Все про високовольтних дротах
Призначення високовольтних проводів, загальні відомості
Основним завданням високовольтних проводів є передача електричних імпульсів від котушки запалювання на свічки. Тому вони повинні:
- витримувати високу напругу (до 40 000 В),
- передавати імпульси з невеликими втратами,
- забезпечувати мінімум перешкод для радіоелектронної апаратури,
- мати хорошу ізоляцію для запобігання витоків струму,
- зберігати свої властивості в широкому інтервалі температур - від мінус 30 ° С взимку до плюс 100 ° С і більше при роботі двигуна влітку.
Для передачі високовольтного імпульсу з мінімальними втратами бажано зменшити електричний опір проводу. Тому багато років тому з успіхом використовувалися дроти з мідної струмопровідної жилою.
Але з початком широкого поширення радіоелектронних пристроїв (радіоприймачів, телевізорів, електронних бортових систем в самому автомобілі і т.д.) став проявлятися їх основний недолік - випромінювання великої кількості електромагнітних завад.
Для їх зниження в високовольтної ланцюга системи запалювання використовують додаткове електричне опір.
Помехоподавительного резистор може бути вбудований в ротор розподільника (бігунок), свічку або її ковпачок в різних поєднаннях. Крім того, опором володіє вугільний електрод в кришці розподільника.
В даний час ефективним і найбільш поширеним способом зниження перешкод є використання високовольтних проводів з розподіленим опором.
Пристрій високовольтних проводів запалювання
Сучасні дроти складаються з струмопровідної жили, ізоляції (захисного шару), металевих контактів і ковпачків (рис. 1).
Струмопровідна жила (рис. 2) буває декількох типів:
* Мідна багатожильний з опором 0,02 Ом / м (Ом на метр довжини проводу). З такими проводами необхідні додаткові помехоподавительного резистори,
* Неметалічна з металевою "обвивка" - розподілене опір до 2 кОм / м. Центральну частину сердечника виготовляють зі скловолокна, просоченого графітом, льняної нитки або кевлара3. Часто буває покрита шаром ферропласта4, який за рахунок своїх властивостей також перешкоджає поширенню перешкод. Поверх навивается тонкий металевий дріт. Потрібні, як правило, додаткові помехоподавительного резистори,
* Неметалічна з високим розподіленим опором. Провід з такою житлової встановлюють без резисторів.
Жила такого типу може бути виготовлена з різних матеріалів, наприклад часто зустрічаються варіанти виконання з:
* Бавовняної пряжі, просоченої сажі розчином. Іноді зверху її підсилюють бавовняної або капроновою оплеткой. Опір 15-40 кОм / м,
* Полімерної "жили" з опором 12-15 кОм / м. Всередині неї може бути пропущена упрочняющая нитка,
* Скловолоконних ниток з графітової обсипанням.
Ізоляція - одношарове чи багатошарове захисне діелектричне покриття струмопровідної жили (рис. 3). Придназначена для:
* Запобігання витоків електричного струму,
* Запобігання жили від впливу вологи, паливно-мастильних матеріалів, шкідливих парів і високих температур в моторному відсіку, а також механічних пошкоджень.
Виконується з різних видів пластмас (наприклад, поліхлорвінілу), силікону, гуми в різних поєднаннях. Іноді механічну міцність ізоляції збільшують за рахунок тканинної, бавовняної, капронової, стеклотканевой або полімерної обплетення.
Металеві контакти (наконечники) забезпечують електричне з'єднання струмопровідної жили з відповідними контактами (гніздами, високовольтними висновками) свічки і котушки запалювання або кришкою розподільника. Основні вимоги:
* Надійний контакт з струмопровідної житлової дроти. Досягається обтиском або паянням (з мідним сердечником),
* Міцність кріплення на дроті. Досягається щільним обтиском і іноді додатково "зубцями" і спеціальної опуклістю (рис. 4),
* Надійне з'єднання з висновками свічки і котушки запалювання або кришки розподільника. Для цього контакт проводу може мати виступ, пелюстка або спеціальну пружину,
* Достатня корозійна стійкість для збереження надійного контакту в процесі експлуатації. Досягається використанням кольорових металів або покриття, що захищає від зовнішніх впливів.
Контакти, з якими з'єднується високовольтний провід, бувають декількох типів. Використовувані найбільш часто показані на рис. 5, причому на різних кінцях дроти вони можуть відрізнятися.
Ковпачки захищають місця з'єднань контактів дроти з відповідними висновками котушки, розподільника і свічок запалювання від агресивних впливів зовнішнього середовища і запобігають витік електричного струму. Основні вимоги до них:
* Максимально щільне з'єднання з деталями системи запалювання, щоб пил і волога не проникали до контактів. Іноді після тривалої експлуатації зняти ковпачки вдається тільки за допомогою спеціального інструменту,
* Стійкість до впливу високих і низьких температур, а також до їх різкого перепаду.
