Высоковольтные провода для автомобиля

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:

• Между коммутирующим устройствам и свечами зажигания. В контактных системах зажигания таким устройством является распределитель (трамблер), в бесконтактных — датчик-распределитель, в микропроцессорах — коммутатор;
• Между катушкой зажигания и коммутирующим устройством.

Количество проводов соответствует количеству свечей, еще одним или двумя проводами соединяется катушка с коммутирующим устройством.

Какие высоковольтные провода лучше

Выбирая среди аналогов данной запчасти, покупатели хотят выбрать лучших производителей по качеству или цене. В феврале 2020 ТОП-10 лучших высоковольтных проводов на PartReview выглядел следующим образом:

1. Tesla — 85% положительных голосов. Средняя оценка — 4.1
2. Cargen — 85% положительных голосов. Средняя оценка — 4.2
3. BAUTLER — 83% положительных голосов. Средняя оценка — 4.1
4. Finwhale — 82% положительных голосов. Средняя оценка — 4.3
5. NGK — 78% положительных голосов. Средняя оценка — 4
6. VALEO — 77% положительных голосов. Средняя оценка — 3.9
7. BERU — 76% положительных голосов. Средняя оценка — 3.8
8. SLON — 67% положительных голосов. Средняя оценка — 3.7
9. ONNURI — 65% положительных голосов. Средняя оценка — 3.6
10. TSN — 50% положительных голосов. Средняя оценка — 3.2

Еще по теме Электромобили как транспорт будущего в реальных условиях — как работают

Конструкция и типы высоковольтных проводов

Высоковольтные провода независимо от типа имеют принципиально одинаковую конструкцию, они состоят из нескольких основных частей:

• Токопроводящая жила;
• Изоляция жилы;
• Контактные наконечники;
• Защитные колпачки на контактах.

По материалу токопроводящей жилы все высоковольтные провода делятся на две большие группы:

• С металлической жилой;
• С неметаллической жилой.

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 (с резистивным сердечником);
• Провода с реактивным сопротивлением (с индуктивным сердечником).

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:

• Простая однослойная изоляция;
• Двухслойная изоляция;
• Многослойная изоляция.

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:

• Внутренняя изоляция — непосредственно окружает жилу, является основной защитой от электрического пробоя;
• Оплетка — окружает внутреннюю изоляцию, изготавливается из синтетических волокон или стекловолокна, обеспечивает высокую прочность всего изделия на разрыв, защищает от деформаций и т.д.;
• Внешняя оболочка — окружает весь провод, защищает от агрессивной среды подкапотного пространства.

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.

Устройство

Нынешние высоковольтные провода имеют следующий состав:

1. Токопроводящая жила. Подразделяется на типы:
   из меди (многожильная). Имеет сопротивление в 0,02 Ом/м. В дополнение к подобным проводам нужны резисторы, подавляющие помехи;
2. без использования металла в начинке, с металлическим покрытием. Предел распределенного сопротивления составляет 2 кОм/м. Основная часть сердечника состоит из стекловолоконного покрытия (графитовая пропитка, льняная нить, кевлар). Зачастую, имеет покрытие из ферропласта − он предотвращает увеличение нежелательных колебаний благодаря своим характеристикам. Сверху намотана тонкая проволока из металла. Возникает необходимость в использовании дополнительных подавительных резисторов;
3. без использования металла в начинке. Такая жила имеет высокое распределительное сопротивление, а сама проводка не нуждается в резисторах. Материалы изготовления подобной жилы могут быть различными. Наиболее популярные: 1) хлопчатобумажная пряжь, пропитанная в растворе из сажи (диапазон сопротивления: от 15 до 40 кОм/м); 2) полимерная “жила” (иногда внутри присутствует нить усиления). Сопротивление: от 12 до 15 кОм/м; 3) текловолоконные нити, обсыпанные графитом.
4. Изоляция (защитный слой). Изоляционное покрытие (защита диэлектрической поверхности жилы, которая проводит) проводки может быть двух видов:
   • с одним слоем;

   с несколькими слоями.

Предназначение изоляции:

• избежание утечки тока;
• защита жилы от влажности, горюче-смазочных составов, агрессивных, от высокой температуры в подкапотном пространстве, механических дефектов.

Еще по теме Машина бъется током при выходе

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:

• С «нулевым» сопротивлением — провода с медными жилами, их удельное сопротивление не превышает 0,022 Ом/м;
• С низким распределенным сопротивлением — провода с неметаллической жилой и индуктивным типом сопротивления, их удельное сопротивление лежит в пределах 1-6 кОм/м;
• С высоким распределенным сопротивлением — провода с неметаллической жилой и резистивным типом сопротивления, их удельное сопротивление лежит в пределах 12-40 кОм/м.

