РЕЗОНАТОР-УСИЛИТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОПТИМИЗИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ СИСТЕМЫ РАДИОЧАСТОТНОГО ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК H01T13/44 H01T13/50 

Настоящее изобретение в целом относится к области технологий генерирования плазмы.

В частности, изобретение касается резонатора-усилителя высокого напряжения для системы радиочастотного зажигания, применяемой в двигателе внутреннего сгорания, при этом резонатор-усилитель содержит, по меньшей мере, два электрода, катушку, расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси, и средства соединения, удерживающие катушку и электроды в относительно неподвижном положении.

Резонатор-усилитель этого типа, обычно называемый «катушкой-свечой», известен, в частности, из патента FR 2859869.

Поскольку катушки-свечи установлены в головке блока цилиндров двигателя, их конструкция в значительной степени зависит от конструкции этой головки блока.

Таким образом, форма головки блока, а также остающиеся в ней свободные пространства являются параметрами, которые учитывают в первую очередь при проектировании катушек-свечей.

В связи с этим головки блоков в настоящее время подразделяются на два типа в зависимости то того, содержат они углубление для доступа к свече зажигания или нет, при этом для головок блоков второго типа все больше проявляется тенденция к уменьшению диаметра углублений доступа.

По этой причине адаптация к этим новым условиям использования катушек-свечей трубчатой формы, описанных и представленных в вышеупомянутом патенте, становится все более сложной.

В этом контексте настоящее изобретение направлено на создание резонатора усилителя высокого напряжения или «катушки-свечи», конструкция которой отвечает этим изменяющимся условиям.

В этой связи, согласно изобретению, резонатор-усилитель, соответствующий родовому определению, представленному выше во вступительной части, в основном отличается тем, что катушка намотана вокруг замкнутой кривой, которая, в свою очередь, окружает продольную ось.

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичный вид в разрезе примера известного резонатора-усилителя с трубчатой катушкой;

фиг.2 - схематичный вид в разрезе резонатора-усилителя согласно первому возможному варианту выполнения изобретения;

фиг.3 - схематичный вид в разрезе резонатора-усилителя согласно второму возможному варианту выполнения изобретения;

фиг.4А - схематичный вид сверху катушки первого типа, используемой для применения изобретения;

фиг.4В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.4А, оптимизированной для применения изобретения;

фиг.5А - схематичный вид сверху катушки второго типа, используемой для применения изобретения;

фиг.5В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.5А, оптимизированной для применения изобретения;

фиг.6А - схематичный вид сверху катушки третьего типа, используемой для применения изобретения;

фиг.6В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.6А, оптимизированной для применения изобретения.

Как было указано выше, изобретение касается резонатора-усилителя высокого напряжения, предназначенного для использования в системе радиочастотного зажигания в двигателе внутреннего сгорания.

Известный резонатор-усилитель показан на фиг.1 и содержит два электрода 11 и 12, катушку 2, расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси Z, и средства 3 соединения, функцией которых является, по меньшей мере, удержание катушки 2 и электродов 11 и 12 в относительно неподвижном положении.

Электрод 12 массы, который окружает центральный электрод 11, содержит резьбу, которая позволяет завинчивать его в головку Q блока цилиндров двигателя.

Как показано на фиг.1, известные резонаторы-усилители имеют конструкцию, адаптированную к двигателям, головка Q блока которых содержит углубление Р доступа, которое предназначено для установки этих резонаторов-усилителей.

В резонаторе-усилителе в соответствии с настоящим изобретением, который можно адаптировать для головок блоков любой геометрии, катушка 2 намотана вокруг замкнутой кривой K, которая, в свою очередь, окружает продольную ось Z (фиг.2 и 3).

Таким образом, в случае, когда головка Q блока не содержит углубления доступа, средства соединения могут быть сведены к минимальной конструкции, как показано на фиг.2.

В случае, когда головка Q блока содержит углубление Р доступа (фиг.3), средства соединения содержат корпус 3, вытянутый вдоль продольной оси Z.

В этом случае на нижнем конце 31 корпуса 3 установлены функциональные концы электродов 11 и 12, тогда как катушка 2 установлена на верхнем конце 32 этого корпуса 3.

Как показано на фиг.4А-6 В, катушка 2 содержит две ветви 201 и 202 соединительного провода, предназначенные для обеспечения соединения этой катушки 2 с источником электрической энергии (не показан), и группу обмоток, таких как 21А-24В, подключенных последовательно между соединителями ветвями 201 и 202.

В более предпочтительных вариантах выполнения, показанных на фиг.4В, 5В и 6В, группа обмоток катушки 2 состоит из первого набора обмоток, таких как 21А и 22А, содержащего не более двух третей обмоток катушки, и из второго набора катушек, таких как 22В, 23В и 24В, содержащего, по меньшей мере, одну треть обмоток этой катушки.

Предпочтительно, если общее число обмоток катушки 2 является четным, оба набора содержат одинаковое число обмоток, и если общее число обмоток катушки 2 является нечетным, оба набора содержат одинаковое число обмоток, с разностью в одну единицу.

Каждая обмотка намотана на части замкнутой кривой K, при этом обмотки первого набора, то есть 21А и 22А, и обмотки второго набора, то есть 22В, 23В и 24В, наматывают в противоположных направлениях, одновременно вдоль кривой K и вокруг этой кривой.

Таким образом, в случае, когда обмотки 21А и 22А намотаны в направлении прохождения S1 кривой K, обмотки 22В, 23В и 24В намотаны в направлении прохождения S2 этой кривой К, и наоборот.

