Строение высоковольтных проводов авто
Виды автомобильных высоковольтных проводов
При выборе автомобильных высоковольтных проводов зажигания рекомендуем принимать в расчет материал изоляции и тип токопроводящей жилы.
Тип токопроводящей жилы
В зависимости от типа токопроводящей жилы высоковольтные провода делятся на три группы:
Кабели с медным проводником. Этот вид автомобильных высоковольтных проводов зажигания является традиционным и наиболее простым по устройству. Представляет собой несущий проводник из многожильного медного провода (2), покрытый слоем изоляции (1).
Сопротивление такого провода – минимальное, порядка 0,2 Ом/м, а уровень создаваемых им во время работы помех – значительный. По этой причине провода с медным проводником обязательно комплектуются помехоподавляющими резисторами.
vybrat-vysokovoltnyje-provoda02В) Провода с неметаллической токопроводящей жилой с низким распределенным сопротивлением состоят из сердечника (3), изготовленного из льняной нити, кевлара или стекловолокна, пропитанного графитом. Сердечник заключен в защитную оболочку (4) из металлонаполненной электропроводящей пластмассы (ферропласта), поверх которой нанесена обвивка (5) из металлической проволоки.
Из-за того, что провода такого типа имеют невысокое распределенное сопротивление около 2 кОм/м, они нуждаются в установке помехоподавляющих устройств.
vybrat-vysokovoltnyje-provoda03С) Провода с неметаллическим токопроводящим сердечником с высоким (до 40 кОм/м) распределенным сопротивлением не нуждаются в установке резисторов.
Их токопроводящую жилу (6) изготавливают из полимеров, пропитанной сажевым раствором хлопчатобумажной пряжи или стекловолоконных нитей с графитовой обсыпкой. В большинстве случаев токопроводящий сердечник заключают в упрочняющую неметаллическую оплетку, которую покрывают слоем изоляции (1).
Изоляция автомобильных высоковольтных проводов зажигания может быть как однослойной, так и многослойной.
Выбирая высоковольтные провода, рекомендуем отдавать предпочтение моделям с большим диаметром сечения сердечника на основе токопроводящего силикона. Они не нуждаются в установке дополнительных помехоподавляющих резисторов, а их показатели прохождения тока при высоком распределенном сопротивлении – наилучшие.
Удачного вам выбора! Пусть система зажигания вашего автомобиля работает ровно, стабильно и безотказно!
Все о высоковольтных проводах.
Назначение высоковольтных проводов, общие сведения
Основной задачей высоковольтных проводов является передача электрических импульсов от катушки зажигания на свечи.Поэтому они должны:
Для передачи высоковольтного импульса с минимальными потерями желательно уменьшить электрическое сопротивление провода. Поэтому много лет назад с успехом использовались провода с медной токопроводящей жилой. Но с началом широкого распространения радиоэлектронных устройств (радиоприемников, телевизоров, электронных бортовых систем в самом автомобиле и т.д.) стал проявляться их основной недостаток — излучение большого количества электромагнитных помех.
Для их снижения в высоковольтной цепи системы зажигания используют дополнительное электрическое сопротивление.
Помехоподавительный резистор может быть встроен в ротор распределителя (бегунок), свечу или ее колпачок в различных сочетаниях. Кроме того, сопротивлением обладает угольный электрод в крышке распределителя.
В настоящее время эффективным и наиболее распространенным способом снижения помех является использование высоковольтных проводов с распределенным сопротивлением.
Устройство высоковольтных проводов зажигания
Современные провода состоят из токопроводящей жилы, изоляции (защитного слоя), металлических контактов и колпачков (рис. 1).
Токопроводящая жила (рис. 2) бывает нескольких типов:
* медная многожильная с сопротивлением 0,02 Ом/м (Ом на метр длины провода). С такими проводами необходимы дополнительные помехоподавительные резисторы;
* неметаллическая с металлической «обвивкой» — распределенное сопротивление до 2 кОм/м. Центральную часть сердечника изготавливают из стекловолокна, пропитанного графитом, льняной нити или кевлара3. Часто бывает покрыта слоем ферропласта4, который за счет своих свойств также препятствует распространению помех. Поверх навивается тонкая металлическая проволока. Требуются, как правило, дополнительные помехоподавительные резисторы;
* неметаллическая с высоким распределенным сопротивлением. Провода с такой жилой устанавливают без резисторов.
