Какие катушки зажигания встречаются в автомобилях

С отказом и заменой катушки зажигания сталкивались многие автомобилисты, ведь она есть в любом бензиновом двигателе. Но что это за деталь, зачем она и как работает — знает не каждый. Давайте разберёмся, какие бывают катушки зажигания, как они устроены и почему выходят из строя.

Назначение и принцип работы катушки зажигания

Напряжение в бортовой сети большинства автомобилей — 12 вольт. Которых явно недостаточно, чтобы создать на свечах зажигания мощный электрический разряд (искру). Приходится генерировать под капотом высокое напряжение — для этого и нужна катушка.

Катушка зажигания — это повышающий импульсный трансформатор, который преобразует низковольтное напряжение (те самые 12 вольт) в высоковольтное — до 45 тысяч вольт! Такой импульс уверенно создаёт искру между электродами свечи, поджигая топливно-воздушную смесь в цилиндре.

Внутри катушки зажигания, как и в большинстве трансформаторов, есть две индуктивно связанные проволочные обмотки. Первичная обмотка катушки — это толстый медный провод с небольшим количеством витков (100–150). Вторичная обмотка состоит из тонкой медной проволоки, число витков которой на два порядка больше: 15 000–30 000. Обе обмотки выполнены вокруг многослойного металлического сердечника и изолированы, чтобы катушку не замкнуло.

Схема катушки зажигания

Устройство катушки зажигания основано на принципе электромагнитной индукции. Вот как это работает:

1. На первичную обмотку катушки подаётся постоянный ток бортовой сети, создающий магнитное поле.
2. Периодически подача тока отсекается прерывателем — механически или электронно, с помощью транзистора.
3. В момент разрыва цепи магнитное поле разрушается, и во вторичной обмотке катушки индуцируется ЭДС — электродвижущая сила.
4. Из-за большой разницы в количестве витков обмоток (от 1:150 до 1:200) импульс напряжения, который возникает во вторичной обмотке катушки, в тысячи раз больше, чем изначальные 12 V в первичной обмотке.
5. Сформированный высоковольтный импульс направляется к свече зажигания — через распределитель (трамблёр) и высоковольтные провода в старых системах зажигания, или непосредственно на свечу в современных.

Может показаться, что катушка зажигания — какой-то вечный двигатель, волшебный источник энергии. Но закон сохранения работает и в ней: электрическая мощность на входе в катушку соответствует мощности на выходе, и даже немного снижается из-за потерь. Просто у исходных 12 вольт высокая сила тока (десятки ампер), а у выходящего высоковольтного импульса сила тока ничтожно мала — считанные микроамперы. Но для искрообразования нужно именно высокое напряжение, а не сила тока.

Что такое бобина? Первые катушки зажигания

Слышали фразу «Дело было не в бобине»? И её хлёсткое продолжение про того, кто сидел в кабине… Сегодняшним автовладельцам уже непонятно, что за загадочная бобина имеется в виду: многие даже произносят неправильно, «бабина». Ведь эта поговорка родилась очень давно, в 1930-х годах, причём в авиации — водители подхватили её позже. А речь в ней об обычной катушке зажигания тех лет.

Бобина (от французского la bobine, «катушка») — это катушка зажигания почти любого бензинового ДВС середины прошлого века. Бобина представляет собой индукционную катушку в герметичном стальном цилиндре-стакане, заполненном маслом для лучшего охлаждения. Изобретение чисто немецкое: первую индукционную катушку придумал и собрал в 1851 году Генрих Румкорф (устройство даже получило его имя — катушка Румкорфа), а в автомобили его внедрил небезызвестный Роберт Бош.

В паре с бобиной всегда трудится трамблёр, отвечающий и за распределение высоковольтных импульсов, и за коммутацию — своевременную подачу (и прерывание) тока к катушке за счёт встроенного механического прерывателя. Этот тандем называется контактной системой зажигания. Она давно устарела и современных машинах не встречается, но бобины всё ещё есть в продаже — их выпускают для старых автомобилей.

Сухие катушки зажигания и «гибриды»

На смену маслонаполненным бобинам пришли так называемые сухие катушки зажигания — та же конструкция, только без металлического корпуса и масла внутри. Сверху такие катушки обычно залиты эпоксидным компаундом для защиты от влаги и грязи.

Одновременно с появлением сухих катушек наметился переход автопроизводителей к бесконтактной системе зажигания. Трамблёр лишили функции коммутатора, оставив за ним лишь распределение высоковольтных импульсов. А заведовать подачей тока на катушку зажигания стало отдельное устройство — коммутатор, причём уже без механического прерывателя, а с помощью датчика Холла.

Сухие катушки не только устанавливали под капотом отдельно (как бобины), но и объединяли с трамблёром в единый корпус. Такие гибриды часто встречались на моновпрыске — простейшем варианте инжекторной подачи топлива с единственной форсункой.

Трамблёры со встроенной катушкой встречаются на старых двигателях Toyota (3S-FE, 5A-FE и других). Надёжностью эта конструкция не блещет, поскольку два теплонагруженных узла объединены в один. Благо, при ремонте их всё-таки можно заменить отдельно друг от друга.

