КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F02P3/02 

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. WO97/13978 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, публ. 18.09.92) введение диода в конструкцию катушки зажигания. Известна также (см. патент США N 5438970, публ. 08.08.95) конструкция соединителя жгута высокого напряжения, включающая в себя измерительный конденсатор и диод.

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.

За прототип взята конструкция катушки зажигания (см. фиг.9 патента США N 5419300), включающая в себя магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг магнитопровода, низковольтный разъем, высоковольтный соединитель, а также конденсатор и диод.

Конструкция прототипа 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.

Задачами заявляемого изобретения являются уменьшение габаритов катушки зажигания, снабженной измерительным конденсатором и диодом, а также повышение точности выполнения измерительного конденсатора.

Указанные задачи решаются в заявляемой конструкции катушки зажигания, включающей в себя магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг магнитопровода, низковольтный разъем, конденсатор, диод и высоковольтный соединитель, следующим образом.

Уменьшение габаритов катушки достигается за счет выполнения магнитопровода в виде стержня.

Конденсатор выполнен в виде отдельной детали. Это позволяет осуществлять контроль, подгонку параметров и испытание конденсатора перед сборкой катушки зажигания.

Конденсатор размещен в конструкции катушки зажигания над магнитопроводом. Для уменьшения потерь, обусловленных наведением на поверхностях обкладок измерительного конденсатора токов Фуко, обкладки конденсатора ориентированы параллельно магнитным силовым линиям магнитопровода 3. При этом конденсатор выполнен в виде цилиндра со сквозным отверстием, причем ось цилиндра расположена параллельно оси магнитопровода.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 изображена электрическая схема катушки зажигания.

На фиг. 2 изображена конструкция катушки зажигания.

Входящие в конструкцию катушки зажигания диод 1 и измерительный конденсатор 2 включены в цепь вторичной обмотки 3 катушки согласно схеме (см. фиг. 1).

Заявляемая катушка зажигания имеет следующую конструкцию (см. фиг. 2). Магнитопровод 4 катушки выполнен в виде стержня из пластин электротехнической стали. Габариты магнитопровода позволяют выполнить катушку зажигания более компактной. Вокруг магнитопровода 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 магнитопроводом 4 размещен измерительный конденсатор 2, выполненный в виде детали, состоящей из керамического цилиндра со сквозным отверстием и обкладок 8, 9, нанесенных напылением на поверхности цилиндра. Выполнение конденсатора 2 в виде детали позволяет осуществлять контроль, подгонку параметров и испытание конденсатора перед сборкой катушки зажигания. Конденсатор 2 ориентирован в конструкции катушки зажигания таким образом, чтобы ось симметрии керамического цилиндра была параллельной оси магнитопровода 4. Обкладка 8 измерительного конденсатора 2 электрически соединена с контактом 6 разъема 7, а обкладка 9 - посредством шины 12 - с контактом 10 высоковольтного соединителя 11. Шина 12 выполнена в виде пластины из материала, обладающего хорошей проводимостью, и заложена в магнитопровод 4. Диод 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 12.

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 12 к контакту 10 высоковольтного соединителя 11. Величина ЭДС вторичной обмотки достаточна для пробоя искрового промежутка свечи зажигания ДВС, которую подключают к контакту 10 высоковольтного соединителя 11. 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 8, 9 конденсатора 2 - измерительный выход низковольтного разъема 7 катушки зажигания. Разряд конденсатора 2 происходит ионным током через искровой промежуток свечи зажигания. Величина разряда измерительного конденсатора зависит от условий сгорания в цилиндре ДВС.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания с встроенным устройством контроля горения топлива по величине ионной проводимости искрового промежутка свечи зажигания. Изобретение позволяет уменьшить габариты катушки зажигания и повысить точность выполнения измерительного конденсатора. Катушка зажигания включает магнитопровод, выполненный в виде стержня, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг магнитопровода, низковольтный разъем, конденсатор, имеющий форму цилиндра со сквозным отверстием, диод и высоковольтный соединитель, причем ось цилиндра расположена параллельно оси магнитопровода. 2 ил.

Катушка зажигания, включающая в себя магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, размещенные вокруг магнитопровода, низковольтный разъем, конденсатор, диод и высоковольтный соединитель, отличающаяся тем, что магнитопровод выполнен в виде стержня, а конденсатор имеет форму цилиндра со сквозным отверстием, причем ось цилиндра расположена параллельно оси магнитопровода.