КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВС Российский патент 2001 года по МПК F02P3/02 F02P17/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции катушки системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС).

Известны (см. , например, патент Германии N 4142532, публ. 06.05.93 г.) системы зажигания для ДВС, в состав которых входят индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу.

Известна (см. патент США N 5419300, МПК 6 17/00, 3/02, публ. 30.05.95 г. ) конструкция индивидуальной катушки зажигания со встроенным проходным конденсатором. Достоинством катушки зажигания является простота конструкции проходного конденсатора. Недостатком такой катушки являются значительные габариты, не позволяющие разместить ее в свечном канале.

Известна также [1, 2] конструкция индивидуальной катушки зажигания, имеющей сигарообразную форму. Катушка диаметром 23,5 мм предназначена для размещения в глубоком свечном канале ДВС. Малые размеры свечного канала предъявляют жесткие требования к компоновке элементов катушки зажигания. Из-за этого магнитопровод катушки выполнен разомкнутым. Он состоит из размещенного в корпусе магнитного сердечника цилиндрической формы и охватывающего корпус катушки магнитного экрана. Магнитный экран, имеющий форму пустотелого цилиндра с продольной прорезью, выполняют гибкой из листовой стали.

За прототип заявляемого изобретения взята конструкция индивидуальной катушки зажигания сигарообразной формы, патент РФ N 2117820, МПК 6 F 02 P 17/00, 3/02, публ. 20.08.98. Катушка зажигания содержит установленные в корпусе магнитный сердечник цилиндрической формы с размещенными вокруг него первичной и вторичной обмотками и проходной конденсатор, а также магнитный экран, охватывающий корпус катушки. Магнитный экран имеет форму пустотелого цилиндра.

Недостатком такой катушки зажигания является сложность конструкции проходного конденсатора, предназначенного для контроля рабочего процесса в цилиндре ДВС.

Задачей заявляемого изобретения является создание дешевой и технологичной конструкции индивидуальной сигарообразной катушки зажигания, снабженной встроенным проходным конденсатором, предназначенным для контроля рабочего процесса в цилиндре ДВС.

Указанная задача решается в заявляемой катушке зажигания, включающей в себя цилиндрический корпус, снабженный низковольтным соединителем и высоковольтным выводом, расположенные в корпусе магнитный сердечник, первичную обмотку и вторичную обмотку, размещенные вокруг сердечника, диод и проходной конденсатор, а также магнитный экран цилиндрической формы, охватывающий корпус. Задача решается тем, что конденсатор размещен между магнитным сердечником и высоковольтным выводом, в магнитном экране выполнена продольная прорезь, а вывод конденсатора соединен с контактом низковольтного соединителя посредством шинки, имеющей прямолинейный участок, проходящий вблизи прорези параллельно последней. При этом первая обкладка конденсатора может быть расположена перпендикулярно оси симметрии корпуса катушки и размещена на высоковольтном выводе катушки зажигания, а вторая обкладка конденсатора может быть выполнена в виде пластины C-образной формы и снабжена лепестком. При необходимости выполнения конденсатора увеличенной емкости он может быть снабжен третьей обкладкой, электрически соединенной со второй обкладкой и размещенной симметрично ей относительно первой обкладки конденсатора.

Изобретение поясняется следующим чертежом.

На фиг. 1 изображена конструкция катушки зажигания.

На фиг. 2 представлена конструкция проходного конденсатора.

На фиг. 3 представлена электрическая схема включения катушки зажигания.

Катушка зажигания (см. фиг. 1) содержит размещенные в корпусе 1 сердечник с первичной и вторичной обмотками (на фиг. не показаны), магнитный экран 2, охватывающий корпус 1, в котором выполнена продольная прорезь 3, низковольтный соединитель 4 с контактами 5, высоковольтный вывод 6. В корпусе 1 между сердечником и высоковольтным выводом 6 размещен проходной конденсатор 7. Конденсатор 7 состоит из верхней 8 и нижней 9 обкладок и изоляционной пластины 10. Верхняя пластина снабжена выводом 11, выполненным в виде лепестка. Вывод 11 соединен с контактом 5 шинкой 12. Шинка 12 проложена вблизи прорези 3 параллельно последней. Между выводом вторичной обмотки катушки зажигания и высоковольтным выводом 6 включен диод 13.

Пластина 9 проходного конденсатора (см. фиг. 2) насажена на высоковольтный вывод 6 с обеспечением электрического контакта с последним. Обкладка 8 выполнена в виде пластины C-образной формы для исключения потерь на токи Фуко. Изоляционная пластина 10 может быть выполнена из материала, применяемого для изготовления корпуса 1. Конденсатор для увеличения емкости может быть снабжен двумя обкладками 8. В этом случае обкладки 8 размещаются симметрично относительно обкладки 9.

Катушка зажигания работает (см. фиг. 3) следующим образом.