Точно так же, если обмотки 21А и 22А намотаны вокруг кривой K в направлении левого вращения, обмотки 22В, 23В И 24В намотаны вокруг этой кривой в направлении правого вращения, и наоборот.

Эта конструкция, которая позволяет различным обмоткам одинаково участвовать в создании магнитного поля катушки 2, не будучи при этом обязательно намотанными в одном направлении, позволяет удалить ветви 201 и 202 друг от друга и разделить разность потенциала между ветвями 201 и 202 на два или на делитель, близкий к двум.

Обмотки 21А и 22А первого набора могут, например, прилегать друг к другу, то есть располагаться на замкнутой кривой K друг за другом, при этом обмотки 22В, 23В и 24В второго набора, в свою очередь, располагаются на кривой K друг за другом.

На практике, обмотки 21А и 22А первого набора предпочтительно расположены на кривой K друг за другом в том же направлении прохождения, что и сами эти обмотки, и, таким образом, предпочтительно следуют друг за другом в направлении S1, если эти обмотки 21А и 22А индивидуально намотаны в направлении S1, или в направлении S2, если эти обмотки 21А и 22А индивидуально намотаны в направлении S2.

Точно так же, обмотки 22В, 23В и 24В второго набора предпочтительно расположены на кривой K друг за другом в том же направлении прохождения, что и сами эти обмотки, и, таким образом, предпочтительно следуют друг за другом в направлении S1, если эти обмотки 22В, 23В и 24В индивидуально намотаны в направлении S1, или в направлении S2, если эти обмотки 22В, 23В и 24В индивидуально намотаны в направлении S2.

Наконец, когда, в частности, общее число обмоток катушки 2 является небольшим, предпочтительно эту катушку оснащают сердечником 4 из ферромагнитного материала, который выполняют замкнутым вдоль замкнутой кривой 4 и на котором наматывают каждую из этих обмоток.

Объектом настоящего изобретения является резонатор-усилитель высокого напряжения для системы радиочастотного зажигания, применяемой в двигателе внутреннего сгорания. Резонатор-усилитель содержит по меньшей мере два электрода (11, 12), катушку (2), расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси (Z), и средства (3) соединения, удерживающие катушку (2) и электроды (11, 12) в относительно неподвижном положении. Согласно изобретению, катушка (2) намотана вокруг замкнутой кривой (К), которая в свою очередь окружает продольную ось (Z). Технический результат - адаптация резонатора-усилителя для головок блоков цилиндров двигателя внутреннего сгорания любой геометрии. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Резонатор-усилитель высокого напряжения для системы радиочастотного зажигания, применяемой в двигателе внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере два электрода (11, 12), катушку (2), расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси (Z), и средства (3) соединения, удерживающие катушку (2) и электроды (11, 12) в относительно неподвижном положении, отличающийся тем, что катушка (2) намотана вокруг замкнутой кривой (K), которая, в свою очередь, окружает продольную ось(Z).

2. Резонатор-усилитель по п.1, отличающийся тем, что средства соединения содержат корпус (3), вытянутый вдоль продольной оси (Z), на первом конце (31) которого установлены функциональные части электродов (11, 12), при этом катушка (2) установлена на втором конце (32) корпуса (3), противоположном первому концу (31).

3. Резонатор-усилитель по п.1, отличающийся тем, что катушка (2) содержит первую и вторую ветви (201, 202) соединительного провода для соединения катушки (2) с источником электрической энергии и группу по меньшей мере из двух обмоток (21А, 22В), подключенных последовательно между первой и второй соединителями ветвями (201, 202), при этом каждая обмотка (21А, 22А) первого набора обмоток, содержащего не более двух третей обмоток группы, намотана на части замкнутой кривой (K) в первом направлении прохождения (S1) по часовой стрелке или против часовой стрелки, при намотке в первом направлении намотки, выбираемом из направления левого вращения или направления правого вращения, причем каждая обмотка (22В, 23В, 24В) второго набора обмоток, содержащего по меньшей мере одну треть обмоток группы, намотана на части замкнутой кривой (K) в направлении прохождения (S2), противоположном первому
направлению прохождения (S1), при намотке в направлении намотки, противоположном первому направлению намотки.

4. Резонатор-усилитель по п.3, отличающийся тем, что обмотки (21А, 22А; 22В, 23В, 24В) каждого набора расположены на замкнутой кривой (K), друг за другом.

5. Резонатор-усилитель по п.3, отличающийся тем, что обмотки (21А, 22А) первого
набора расположены на замкнутой кривой (K), друг за другом в первом направлении прохождения (S1).

6. Резонатор-усилитель по п.3, отличающийся тем, что обмотки (23В, 24В) второго набора расположены на замкнутой кривой (K), друг за другом в направлении прохождения (S2), противоположном первому направлению прохождения (S1).

7. Резонатор-усилитель по п.3, отличающийся тем, что группа обмоток (21А, 22А; 22В, 23В, 24В) содержит четное число обмоток, при этом каждый из наборов, первый (21А, 22А) и второй (22В, 23В, 24В), содержит половину обмоток группы.

8. Резонатор-усилитель по п.3, отличающийся тем, что группа обмоток (21А, 22А; 22В, 23В, 24В) содержит нечетное число обмоток, при этом первый (21А, 22А) набор содержит число обмоток, отличающееся на единицу от числа обмоток второго (22В, 23В, 24В) набора.

9. Резонатор-усилитель по п.1, отличающийся тем, что катушка (2) содержит сердечник (4) из ферромагнитного материала, выполненный замкнутым вдоль указанной замкнутой кривой (K), на котором намотана каждая обмотка.