаунда;
• герметичный корпус с изоляцией высоковольтного вывода толстым слоем пластмассы типа бакелита или иной, влагоустойчивой и термостойкой;
• низковольтные клеммы, иногда с отдельным выводом вариатора – добавочного сопротивления первичной обмотки, замыкаемого в пусковом режиме для усиления искры при пониженном напряжении.

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.

Принцип работы

Принцип работы катушки зажигания прост. Возгорание топлива в бензиновых моторах происходит за счет искры от свечи. Эта искра создается катушкой зажигания. Фактически, она является трансформатором, преобразует слабый ток в сильный разряд.

Прерыватель – распределитель замыкая кратковременно контакты катушки со свечами, дает поочередно искру на все свечи мотора. Искра воспламеняет топливо в цилиндрах, сгорание топлива двигает поршни, мотор заводится.

Перебои в работе катушки, несвоевременная подача искры, слабая искра – вызывают нестабильную работу мотора и затрудненный запуск. Двигатель вообще может не заводиться.

Катушка сделана из сердечника и пары обмоток. Первичная состоит из 100-150 витков, вторичная 5-15 тысяч витков. Проходя через обмотки, слабый ток превращается в мощный разряд.

Признаки неисправностей

Существует несколько характерных признаков неисправности катушки зажигания. Среди них:

• мотор начинает «троить», причем эта проблема усугубляется со временем;
• на морозе мотор «троит», пока не нагреется;
• перебои в работе двигателя во влажную погоду;
• при резком нажатии на педаль акселератора наблюдается провал в работе мотора.

При неисправной катушке на машинах с ЭБУ на приборной панели активизируется значок Check Engine. Однако перечисленные признаки также могут свидетельствовать и о других неисправностях, в частности, со свечами зажигания. Но при появлении хотя бы одной из них нужно выполнить диагностику катушки (катушек) 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.

Некоторые советы

1. Прежде чем приступить к измерениям, сначала необходимо произвести осмотр катушки зажигания – на ней не должно быть сколов и трещин, следов прогара. Если имеются внешние дефекты, деталь заменить лучше сразу.
2. При работе с высоким напряжением следует соблюдать осторожность, так как при неаккуратном обращении может сильно ударить током.
3. Если значения сопротивлений, полученные с помощью мультиметра, совпадают с паспортными данными, это говорит лишь о том, что катушка в целом работоспособна. Но более точная проверка осуществляется с помощью осциллографа.
4. Если на автомобиле установлено бесконтактное зажигание с трамблером, очень часто перегрев катушки зажигания происходит из-за коммутатора. В этом случае необходимо проверить нагрев самого коммутирующего устройства – если она греется, скорее всего, все дело именно в нем.
5. Если катушка зажигания стоит недорого, лучше иметь ее в запасе – в дороге она может очень пригодиться. Вышедшая из строя деталь меняется недолго, и водителю не придется терять время – после замены КЗ можно будет сразу продолжать движение.

Как проверить катушку зажигания

Предотвратить отказ оборудования или его плохую работу можно, проводя периодический контроль за показателями КЗ.
Как проверить бобину на работоспособность подскажут различные методы диагностики. Процесс проверки для современных автомобилей примерно одинаков.

Визуальный вариант

Первое, что проводят, чтобы понять состояние катушки зажигания – их осматривают зрительно. Для этого придется снять КЗ с применением торцевого ключа на 10 либо Torx E8.

На что надо смотреть:

• на возможные трещины и повреждения корпуса и резинового колпачка,
• на пластиковые части – нет ли вытекания массы или оплавления,
• на положение пружины внутри узла.

Способ «Искра на свече»

Проверка «на искру» проводится несложно. Внимательно осматривают изоляцию провода от катушки к свече. Наконечники свеч вывинчивают и связывают за «юбки», расположив в 2-4 см одна от другой. Включают зажигание от первого оборота стартера. Наблюдают за искрой – она должна быть постоянной, устойчивой и иметь яркий фиолетовый оттенок. Тогда можно говорить об исправной работе КЗ.

Простой метод – смена места

Есть еще один простой способ диагностики катушек – поменять их местами. Неисправный блок вызывает пропуск зажигания на конкретном цилиндре, это хорошо заметно. На дисплее авто с автоматизированной системой управления видна ошибка «P0302.

Пропуски зажигания в цилиндре Х». Это означает, что катушку, которая выдает такой результат, необходимо заменить. Если при смене катушек на цилиндре Х сохраняются пропуски зажигания – это проблема не с КЗ, а с другими узлами – модулем зажигания, разъемом катушки или проводами, топливной форсункой и др.

