высоковольтные провода что это такое
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.
Провод высоковольтный: классификация, характеристики и вопросы выбора
В каждом бензиновом двигателе присутствует система зажигания, в которой важное место занимают высоковольтные провода. О высоковольтных проводах, их классификации и конструкции, а также об их подборе для различных транспортных средств с бензиновым ДВС — читайте в представленной статье.
Что такое высоковольтный провод
В бензиновых двигателях внутреннего сгорания воспламенение горючей смеси осуществляется принудительно с помощью высоковольтного искрового разряда. За формирование и распределение разрядов по цилиндрам отвечает система зажигания. Одно из важнейших мест в системе зажигания занимают высоковольтные провода, подающие импульс тока высокого напряжения на свечи зажигания.
Высоковольтные провода имеют следующее место в системах зажигания:
Количество проводов соответствует количеству свечей, еще одним или двумя проводами соединяется катушка с коммутирующим устройством.
Конструкция и типы высоковольтных проводов
Высоковольтные провода независимо от типа имеют принципиально одинаковую конструкцию, они состоят из нескольких основных частей:
По материалу токопроводящей жилы все высоковольтные провода делятся на две большие группы:
Провода с металлической жилой — это классический вариант, который сегодня используется все реже. В основе провода лежит многожильный сердечник из меди, имеющий большие сечение и малое удельное сопротивление.
Провода с неметаллической жилой — это современное решение, получившее распространение с конца 1980-х годов. Данные изделия делятся на две группы по типу сопротивления:
Провода с активным сопротивлением названы так потому, что в их основе лежит резистивный сердечник с высоким удельным сопротивлением — по терминологии электротехники резистор является активной нагрузкой, соответственно и его сопротивление току называется активным.
Провода с реактивным сопротивлением названы так потому, что его сердечник дополнительно окружен однослойной обмоткой — катушкой индуктивности. По терминологии электротехники катушка является реактивной нагрузкой, соответственно и ее сопротивление току называется реактивным.
Наиболее просто устроены высоковольтные провода с активным сопротивлением. Их основу составляет токопроводящая жила, окруженная токопроводящей обмоткой с высоким сопротивлением и изоляцией. Жила может изготавливаться из хлопчатобумажной или льняной нити, углеволокна (кевлара), стекловолокна и пластиков. Токопроводящие свойства обеспечиваются их обсыпкой (пропиткой) графитом или сажей. Токопроводящая обмотка изготавливается из ферропластов — силикона или специальных пластмасс на основе акрила с включением металлической крошки.
Несколько сложнее устроены провода с реактивным сопротивлением. Их основу так же составляет токопроводящая жила, окруженная ферропластом, на котором располагается обмотка из нержавеющей проволоки. Вся эта конструкция заключена в изоляцию.
По конструкции изоляции провода делятся на два типа:
Однослойная изоляция представляет собой простую оболочку, выполненную из полимерных диэлектрических материалов. Данный тип изоляции обладает невысокими качествами поэтому сегодня почти не применяется. Улучшенным вариантом является двухслойная изоляция, которая состоит из внутреннего слоя основной изоляции и верхнего слоя, защищающего от масел, топлива, технических жидкостей, механического контакта с деталями двигателя, перепадов температур и т.д.
Многослойная изоляция состоит из трех слоев:
Наиболее часто изоляция выполняется из ПВХ, полиэтилена (наиболее дешевые варианты), различных каучуков и силикона (на современных проводах).
Высоковольтные провода имеют стандартизированные наконечники (чаще всего по стандарту SAE), со стороны свечей наконечники бывают двух типов:
Наконечники закрыты защитными колпачками из резины, силикона и других диэлектриков.
Характеристики высоковольтных проводов
Основные характеристики высоковольтных проводов — электрическое сопротивление. Высоковольтный провод является источником радиопомех, и помет тем больше, чем меньше электрическое сопротивление провода. Снизить уровень помех можно двумя способами — установкой резистора в высоковольтном тракте, или повышать сопротивление самих проводов. Сегодня прибегают к обоим способам, поэтому провода делятся на три группы по сопротивлению:
Так как провода имеют небольшую длину (в пределах 30-80 см), то их сопротивление редко достигает 16 кОм.
В зависимости от сопротивления высоковольтные провода имеют различную применимость и совместимость с другими компонентами системы зажигания.
Применимость проводов по типу системы зажигания:
Совместимость проводов со свечами и добавочными сопротивлениями:
Следует отметить еще две характеристики высоковольтных проводов.
Данные характеристики установлены отечественным стандартом ГОСТ Р 53826-2010 и международным стандартом ISO 3808:2002. Многие производители предлагают высоковольтные провода с улучшенными характеристиками, например — с диапазоном рабочих температур до +220°C, с повышенным напряжением пробоя, увеличенным сроком службы и т.д.