Жила такого типа может быть изготовлена из различных материалов, например часто встречаются варианты исполнения из:
* хлопчатобумажной пряжи, пропитанной сажевым раствором. Иногда сверху ее усиливают хлопчатобумажной или капроновой оплеткой. Сопротивление 15—40 кОм/м;
* полимерной «жилы» с сопротивлением 12—15 кОм/м. Внутри нее может быть пропущена упрочняющая нить;
* стекловолоконных нитей с графитовой обсыпкой.
Изоляция — однослойное или многослойное защитное диэлектрическое покрытие токопроводящей жилы (рис. 3). Предназначена для:
* предотвращения утечек электрического тока;
* предохранения жилы от воздействия влаги, горюче-смазочных материалов, вредных паров и высоких температур в моторном отсеке, а также механических повреждений.
Выполняется из различных видов пластмасс (например, полихлорвинила), силикона, резины в различных сочетаниях. Иногда механическую прочность изоляции увеличивают за счет тканевой, хлопчатобумажной, капроновой, стеклотканевой или полимерной оплетки.
Металлические контакты (наконечники) обеспечивают электрическое соединение токопроводящей жилы с соответствующими контактами (гнездами, высоковольтными выводами) свечи и катушки зажигания или крышкой распределителя. Основные требования:
* надежный контакт с токопроводящей жилой провода. Достигается обжимом или пайкой (с медным сердечником);
* прочность крепления на проводе. Достигается плотным обжимом и иногда дополнительно «зубцами» и специальной выпуклостью (рис. 4);
* надежное соединение с выводами свечи и катушки зажигания или крышки распределителя. Для этого контакт провода может иметь выступ, лепесток или специальную пружину;
* достаточная коррозионная устойчивость для сохранения надежного контакта в процессе эксплуатации. Достигается использованием цветных металлов или покрытия, защищающего от внешних воздействий.
Контакты, с которыми соединяется высоковольтный провод, бывают нескольких типов. Используемые наиболее часто показаны на рис. 5, причем на разных концах провода они могут различаться.
Колпачки защищают места соединений контактов провода с соответствующими выводами катушки, распределителя и свечей зажигания от агрессивных воздействий внешней среды и предотвращают утечку электрического тока. Основные требования к ним:
* максимально плотное соединение с деталями системы зажигания, чтобы пыль и влага не проникали к контактам. Иногда после длительной эксплуатации снять колпачки удается только при помощи специального инструмента;
* устойчивость к воздействию высоких и низких температур, а также к их резкому перепаду.
Колпачки имеют различную форму, изготавливаются из резины, силикона, пластмассы или эбонита. В некоторые из них встраивают дополнительный помехоподавительный резистор (рис. 6) или металлический экран для уменьшения помех.
Неисправности высоковольтных проводов зажигания
Основные неисправности проводов — разрыв электрической цепи и утечка тока.
Разрыв электрической цепи происходит чаще всего в месте соединения металлического контакта провода с токопроводящей жилой и другими деталями системы зажигания, например при:
* плохом соединении с выводами соответствующих элементов системы зажигания;
* окислении или разрушении жилы.
В местах нарушения соединения происходит искрение и нагрев, что еще больше ухудшает ситуацию и может привести к выгоранию металлических контактов или жилы.
Утечка электроэнергии происходит через загрязненные провода, свечи, крышку распределителя и катушку зажигания, а также при повреждении изоляции и колпачков провода, поэтому их диэлектрические свойства в процессе эксплуатации ухудшаются.
При низких температурах высоковольтные провода становятся более жесткими, увеличивается вероятность повреждения их изоляции и колпачков. Кроме того, из-за постоянной вибрации, сопровождающей работу двигателя, расшатываются места соединений, что может привести к ухудшению контакта, например в крышке распределителя. От повышенной температуры больше других страдают свечные колпачки, так как они находятся ближе всего к нагретым деталям двигателя и к тому же часто выходят из строя при снятии.
Со временем все элементы системы зажигания неизбежно покрываются слоем пыли и грязи, влагой и парами горюче-смазочных материалов, которые являются проводниками тока и значительно увеличивают утечки, особенно во влажную погоду и при повреждениях изоляции. Кроме того, от попавших влаги и грязи происходит дальнейшее увеличение микротрещин.
Рекомендации по выбору высоковольтных проводов зажигания ВАЗ
При выборе высоковольтных проводов желательно ориентироваться на рекомендации как их изготовителей, так и производителей двигателя.
