Навіщо потрібні високовольтні дроти?

У системі запалювання автомобіля важливу роль відіграють високовольтні дроти. Їхні властивості, залежно від особливостей пристрою, можуть відрізнятися. Як розібратися в їхньому пристрої і не заблукати? На це та інші питання ми сьогодні знайдемо відповідь.

Яке призначення високовольтних проводів

Основне завдання 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 витоку струму, зберігати свої властивості в широкому інтервалі температур — від мінус 30°С взимку плюс 100°С і більше під час роботи двигуна влітку.

Для передачі високовольтного імпульсу з мінімальними втратами бажано зменшити електричний опір дроту. Тому багато років тому з успіхом використовувалися дроти з мідною струмопровідною житловою. Але з початком поширення радіоелектронних пристроїв (радіоприймачів, телевізорів, електронних бортових систем у самому автомобілі тощо) став виявлятися їхній основний недолік — випромінювання великої кількості електромагнітних перешкод.

Для їх зниження високовольтного ланцюга системи запалення використовують додатковий електричний опір.

Перешкододавчий резистор може бути вбудований у ротор розподільника (бігунок), свічку або її ковпачок у різних поєднаннях. Крім того, опір має вугільний електрод у кришці розподільника.

В даний час ефективним та найбільш поширеним способом зниження перешкод є використання високовольтних проводів із розподіленим опором.

З чого складаються високовольтні проводи

Сучасні дроти складаються з струмопровідної жили, ізоляції (захисного шару), металевих контактів та ковпачків.

Жила

Струмопровідна жила буває декількох типів:

• Металева багатожильна з опором 0,02 Ом/м (Ом на метр довжини дроту). З такими проводами необхідні додаткові перешкододавчі резистори;
• Неметалічна з металевою "обвивкою" - розподілений опір до 2 кОм/м. Центральну частину сердечника виготовляють із скловолокна, просоченого графітом, лляної нитки або кевлара. Часто буває покрита шаром ферропласта, який за рахунок своїх властивостей також перешкоджає поширенню перешкод. Поверх навивається тонкий металевий дріт. Потрібні, як правило, додаткові перешкододавчі резистори; неметалічна з високим розподіленим опором. Провід з такою житловою установлюють без резисторів.

Жила такого типу може бути виготовлена з різних матеріалів, наприклад часто зустрічаються варіанти виконання: бавовняної пряжі, просоченої сажевим розчином. Іноді зверху її посилюють бавовняною або капроновою обплетенням. Опір 15-40 кОм/м; полімерної "жили" з опором 12-15 кОм/м. Всередині неї може бути пропущена нитка, що зміцнює; скловолоконних ниток з графітовим обсипанням.

Ізоляція

Ізоляція - одношарове або багатошарове захисне діелектричне покриття струмопровідної жили.

Придназначена для:

• запобігання витоку електричного струму;
• запобігання жили від впливу вологи, паливно-мастильних матеріалів, шкідливих пар та високих температур у моторному відсіку, а також механічних пошкоджень.

Виконується з різних видів пластмас (наприклад, поліхлорвінілу), силікону, гуми у різних поєднаннях. Іноді механічну міцність ізоляції збільшують за рахунок тканинної, бавовняної, капронової, склотканинної або полімерної обплетення. Металеві контакти (наконечники) забезпечують електричне з'єднання струмопровідної жили з відповідними контактами (гніздами, високовольтними висновками) свічки та котушки запалювання або кришкою розподільника.

Основні вимоги:

• надійний контакт із струмопровідною житловою дроти. Досягається обтиском або паянням (з мідним осердям);
• міцність кріплення на дроті. Досягається щільним обтиском і іноді додатково "зубцями" та спеціальною опуклістю; надійне з'єднання з висновками свічки та котушки запалювання або кришки розподільника. Для цього контакт дроту може мати виступ, пелюстка або спеціальну пружину;
• достатня корозійна стійкість для збереження надійного контакту у процесі експлуатації. Досягається використанням кольорових металів чи покриття, що захищає від зовнішніх впливів.

Ковпачки

Ковпачки захищають місця з'єднань контактів проводу з відповідними висновками котушки, розподільника та свічок запалювання від агресивних впливів зовнішнього середовища та запобігають витоку електричного струму.

Основні вимоги до них:

• максимально щільне з'єднання з деталями системи запалювання, щоб пил та волога не проникали до контактів. Іноді після тривалої експлуатації зняти ковпачки вдається лише за допомогою спеціального інструменту;
• стійкість до впливу високих та низьких температур, а також до їхнього різкого перепаду.

Ковпачки мають різну форму, виготовляються із гуми, силікону, пластмаси або ебоніту. У деякі з них вбудовують додатковий резистор перешкоди (мал. 6) або металевий екран для зменшення перешкод.

Які поломки виникають в високовольтних проводах

Основні несправності проводів - розрив електричного ланцюга та витік струму. Розрив електричного ланцюга відбувається найчастіше в місці з'єднання металевого контакту дроту з струмопровідною житловою та іншими деталями системи запалення, наприклад:

• зняття дроту;
• погане поєднання з виходами відповідних елементів системи запалювання;
• окислення чи руйнування жили.

У місцях порушення з'єднання відбувається іскріння та нагрівання, що ще більше погіршує ситуацію та може призвести до вигоряння металевих контактів або жили. Витік електроенергії відбувається через забруднені дроти, свічки, кришку розподільника та котушку запалювання, а також при пошкодженні ізоляції та ковпачків дроту, тому їх діелектричні властивості у процесі експлуатації погіршуються.

При низьких температурах високовольтні дроти стають жорсткішими, збільшується ймовірність пошкодження їхньої ізоляції та ковпачків. Крім того, через постійну вібрацію, що супроводжує роботу двигуна, розхитуються місця з'єднань, що може призвести до погіршення контакту, наприклад, у кришці розподільника.

Від підвищеної температури більше за інших страждають свічкові ковпачки, так як вони знаходяться ближче до нагрітих деталей двигуна і до того ж часто виходять з ладу при знятті. Згодом усі елементи системи запалення неминуче покриваються шаром пилу та бруду, вологою та парами паливно-мастильних матеріалів, які є провідниками струму та значно збільшують витік, особливо у вологу погоду та при пошкодженнях ізоляції. Крім того, від вологи, що потрапили, і бруду відбувається подальше збільшення мікротріщин.