Проверка катушки разрядником

Искровой разрядник – несложное устройство с контактами и проводом, который подключается на массу.
Расстояние между контактами можно регулировать: выставляется зазор, такой же как в свече зажигания – 2-3 мм или 20-30 мм для высоковольтной части КЗ. Особенность проверки разрядником – не просто проверка свечой на наличие искры, а выяснение, как проходит работа под нагрузкой.

1. ИКЗ отсоединяют от свечи.
2. На нее устанавливают искровой разрядник.
3. Подают массу от контакта аккумулятора к разряднику. Используют провод.
4. Стартером включают коленвал в движение.
5. Наблюдают за искрой. Наличие ее говорит об исправности КЗ зажигания.

Тестирование при помощи мультиметра

Проверка катушек зажигания мультиметром или омметром проходит в несколько этапов:

• проверка первичной обмотки;
• затем вторичной;
• сравнение по результатам.

Первый этап. Переводим мультиметр в положение проверки сопротивления (омметр). Щупы прибора присоединяем к минусовой и плюсовой клемме катушки. Записываем результат. В зависимости от моделей сопротивление должно составлять 0.4 – 2 Ом. То есть, если показания мультиметра не совпадают с данными характеристик вашего оборудования, значит катушка пришла в негодность.

При показаниях ниже 0.4 и до нуля это говорит о коротком замыкании. При больших значениях и бесконечности – обрыв. И только если значения совпадают или есть расхождение 0.1 – 0.2 Ом, значит обмотка исправна и можно переходить ко второму этапу.

Второй этап. Присоедините один щуп к плюсу катушки, а второй к выходящему проводу высокого напряжения. В устройствах с пластинчатым сердечником нормальное сопротивление 6 – 9 кОм, с обычным 15 кОм.

Третий этап. Сравните полученные результаты с номинальными значениями на моделях Ваших катушек. При выявлении неисправностей лучшим выбором будет замена на новые.

Диагностика при помощи осциллографа

Тест цифровым осциллографом с подключением компьютера и специальным ПО дает максимально достоверную информацию и в полном объеме. Однако не у всех имеется специальное оборудование в гараже.

Посредством осциллограммы выводится информация не только о самой катушке, но и о всей системе мотора. Аномалии в кривой значений появляются из-за воздействия некоторых факторов, изучая которые можно сделать выводы о работоспособности тех или иных участков:

• раннее зажигание;
• количество оборотов;
• положение клапана;
• давление;
• пропорция топливосмеси и др.

Осциллографическим тестером можно определить следующие неисправности:

• обрывы в цепи датчик-свеча;
• большое значение сопротивления цепи (может возникнуть при окислении контактов, перегибах проводов и других факторах);
• обрыв цепи датчик-катушка (влечет увеличение напряжения в обмотке);
• пробой в обмотке;
• нарушение зазора между электродами;
• падение компрессии в цилиндре.

Все это приводит к падению напряжения в цепи и возможным пробоям изоляции. Что в последствии вызывает пропуски в зажигании, нестабильную работу двигателя на холостом ходу, невозможность запустить двигатель и многое другое. Автомобиль дергается. особенно при езде в натяжку.

Проверка сопротивления ИКЗ

Для того чтобы проверить сопротивления ИКЗ необходимо воспользоваться мультиметром. Следует отметить, что проводить измерения сопротивления необходимо на холодном двигателе, т.к. сопротивление обмоток катушки сильно зависит от ее температуры.

В проверки сопротивления необходимо проверить две обмотки – вторичную и первичную.

Проверка первичной обмотки ИКЗ

Проверяя первичную обмотку ИКЗ необходимо на мультиметре выставить показания на измерения сопротивление, а именно на 200 Ом.  Так как показания сопротивления на первичной обмотки не большие, а погрешность прибора возможна, то сначала необходимо узнать погрешность мультиметра. Для того чтобы узнать погрешность необходимо замкнуть щупы между собой, значение которое отразиться на экране мультиметра и будет погрешностью.

В данном случае погрешность прибора 0,7 Ом

Далее подключаем щупы мультиметра к 1 и 3 контакту (крайним контактам ИКЗ) и получаем показания сопротивления. От этих показаний отнимаем погрешность мультиметра и получаем истинное значение сопротивления первичной обмотки.

На данном примере показания 1,1 Ом без учета погрешности, от 1,1 Ом отнимаем 0,7 Ом получаем 0,4 Ом. Вердикт: первичная обмотка данной ИКЗ в рабочем состоянии.

Проверка вторичной обмотки ИКЗ

Для того чтобы проверить вторичную обмотку ИКЗ выставляем мультиметрна 2000 кОм.

Красный щуп мультимера подключаем к пружине, а черный к среднему контакту на ИКЗ (контакт 2). Смотрим на показания прибора, на исправной катушке сопротивление вторичной обмотки должно быть в пределах300-400 кОм.

Как видим показания вторичной обмотки, так же в приделах нормы. Отсюда следует что данная ИКЗ исправна.

