КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H01F27/32 F02P3/02 

Изобретение относится к системам с индуктивными накопителями энергии, к катушкам зажигания для двигателей внутреннего сгорания.

Известны катушки зажигания, выполненные по традиционной технологии [1] . Все они маслонаполненные, с разомкнутым магнитопроводом, с металлическим корпусом.

Катушки 29.3705 и 3009.3705 выполнены по современной технологии с применением новых полимерных материалов, обладающих повышенными диэлектрическими свойствами. При этом катушка 29.3705 имеет разомкнутый магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, пропитанные компаундом и опрессованные полипропиленом, из которого выполнены ее корпус, высоковольтные и низковольтные выводы. Катушка 3009.3705 - с замкнутым магнитопроводом и многосекционным вторичным каркасом. Первичная и вторичная обмотки устанавливаются в пластмассовый корпус и заливаются компаундом.

Указанные катушки при всех положительных качествах обладают несомненным недостатком - большими габаритами и массой, что ограничивает области их применения.

Известна катушка, полый каркас которой выполнен из диэлектрического материала, стойкого к воздействию высоких температур и химических веществ. Вокруг каркаса намотаны первичная и вторичная обмотки, выводной провод вторичной обмотки выходит из катушки через полое пространство в каркасе вдоль его продольной оси. Между слоями витков для электрической изоляции используются пленки из гибкого синтетического диэлектрического материала, обладающего большим коэффициентом электрической прочности и высокой стойкостью к воздействию тепла, а также используется пропитывающая смола с малой вязкостью и хорошей адгезионной способностью, которая наносится на пленки из гибкого материала [2] .

Использование комбинированного электроизоляционного материала обеспечивает высокую электрическую прочность катушке.

Однако известная конструкциях обладает неудовлетворительной надежностью и избыточными габаритами. Пониженная надежность вызвана тем, что вследствие низкой вязкостью пропитывающей смолы, слои витков получают возможность относительного перемещения вдоль и вокруг оси катушки при движении транспортного средства, в результате чего случаются обрывы проводов между слоями.

При работе ДВС в месте установки катушки возникают высокие температуры, в результате чего смола, залитая между слоями витков, вытекает из межслойных промежутков, при этом возможно образование воздушных пустот между слоями витков. Вследствие пониженной электрической прочности пустот могут возникнуть электрические разряды между слоями витков катушки. Поэтому приходится увеличивать расстояние между краями слоев витков путем увеличения ширины гибкой изоляционной ленты, что приводит к избыточным габаритам катушки.

Описанное устройство является прототипом изобретения.

Цель изобретения - повышение надежности в работе катушки и электрической прочности катушки, а также снижение ее габаритов.

Катушка зажигания состоит из корпуса, в котором размещен каркас катушки из диэлектрического материала, на каркас намотаны высоковольтная и низковольтная обмотки, высоковольтная обмотка выполнена многослойной, на каждый слой витков нанесена электрическая изоляция, состоящая из пленки из гибкого синтетического материала и слоя жидкой смолы с низкой вязкостью и высокой адгезией к пленке.

Новым является непосредственно соединение с краями слоев витков по крайней мере одной из околоторцовых областей катушки, выполнение ее из материала, вязкость которого возрастает от краев слоев витков к наружной границе околоторцовой области, причем по крайней мере один из краев пленки межслоевой изоляции выведен за край слоев витков в околоторцовую область.

Технология изготовления катушки следующая.

Катушка изготавливается, как в прототипе, путем послойной намотки на каркас витков и размещения на слоях витков электрической изоляции, состоящей из синтетической гибкой пленки и синтетической смолы с низкой вязкостью и высокой адгезией к пленке. Потом катушка устанавливается в корпус. При изготовлении катушки гибкий изоляционный пленочный материал наматывают так, чтобы он выступал за края слоев витков по крайней мере на одном торце катушки. Разместив катушку в корпусе, на края слоев витков катушки наносят слой той же синтетической смолы, которая используется и при изготовлении катушки. Поверх предыдущего слоя смолы в околоторцовую область наносят другой слой той же смолы, но уже с катализатором-отвердителем, под воздействием которого смол твердеет. В качестве катализатора могут быть использованы любые катализаторы, обеспечивающие затвердевание смолы.