Неполадки

Пример повреждения высоковольтного провода

• Разрыв соединения. Электрическая цепь часто прерывается на участках соединений контактов из металла проводки с жилой (токопроводящая). Также разрыв может случиться: при отсоединении провода;
• при ненадежном взаимодействии определенных узлов системы зажигания;
• когда жила окисляется.

• Утечки тока. Причиной утечки могут быть:
• загрязненная проводка;

грязь на свечах зажигания;

• распределительная крышка;
• катушка зажигания;
• поврежден изоляционный слой.
• неисправность колпачков проводки. Напряжение падает от засорения проводки, свечей, распределительной крышки, катушки зажигания, когда повреждается изоляция и колпачки проводки.

В связи с вышеперечисленным, диэлектрические характеристики данных деталей по ходу эксплуатации становятся хуже.

Предпосылки:

1. Низкие температуры. Пагубно влияют на высоковольтные провода, делая их более жесткими/негибкими. Это чревато повреждением их изоляционного слоя, колпачков.
2. Постоянная вибрация. Возникает при работе силового агрегата, расшатывает места соединений − это негативно отражается на контактах.
3. Высокие температуры. Разрушают колпачки свечей зажигания, ибо сами свечи находятся в непосредственной близости от нагретых частей силового агрегата.
4. Осадки. Постепенно узлы системы зажигания покрываются различными отложениями (пыль, грязь, пары, масло и прочее). Данные осадки служат в качестве проводника тока, что существенно увеличивает риск утечки. Поврежденная изоляция существенно снижает напряжение.

Что нужно знать

1. При покупке надо внимательно осмотреть упаковку на предмет наличия указаний моделей авто/двигателей, на которые можно интегрировать данную проводку.
2. Нельзя устанавливать проводку, которая имеет высокое распределенное сопротивление на автомобиль, к которого система зажигания образует высоковольтный импульс при минимуме энергии. Это чревато снижением мощности искры, что повлечет за собой частичное воспламенение горючей смеси (запуск непрогретого мотора).
3. Сопротивление высоковольтных проводов можно определять посредством тестера. Но проводка, которая имеет обвивку токопроводящей жилы не позволит сделать этого из-за переменчивой величины сопротивления на силовом агрегате в момент его работы (конструктивные особенности).
4. Материалы изоляционного слоя проводки. Нужно выбирать такие провода, которые соответствуют напряжению в системе зажигания конкретной модели автомобиля. Предельное напряжение, указано в руководстве по ремонту и обслуживанию конкретного автомобиля, не должно допускать пробой в изоляции. Оптимальный выбор − проводка, изоляция и колпачки которой устойчивы к низким/высоким температурам (силиконовая основа). Помимо этого, такая проводка не накапливает на себе влагу и жидкость, что уменьшает риск возникновения электрической утечки.
5. Проводка должна быть чистой и сухой на протяжении все эксплуатации транспортного средства. Чистоту можно поддерживать протиранием бензином крышки распределителя, изоляторов свечей, катушки зажигания, самих проводов с колпачками предварительно снятых с двигателя.
6. Можно определить на слух повреждение изоляционного слоя при работе силового агрегата (щелчки) либо визуально. При открытом (при условии темноты) капоте должно быть видно проскакивающие искры. Также может возникать свечение возле приборов системы зажигания − это связано с высокой влажностью воздуха/существенная утечка тока.

Еще по теме Автомобильный шлем для автоспорта — основные различия

Повреждение проволоки в обвивке токопроводящей жилы (неметаллическая) выдается по характерному “троению” мотора на высоких оборотах. Тогда неисправен провод, подходящей к свече, в случае повреждения центрального − мотор глохнет.

Нужно следить за герметичностью колпачков в местах взаимодействия проводки − это снижает риск окисления наконечников с последующим ухудшением контактов. Поэтому не рекомендуется до конца насаживать колпачки. Если на них появляются трещины − менять.

Правильный выбор высоковольтного провода

При подборе высоковольтных проводов следует учитывать три вещи:

• Тип системы зажигания;
• Тип используемых свечей;
• Типы контактов на катушке (катушках) и коммутирующем устройстве;
• Расположение и удаленность свечей от коммутирующего устройства, относительное расположение коммутирующего устройства и катушки.

