Работая с бензиновыми двигателями ежедневно, я воспринимаю модуль зажигания как дирижёра искрообразования. Именно от него зависит, появится ли дуга между электродами свечи своевременно и с нужной энергией.
Конструкция блока
Внутри компактного алюминиевого корпуса скрываются два ключевых функциональных слоя: силовая электроника и катушечный каскад. Силовой слой содержит IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) с допустимым коллекторным током 18–25 А, драйвер, температурный сенсор NTC для контроля перегрева и, в некоторых конфигурациях, модуль линейного опережения DLI. Катушечный каскад выполняется по схеме E-core с высокопроницаемым ферритом и медной обмоткой 0,35 мм. Первичная индуктивность достигает 2,6 мГн, задавая константу τ насыщения. Вторичная обмотка намотана в 100-120 слоёв проволоки 0,06 мм, итоговое передаточное отношение 1:80. Соляроидный компаунд из эпоксиполиуретана гасит вибрации и охлаждает.
На крышке выгравированы номера выводов: «+15» для питания, «31» для массы, «1» или «IG» для управляющего импульса от ЭБУ, «TD» для тахометрического сигнала. Герметичный разъём TE Connectivity AMP MCP выдерживает стандарт IP67.
Принцип работы
Когда ЭБУ подаёт логический уровень HIGH, драйвер закрывает IGBT, прекращая ток в первичной цепи. Энергия, накопленная в магнитном поле, перескакивает во вторичную обмотку, напряжение растёт экспоненциально, пока не превысит примерно 28 кВ и не пробьёт межэлектродный промежуток свечи. Передний фронт импульса обладает крутизной до 300 В/мкс, а длительность искры колеблется в пределах 0,8–1,4 мс. Длительность насыщения (dwell) подборается ЭБУ динамически по таблице, опираясь на напряжение бортсети, температуру и скорость вращения коленвала. Преждевременное закрытие транзистора снижает энергию искры, запаздывание ведёт к «клину феррита» — моменту, когда доменные структуры отказываются принимать дополнительный поток.
Для снижения электромагнитного шума в цепь включён RC-ханзард: резистор 1 Ом и конденсатор 47 нФ параллельно коллектору. Параметры подбираются так, чтобы затухающий фактор ζ равнялся 0,7, обеспечивая быстрое, но контролируемое гашение колебаний.
Диагностика и обслуживание
При запуске с провалами я сначала измеряют амплитуду сигнала IG. Логический LOW удерживается не менее 1,8 мс на прогретом моторе 950 об/мин. Осциллограф, подключённый к выводу 1, сразу покажет, залипает ли IGBT. Заниженный ток первички указывает на деградацию пайки эмиттерной колодки или выросшее внутреннее сопротивление компаунда. Резкий обрыв искры под нагрузкой обычно вызван пробоем межслойной изоляции вторички, характерный запах озона внутри корпуса выдаёт дефект ещё до демонтажа.
На прогреве применяю термокамеру: равномерное распределение температуры 55–60 °C сигнализирует о здоровом модуле, локальный пик 90 °C в зоне драйвера говорит о паразитной утечке затвора. Демпфирующей RC-контур проверяется мегаомметром 500 В: если ёмкость опустилась ниже 30 нФ, в высокочастотном спектре вырастут гармоники, и радио в кабине зашипит.
При установке нового блока я придерживаюсь крутящего момента 8 Н·м для болтов М6 и наношу пасту сульфид-меди слоем 50 мкм под основание, чтобы теплопроводность корпуса достигала 6 Вт/(м·К). Затяжкиа свыше 12 Н·м порождает микротрещины в керамической подложке IGBT — запретная зона, вход туда открыт только неосторожности.
Срок службы катушки превышает 150 тыс. км при условии воздушного зазора свечей 0,9–1,0 мм и чистых провалов смеси. Регулярный контроль сопротивления первички (0,4–0,6 Ом при 20 °C) и вторички (5,5–7,0 кОм) удерживает модуль в строю и продлевает симфонию искр.