Модуль зажигания: модульная катушка без трамблёра

Полностью отказаться от трамблёра — механического и довольно капризного узла — позволил модуль зажигания. Модуль — это несколько катушек зажигания в едином корпусе, каждая из которых генерирует высоковольтный импульс для собственной свечи. Больше не нужно распределять единый импульс между свечами, поэтому необходимость в трамблёре отпала. А чтобы импульсы совпадали с тактами двигателя, модуль зажигания (модульную катушку) оснастили коммутирующими ключами-транзисторами.

Иногда встречаются упрощённые модули зажигания, катушек в которых в 2 раза меньше, чем цилиндров в двигателе. У той же «Тойоты» такие системы зажигания назывались DIS-2 (на 4-цилиндровых моторах) и DIS-3 (на 6-цилиндровых). В такой схеме каждая из катушек модуля отправляет импульс сразу на 2 свечи — одна из которых формирует искру вхолостую, не поджигая смесь («принцип холостой искры»). А это в 2 раза снижает ресурс свечей зажигания — для таких упрощённых модулей обязательно нужны многоэлектродные свечи.

В современных модулях зажигания число катушек соответствует числу свечей зажигания, и описанных выше особенностей у них нет. Модуль зажигания можно назвать самым надёжным решением из распространённых сегодня на автомобилях, поскольку он вынесен отдельно и не испытывает экстремальных температурных нагрузок, в отличие от индивидуальных катушек. Слабое место модульного зажигания — высоковольтные провода («бронепровода»), которые периодически нужно менять.

Индивидуальные катушки зажигания

Пожалуй, самое распространённое на современных двигателях решение — индивидуальные катушки зажигания для каждого из цилиндров. Они установлены прямо в свечных колодцах и непосредственно соединены со свечами — в такой системе зажигания нет высоковольтных проводов. И это несомненный плюс.

Другое достоинство индивидуальных катушек — возможность их отдельной замены при выходе из строя. Правда, некоторые французские и американские автопроизводители объединяют индивидуальные катушки в единый блок (рампу или кассету зажигания) с непонятной целью — и при поломке любой из катушек приходится менять весь дорогой блок в сборе. К счастью, такой инженерной экзотики на рынке немного.

Но менять индивидуальные катушки приходится заметно чаще, чем отдельно стоящий модуль зажигания. Всё дело в их расположении — в свечных колодцах очень горячо. А если пропускает сальник свечного колодца или прокладка клапанной крышки, то катушка оказывается в масляном тумане, а то и в масляной ванне, что также не продлевает её ресурс.

Почему сгорают катушки зажигания

Удивительно, но старая масляная бобина была одним из самых надёжных узлов в системе зажигания автомобиля. А с усложнением и уменьшением размеров катушек зажигания их ресурс неуклонно снижался.

Современные катушки зажигания очень чувствительны к искровому зазору свечей. Если он увеличен, то требуется больший высоковольтный импульс, чтобы пробить его искрой — нагрузка на катушки возрастает. Работает принцип Пашена: лишняя десятая миллиметра(!) искрового зазора повышает потребное пробойное напряжение на 10%. Кроме того, электричество всегда идёт по пути наименьшего сопротивления — пробить обмотку и корпус катушки может оказаться проще, чем большой искровой зазор.

Почему искровой зазор свечей увеличивается? Так может случиться при неправильном подборе свечей — всегда обращайте внимание на искровой зазор и его соответствие рекомендованному для вашего двигателя. Но главная причина — износ электродов свечи по мере эксплуатации. У простых никелевых свечей искровой зазор заметно возрастает уже через 25 000 км пробега. Иридиевые и платиновые свечи держатся в 3–4 раза дольше, но и их заявленный ресурс нельзя превышать. Самое неприятное, что свечи зажигания с изношенными электродами могут вполне нормально работать — а катушки зажигания начнут сгорать одна за другой.

Никель, иридий, платина? Выбираем свечи зажигания

Другая причина отказа катушек зажигания — тяжёлые условия их работы, о которых уже говорилось выше. Особенно страдают индивидуальные катушки, расположенные прямо в горячих свечных колодцах, — а если ещё и двигатель перегреть… Также нужно тщательно следить за чистотой свечных колодцев: если туда начнёт проникать масло, то контакт со свечой ухудшится, наконечник катушки растрескается и случится пробой на корпус.

Как проверить катушку зажигания

Характерные признаки проблем с катушкой зажигания: нестабильная работа двигателя, троение, пропуски зажигания, потеря мощности и индикатор Check Engine на приборной панели. Бывает, что на холостых оборотах катушка работает нормально, но при повышении нагрузки начинает сбоить.

Проверку катушек зажигания лучше выполнять электронными средствами: с помощью диагностического сканера или системы самодиагностики автомобиля. Обычно при сбоях в работе катушки в ЭБУ двигателя сохраняется ошибка о пропуске зажигания в конкретном цилиндре.