При покупке полезно внимательно изучить упаковку. Желательно, чтобы на ней на русском языке были указаны модели автомобилей или двигателей, для установки на которые предназначены эти провода. Отсутствие указания завода-изготовителя проводов и его «координат» — достаточное условие для отказа от покупки. Также не стоит приобретать провода, на упаковке которых встречаются орфографические ошибки, чаще всего в слове silicon. Следует учитывать, что на высоковольтные автомобильные провода есть только международный стандарт ISO 3808, а отечественных не существует, поэтому наличие и содержание надписей на них определяет сам производитель.
Если система зажигания дает высоковольтный импульс с небольшой энергией, например у автомобилей с контактной системой зажигания (большинство заднеприводных ВАЗов), то ставить провода с высоким распределенным сопротивлением не стоит. Это снизит мощность искры и, при неблагоприятных условиях, возможны пропуски воспламенения горючей смеси (например, при зимнем пуске холодного двигателя).
Сопротивление провода можно измерить с помощью тестера. Однако для проводов с обвивкой токопроводящей жилы этот способ не корректен, так как при работе на двигателе величина их сопротивления меняется. Это обусловлено их конструктивными особенностями.
Уровень помех, создаваемых как электрооборудованием автомобиля в целом, так и высоковольтными проводами, можно оценить с помощью установленного в нем приемника (автомагнитолы). Порядок работ при подобной проверке дан на схеме.
Выбирая провода по материалу изоляции, следует учитывать напряжение в системе зажигания конкретного автомобиля. При максимальных его значениях, которые могут быть указаны в руководстве по ремонту, изоляция не должна допускать пробоя. Предпочтительнее провода с изоляцией и колпачками, материал которых не становится жестким и ломким на морозе и выдерживает высокую температуру в моторном отсеке, например из силикона. Кроме того, он меньше смачивается водой, а значит, снижается вероятность электрического пробоя. Силикон на ощупь восковитый, и провода из него допускают сильные перегибы.
В процессе эксплуатации автомобиля прежде всего необходимо содержать провода чистыми и сухими. Для этого можно, например, периодически протирать бензином снятые с автомобиля крышку распределителя, катушки зажигания, изоляторы свечей и сами провода с колпачками.
Часто удается определить пробой изоляции при работе двигателя на слух (слышны щелчки) или визуально. Если открыть моторный отсек в темное время суток, то место утечки тока будет видно по проскакивающей искре. В темноте иногда заметно свечение (сияние) вокруг приборов системы зажигания из-за влажности и ионизации воздуха, например перед грозой, или при больших утечках тока.
Обрыв проволоки в обвивке неметаллической токопроводящей жилы (рис. 2, б) может не проявляться на холостых оборотах коленвала и при невысоких нагрузках, в то время как на повышенных — двигатель будет «троить», если поврежден провод, идущий к свече, или глохнуть, если неисправен центральный.
Хороший контакт в наконечниках предотвращает потерю энергии импульса, передаваемой к свечам. Поэтому желательно периодически проверять, хорошо ли вставлены наконечники в гнезда соответствующих элементов системы зажигания.
Для предотвращения повреждений провода его рекомендуется снимать, начиная с колпачка, а не выдергивая за изоляцию.
Герметичность колпачков в местах соединения проводов уменьшает окисление наконечников и последующее ухудшение контакта. Поэтому важно до конца надевать колпачки, а при возникновении на них трещин — заменять.
Помехи образуются из-за импульсов напряжения большой частоты в системе зажигания. Для отечественных автомобилей их величины следующие: ротор – до 8 кОм, свеча – 4–10 кОм, колпачок свечи – 4–13 кОм, центральный электрод – 8–14 кОм. Гибкий искусственный материал, обладающий высокой прочностью. 20% поливинилхлоридного пластиката ПДФ и 80% ферритового или марганец-никелевого и никель-цинкового порошка. Сравнить энергию искры с теми или иными проводами можно, подсоединив разрядник вместо свечей на автомобиле и провернув коленвал двигателя стартером. При этом желательно, а на автомобилях с каталитическим нейтрализатором отработанных газов – обязательно, отключить подачу топлива. Большое общее сопротивление во вторичной цепи сделает искру более бледной и тонкой. Разрядник представляет собой два электрода в изолирующем корпусе, расстояние между концами которых 7 мм. Имитировать разрядник можно, надежно закрепив наконечник высоковольтного провода на этом расстоянии от металлической детали двигателя.
К проводам высоковольтного напряжения многие автолюбители относятся как к второстепенной детали, да и в специализированных изданиях им мало внимания уделяется. А большинство продавцов в торговых точках ничего толкового не могут сказать, советуют что приобретать, основываясь на личных симпатиях, да собственной выгоде. И то дело – прокинуты провода между катушкой зажигания и свечами, ток проводят. Провода, они на то и провода, чтобы ток проводить. Какая может быть между ними существенная разница, влияющая на работу автомобиля? Но не все так просто.