Ковпачки мають різну форму, виготовляються з гуми, силікону, пластмаси або ебоніту. В деякі з них вбудовують додатковий помехоподавительного резистор (рис. 6) або металевий екран для зменшення перешкод.
Несправності високовольтних проводів запалювання
Основні несправності проводів - розрив електричного кола і витік струму.
Розрив електричного кола відбувається найчастіше в місці з'єднання металевого контакту дроту з струмопровідної житлової та іншими деталями системи запалювання, наприклад при:
* Поганому з'єднанні з висновками відповідних елементів системи запалювання,
* Окисленні або руйнуванні жили.
У місцях порушення з'єднання відбувається іскріння і нагрів, що ще більше погіршує ситуацію і може призвести до вигоряння металевих контактів або жили.
Витік електроенергії відбувається через забруднені дроти, свічки, кришку розподільника і котушку запалювання, а також при пошкодженні ізоляції і ковпачків дроти, тому їх діелектричні властивості в процесі експлуатації погіршуються.
При низьких температурах високовольтні дроти стають більш жорсткими, збільшується ймовірність пошкодження їх ізоляції і ковпачків. Крім того, через постійну вібрацію, що супроводжує роботу двигуна, розхитуються місця з'єднань, що може привести до погіршення контакту, наприклад в кришці розподільника. Від підвищеної температури більше за інших страждають свічкові ковпачки, так як вони знаходяться найближче до нагрітих деталей двигуна і до того ж часто виходять з ладу при знятті.
Згодом всі елементи системи запалювання неминуче покриваються шаром пилу і бруду, вологою і парами паливно-мастильних матеріалів, які є провідниками струму і значно збільшують витоку, особливо у вологу погоду і при пошкодженнях ізоляції. Крім того, від потрапили вологи і бруду відбувається подальше збільшення мікротріщин.
Рекомендації по вибору високовольтних проводів запалювання ВАЗ
При виборі високовольтних проводів бажано орієнтуватися на рекомендації як їх виробників, так і виробників двигуна.
Якщо система запалювання дає високовольтний імпульс з невеликою енергією, наприклад у автомобілів з контактною системою запалення (більшість задньопривідних ВАЗів), то ставити дроти з високим розподіленим опором не варто. Це знизить потужність іскри і, при несприятливих умовах, можливі пропуски займання горючої суміші (наприклад, при зимовому пуску холодного двигуна).
Опір проводу можна виміряти за допомогою тестера. Однак для проводів з обвивка струмопровідної жили цей спосіб не коректний, тому що при роботі на двигуні величина їх опору змінюється. Це обумовлено їх конструктивними особливостями.
Рівень перешкод, створюваних як електроустаткуванням автомобіля в цілому, так і високовольтними дротами, можна оцінити за допомогою встановленого в ньому приймача (автомагнітоли). Порядок робіт при подібній перевірці дан на схемі.
Вибираючи дроти за матеріалом ізоляції, слід враховувати напругу в системі запалювання конкретного автомобіля. При максимальних його значеннях, які можуть бути вказані в керівництві по ремонту, ізоляція не повинна допускати пробою. Переважно дроти з ізоляцією і ковпачками, матеріал яких не стає жорстким і ламким на морозі і витримує високу температуру в моторному відсіку, наприклад з силікону. Крім того, він менше змочується водою, а значить, знижується ймовірність електричного пробою. Силікон на дотик восковитость, і дроти з нього допускають сильні перегини.
В процесі експлуатації автомобіля насамперед необхідно утримувати дроти чистими і сухими. Для цього можна, наприклад, періодично протирати бензином зняті з автомобіля кришку розподільника, котушки запалювання, ізолятори свічок і самі дроти з ковпачками.
Часто вдається визначити пробою ізоляції при роботі двигуна на слух (чути клацання) або візуально. Якщо відкрити моторний відсік в темний час доби, то місце витоку струму буде видно по проскакує іскра. У темряві іноді помітно світіння (сяйво) навколо приладів системи запалювання через вологість і іонізації повітря, наприклад перед грозою, або при великих витоках струму.
Обрив дроту в обвивка неметалевої струмопровідної жили (рис. 2, б) може не проявлятися на холостих обертах коленвала і при невисоких навантаженнях, в той час як на підвищених - двигун буде "троить", якщо пошкоджений провід, що йде до свічки, або глухнути, якщо несправний центральний.
Хороший контакт в наконечниках запобігає втраті енергії імпульсу, що передається до свічок. Тому бажано періодично перевіряти, чи добре вставлені наконечники в гнізда відповідних елементів системи запалювання.
Для запобігання пошкоджень проводу його рекомендується знімати, починаючи з ковпачка, а не висмикуючи за ізоляцію.
Герметичність ковпачків в місцях з'єднання проводів зменшує окислення наконечників і подальше погіршення контакту. Тому важливо до кінця надягати ковпачки, а при виникненні на них тріщин - замінювати.