Также можно замерить сопротивление обеих обмоток катушки зажигания мультиметром, но нужно знать показатели исправной катушки той же модели для сравнения. У разных производителей сопротивление обмоток отличается, поэтому приводить усреднённые значения не имеет смысла. При измерении учитывайте температуру катушки: сопротивление вторичной обмотки снижается по мере прогрева катушки.

Наконец, «народный метод» диагностики катушек зажигания — последовательное отключение разъёмов каждой из катушек и определение неисправной по изменению (точнее, не изменению) работы двигателя, по его троению. Рекомендовать этот способ мы не можем по нескольким причинам. Во-первых, он поможет выявить только полностью неисправную катушку. Во-вторых, троение вредно для любого современного двигателя, особенно его лямбда-зондов и каталитического нейтрализатора выхлопа. Подобных методов «диагностики» лучше избегать.

А вот визуальным осмотром катушек зажигания пренебрегать не стоит — тщательно осматривайте их при каждой замене свечей. Трещины в корпусе — верный признак скорой поломки катушки, лучше заранее купить катушку зажигания и заменить её превентивно, чтобы отказ не случился в дороге.

Как устроена катушка зажигания — блог kitaec.ua

• Как устроена катушка зажигания?
• Принцип действия катушки зажигания
• Виды катушек зажигания
• Как проверить катушку зажигания?

Катушка зажигания – один из основных элементов запуска автомобильного мотора. Низкое напряжение силой в 12В подается из генератора или аккумулятора и трансформируется в переменный импульс высокого вольтажа силой в 15 000-30 000В. Этот импульс, в свою очередь, создает искру между двумя электродами свечи зажигания. И уже она берет участие в поджиге топливно-воздушной смеси и запускает двигатель.

Впервые индукционная катушка была изобретена в 1851 году инженером из Германии Генрихом Румкорфом. Тогда это изобретение сделало значительный прорыв в научной сфере изучения электричества и его возможностей. Позже во времена активного развития машиностроения катушка начала активно использоваться в автомобильном строительстве. Сейчас трудно представить автомобиль без этого небольшого трансформатора.

Как устроена катушка зажигания?

Как уже говорилось, катушка зажигания представляет собой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной, внутри которых находится стальной сердечник, а снаружи – изолированный корпус.

Первичная обмотка состоит из толстого медного изолированного провода и насчитывает от 100 до 150 витков. Обмотка имеет выводы 12 вольт.

Вторичная обмотка, как правило, располагается снаружи первичной. Она состоит из 15000-30000 витков тонкой медной проволоки. Такая система характерна как для модуля зажигания, для катушки зажигания сдвоенного типа, так и для индивидуальной катушки. Во вторичной обмотке создается импульсное напряжение до 35 000 вольт, которое и подается к свечам зажигания.

Катушка зажигания автомобиля масляного типа заполняется трансформаторным маслом, которое предохраняет ее от нагрева.

Принцип действия катушки зажигания

Принцип работы катушки достаточно прост. Как только прерыватель замыкает электрический контур, ток от аккумулятора с напряжением в 12 В поступает в проволоку первичной обмотки и генерирует вокруг нее силовое поле магнитного происхождения. Размыкание контактов прерывателем, аннулирует магнитное поле на обмотке первичного круга. После исчезновения силового поля, в момент прохождения линий магнитного потока по вторичной обмотке, появляется ток с напряжением до 30 тыс. вольт.

Искра появляется в момент разрыва контакта прерывателем в цепочке первичной обмотки. В тот момент, импульс высокого напряжения из витков обмотки из тонкой проволоки подается на изолированный «бронепровод» высокого вольтажа. Выходит через центральную клемму катушки и далее держит свой путь к распределителю зажигания или прямиком на свечку. Замыкание цепи и вывод импульса на свечу создает искру необходимого размера (не менее 1 мм), которая и зажигает топливно-воздушную смесь и запускает работу двигателя.

Виды катушек зажигания

В процессе усовершенствования автомобильных конструкций выработались несколько схем зажигания. В связи с этим, на данный момент существует несколько разных по конструкции катушек:

• Общая;
• Индивидуальная;
• Сдвоенная.

Общая – самая популярная для систем зажигания с отдельным распределением на свечи, контактных и бесконтактных. Она широко используется в автомобилях, производимых до 2000 года. Схема зажигания с катушкой общей конструкции выглядит следующим образом:

1. Мозги (электронный блок управления, ЭБУ) подают на нее низковольтный ток из аккумулятора.
2. Процесс преобразование в катушке.
3. Подача импульса в распределитель.
4. Подача на свечи зажигания из распределителя.

Индивидуальные работают напрямую с ЭБУ и установлены прямо на свечу. Устанавливаются в новых автомобилях, выпускающихся после 2000 года.

Сдвоенная катушка представляет собой модуль из двух устройств с двумя высоковольтными выводами. Она одновременно подает импульс для синхронного произведения искры в двух элементах зажигания. Соединяется со свечками двумя способами:

• Высоковольтным кабелем
• С одной свечкой через прямой наконечник, со второй через провод высокого вольтажа.

Как проверить катушку зажигания?

