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:

• 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.

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.

Высоковольтный провод с активным сопротивлением

Высоковольтный провод с реактивным сопротивлением

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:

• Прямые;
• Г-образные.

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:

• 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.

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:

• В контактных системах зажигания — провода с удельным сопротивлением до 1-1,5 кОм/м;
• В бесконтактных (электронных, микропроцессорных) системах зажигания — провода с удельным сопротивлением свыше 1,5-3 кОм/м.

Совместимость проводов со свечами и добавочными сопротивлениями:

• Провода с низким сопротивлением — могут эксплуатироваться со свечами, имеющими резистор, или добавочным сопротивлением;
• Провода с высоким сопротивлением — могут эксплуатироваться со свечами без резистора, не требуют применения добавочного сопротивления.

Следует отметить еще две характеристики высоковольтных проводов.

• Пробивное напряжение — в соответствии со стандартами составляет 35-40 кВ;
• Рабочий диапазон температур — по стандарту от -60 до +110°C;

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:

• 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.