Котушка запалювання автомобільної системи запалювання

Заявляемое изобретение относится к электротехнике, в частности к катушкам зажигания автомобильной системы зажигания с индуктивными накопителями энергии и может быть использовано для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания двигателя. Известна катушка зажигания автомобильной системы зажигания [1], содержащая сердечник, первичную и вторичную обмотки, цельнотянутый стальной кожух, карболитовую крышку, фарфоровый изолятор, пружину и магнитопровод, образующий совместно с сердечником магнитную цепь. Однако известная катушка зажигания имеет большие габариты, не позволяет получить большую энергию запасаемую в магнитном поле катушки зажигания, увеличить напряжение вторичной обмотки, так как сердечник набран из пластин электротехнической стали имеет большие электромагнитные потери, приводящие к применению большого количества витков провода вторичной обмотки (18000-41000) и первичной (200-350 витков провода диаметра 0,72-1,35 мм). Большое количество провода обмотки, количество деталей усложняет изготовление катушки зажигания и увеличивает ее стоимость. Наиболее близким к заявляемому изобретению является катушка зажигания автомобильной системы зажигания [2] содержащая сердечник с зазором и две обмотки, которые имеют рядовую намотку. Такая конструкция катушки не позволяет обеспечить надежность, электропрочность катушки зажигания, так как большие потери в сердечнике требуют применения большого количества витков провода первичной и вторичной обмотки катушки зажигания. Размещение же большого количества провода обмотки ведет к ухудшению электропррчности катушки зажигания, усложняет изготовление, увеличивает габариты, ведет к увеличению стоимости катушки зажигания. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования, катушки зажигания в которой путем использования сердечника, выполненного кольцевым и содержащего зазор и односекторные и/или многосекторные обмотки, с разнесенными началами и концами обмоток, обеспечивается увеличение напряжения на вторичной обмотке в 1.2-1,3 раза, увеличение энергии запасаемой в магнитном поле катушки зажигания в 1,5-4,5 раза, и за счет этого, повышение энергии искрового разряда между электродами свечи зажигания, улучшение запуска холодного двигателя, уменьшение токсичности выбросов автомобиля, и как следствие -уменьшение габаритов катушки зажигания, уменьшение расхода медного провода (в 2,5-3 раза), и следовательно, уменьшение стоимости катушки зажигания. Поставленная задача решается тем, что в катушке зажигания содержащей сердечник с зазором и две обмотки, начало и конец которых изолированы друг от друга электроизоляционным материалом и/или расположены на расстоянии, обеспечивающим надежную электропрочность, согласно изобретению сердечник выполнен кольцевым и содержит зазор. Это позволяет уменьшить длину средней магнитной силовой линии и повысить энергию запасаемую в магнитном поле катушки зажигания. Сердечник, как правило, навит лентой из электротехнической стали или состоит из аморфного, ферритового или другого магнитного материала. Для сохранения размера зазора в сердечнике постоянным в зазор помещают диэлектрическую прокладку, которую фиксируют. Для увеличения энергии, запасаемой в магнитном поле катушки зажигания, может быть использовано несколько кольцевых сердечников с зазором, которые расположены, как правило, друг над другом, при этом зазоры находятся в одной плоскости. С целью уменьшения потерь в катушке зажигания, промежуток сердечника, где располагается зазор, обмотками не заполняется. Размер зазора в сердечнике выбран эмпирическим путем наименьшим, из ряда значений полученных расчетным методом, так, чтобы достичь максимально допустимого перепада индукции на границе насыщения сердечника для конкретного типа материала, начиная с некоторого максимального значения намагничивающего поля (Я.С.