Катушка зажигания

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) со встроенным устройством контроля горения топлива по величине ионной проводимости искрового промежутка свечи зажигания. Предлагаемая катушка зажигания имеет сердечник из пластин электротехнической стали, внешний незамкнутый магнитный экран и снабжена плоским измерительным конденсатором. Она отличается от известных катушек компоновкой и наличием между измерительным конденсатором и сердечником дополнительного магнитного экрана, снижающего потери на токи Фуко. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) со встроенным устройством контроля горения топлива по величине ионной проводимости искрового промежутка свечи зажигания.

Известна система зажигания ДВС, см. заявку N PCT/RU96/00259, публ. WO 97/13978 F 02 P 17/00 от 17.04.97, с устройством контроля горения топлива, в состав которого входят диод и измерительный конденсатор, включенные во вторичную цепь катушки зажигания. Небольшие размеры названных изделий позволяют интегрировать их в конструкцию узлов системы зажигания.

Широко распространено (см. , например, заявку Японии N 5-52436, публ. 05.08.93; заявку Франции N 2673981, F 02 P 3/02 публ.18.09.92) введение диода в конструкцию катушки зажигания.

Известна конструкция катушки зажигания со встроенными диодом и измерительным конденсатором, описанная в патенте США N 5419300, публ. 30.05.95. Конденсатор выполнен плоским и состоит из двух пластинчатых обкладок и слоя диэлектрика, размещенного между ними. В описании к патенту приведено несколько вариантов размещения измерительного конденсатора в конструкции катушки зажигания. Данная конструкция имеет следующие недостатки.

Габариты магнитопровода не позволяют разместить катушку в глубоком и узком свечном канале двигателя, поэтому двигатель, оснащенный такими катушками, имеет завышенные габариты. Величина емкости конденсатора не может быть измерена и скорректирована перед изготовлением катушки, так как диэлектрическая прокладка между пластинами конденсатора выполняется в процессе заливки катушки компаундом.

За прототип заявляемого изобретения взята конструкция катушки зажигания, А. С. СССР N1721641, публ. 23.03.92. Катушка зажигания включает в себя сердечник, выполненный из электротехнической стали, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг сердечника, незамкнутый электромагнитный экран, расположенный поверх обмоток, а также низковольтные выводы и высоковольтный соединитель. Достоинствами прототипа являются компактность конструкции, позволяющая разместить катушку в свечном канале, а также использование электромагнитного экрана, позволяющего уменьшить магнитный поток рассеяния.

Задачей заявляемого изобретения является создание компактной катушки зажигания, снабженной измерительным конденсатором и диодом.

Указанная задача решается в конструкции катушки зажигания, включающей в себя сердечник, выполненный из электротехнической стали, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг сердечника, внешний незамкнутый электромагнитный экран, расположенный поверх обмоток, низковольтные выводы и высоковольтный вывод, следующим образом.

Сердечник катушки зажигания выполнен наборным из пластин электротехнической стали.

Катушка зажигания снабжена конденсатором и диодом.

Диод размещен в верхней, наименее теплонагруженной, части конструкции катушки зажигания. Анод диода соединен с выводом вторичной обмотки катушки зажигания. Катод диода соединен с высоковольтным выводом катушки зажигания шиной. Шина выполнена в виде пластины из материала, обладающего хорошей проводимостью, и может быть заложена между пластинами сердечника.

Конденсатор выполнен плоским и размещен в верхней части конструкции катушки. Такое исполнение конденсатора позволяет осуществлять контроль и подгонку параметров конденсатора перед сборкой катушки и практически не увеличивает габариты катушки зажигания.

Для уменьшения потерь, обусловленных наведением на поверхностях обкладок измерительного конденсатора токов Фуко, между конденсатором и сердечником размещен второй незамкнутый магнитный экран.

Дополнительный экран может быть выполнен заодно с центральной пластиной сердечника катушки зажигания или заодно с первым магнитным экраном.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На Фиг. 1 изображена электрическая схема катушки зажигания.

На Фиг. 2 изображен вариант выполнения катушки зажигания.

На Фиг. 3, 4 изображены варианты выполнения магнитного экрана катушки зажигания.

Входящие в конструкцию катушки зажигания диод 1 и измерительный конденсатор 2 включены в цепь вторичной обмотки 3 катушки согласно электрической схеме, представленной на фиг. 1.