Катушки зажигания – достаточно надежные и долговечные узлы, но могут полностью или частично выходить из строя. Главные причины этого:

• Механические повреждения — старение изоляции, протекания масла через уплотнители, которое попадает на изоляцию или корпус катушки и разрушает их. Ремонт в данном случае вряд ли возможен, лучший вариант — полная замена узла.
• Повреждения контактного соединения из-за попадания влаги или химии, которой посыпают дорогу зимой.
• Вибрации, которые идут от головки блока цилиндров (ГБЦ). Для минимизации их количества, следите за работой двигателя (чтобы он работал без детонации и с исправными подушками).

Менять катушку зажигания следует при появлении признаков неисправности, среди которых:

• мотор начинает «троить». Особенно троит на морозе, пока не нагреется;
• случаются перебои в работе двигателя во влажную погоду;
• при резком нажатии на педаль газа наблюдается провал в работе мотора.

*При неисправной катушке на машинах с ЭБУ на приборной панели активизируется значок Check Engine. Хотя все выше перечисленное может означать и поломку свечей зажигания, к примеру. Все же при появлении даже одного признака, следует выполнить диагностику катушки (катушек) зажигания.

Определить неисправную катушку можно несколькими способами.

Метод проверки «на искру». Для начала визуально проверьте целостность изоляции высоковольтной проводки. Начиная свечами зажигания и заканчивая катушкой. При этом зажигание должно быть отключено (ключ находиться в положении 0).

Если с изоляцией все в порядке, снимите наконечник со свечи первого цилиндра и подсоедините его к заранее подготовленной рабочей свече. Далее

поверните ключ зажигания, как заводите машину. Если катушка исправна, то между электродами свечи появится искра. При этом нужно обращать внимание на ее цвет. Нормальная рабочая искра имеет ярко-фиолетовый оттенок, если же искра желтоватая и слабая — проблемы с проводкой или катушкой. Если же искры нет вовсе, значит, катушка зажигания неисправна.

*При работе с системой зажигания соблюдайте осторожность. Не прикасайтесь к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Если в двигателе установлены индивидуальные катушки, то проверить их можно, переставляя на другие свечи. При этом проводку лучше не трогать, чтобы не повредить ее целостность.

Проверка мультиметром. Метод проверки заключается в измерении значения сопротивления изоляции проводов в обмотках катушки при помощи такого прибора как мультиметр. Катушку зажигания лучше снять с автомобиля. Процедура несложна, главное знать, где расположены выводы первичной и вторичной катушек, так как измерять сопротивление нужно на них обеих.

*Сначала проверьте исправность мультиметра: включите режим измерения сопротивления и замкните щупы между собой. На экране должен быть 0.

Два щупа мультиметра попарно подсоединяют (касаются) к выводам первичной обмотки. Значение сопротивления должно находиться в пределах 0,5…3,5 Ом (у некоторых катушек может быть больше, точную информацию вы найдете в справочной литературе). Аналогичную процедуру необходимо провести и со вторичной катушкой. Однако тут диапазон значений будет другим — от 6 до 15 кОм.

Если значение маленькое — в обмотке повредилась изоляция, и вы имеете дело с коротким, скорее всего межвитковым, замыканием. Если сопротивление слишком велико — провод обмотки оборвался и нет нормального контакта. В любом случае надо или выполнять ремонт, или просто заменить катушку.

Если вы имеете дело с индивидуальными или двухвыводными катушками, то здесь дело обстоит несколько иначе. Значение на первичной обмотке должны быть аналогичными. А что касается «вторички», то значение сопротивления будут идентичными на обоих выводах. Если на машине установлена катушка с четырьмя выводами, то проверку нужно делать на всех выводах. Также учтите, что при измерении сопротивления на вторичной обмотке важно учитывать полярность. В частности, черным щупом мультиметра коснитесь центрального вывода («массы»), а красным – стержня наконечника.

Проверка осциллографом. Это самый профессиональный метод проверки катушки, только он способен дать полную информацию о состоянии системы зажигания, и в частности, катушек зажигания. Поэтому в сложных случаях имеет смысл воспользоваться электронным осциллографом и дополнительным программным обеспечением. Особенно актуально когда есть так называемое межвитковое замыкание на катушках вторичного напряжения (с высоким напряжением).

Замена катушек, как и их проверка, достаточно простое задание. Но для исключения риска поражения высоким напряжением, лучше доверить эту процедуру профессионалам.

Самодельный драйвер катушки зажигания

Один из самых простых способов сделать высоковольтный источник питания с батарейным питанием — использовать обычную автомобильную катушку зажигания. Катушки зажигания — это тип индукционного трансформатора, основанный на катушке Тесла, изобретенной Николой Теслой в 1891 году. Повышение напряжения не определяется соотношением витков, как в стандартном трансформаторе, а пропорционально скорости изменения тока в первичный контур. Это означает, что для получения высокого выходного напряжения вы должны иметь возможность как можно быстрее остановить подачу энергии в катушку. В старых автомобилях это делалось просто механически. Для использования в качестве источника питания высокого напряжения это должно происходить быстро снова и снова. Для этого используется пространственный источник питания прямоугольной формы, который включает и выключает питание катушки сотни или тысячи раз в секунду.

