Катушки — часть системы «Система зажигания». У дизеля нет искрового зажигания: топливо воспламеняется в горячем сжатом воздухе. Свечи накаливания помогают холодному запуску дизеля и не являются свечами зажигания.
Момент
Блок управления определяет положение коленвала.
Искра
Катушка создаёт напряжение для искры на свече.
Горение
Пламя распространяется по смеси, давление растёт.
Катушка зажигания в модели «Система зажигания»
Индивидуальная катушка на каждой свече. Первичная обмотка (около 150 витков) накапливает энергию за 2,5 мс при токе 7 А; при разрыве тока вторичная (около 15 000 витков) выдаёт до 35 кВ.
Признаки неисправности
Пропуски зажигания в одном цилиндре, двигатель троит, мигает индикатор неисправности; трещины на корпусе и следы пробоя на наконечнике.
Неисправности, связанные с деталью
Пробой катушки 2-го цилиндра. Признаки: двигатель трясётся на холостом, тянет слабо, индикатор мигает. В памяти ошибка пропусков во 2-м цилиндре. Что происходит внутри: изоляция вторичной обмотки треснула: высокое напряжение уходит на массу внутри катушки, и в цилиндре нет искры. Несгоревшая смесь уходит в выпуск и перегревает катализатор. Что проверить: переставить катушку на другой цилиндр: если пропуск переехал — виновата катушка. Осмотреть резиновый наконечник на следы пробоя.
Как появляется искра в нужный момент
Считать градусы. Датчик коленвала даёт импульс каждые 6°, пропуск двух зубьев — метка ВМТ 1-го и 4-го цилиндров. Так блок знает положение поршней с точностью до градуса, а какой из двух цилиндров на сжатии, узнаёт по датчику распредвала.
Накопить энергию. Ток в первичной обмотке растёт до 6–8 А за 2–3 мс. Энергия хранится в магнитном поле железного сердечника.
Разорвать ток. Транзистор в катушке разрывает цепь, поле исчезает, во вторичной обмотке появляется до 35 кВ. Как только напряжения хватает на пробой зазора, проскакивает искра.
Выбрать угол. Смесь горит около 2 мс. Чтобы давление было максимальным сразу после верхней точки, искру дают раньше: от 5° на холостом до 35° на высоких оборотах.
Упрощения модели
Камера сгорания и поршень упрощены. Клапаны открываются по условным фазам четырёхтактного цикла (впускной — на впуске, выпускной — на выпуске, у верхней точки выпуска оба чуть приоткрыты), но распредвалы, пружины и привод клапанов не показаны.
Датчик распредвала не показан: по нему блок различает, какой из цилиндров 1 и 4 на сжатии, и даёт искру отдельной катушкой в свой цилиндр. Без такого датчика катушки работают парами и искра проскакивает и в цилиндре на выпуске («холостая искра»).
Картинка замедлена в десятки раз; время накопления и искры показано в градусах для реальных оборотов.
Карта углов опережения условная: в реальном двигателе она зависит ещё от температуры, состава смеси и топлива.
Нужное для пробоя напряжение посчитано по упрощённой формуле от зазора и нагрузки.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.