Катушка зажигания, обмоточный узел катушки зажигания и проходной конденсатор

 

Группа изобретений относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания. Катушка зажигания содержит корпус с низковольтной колодкой и высоковольтным выводом, сердечник, обмоточный узел с первичной и вторичной обмоткой, диоды, основной и дополнительный, проходной конденсатор, выполненный в виде герметичной детали с центральным токоведущим стержнем, который соединяет диод с клеммой высоковольтного вывода, внутренняя полость корпуса конденсатора заполнена компаундом, подающимся через технологические отверстия в корпусе катушки. В торцевой части каркаса вторичной обмотки катушки выполнен токопроводящий крепежный элемент для соединения токоведущего стержня проходного конденсатора с диодом. Токоведущий стержень проходного конденсатора с одной стороны выполнен с канавкой для его фиксации в крепежном элементе каркаса вторичной обмотки катушки, а с другой выполнен с возможностью контактирования с клеммой высоковольтного вывода катушки. Обмоточный узел катушки зажигания содержит вторичную обмотку, размещенную на цилиндрическом каркасе, имеющем выступы на наружной поверхности, и первичную обмотку, размещенную на каркасе, имеющую в сечении вид треугольника. Техническим результатом является повышение надежности работы катушки зажигания и технологичности ее конструкции. 3 с. и 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания.

В настоящее время одним из направлений совершенствования систем зажигания двигателей внутреннего сгорания является применение многоканальных транзисторных коммутаторов и индивидуальных для каждого цилиндра двигателя катушек зажигания, которые размещают в непосредственной близости от свечей зажигания. Это позволяет отказаться от традиционного высоковольтного распределителя и исключить высоковольтные провода. Кроме того, в катушки зажигания встраивают диагностические элементы (конденсаторы, диоды), входящие в состав систем определения пропусков воспламенения смеси, например, путем измерения ионного тока в искровом промежутке.

Известна стержневая катушка зажигания, выполненная в виде наконечника свечи зажигания и содержащая цилиндрический корпус, заполненный литьевой смолой, и расположенные в корпусе сердечник, обмоточный узел с коаксиально расположенными первичной и вторичной обмотками, низковольтный и высоковольтный выводы (WO 98/13914. МПК Н 01 Т 13/44, 02.04.1998).

К недостаткам данной катушки зажигания относится то, что она не содержит встроенных диагностических элементов.

Известна также катушка зажигания, содержащая установленные в едином корпусе сердечник, обмоточный узел с первичной и вторичной обмотками, коаксиально расположенными на секционированном каркасе вокруг сердечника, диод, включенный между выходом вторичной обмотки и высоковольтным выводом катушки, и проходной конденсатор, первая обкладка которого соединена с информационным выводом, а вторая - с высоковольтным выводом катушки, причем первая обкладка конденсатора выполнена в виде тонкостенного трубчатого элемента со сквозной продольной прорезью, а вторая - образована сердечником катушки, включенным между диодом и высоковольтным выводом катушки зажигания (RU 2117820, МПК F 02 Р 17/00, 3/02, 20.08.1998). Данная катушка имеет небольшие габариты за счет совмещения функций ее составных частей.

К ее недостаткам относится то, что сердечник является токопроводом высокого напряжения. Это приводит к тому, что со стороны низковольтного вывода возникает высокая разность потенциалов между обмоткой и сердечником и соответственно повышается вероятность пробоя изоляции обмотки. Кроме того, выполнение конденсатора указанным выше образом не позволяет обеспечить требуемую точность его характеристик.

Известен также обмоточный узел катушки зажигания, содержащий вторичную обмотку, размещенную на цилиндрическом каркасе, и первичную обмотку, расположенную вокруг вторичной, причем в начале раскладки витки вторичной обмотки уложены на наклонной плоскости треугольного выступа, выполненного на цилиндрическом каркасе (ЕР 0887547, 30.12.1998).

В данном узле требуется дополнительный расход материала на формирование указанного выступа с наклонной плоскостью.

Задачей группы изобретений является повышение надежности работы катушки зажигания и технологичности ее конструкции.

Поставленная задача решается путем того, что в катушке зажигания, содержащей цилиндрический корпус с низковольтной колодкой и высоковольтным выводом для соединения со свечой зажигания, размещенные в корпусе сердечник, обмоточный узел с первичной и вторичной обмоткой, коаксиально расположенными вокруг сердечника, диод, включенный между выходом вторичной обмотки и высоковольтным выводом, и проходной конденсатор, включенный между выходом вторичной обмотки и информационным выводом, расположенным в низковольтной колодке, внутреннюю полость корпуса, заполненную компаундом, согласно изобретению проходной конденсатор выполнен в виде герметичной детали с центральным токоведущим стержнем, расположенной соосно с сердечником и закрепленной между каркасом вторичной обмотки и высоковольтным выводом, а центральный токоведущий стержень соединяет диод с высоковольтным выводом.