Заявляемая катушка зажигания имеет следующую конструкцию (см. фиг. 2). Сердечник 4 катушки выполнен в виде стержня из пластин электротехнической стали. Габариты сердечника позволяют выполнить катушку зажигания более компактной. Вокруг сердечника размещена на каркасе вторичная обмотка 3. Поверх нее размещена первичная обмотка 5. Выводы первичной обмотки соединены с контактами 6 низковольтного разъема 7, размещенного в верхней части катушки зажигания. Над сердечником 4 размещен плоский измерительный конденсатор 2, выполненный в виде детали, состоящей из керамической пластины и обкладок, нанесенных напылением на ее поверхности. Выполнение конденсатора 2 в виде детали позволяет осуществлять контроль, подгонку параметров и испытание конденсатора перед сборкой катушки зажигания. Одна из обкладок измерительного конденсатора 2 электрически соединена с контактом 6 разъема 7, а другая обкладка - посредством шины 8 - с выводом 9 высоковольтного соединителя 10. Шина 8 выполнена в виде пластины из материала, обладающего хорошей проводимостью, и заложена между пластинами сердечника 4. Диод 1 размещен в верхней, наименее теплонагруженной, части конструкции катушки зажигания. Анод диода 1 соединен с выводом вторичной обмотки 5 катушки зажигания. Катод диода 1 соединен с шиной 8. Сердечник 4 с обмотками 3, 5 помещен в первый разомкнутый экран 11. Между конденсатором 2 и сердечником 4 размещен второй незамкнутый магнитный экран 12.

Экран 12 может быть выполнен заодно с центральной пластиной сердечника 4 (см. фиг. 2, 3). При этом одна из центральных пластин выполнена большей длины, а верхний конец пластины загнут под углом, близким к прямому, к плоскости пластины.

Экран 12 может быть выполнен также заодно с первым экраном (см. фиг.4) в виде выступа на краю первого экрана, загнутого под углом, близким к прямому, к оси симметрии первого экрана.

Катушка зажигания работает следующим образом.

На выводы первичной обмотки 5 катушки зажигания подают напряжение источника питания. При этом через нее начинает протекать электрический ток, который вызывает появление магнитного поля. В магнитном поле катушки зажигания накапливается энергия зажигания. При отключении катушки от источника питания протекание тока через первичную обмотку 5 прекращается. Прерывание тока вызывает спад магнитного потока до нуля, и в соответствии с законом индукции в обмотках катушки зажигания наводится ЭДС самоиндукции, величина которой пропорциональна количеству витков в обмотке и скорости уменьшения магнитного потока. ЭДС вторичной обмотки 3 подводится через диод 1 и шину 8 к выводу 9 высоковольтного соединителя 10. Величина ЭДС вторичной обмотки достаточна для пробоя искрового промежутка свечи зажигания ДВС, которую подключают к выводу 9 высоковольтного соединителя 10. По окончании искрового разряда путем кратковременных пропусканий тока через первичную обмотку 5 производят возбуждение собственных колебаний в системе магнитосвязанных колебательных контуров, образованных обмотками 3, 5 катушки зажигания. Положительная полуволна собственных колебаний, возбуждаемых во вторичной обмотке 3, проходит через диод 1 и заряжает измерительный конденсатор 2 по цепи: выход вторичной обмотки - обкладки конденсатора 2 - измерительный выход низковольтного разъема 7 катушки зажигания. Разряд конденсатора 2 происходит ионным током через искровой промежуток свечи зажигания. Величина разряда измерительного конденсатора 2 зависит от условий сгорания в цилиндре ДВС.

Формула изобретения

1. Катушка зажигания, включающая в себя сердечник из электротехнической стали, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг сердечника, первый незамкнутый магнитный экран, размещенный поверх обмоток, низковольтные выводы и высоковольтный вывод, отличающаяся тем, что сердечник выполнен наборным из пластин, катушка зажигания снабжена плоским конденсатором, размещенным в верхней части катушки зажигания, и вторым незамкнутым магнитным экраном, выполненным в виде пластины и размещенным между конденсатором и сердечником.

2. Катушка зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что второй экран выполнен за одно с одной из пластин сердечника.

3. Катушка зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что второй экран выполнен за одно с первым магнитным экраном.

4. Катушка зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что катушка зажигания снабжена диодом, размещенным в верхней части катушки зажигания.

5. Катушка зажигания по п. 4, отличающаяся тем, что высоковольтный вывод соединен с катодом диода посредством шины, размещенной между пластинами сердечника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4