ВНИМАНИЕ! Это устройство генерирует высокое напряжение!

Стандартные катушки зажигания можно приобрести в большинстве магазинов автозапчастей примерно за 25 фунтов стерлингов. Нет необходимости использовать две батареи на 12 В, как показано в схемах, показанных ниже, но это позволит вам получить большие искры. У нас есть несколько компактных индукционных катушек, доступных для продажи менее чем за 20 фунтов стерлингов. Нажмите на ссылку, чтобы проверить наличие.

Эта схема драйвера основана на широко используемом транзисторе 2n3055 из-за его высокой мощности переключения. Хотя они дешевы и устойчивы к высоким температурам, они чувствительны к скачкам напряжения, вызванным индуктивным характером нагрузки (катушки зажигания). В этой схеме можно использовать практически любой силовой транзистор, IGBT или MOSFET, если он рассчитан не менее чем на 5 А и 100 В. Те, у которых более высокое номинальное напряжение, с меньшей вероятностью будут повреждены шипами. Дальнейшие методы защиты описаны ниже на этой странице и в комментариях. Если вы используете MOSFET или IGBT вместо биполярного транзистора, такого как 2n3055, вы также должны добавить подтягивающий резистор около 10 кОм между выводом базы/затвора и GND.

RC1 используется для подавления скачков высокого напряжения, которые могут вывести из строя силовые транзисторы.

T2 представляет собой два силовых транзистора, соединенных параллельно и установленных на радиаторе.

Следующая схема рассчитана на большую выходную мощность. Две катушки зажигания подключены параллельно, но с противоположной полярностью. Это означает, что выходные напряжения каждой катушки противофазны или противоположны друг другу (когда одно положительное, другое отрицательное). При использовании этой конфигурации выход берется с двух выходных клемм катушек, тогда как в приведенной выше схеме используются выходная клемма и земля.

Эти цепи отлично подходят для управления катушками зажигания при высоком напряжении, но они могут быть повреждены индуктивными пиками. Когда катушка зажигания работает без нагрузки (разомкнутая цепь на выходе), будет значительно увеличена противо-ЭДС и риск повреждения цепи привода. Мы продаем модуль драйвера катушки зажигания со встроенной защитой от большинства шипов, которые могут повредить драйвер. Он также включает в себя индикатор раннего предупреждения, который покажет вам, насколько серьезна противо-ЭДС от вашей нагрузки.

Если вы строите драйвер катушки зажигания для создания высоковольтных искр и дуг, вам потребуется какая-то защита от электромагнитных помех для вашей цепи. Без него очень вероятно, что вы разрушите транзисторы или интегральные схемы драйвера.

Демпферы — сложная тема, но обычно они используются для уменьшения электромагнитных помех (EMI) или скачков напряжения. Есть много способов уменьшить электромагнитные помехи, и часто бывает полезно использовать различные демпферы в разных частях схемы. На этих диаграммах представлены несколько возможных способов подавления электромагнитных помех в драйвере катушки зажигания. Они известны как диссипативные демпферы, потому что избыточная энергия рассеивается в виде тепла или света.

На верхней диаграмме используются последовательно соединенные конденсатор и резистор. Используемые значения будут зависеть от частоты вашего привода. (См. RC1 вверху этой страницы). Вообще говоря, большая емкость и меньшее сопротивление будут больше подавлять, но также поглощать больше мощности привода, что снижает эффективность. Необходимо найти компромисс, который лучше всего подходит для вашей установки.

На следующей схеме используется устройство, известное как MOV (металлооксидный варистор). Это полупроводниковые устройства, которые начинают проводить ток только тогда, когда напряжение между его выводами превышает номинальное значение. Он перестанет проводить, когда напряжение снова упадет. В примере, показанном выше, варистор закорачивает любые всплески, исходящие от нагрузки, но он также закорачивает выходные цепи драйвера на такой же короткий момент. Выбранный MOV должен иметь возможность рассеивать мощность и иметь номинальное напряжение, которое заставит его активироваться до того, как напряжение станет слишком высоким для схемы управления.

Вы также можете поместить маленькую неоновую индикаторную лампочку (Ne1) последовательно с резистором 1 кОм и поместить его между низковольтными проводами к катушке зажигания. Эта лампочка начнет светиться, когда противо-ЭДС достигнет примерно 100 В или более. Если вы видите, что он светится, вам нужен лучший демпфер, такой как RC1 (верхняя диаграмма) или MOV (варистор), рассчитанный на ограничение напряжения ниже максимального, которое могут выдержать ваши компоненты.

Эксперименты с высоковольтной катушкой зажигания

Высокое напряжение Зажигание
Катушка Эксперименты

Введение

Так что же такое катушка зажигания ? Ан
Катушка зажигания представляет собой индукционную катушку, которая преобразует ток от автомобиля
аккумулятор (12 В) в высоковольтные искры, необходимые для свечей зажигания в
автомобильный двигатель. Катушка зажигания похожа на высоковольтный трансформатор.
как трансформатор, содержит две обмотки (первичную и вторичную)
обернутый вокруг стального/железного сердечника. В катушке зажигания используется стержневой сердечник,
вместо классической конструкции трансформатора, хотя я видел некоторые
катушки зажигания трансформаторной формы. Они все еще работают более или менее
так же. Все это помещено в какую-нибудь изоляцию вроде эпоксидной смолы или масла.
первичная катушка имеет несколько витков (подключена к аккумулятору 12 В), а
вторичная катушка имеет много витков (которые, конечно, имеют выход HV).