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:

• Комплект свечных проводов — только для соединения коммутирующего устройства и свечей;
• Комплект свечных проводов с дополнительным катушечным проводом (проводами) — имеют в составе провод или провода для соединения катушки с коммутирующим устройством.

Правильный подбор высоковольтных проводов гарантирует нормальную работу системы зажигания, обеспечивает меньший расход топлива и в целом улучшает характеристики автомобиля.

Автор:

Максим Марков

Стабильная работа двигателя зависит от действия сразу нескольких систем и датчиков управления. Одним из основных элементов является система зажигания автомобиля. Конечным звеном, который участвует в процессе образования искры, являются свечи и провода свечей зажигания. При возникновении отклонений в стабильной работе мотора, износ высоковольтных проводов является одной из возможных причин отказа.

Диагностика высоковольтных проводов

Как производится проверка высоковольтных проводов зажигания в автомобиле своими руками?

Вариантов у вас есть несколько:

1. Для первого потребуется лампа и кусок проволоки. Сначала необходимо оголить края провода, после чего один конец проволоки фиксируется на минусе аккумулятора автомобиля, а второй подводится к контакту лампы. Аналогичные действия своими руками необходимо произвести с другим концом высоковольтника — он подсоединяется к плюсовому выходу аккумулятора, а второй выход соединяется с корпусом лампы. В том случае, если лампа загорелась, то диагностика своими руками говорит о том, что сам высоковольтник работоспособен.
2. Еще один вариант диагностики своими руками — без использования лампы, но вам потребуется сам провод. Для начала необходимо завести двигатель, при этом обороты должны быть небольшими. Если мотор не заводится, то необходимо, чтобы помощник крутил стартер. Сам высоковольтник необходимо поднести к массе двигателя — при попытке запустить двигатель между контактом провода и массой авто должна проскакивать искра, если ее нет, то высоковольник нужно менять или произвести диагностику свечей.

Назначение и срок службы

Выполняемая работа проводов становится понятной из названия. В процессе работы двигателя осуществляется подвод высоковольтного тока для свечей зажигания с целью своевременного образования искры в цилиндрах. Генерируемое напряжение достигает 50кВ. В процессе передачи тока побочный процесс нагрева проводки практически неизбежен. За счет использования изоляции одновременно обеспечивается защита кузова автомобиля и агрегатов от утечки электрического тока.

Регламент проведения технического обслуживания практически ни для одной модели не устанавливает межсервисный интервал на замену проводов. Обычно нормируется установка новых свечей. Чаще всего такой показатель установлен на уровне 30 тыс. км. При обслуживании машины в частном порядке и нормальной работе двигателя, свечи работают и до 50 тыс. км. Обычно провода высоковольтные зажигания подвергают визуальному осмотру именно в этот момент.

Конструктивные особенности высоковольтных проводов

Исполнение проводки не отличается конструктивными вариантами, но разнится по используемым материалам. Провод в себя включает:

• проводник электрического тока ;
• металлические наконечники ;
• изоляционный материал .

Основное отличие высоковольтных проводов от остальной применяемой проводки в машине – большое сечение, что связано с выполняемой работой.

Изолирующие колпачки в местах крепления проводки выполняются той формы, которая учитывает конструктивные особенности мест установки свечей. Надежное исполнение металлических колпачков и изоляторов связано с выполняемыми функциями:

1. Обеспечение надежного контакта с выводами свечей . Это позволит избежать искрения, необратимых потерь энергии.
2. Защита соединения от внешних воздействий . Попадание влаги недопустимо для электрического соединения.
3. Способность противостоять коррозии с учетом значительных перепадов температур .

Производители автомобилей изобретают новые способы прокладки провода к свечам зажигания, надежного укрытия места контакта. Вместе с тем, высокие нагрузки привода приводят к усталостному износу, и при снижении эффективности работы эти элементы потребуется заменить.

Признаки износа проводов зажигания

Повреждение изоляции проводов редко происходит внезапно. Обычно более характерен нарастающий износ. Это связано с материалом изоляции, подверженному естественному и ресурсному старению. Внимания заслуживают следующие симптомы в работе двигателя:

• сложный запуск двигателя в любое время года;
• неустойчивая работа мотора на холостых оборотах;
• появление радиочастотных помех, влияющих на другие работающие электронные устройства;
• неполное сгорание топлива в цилиндрах, изменение состава отработанных газов.

Более серьезные утечки проявляются в постоянных сбоях электронного блока управления, нарушении работы одного или нескольких цилиндров. Это проявляется в виде дополнительной вибрации двигателя. Пришло время провести диагностику состояния изоляции, а при необходимости заменить изношенную проводку.