Перешкоди утворюються через імпульсів напруги великої частоти в системі запалювання. Для вітчизняних автомобілів їх величини наступні: ротор - до 8 кОм, свічка - 4-10 кОм, ковпачок свічки - 4-13 кОм, центральний електрод - 8-14 кОм. Гнучкий штучний матеріал, що володіє високою міцністю. 20% полівінілхлоридного пластикату ПДФ і 80% ферритового або марганець-нікелевого і нікель-цинкового порошку. Порівняти енергію іскри з тими чи іншими проводами можна, приєднавши розрядник замість свічок на автомобілі і провернув коленвал двигуна стартером. При цьому бажано, а на автомобілях з каталітичним нейтралізатором відпрацьованих газів - обов'язково, відключити подачу палива. Велике загальний опір у вторинному ланцюзі зробить іскру більш блідою і тонкої. Розрядник являє собою два електроди в ізолюючому корпусі, відстань між кінцями яких 7 мм. Імітувати розрядник можна, надійно закріпивши наконечник високовольтного проводу на цій відстані від металевої деталі двигуна.
До проводам високовольтної напруги багато автолюбителів відносяться як до другорядної деталі, та й в спеціалізованих виданнях їм мало уваги приділяється. А більшість продавців в торгових точках нічого путнього не можуть сказати, радять що купувати, грунтуючись на особистих симпатіях, та власну вигоду. І то справа - прокинути дроти між котушкою запалювання і свічками, ток проводять. Провід, вони на те й проведення, щоб струм проводити. Яка може бути між ними суттєва різниця, що впливає на роботу автомобіля? Але не все так просто.
Проводити і захищати
Основним покликанням високовольтних проводів є надійна передача електричних імпульсів високої напруги від котушки запалювання до свічок. Залежно від системи запалювання напруга, що генерується може становити від 25 кВ, до 50 кВ. І, здавалося б, чим менше електричний опір, тим менше буде втрат енергії, тим краще буде працювати система запалювання. Однак, існує зворотний бік близького до нуля електричного опору - високий рівень електромагнітних завад, убивчо впливає на роботу, напханого електронікою сучасного автомобіля. Тому, девіз якісних високовольтних проводів звучить майже як у американської поліції: «Проводити і захищати». Функції захисту зводяться не тільки до придушення перешкод, але і запобігання інших несприятливих явищ. По-перше, самі дроти повинні бути стійкими до агресивного середовища під капотом авто, витримувати різний температурний режим (від -60 ° С до +240 ° С) і не втрачати своїх струмопровідних якостей. По-друге, проста на вигляд конструкція високовольтних проводів, повинна запобігати витоку струму аж до контакту з наконечниками свічок. Неякісні або несправні дроти здатні вивести з ладу деякі пристрої автомобіля, наприклад електронну систему, а також ускладнити роботу двигуна іншими неприємностями. Витік струму або підвищений опір призводять до зменшення сили імпульсу і як наслідок, або до уповільнення запалювання, або до «трійнят» і «завмирання» двигуна на підвищених обертах, або взагалі до відсутності іскри, особливо якщо свічки мають навіть невелике забруднення. В результаті падає динаміка, зростає витрата палива (на 4-7%) і токсичність вихлопу.
Ціна або ресурс?
Пробиває там, де рветься ...
Щоб не промахнутися при виборі високовольтних проводів варто врахувати кілька рекомендацій. По-перше, слід звернути увагу на інформацію, зазначену як на упаковці, так і на самих проводах: виробник, застосовність і т.п. Дуже часто «ліві» виробники помиляються в написанні слова «силікон» по-англійськи. Правильний варіант «silicone». Це настільки часта помилка, що навіть одне з найвідоміших українських автовидань в великому матеріалі вказало «silicon», що російською означає «кремній». По-друге, зверніть увагу на ковпачки проводів. Вони повинні забезпечувати герметичність з'єднання і захищати контактні наконечники. Якісні ковпачки виробляються з гуми на основі силіконового каучуку. Товщина стінок повинна бути не менше 3 мм. Саме в місцях з'єднання контакту з струмопровідної жили і іншими деталями системи запалювання найчастіше і відбувається порушення електричної мережі. Відбувається це, як правило, або при знятті проводів (нерідко смикають прямо за дроти) або поганому з'єднанні з висновками відповідних елементів системи запалювання внаслідок окислення, нещільної посадки і т.п. По-третє, слід звернути увагу на якість самого кабелю високовольтних проводів. Кращі - робляться з силікону, перевірити їх надійність можна простими способами. Піднести кабель у відкрите полум'я - якісна ізоляція не повинна легко оплавлятися або займатися. Міцно скрутіть кабель. Ознаки зміщення, ковзання між оболонкою і житлової, а також хрест вказують на погану якість механічного зчеплення між оболонкою і ізолятором. Також спробуйте поздовжньо зрушити ізоляційний шар. Кабель повинен бути практично монолітом, в іншому випадку при монтажі і знятті дроти можливе порушення захисту.
загальні відомості про генераторах імпульсу