Изменение вязкости можно обеспечить также, например, облучая эти области рентгеновским излучением или ультразвуком.

В этих слоях смолы, размещенных в непосредственной близости один от другого, начинается диффузионный перенос вещества из слоя в слой. Вследствие этого вязкость общего слоя, размещенного по крайней мере в одной из околоторцовых областей катушки, становится переменной, увеличивающейся от краев слоев витков к наружной границе околоторцовой области. У границ витков смола практически жидкая, на наружной поверхности околоторцовой области - практически твердая. Закон изменения вязкости в околоторцовой области определяется конкретными типами смол и катализаторов, а также из диффузионной способностью.

Образование по крайней мере одной околоторцовой области обеспечивает исключение относительных перемещений слоев витков вдоль и вокруг оси катушки, что исключает обрывы проводников, соединяющих слои катушки, а также образование пустот с пониженной электрической прочностью на краях слоев витков. Все слои витков оказываются подвешенными по крайней мере к одной из околоторцовых областей, не имея возможности относительного перемещения. На другом торце катушки может быть либо щечка, либо аналогичная околоторцовая область, сформированная так же. В этом случае обеспечиваются максимальные надежность, электропрочность и минимальные габариты катушки.

На чертеже изображена предложенная катушка, содержащая корпус 1 катушки, первичную обмотку 2, вторичную обмотку 3, каркас 4, слой 5 жидкой смолы, слой 6 смолы с катализатором, околоторцевую 7 область, гибкую изоляционную ленту 8.

На каркас 4 наматывают вторичную 3 и первичную 2 обмотки. Края гибкой изоляционной ленты 8 при этом выступают за края слоев витков. Между слоями витков заливают также смолу с низкой вязкостью. Катушку устанавливают в корпусе, заливают слой 5 в каналы, образованные межслойной гибкой изоляцией. Затем вторыми слоями наливают слой 6 изоляционной смолы, в которую добавлен катализатор.

Заявленная катушка прошла испытания на двигателестроительном заводе. Габариты катушки по объему на 30% меньше, чем у зарубежной катушки-прототипа, и на 400-450% по объему меньше, чем катушка 27.3705. Испытания на надежность и электропрочность подтвердили исключение обрывов проводников между слоями и повышение электрической прочности катушки. (56) 1. Румянцева А. А. , Салкин С. С. , Рачков В. В. НИИАЭ "Катушки зажигания". - Автомобильная промышленность, 1991, N 20, с. 12-13.

2. Патент Франции N 2599432, кл. F 02 P 3/02, 1987.

Использование: в системах с индуктивными накопителями, в частности в катушках зажигания для ДВС. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, первичную обмотку 2, вторичную обмотку 3, каркас 4, слой электрической изоляции между слоями витков высоковольтной катушки, состоящей из слоя жидкой синтетической смолы и гибкой синтетической пленки. Вплотную с краями слоев витков катушки размещены околоторцевые области, сформированные из материала с переменной вязкостью, которая увеличивается по мере удаления от краев слоев витков катушки. 1 ил.

КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающая копус, в котором размещен каркас катушки из диэлектрического материала, на каркасе намотаны высоковольтная и низковольтная обмотки, высоковольтная обмотка выполнена многослойной, на каждый слой витков нанесена электрическая изоляция, состоящая из пленки из гибкого синтетического материала и слоя жидкой смолы с низкой вязкостью и высокой адгезией к пленке, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из околоторцовых областей выполнена из материала, вязкость которого возрастает от краев витков катушки к наружной границе околоторцовой области, околоторцевая область непосредственно соединена с краями слоев витков катушки, причем по крайней мере один из краев пленки межслоевой изоляции выведен за край слоев витков в околоторцовую область.