Катушка зажигания важна сама по себе.
необходимо сделать выход высокого напряжения (около 10 — 20 кВ) для
Свечи зажигания. В старых автомобилях ток аккумулятора периодически
прерывается прерывателем контактов в трамблере, так как двигатель
бежит. Однако в настоящее время используется твердотельная коммутация с использованием микросхем, поскольку они
они лучше и эффективнее. Так как же работает катушка зажигания?

Как я уже говорил, зажигание
катушка похожа на трансформатор и работает на электромагнитной индукции.
При подаче тока на первичную катушку возникает магнитное поле.
созданный. Однако при снятии этого тока магнитное поле
рухнет и это будет индуцировать ток на
вторичная катушка создает всплеск высокого напряжения. Это происходит много раз
второй создает по-видимому непрерывную искру, которая
переходил на разрядники.

Цепь драйвера и
настройка

Итак, теперь вы знаете, что такое
катушка зажигания да, переходим к экспериментам. Катушка зажигания
является отличным генератором для высоких напряжений. Это также дешево (вы можете
либо получите их бесплатно, либо очень дешево у местного автомеханика) и
прочный (предназначен для длительного использования в автомобилях). Есть 2 типа, цилиндр
маслонаполненные (как у меня) или квадратные типа HEI. Оба будут работать
отлично. Нам нужен нарастающий и спадающий электрический ток через
первичный, чтобы отключить HV от вторичного, так что давайте посмотрим, как я это сделал. На
слева вы можете увидеть самые простые настройки.

Его очень легко сделать,
И ошибиться невозможно, так как их всего 3.
компоненты. Работает от сети
однако, и может быть чрезвычайно смертельным. Конденсатор может хранить справедливую
количество энергии, поэтому не забывайте разряжать его после использования. На
правильно, вы можете видеть мою простую настройку. Я добавил темный
фон для облегчения фотосъемки и искрового просмотра.
пластиковая штука сверху — моя попытка предотвратить дуга над
от ВН на землю. Очевидно, что выход значительно
выше, чем при работе от автомобильного аккумулятора (я использую сеть), поэтому
поэтому мне нужна лучшая изоляция. Я не получил высокое напряжение
номинальные кабели, поэтому мне просто придется подождать, прежде чем изолировать весь
вещь. Одним из вариантов было бы окунуть все это в масло, но это
немного грязно, поэтому я подожду, пока не получу подходящие материалы и
правильно все заизолировать. Вот схема моей цепи:

Легче не бывает
чем это. Но как это работает? Вот что происходит.
диммер содержит устройство, называемое симистор , которое представляет собой электронный
переключатель, который срабатывает синхронно с частотой сети. Ручка на диммере регулирует
время срабатывания триггера. Когда симистор срабатывает, он замыкает цепь
состоящий из первичной обмотки катушки зажигания, крышки и линии переменного тока.
(1) Колпачок разряжается в катушку зажигания, затем снова заряжается
от линии, через катушку зажигания, к противоположной полярности.
Как только крышка заряжена, ток через нее падает до нуля, что
приводит к отключению симистора. Когда симистор выключен, линейное напряжение
проходит через ноль и накапливается в противоположном направлении. Если у вас есть
установите ручку диммера правильно (около 50%), симистор срабатывает так же, как
линия достигает своего пика в противоположном направлении, поэтому катушка получает
хлопнул с полным линейным напряжением, плюс полное напряжение
заряженная шапка. На моей линии 240 В это что-то вроде 680 В. (Напряжение
полностью заряженной крышки составляет около 340 В, а пиковое напряжение
линия тоже около 340В. Катушка зажигания попадает под оба напряжения
последовательно: 680 В.) Вернитесь к пункту (1) и повторите 100 раз в секунду.
(Пожалуйста, напишите мне, если я сделал какие-либо
ошибки или ошибки
в этом расчете). У меня нет
оборудование для точного измерения тока или напряжения в данном
хотя время.

Необходимые детали

Создание этого
схема простая. Нам понадобится всего несколько компонентов. Вы можете получить
катушку зажигания из местной автомастерской. Просто попроси их об одном,
и скажите, что вам это нужно для проекта. Они могут дать вам один бесплатно или
по низкой цене. Конечно, не рассчитывайте получить новый. Это будет
быть использованным и быть готовым смыть смазку. Другой
альтернатива — купить новый, который не должен стоить намного дороже, чем
10 долларов, если только вы не получите действительно хороший.