Ицхоки "Импульсные трансформаторы", М., 1950 г, стр. 745). Уменьшение же зазора в сердечнике, приводит к увеличению индуктивности катушки зажигания. Благодаря этому увеличивается энергия запасаемая в магнитном поле катушки зажигания. Это дает возможность уменьшить количество витков провода обмоток, что в результате уменьшает габариты катушки зажигания при определенной запасаемой энергии в катушке зажигания. За счет уменьшения габаритов катушки зажигания уменьшается суммарная емкость. Уменьшение суммарной емкости ведет к увеличению высокого напряжения вторичной обмотки катушки зажигания. Катушка зажигания содержит также однослойные многосекторные и/или многослойные с минимум одним сектором обмотки расположенные на сердечнике. Один из вариантов заключается в том, что имеется многослойная многосекторная вторичная обмотка и многослойная многосекторная первичная обмотка. Это позволяет увеличить количество секторов обмоток и разнести сектора друг от друга на расстояние, повышающее электропрочность катушки зажигания. Так же возможен вариант, заключающийся в том, что используется многослойная с одним сектором первичная обмотка и однослойная многосекторная вторичная обмотка. В этом случае улучшается те хнологичность намотки, уменьшаются габариты катушки зажигания, но ухудшается электропрочность, по сравнению с ранее приведенным вариантом. Промежуток между началом и концом обмотки расположенной непосредственно на сердечнике, не заполнен обмотками, начала и концы последующи х обмоток не наложены на начала и концы предыдущих обмоток и разнесены на расстояние, достаточное для надежной электропрочности и промежутки между ними не заполнены этими и последующими обмотками, что позволяет улучшить электропрочность катушки зажигания в целом. Заявляемое изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показан фронтальный разрез катушки зажигания; на фиг. 2 показан разрез А-А катушки зажигания, на виде сверху, на которых 1 - сердечник, 2 зазор, 3 - диэлектрическая прокладка, 4 - электроизоляционный материал, 5 - первый слой вторичной обмотки, 6 - вторичная обмотка, 7 - сектор вторичной обмотки первого слоя, 8 - второй слой вторичной обмотки, 9 - сектор второго слоя вторичной обмотки, 10 -первичная обмотка, 11 - сектор первичной обмотки, 12 - начало вторичной обмотки, 13 - конец вторичной обмотки, 14 - конец первичной обмотки, 15 - начало первичной обмотки. Заявляемая катушка зажигания содержит два кольцевых сердечника 1, которые навиты лентой из электротехнической стали. Зазоры 2 в сердечниках заполнены диэлектрической прокладкой 3, которую фиксируют с помощью клея. Сердечники изолированы электроизоляционным материалом 4. На сердечниках расположен первый слой 5 вторичной обмотки 6. Первый слой вторичной обмотки состоит из одиннадцати секторов вторичной обмотки 7. Сектора между собой и первый слой вторичной обмотки изолированы электроизоляционным материалом 4. Сверху изоляции первого слоя расположен второй слой вторичной обмотки 8, который состоит из десяти секторов второго слоя вторичной обмотки 9. Сектора между собой и второй слой вторичной обмотки изолированы электроизоляционным материалом. Сверху вторичной обмотки расположена первичная обмотка 10, которая состоит из восьми секторов первичной обмотки 11 расположенных в одном слое. Между секторами первичной обмотки, сверху обмоток расположен электроизоляционный материал 4. Промежуток между началом 12 и концом 13 вторичной обмотки, на участке расположения зазора в сердечнике, проводом обмоток не заполняются. Начало 14 и конец 15 первичной обмотки не доходят (и поэтому не налагаются) на начала и концы вторичной обмотки. И промежуток между ними не заполняется этой обмоткой. При подаче на первичную обмотку катушки зажигания напряжения, по ней протекает ток низкого напряжения. В сердечнике катушки зажигания создается магнитное поле, пронизывающее витки первичной и вторичной обмоток. При прерывании напряжения подаваемого на первичную обмотку, магнитное поле, наведенное первичной обмоткой катушки зажигания, исчезает. Исчезающее магнитное, поле пересекает витки вторичной обмотки, индуктируя в ней ЭДС от 17 до 30 кВ. Импульсы тока высокого напряжения со вторичной обмотки поступают в соответствии с порядком работы двигателя на электроды свечей зажигания, образуя мощный искровой разряд, который воспламеняет рабочую смесь в двигателе. Мощность искрового разряда составляет более 40 МДж. Энергия, запасаемая в магнитном поле катушки зажигания, составляет более 280 МДж.