Поскольку проходной конденсатор герметизирован, в него не попадает компаунд, что позволяет обеспечить точность и стабильность характеристик конденсатора и повысить надежность и качество диагностики. Сердечник катушки не является токопроводом, что практически исключает возможность пробоя на него высокого напряжения со вторичной обмотки.

В торцевой части каркаса вторичной обмотки может быть выполнен токопроводящий крепежный элемент для соединения токоведущего стрежня проходного конденсатора с диодом.

Катушка зажигания может быть снабжена дополнительным диодом, подключенным к первичной обмотке и размещенным в корпусе со стороны низковольтной колодки. Данный диод исключает возникновение высокого напряжения на информационном выводе.

В корпусе со стороны высоковольтного вывода выполняют технологические отверстия для подачи компаунда, закрытые манжетой из эластичного материала. Манжета, закрывающая технологические отверстия, может быть выполнена из резины, за одно целое с уплотнительной фигурной деталью, расположенной на высоковольтном выводе катушки.

В низковольтной колодке целесообразно выполнять технологическое отверстие для выпуска воздуха при заполнении корпуса компаундом. Таким образом обеспечивается быстрота заливки корпуса и предотвращается образование пузырей, раковин и каверн.

Поставленная задача решается также путем того, что в обмоточном узле катушки зажигания, содержащем вторичную обмотку, размещенную на цилиндрическом каркасе, и первичную обмотку, расположенную вокруг вторичной, согласно изобретению первичная обмотка размещена на каркасе, который имеет длину, меньшую длины каркаса вторичной обмотки, и закреплен над частью вторичной обмотки с меньшим потенциалом, причем в начале раскладки витки вторичной обмотки уложены в кольцо, имеющее в сечении вид треугольника, а последующие ряды витков вторичной обмотки в данном сечении параллельны одной из сторон упомянутого треугольника.

Цилиндрический каркас вторичной обмотки может иметь выступы на наружной поверхности, на которых фиксирован каркас первичной обмотки, а вторичная обмотка может быть выполнена двухсекционной, с секциями, ограниченными указанными выступами.

Поставленная задача достигается также за счет того, что в проходном конденсаторе для катушки зажигания, содержащем токоведущий стержень, по крайней мере одну обкладку и изолятор, согласно изобретению токоведущий стержень с одной стороны выполнен с канавкой для его фиксации в крепежном элементе каркаса вторичной обмотки катушки, а с другой выполнен с возможностью контактирования с клеммой высоковольтною вывода катушки.

На фиг.1 представлен общий вид катушки зажигания.

На фиг.2 - схема соединения обмоток и диагностических элементов.

На фиг.3 - эскиз обмоточного узла.

На фиг.4 показана раскладка витков вторичной обмотки.

Катушка зажигания содержит корпус 1 с низковольтной колодкой 2 и высоковольтным выводом 3 для соединения со свечой зажигания (фиг.1), размещенные в корпусе сердечник 4, обмоточный узел 5 с первичной обмоткой 6 и вторичной обмоткой 7 (фиг.3), диод 8 и проходной конденсатор 9, включенный между выходом вторичной обмотки 7 и информационным выводом 26, расположенным в низковольтной колодке 2. Внутренняя полость корпуса 1 заполнена компаундом, а проходной конденсатор 9 выполнен в виде герметичной детали с центральным токоведущим стержнем 10, закрепленной между каркасом 11 вторичной обмотки и высоковольтным выводом 3.

В торцевой части каркаса 11 вторичной обмотки выполнен токопроводящий крепежный элемент 12 для соединения токоведущего стрежня 10 проходного конденсатора с диодом 8.

Катушка зажигания снабжена дополнительным диодом 13, подключенным к первичной обмотке 6 и размещенным в корпусе со стороны низковольтной колодки 2.

В корпусе 1 со стороны высоковольтного вывода 3 выполнены технологические отверстия 14 для подачи компаунда, закрытые манжетой 15 из эластичного материала. Манжета 15 выполнена за одно целое с уплотнительной фигурной деталью 16, расположенной на высоковольтном выводе 3 катушки. В низковольтной колодке 2 выполнено технологическое отверстие 17 для выпуска воздуха при заполнении корпуса 1 компаундом.