Диммер совсем
прямо вперед — ваш местный рынок будет иметь его. Перейти к освещению
раздел и найти свет диммер. Чем выше рейтинг, тем лучше.
(500 Вт или выше должно быть достаточно)
не хотелось бы взорвать его и вернуться, чтобы купить еще один. Наконец,
конденсатор: вам нужен конденсатор переменного тока любой емкости от 0,1 мкФ
до 20 микрофарад (30 мкФ — это предел размера конденсатора. Я не
предлагаю вам попробовать больший ..), при любом напряжении от примерно
250-600 В (в зависимости от напряжения вашей сети). Все они работают, но
больше крышка, тем больше выходная мощность. Если крышка слишком большая,
катушка зажигания перегревается. Если корпус катушки становится слишком горячим, чтобы
удобно держать в руке, нужен конденсатор поменьше. Используя мой 440VAC
Конденсатор 3,5 мкФ, даже не греется при длительном использовании!
Последнее, что вам нужно, это провода и разъемы.

Надлежащая изоляция

При таких высоких напряжениях
изоляция важна. Существует несколько способов изоляции ВН, когда
высокое напряжение продолжает пробиваться от клеммы к земле. Иметь
достаточной изоляции, вы должны обратить внимание на пути утечки и
зазор . Зазор достаточно очевиден, это расстояние
материал между двумя проводниками, который предотвратит пробой
окружающий материал, вызывая некоторую проводимость (около 1,1 кВ
за мм). Ползучесть возникает из-за того, что дуги «отслеживают» вдоль поверхностей, чтобы достичь
их назначения. (например, от клеммы ВН к земле, дуга
следует за поверхностью верхней части катушки зажигания.) Способ обойти
это должно увеличить расстояние, которое должна пройти дуга. Если вы посмотрите на
Линии электропередачи ВН на опорах, видно, что изоляторы
ребристые на всем протяжении. Это для увеличения длины пути
дуга должна следовать, увеличивая напряжение пробоя. Один из способов
попробовать поместить кусок изолированного провода высокого напряжения в клемму высокого напряжения и
затем залейте клемму эпоксидной смолой. Другой способ — вырезать круг
из пластика, выступающего примерно на 3 см, установленного над зажиганием
катушка. Удерживая его на месте с помощью приличного размера ванной комнаты
силиконовый герметик по всему периметру (следим, чтобы не было зазоров)
предотвратит любое отслеживание вокруг. Очевидно, если немного силикона
отсутствует, он пройдет через оставленное отверстие. Электричество будет стремиться
пойти по самому простому пути.

Есть много других
различные схемы драйверов, такие как таймеры 555 или транзисторные схемы, но
Я уверен, что схема, которую я использую, лучше, проще и быстрее исправить.
вместе, и так мало что может пойти не так. (только 3 компонента..)
Кроме того, он не требует дорогостоящих блоков питания и
как правило, намного мощнее, чем входы 12 В. Теперь к моему
эксперименты.

Эксперименты с
дуги

Две разные картинки.
Давайте сначала посмотрим на тот, что слева. Это 1 дюйм горячий,
огненная дуга, созданная путем пропускания заряженного конденсатора 250 В 240 мкФ через
начальный. Конечно, это всего один разряд и не непрерывная дуга, но теперь мы знаем, что катушка по крайней мере работает. (проверено
катушка, прежде чем я купил другие компоненты для схемы)

После подключения к
моя сетевая цепь… (второе изображение) Это выдержка 1/2 секунды, поэтому
вы можете увидеть несколько дуг. Также обратите внимание на некоторые дуги, ползущие вдоль
поверхность катушки на землю (доказывает мою паршивую временную
изоляция не работает), а корона с другой точки. Много
Генерируются электромагнитные волны, и каждый раз, когда я включаю его,
Телевизионный дисплей начинал глючить… Напряжение, генерируемое в явном
очень высокая, возможно, свыше 30 кВ и более.

Горячая дуга извивается вокруг пластикового листа.

Новый
картинки!

Это новые фото
раньше не выпускался! Первое изображение показывает короткое воздействие дуги
дуги к бассейну с водой. Обратите внимание на цвета и рябь, вызванные
дуга. Второй — это 1-секундная экспозиция дуг, извивающихся вокруг.
пластиковый лист в бассейн с соленой водой. Нажмите, чтобы увеличить.

[Обновления от 11 ноября 2003 г.]

Больше энергии на катушку!

Вместо 3,5 мкФ
конденсатор, я увеличил его с помощью дешевого конденсатора 250 В переменного тока 8 мкФ. (В случае, если вы
интересно, белая штука это горячий клей)

Разница довольно
очевидный. Вместо тонких голубых дуг они превратились в огненно-горячие
яркие дуги. В дугах явно намного больше тока.

Сравните эту картинку
с тем, что выше (с голубоватыми дугами) и увидеть разницу.
Однако на этих уровнях катушка становится теплой на ощупь только после
пока. Конфигурация 3,5 мкФ позволяла катушке оставаться холодной даже при
запускать в течение длительного периода времени.

Я планирую использовать более высокий
емкостной конденсатор и посмотрим, что произойдет… люди загнали
катушка до 5000Вт!

Катушки зажигания
построены довольно хорошо, и они почти как уменьшенные версии
Pole-Pig-Transformers/Power Distribution Transformers и могут обрабатывать
довольно большое количество переоценок и злоупотреблений.