Если показания слишком велики, можно попробовать снять резиновый колпачок и пружинку с катушки и зачистить пятно контакта, затем снова померить сопротивление напрямую без пружинки. Если показания сопротивления все равно не уменьшились, следует задуматься о замене ИКЗ.

Рекомендации по тестированию

Контроль исправности катушки зажигания не относится к сложным процедурам и выполняется автолюбителем с минимальным уровнем подготовки.

При прочих равных условиях лучше контролировать сопротивление (меньшая трудоемкость, выше достоверность, риски поражения высоким напряжением сводятся до нуля).

Неисправная катушка зажигания восстанавливается перемоткой отказавшей обмотки. Тем не менее, ремонт не оправдывает себя из-за высокой стоимости и большой трудоемкости. Поэтому отказавшую катушку целесообразно заменить на новую.

Факторы риска для катушки

На нормальное функционирование этой детали влияют постоянное нагревание и вибрационные воздействия. Они приводят к различным повреждениям, нарушениям изоляции, обрывам, замыкания, вплоть до полного лишения работоспособности. Затрудняется запуск мотора, нарушается ритмичность воспламенения.

Из-за различных неполадок в свечах и высоковольтном проводе, возникает большая перегрузка. Неисправное распределительное зажигание, становится причиной затруднения запуска мотора и пропусками зажигания.

Причиной неполадок может стать и механические повреждения, старение материала изоляции, износ уплотнителя, пропускающий масло.

Проблемная катушка проявляет некоторые особенности поведения автомобиля.

• «Троение» на холодную, причем, усугубление проблемы с течением времени
• Под дождем обнаруживаются перебойные явления
• Усиленное надавливание на газ, провоцирует провалы мотора
• Затруднение или невозможность запуска мотора
• Переход на высокую передачу, после непродолжительного разгона, сопровождается провалами
• Во время движения теряется мощность машины

Дефекты катушек, которые не выявляются тестером

Кроме проблем с обмоткой, которые можно определить при помощи мультиметра, существуют иные дефекты, которые нельзя определить при помощи данного устройства. Большинство из них определяются посредством внешнего осмотра.

Среди проблем такого плана можно определить неисправность контакта и протечку масла при сильной вибрации. Элементарное перегревание катушки может свидетельствовать о нарушении её герметичности.

Вне зависимости от обнаруженной неисправности катушку невозможно будет отремонтировать. Всё, что можно сделать – заменить деталь на новый элемент.

Советы автомобилистам

Прежде всего, катушка зажигания имеет ограниченный ресурс, который зачастую не превышает отметки в 80-100 тыс. км. Однако, сбои могут начаться и раньше. Именно по этой причине необходимо знать, как проверить зажигание, а также своевременно проводить диагностику (как плановую, так и в случае возникновения малейших признаков неисправностей).

Еще добавим, что в рамках любых проверок  не следует пытаться oтcoeдинять выcoĸoвoльтный пpoвoд oт ĸaтyшĸи или cвeчи зажигания на заведенном двигателе руками. Если просто, даже если мотор не работает, но зажигание включено, можно получить сильный удар током.

Также важно учитывать, что на срок службы катушки влияет целый ряд факторов, начиная с  общего состояния высоковольтных проводов и свечей зажигания и заканчивая попаданием влаги, масла и грязи в моторный отсек. По этой причине нужно не допускать сильного загрязнения или попадания воды во время мойки двигателя. Важно следить и за тем, чтобы катушка была нормально закреплена, так как вибрации при недостаточно надежном креплении разрушают элемент.

Любая неполадка в работе катушки зажигания всегда плохо влияет на функционирование всего транспортного средства в целом. В конце концов, это ведет к уменьшению его эксплуатационного срока. Чтобы осуществлять грамотный уход за собственным авто – нужно многое уметь. Нужно относиться к этому со всей ответственностью. И в обязательном порядке требуется проводить диагностическую процедуру проверки катушки зажигания, ведь от этого элемента зависит практически вся работа транспортного средства. Из нашей статьи Вы узнали, как проверить катушку зажигания тестером или мультиметром.

Если же у хозяина нет никаких знаний и опыта (либо есть, но недостаточно для проведения серьезных проверок), решение данной проблемы лучше всего доверить специалисту. Хотя на сегодняшний день в сети интернет можно найти множество информации буквально по любому вопросу. Поэтому, если начальные знания у Вас есть, с видеороликом и инструкцией к ней Вы ознакомились, можно попробовать проверить катушку зажигания и вручную. Тем более, все основные моменты процесса подробно описываются на видео. Если все же есть сомнения – можно заказать услугу у мастера – профессионала. Выбор всегда остается только за Вами!

Юрий

Любитель-автомобилист. Стаж вождения 20 лет.