Проводить и защищать
Цена или ресурс?
Высоковольтные провода состоят из токопроводящей жилы, изоляции (защитного слоя), металлических контактов и колпачков. Дополнительным элементом являются гребенки, которые собирают провода в жгут. Если подразделять по применяемым материалам и технологии производства, то все высоковольтные провода можно условно отнести к трем категориям.
Все три категории по своим характеристикам полностью отвечают техническим требованиям и отличаются двумя факторами: ценой и ресурсом. Например, силиконовые провода, выпускаемые концерном «Цитрон» (Ставропольский край) способны прослужить не менее 160 000 тысяч километров без ограничения срока эксплуатации. В то же время несиликоновые – 30.000-50.000 километров или же 2-3 года эксплуатации в суровых российских условиях. При этом более технологичные силиконовые провода стоят в 3-4 раза дороже своих собратьев. Так что выбор сегодняшнего покупателя стоит между ценой и ресурсом.
Высоковольтные провода завтрашнего дня отличаются новейшими материалами, которые повышают устойчивость к агрессивной среде, обладают лучшими изоляционными и экологическими характеристиками. К примеру, американская корпорация «Delphi Packard Electric Systems» предлагает мировому автопрому кабель на основе технологии PPO, который более долговечен и сопротивление трению в 4 раза выше по сравнению с аналогами. И в то же время позволяет на 25% снизить массу изделия. Проводами из этого кабеля планируется оснащать с 2007 года Мерседесы С-класса. Стоит отметить, что именно «Delphi Packard» является мировым лидером по производству кабельной продукции из силикона. Из ее материалов сделаны высоковольтные провода большинства американских автомобилей. Одним из первых в России материалы «Delphi Packard» в производстве проводов начал использовать концерн «Цитрон» и обеспечил себе достойное место на рынке.
Пробивает там, где рвется…
Чтобы не промахнуться при выборе высоковольтных проводов стоит учесть несколько рекомендаций. Во-первых, следует обратить внимание на информацию, указанную как на упаковке, так и на самих проводах: производитель, применяемость и т.п.. Очень часто «левые» производители ошибаются в написании слова «силикон» по-английски. Правильный вариант «silicone». Это настолько частая ошибка, что даже одно из самых известных российских автоизданий в большом материале указало «silicon», что на русском обозначает «кремний». Во-вторых, обратите внимание на колпачки проводов. Они должны обеспечивать герметичность соединения и защищать контактные наконечники. Качественные колпачки производятся из резины на основе силиконового каучука. Толщина стенок должна быть не менее 3 мм. Именно в местах соединения контакта с токопроводящей жилы и другими деталями системы зажигания чаще всего и происходит нарушение электрической сети. Происходит это, как правило, либо при снятии проводов (нередко дергают прямо за провода) или плохом соединении с выводами соответствующих элементов системы зажигания вследствие окисления, неплотной посадки и т.п. В-третьих, следует обратить внимание на качество самого кабеля высоковольтных проводов. Лучшие – делаются из силикона, проверить их надежность можно простыми способами. Поднести кабель в открытое пламя – качественная изоляция не должна легко оплавляться или воспламеняться. Крепко скрутите кабель. Признаки смещения, скольжения между оболочкой и жилой, а также хруст указывают на плохое качество механического сцепления между оболочкой и изолятором. Также попытайтесь продольно сдвинуть изоляционный слой. Кабель должен быть практически монолитом, в противном случае при монтаже и снятии провода возможно нарушение защиты.
Строение высоковольтных проводов авто
Одна из важнейших деталей современных систем зажигания — высоковольтные провода. Именно они отвечают за подведение электрического импульса от катушки зажигания к свечам. Данная статья посвящена особенностям строения данной компоненты, ее важнейшим характеристикам и возможным причинам выхода из строя.
Сразу стоит отметить, что высоковольтные провода должны не просто подводить ток к катушке зажигания, но делать это безупречно. В противном случае негативное влияние на работу двигателя можно будет заметить без всяких диагностических установок. Отсюда следует, что данное изделие должно:
Проблемой реализации этих требований является их некоторая противоречивость. Например, для минимизации потерь электроэнергии необходимо уменьшить сопротивление, однако в этом случае экспоненциально нарастают электромагнитные помехи, негативно сказывающиеся практически на всех узлах современного автомобиля ввиду повсеместного присутствия электроники. В этом свете весьма примечательно, что экспериментальные варианты с усиленной в плане защиты от помех изоляцией на сегодняшний день не используются из-за весьма ощутимого возрастания цены.