В исходном состоянии вывод 5 конденсатора 7 соединен с информационным входом блока управления (БУ). Первый вывод первичной обмотки катушки 1 зажигания соединен с положительным полюсом источника питания (+ БС). Второй вывод первичной обмотки соединен с электронным силовым ключом T1, который коммутирует второй вывод со вторым полюсом источника питания, соединенным с массой ДВС. Вход управления электронного ключа T1 соединен с выходом блока управления (БУ). Первый вывод вторичной обмотки катушки 1 зажигания соединен с вторым выводом первичной обмотки. Второй вывод вторичной обмотки катушки 1 через диод 13 соединен с высоковольтным выводом 6 катушки. К высоковольтному выводу 6 подключен центральный электрод свечи зажигания (СЗ). Второй электрод свечи зажигания соединен с массой ДВС.

При включении электронного ключа T1 через первичную обмотку катушки 1 зажигания начинает протекать ток источника питания. Протекание тока через первичную обмотку вызывает появление магнитного поля катушки 1 зажигания, в котором происходит накопление энергии зажигания. При накоплении расчетного количества энергии блок управления (БУ) выключает электронный ключ T1, прерывая протекание тока через первичную обмотку катушки зажигания. В соответствии с законом магнитной индукции в обмотках катушки зажигания наводится ЭДС самоиндукции. ЭДС вторичной обмотки подводится через диод 13 к высоковольтному выводу 6, соединенному с центральным электродом свечи зажигания (СЗ). По отношению к полярности наведенной ЭДС диод 13 включен в проводящем направлении и не препятствует протеканию тока искрового разряда. Когда величина ЭДС вторичной обмотки катушки 1 зажигания превысит пробивное напряжение искрового промежутка свечи зажигания (СЗ), происходит электрический разряд. По окончании искрового разряда блок управления (БУ) возбуждает в системе магнитосвязанных колебательных контуров, образованных индуктивностями рассеивания и емкостями первичной и вторичной обмоток катушки зажигания собственные колебания. Возбуждение производится путем кратковременного пропускания тока источника питания через первичную обмотку катушки 1 зажигания с частотой, близкой к резонансным частотам указанных колебательных контуров. Положительная полуволна собственных колебаний, возбуждаемых во вторичной обмотке катушки, проходит через диод 13 и заряжает измерительный конденсатор 7 по цепи: первый выход вторичной обмотки - обкладка 9 конденсатора 7 - обкладка 8 конденсатора 7 - вывод 5 катушки 1 зажигания - информационный вход блока управления (БУ) - токоизмерительный резистор блока управления (на фиг. 3 не показан) - внутреннее сопротивление источника питания - второй выход вторичной обмотки. Разряд конденсатора 7 происходит по цепи: обкладка 9 - искровой промежуток свечи зажигания (СЗ) - масса ДВС - токоизмерительный резистор блока управления (БУ) - обкладка 8 конденсатора. Поскольку величина разряда конденсатора 7 между зарядами определяется условиями сгорания в цилиндре ДВС (температурой и давлением сгоревших газов), то величина тока заряда конденсатора 7 несет информацию об условиях горения в цилиндре ДВС.

Источники информации
1. Журнал "Automotive engineering", december 1996 (materials), стр. 68.

2. Коммерческий еженедельник г. Тольятти "Цена?! АВТО", N 43 от 11.11.97 г., стр. 6.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции катушки системы зажигания ДВС. Изобретение решает задачу создания дешевой и технологичной конструкции индивидуальной сигарообразной катушки зажигания, снабженной встроенным проходным конденсатором, предназначенным для контроля рабочего процесса в цилиндре ДВС. Проходной конденсатор размещен между магнитным сердечником и высоковольтным выводом, в магнитном экране, окружающем корпус катушки, выполнена продольная прорезь, а вывод конденсатора соединен с контактом низковольтного соединителя посредством шинки, имеющей прямолинейный участок, проходящий вблизи прорези параллельно последней. При этом первая обкладка конденсатора может быть расположена перпендикулярно оси симметрии корпуса катушки и размещена на высоковольтном выводе катушки зажигания, а вторая обкладка конденсатора может быть выполнена в виде пластины С-образной формы и снабжена лепестком. При необходимости конденсатор может быть снабжен третьей обкладкой, электрически соединенной со второй обкладкой и размещенной симметрично ей относительно первой обкладки конденсатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Катушка зажигания, включающая в себя цилиндрический корпус, снабженный низковольтным соединителем и высоковольтным выводом, расположенные в корпусе магнитный сердечник, первичную обмотку и вторичную обмотку, размещенные вокруг сердечника, диод и проходной конденсатор, вывод которого соединен с контактом низковольтного соединителя, а также магнитный экран цилиндрической формы, охватывающий корпус, отличающаяся тем, что конденсатор размещен между магнитным сердечником и высоковольтным выводом, в магнитном экране выполнена продольная прорезь, а соединение конденсатора с контактом низковольтного соединителя выполнено посредством шинки, имеющей прямолинейный участок, проходящий вблизи прорези магнитного экрана параллельно последней. 2. Катушка по п.1, отличающаяся тем, что первая обкладка конденсатора расположена перпендикулярно оси симметрии корпуса катушки и размещена на высоковольтном выводе катушки зажигания, а вторая обкладка конденсатора выполнена в виде пластины С-образной формы и снабжена лепестком. 3. Катушка по п. 2, отличающаяся тем, что конденсатор снабжен третьей обкладкой, электрически соединенной со второй обкладкой и размещенной симметрично ей относительно первой обкладки конденсатора.