Вторичная обмотка 7 размещена на каркасе 11, а первичная обмотка 6 - на каркасе 18, который имеет длину, меньшую длины каркаса 11, и закреплен над частью вторичной обмотки 7 с меньшим потенциалом. В начале раскладки витки вторичной обмотки 7 уложены в кольцо 19 (фиг.4), имеющее в сечении вид треугольника, а последующие ряды витков вторичной обмотки в данном сечении параллельны одной из сторон упомянутого треугольника. Цилиндрический каркас 11 вторичной обмотки имеет выступы 20 на наружной поверхности, на которых фиксирован каркас 18 первичной обмотки (фиг.3), при этом вторичная обмотка 7 выполнена двухсекционной, с секциями, разделенными указанными выступами.

Коаксиальный проходной конденсатор 9 содержит обкладку 21 и изоляторы 22. Токоведущий стержень 10 конденсатора с одной стороны выполнен с канавкой 23 для его фиксации в крепежном элементе 24 каркаса 11 вторичной обмотки катушки, а с другой - контактирует с высоковольтной клеммой 25, выполненной с возможностью крепления в высоковольтном выводе 3 катушки и его герметизации посредством элемента 27.

Катушка зажигания работает следующим образом.

В момент прерывания тока в первичной обмотке 6 катушки зажигания во вторичной обмотке 7 генерируется высокое напряжение, которое через диод 8, крепежный элемент 12, токоведущий стержень 10 проходного конденсатора 9, высоковольтную клемму 25, установленную в высоковольтном выводе 3, подается к свече зажигания. Осуществляется пробой искрового промежутка свечи и поджег рабочей смеси, поступившей в цилиндр двигателя.

Одновременно, сигнал с обкладки 21 проходного конденсатора поступает на информационный вывод 26 катушки, расположенный в низковольтной колодке 2. Данный сигнал обрабатывается с помощью электронных средств и используется в диагностических целях, для информации о процессе горения рабочей смеси в цилиндре двигателя.

Формула изобретения

1. Катушка зажигания, содержащая корпус с низковольтной колодкой и высоковольтным выводом для соединения со свечой зажигания, размещенные в корпусе сердечник, обмоточный узел с первичной и вторичной обмоткой, коаксиально расположенными вокруг сердечника, диод, включенный между выходом вторичной обмотки и высоковольтным выводом, и проходной конденсатор, включенный между выходом вторичной обмотки и информационным выводом, расположенным в низковольтной колодке, причем внутренняя полость корпуса заполнена компаундом, отличающаяся тем, что проходной конденсатор выполнен в виде герметичной детали с центральным токоведущим стержнем, расположенной соосно с сердечником и закрепленной между каркасом вторичной обмотки и высоковольтным выводом, а центральный токоведущий стержень соединяет диод с клеммой высоковольтного вывода.

2. Катушка зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что в торцевой части каркаса вторичной обмотки выполнен токопроводящий крепежный элемент для соединения токоведущего стержня проходного конденсатора с диодом.

3. Катушка зажигания по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным диодом, подключенным к первичной обмотке и размещенным в корпусе со стороны низковольтной колодки.

4. Катушка зажигания по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что в корпусе со стороны высоковольтного вывода выполнены технологические отверстия для подачи компаунда, закрытые манжетой из эластичного материала.

5. Катушка зажигания по п. 4, отличающаяся тем, что манжета, закрывающая технологические отверстия, выполнена за одно целое с уплотнительной фигурной деталью, расположенной на высоковольтном выводе катушки.

6. Катушка зажигания по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что в низковольтной колодке выполнено технологическое отверстие для выпуска воздуха при заполнении корпуса компаундом.

7. Катушка зажигания по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что клемма установлена в изоляторе высоковольтного вывода герметично.

8. Обмоточный узел катушки зажигания, содержащий вторичную обмотку, размещенную на цилиндрическом каркасе, и первичную обмотку, расположенную вокруг вторичной, отличающийся тем, что первичная обмотка размещена на каркасе, который закреплен над частью вторичной обмотки с меньшим потенциалом, в начале раскладки витки вторичной обмотки уложены в кольцо, имеющее в сечении вид треугольника, а последующие ряды витков вторичной обмотки в данном сечении параллельны одной из сторон упомянутого треугольника.

9. Обмоточный узел по п. 8, отличающийся тем, что цилиндрический каркас вторичной обмотки имеет выступы на наружной поверхности, на которых фиксирован каркас первичной обмотки, а вторичная обмотка выполнена двухсекционной с секциями, ограниченными указанными выступами.

10. Проходной конденсатор для катушки зажигания, содержащий токоведущий стержень, по крайней мере, одну обкладку и изолятор, отличающийся тем, что конденсатор выполнен в виде герметичной детали, токоведущий стержень с одной стороны выполнен с канавкой для его фиксации в крепежном элементе каркаса вторичной обмотки катушки, а с другой выполнен с возможностью контактирования с клеммой высоковольтного вывода катушки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4