[Обновления
2 января 2005 г., воскресенье]

Более
обновления! Наконец-то я смог сделать то, что хотел. Как вы можете
видно на фотографиях выше, высоковольтный изолятор явно
недостаточно, и дуга высокого напряжения заканчивается. Это серьезно ограничивает мой максимум
длина дуги. Я купил провод на 40 кВ (как в обратноходовых
трансформаторы) некоторое время назад по 2 доллара за метр и я не успел
использовать его еще. Я тоже пошла и купила чайные свечи
вчера.

Посмотрите на схему на
левый. Сначала я припаял провод номиналом 40 кВ к выходу ВН. Затем
Я взял кусок ПВХ-трубы (синяя труба на схеме) и приклеил его.
верхней части клеммы ВН и загерметизировал нижнюю часть щедрым
количество горячего клея (светло-голубой). Затем трубку заливали расплавленным
свечной воск (желтый) и оставьте остывать. Я сделал это с двумя моими зажигания
катушки. Нормальное искрение возникает там, где синие дуги находятся в
диаграмма.

После завершения я
подключил одну катушку в драйвер, как указано выше (используя колпачок 3,5 мкФ), и я
получили потрясающие результаты! Однако в нижней части были дугообразные перегибы.
Труба ПВХ (обозначена зелеными линиями на схеме), если бы я вытащил
электроды слишком далеко друг от друга.. похоже, что напряжение слишком высокое! (который
хорошо 🙂 )

К
получить еще более высокое напряжение, можно подключить 2 катушки в
антипараллельно для удвоенного напряжения. Я подключил две катушки
встречно-параллельно (+ первой катушки соединен с — второй).
другая катушка и зажигание дуги между двумя выходами ВН.) и
результат был впечатляющим. Я пытался это сделать раньше, но дуга
проблемы ограничивали дуги максимум 6 см, прежде чем дуги стали слишком большими
серьезный. На этот раз мне удалось сделать непрерывную дугу длиной 10 см! Это в
не менее 100 кВ, но ограничено пробоем изоляции. Похоже, у меня есть
положить эти катушки в масло.

Фотографии слева
показывает мое достижение. На первом фото видно дугообразование на расстоянии 6-7см.
На втором фото показаны дуги 10см. Есть дуга, которая кажется
на фото не подключен. Я не уверен, что вызывает это, но если кто-нибудь
есть объяснение, не стесняйтесь обращаться ко мне, и я обновлю это.
Щелкните фотографии, чтобы увеличить.

В будущем я мог бы
получить две лучшие катушки и улучшить мою схему драйвера, чтобы добиться даже
большая длина искры. Я могу заключить все в прозрачный акрил
емкость и залейте в нее хорошее трансформаторное масло. Это остановит
искрение и проблемы с изоляцией раз и навсегда!

Другие эксперименты
с катушкой зажигания

Эксперимент с
«Плазменные шары»

После моих экспериментов
с плазменными шарами с обратноходовым приводом,
Я решил попробовать, подключив лампочку к выходу HV.
Он не будет работать как плазменный шар из-за низкой частоты, но я
ожидаемые впечатляющие результаты. Фотографии подтвердили мою правоту! Это
loneooceans должны увидеть картинку! (нажмите на миниатюры сейчас) Есть дуги
внутри и снаружи (поверхность) луковицы. Также обратите внимание на дуги
от земли (петля провода) к лампочке. В реале дуги гораздо более фиолетовые,
скорее всего из-за низкого давления азота в колбе. Видео
доступен для скачивания. (прокрутить вниз)

Эксперимент с
Лестница Иакова

Если
Вы задавались вопросом, может ли эта катушка зажигания привести в действие лестницу Джейкоба,
ответ да.

Слева вы видите
1-секундная экспозиция лестницы Иакова. Повышенная мощность I
получить от этой катушки позволяет мне построить гораздо больше и выше Джейкоба
лестница, чем обратная связь. На этом рисунке показаны дуги
начиная снизу и двигаясь вверх, гася и
начиная с самого низа, как в тех научно-фантастических фильмах
прошлое, только что мое меньше. Он издает громкий звук bzzzzz, когда
поднимается и после непродолжительного использования. Производство озона выше, а
провода нагреваются намного сильнее, чем лестница с обратным приводом.

Сравните с моим
обратноходовой привод один и вы
можно увидеть, насколько этот лучше 🙂 Просто посмотрите на эти дуги.. Если вы
посыпьте провода солью, в результате получится ярко-желтая дуга.
Он имеет пластиковое основание, на которое нарезаны и загнуты два канала для проводов.
форма «V». Одна сторона находится под высоким напряжением, а другая – заземлена.
На лестницу Иакова очень сильно влияет даже самый слабый ветер,
и нужно было принять меры предосторожности, чтобы убедиться, что ветер не унесет его
до достижения вершины «лестницы».

Видео!

Вот видео искр и
плазменный шар в действии!
(для просмотра видео, закодированных в
формат WMV)

Катушка зажигания в действии
и с прикрепленной лампочкой: зажигание.wmv
(799кб)

Обновления: 1-е
февраль 2004 г.