Правильный выбор высоковольтного провода
При подборе высоковольтных проводов следует учитывать три вещи:
Для контактных систем зажигания необходимо выбирать провода с невысоким (не более 2 кОм) сопротивлением, такие же провода рекомендуется применять и в случае использования свечей с резисторами (в маркировке таких свечей присутствует буква «Р» или «R»). Для старых автомобилей имеет смысл использовать обычные медные провода со встроенными резисторами.
Для бесконтактных систем зажигания рекомендуется брать провода с высоким сопротивлением (до 16 кОм), такие же провода эксплуатируются и совместно со свечами без резистора. Совмещение высоковольтных проводов высокого сопротивления с оснащенными резисторами свечами может стать причиной пробоем в искрообразовании.
Что касается остальных характеристик, то они индивидуальны для отдельных моделей или модельных рядов автомобилей. Поэтому выбирать провода нужно по рекомендациям их производителей — обычно применимость проводов указана на упаковке. Использовать провода с другим типом наконечников или иной длиной может нарушить работу системы и всего силового агрегата.
Для покупки доступно два типа комплектов высоковольтных проводов:
Правильный подбор высоковольтных проводов гарантирует нормальную работу системы зажигания, обеспечивает меньший расход топлива и в целом улучшает характеристики автомобиля.
Как проверить ВВ провода? Поиск неисправностей.
Как проверить высоковольтные провода зажигания?
Автомобильные высоковольтные (ВВ) провода играют важную роль для ДВС, поскольку с их помощью происходит передача высокого тока от катушки зажигания на свечи зажигания. От исправности и эффективности проводов зависит своевременность и интенсивность воспламенения топливно-воздушной смеси, а значит — правильная и бесперебойная работа двигателя. Несмотря на свою простоту, провода имеют множество различных «болячек» и могут доставить кучу неприятностей своему владельцу, которые так или иначе отразятся его на нервах и кармане.
Неисправности высоковольтных проводов (распространенные болячки):
Как правило, неисправность сводится к тому, что ток либо вовсе не поступает на свечу, либо поступает, но в ограниченном количестве. Происходить это может по следующим причинам:
— Произошел разрыв токопроводящей жилы, по которой идет импульс.
— Есть утечка тока, то есть изоляция повреждена и ток бьет на сторону.
— Сопротивление превышает допустимое значение.
— Проблемы в контактах (со свечой или катушкой зажигания).
В случае разрыва токопроводящей жилы возникает эффект внутренней искры, другими словами — образуется электрический разряд между концами разорванного провода, которое снижает напряжение и становится причиной электромагнитного паразитического импульса. Этот импульс, в свою очередь, негативно влияет на правильность работы многих датчиков автомобиля. Один такой поврежденный высоковольтный провод может стать причиной вибрации и перебоев в работе двигателя. Из-за поврежденного высоковольтного провода воспламенение в цилиндре происходит с опозданием или через раз, в итоге нарушается синхронная работа цилиндров и двигателя в целом.
Как проверить высоковольтные провода? Эффективные способы:
Прежде всего необходимо проверить ВВ на предмет отсутствия видимых повреждений (трещины, переломы и т. д.).
Убедитесь в отсутствии пробоя, это можно определить даже без приборов, достаточно заглянуть под капот в темное суток, в случае пробоя во время работы двигателя будет видна искра на ВВ проводе.
Проверить высоковольтные провода можно при помощи провода. Для этого нужно в темное время взять кусок провода и зачистить его с двух сторон. Затем один конец нужно замкнуть на «массу» (корпус машины), а вторым кончиком провести по всей длине ВВ проводов, а также стыкам, колпачкам и т. д. В местах пробоя будет образовываться искра.
Можно также проверить сопротивление высоковольтных проводов, для этого вам понадобится мультиметр.
— Включите режим омметра.
— Снимите провод со свечи первого цилиндра и катушки зажигания.
— Подключите электроды мультиметра к концам провода и посмотрите на показания.
В исправных проводах сопротивление должно варьироваться в пределах от 3,5 до 10 кОм, в зависимости от типа самых проводов. Информация о сопротивлении указана чаще всего на изоляции высоковольтных проводов. Проверьте каждый провод, разброс между ними не должен превышать — 2-4 кОма. В случае большого разброса замените провода. Кстати, они меняются комплектно, то есть все вместе.
В завершении вашему показанию сопротивления наиболее популярных высоковольтных проводов:
Tesla — 6 кОм
Slon — от 4 кОм до 7 кОм (4 кОм — 1-й цилиндр и до 7 кОм — на последнем цилиндре)
ProSport — почти нулевое сопротивление
Cargen — 0,9 кОм
Примечание! Сопротивление высоковольтных проводов варьируется в зависимости от длины, толщины, а также материала из которого изготовлены провода.