Устройство высоковольтного провода системы зажигания
Конструкция высоковольтного провода проста в своей гениальности. Основными элементами являются токопроводящая жила и металлические контакты, которые защищаются соответственно полимерной изоляцией и пластиковыми колпачками.
Высоковольтный автомобильный кабель:
Основной вариативной составляющей является тип токопроводящей жилы. Они бывают следующих видов:
— компоновка из нескольких медных жил. Это традиционное решение обладает минимальным сопротивлением (≈0,02 Ом/м), однако уровень создаваемых помех обуславливает необходимость установки дополнительных средств их подавления.
— неметаллическая жила с высоким сопротивлением. В отличие от предыдущего случая здесь создается низкий уровень электромагнитных помех ввиду более высокого сопротивления. Эта величина напрямую зависит от используемого материала: хлопчатобумажная пряжа, пропитанная угольным раствором — 15. 45 кОм, стекловолокно с графитовым покрытием — 10. 20 кОм, различные полимерные материалы — 5. 50 кОм.
— неметаллическая жила с металлическим обрамлением. Распределенное сопротивление в данном случае находится в диапазоне 100. 2000 Ом/м, что позволяет в качестве помехоподавляющего решения использовать обычный резистор или относительно недорогое покрытие из ферропласта.
Типы токопроводящих жил высоковольтных проводов:
Контакты отличаются лишь своей формой и на сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие формы гнезд:
Различные типы гнезд (контактов) на свече, крышке распределителя и катушке зажигания, с которыми соединяются наконечники высоковольтных проводов: а — M; б — SCREW / VRUT; в — DIN; г — D4; д — SAE
Основным параметром для изоляции является диапазон температур, при которых она может эксплуатироваться без потери своих характеристик. Интересно, что современные тенденции ко все большей глобализации привели к тому, что ряд моделей современных автомобилей выпускается с унифицированной для умеренного климата изоляцией. Практически вся европейская часть РФ, в т.ч. Москва, находятся в умеренно-холодной климатической зоне, но вот если Вы отправитесь в путешествие на север страны, то можете столкнуться с не самыми приятными сюрпризами.
Возможные неисправности
Как и для любого другого кабеля, основной проблемой для автомобильных проводов зажигания является разрыв, инициирующий утечку тока. Это ведет к уменьшению электромагнитного импульса, что может вызвать «троение» и «замирание» мотора на повышенных оборотах, а то и вовсе привести к полному отсутствию искры. Также стоит отметить повышение расхода топлива на 5-20%.
Основной причиной неисправности является тот банальный факт, что во время эксплуатации все элементы системы зажигания неизбежно покрываются слоем пыли и грязи, смешанными с парами горюче-смазочных материалов. Проводимость этой смеси очень высока, что провоцирует новые утечки или усиливает уже существующие. Впрочем, непрофессиональная очистка этой детали может еще больше осложнить ситуацию.
Практические рекомендации по выбору
Несмотря на всю широту ассортимента в данном сегменте лучше всего в процессе выбора ориентироваться на рекомендации изготовителя двигателя (именно двигателя, а не автомобиля!). К сожалению, это не всегда возможно, поэтому несколько общих советов будут весьма уместны:
Упаковка. Здесь нас интересует следующая информация: рекомендованные модели двигателей / автомобилей и контактные данные завода-производителя. Если последней информации не наблюдается, то это более чем весомый повод для отказа от покупки столь сомнительной продукции. Также на упаковке должно присутствовать соответствие ISO 3808 (зарубежные фирмы) или ГОСТ 28827-90 (отечественные производители).
Контрафакт. Сложившаяся ситуация такова, что подделывание самих кабелей не выгодно, и в большинстве случаев их банально покупают. Но вот наконечник и клеммы ставятся уже свои, причем далеко не лучшего качества. В итоге передача разряда ухудшается раза в полтора, поэтому наибольшее внимание обращайте именно на этот элемент.
Переход на другой тип проводов. При замене кабеля со свечным колпачком на резистивный провод без наконечника необходимо подобрать длину последнего таким образом, чтобы общее сопротивление осталось неизменным — измерить данный параметр можно с помощью стандартного мультиметра. Есть и другой способ оценки сопротивления, правда точность его оставляет желать лучшего: если после замены проводов зажигания автомагнитола стала обеспечивать худшее качество звука, то почти наверняка сопротивления недостаточно и именно из-за этого возникают помехи.