Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння (варіанти)

1 Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, що містить корпус, всередині якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних виводи ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток, яка відрізняється тим, що вторинна обмотка містить 150 - - 3000 витків дроту, який має переріз Е 0,11 - - 0,55мм2, а первинна обмотка має 7-=- 40 = витків дроту, який має переріз 0,85-=- 2,5мм2 2 Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, що містить корпус, всередині якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних виводи ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток, яка відрізняється тим, що вторинна обмотка містить 150-=- 3000 витків дроту, який має переріз 0,11 - - 0,55мм2, а = первинна обмотка має 7-=-40 витків дроту, який має переріз 0,85-=-2,5мм2, при цьому вторинна обмотка додатково містить високовольтну клему 3 Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, що містить корпус, всередині якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних виводи ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток, яка відрізняється тим, що вторинна обмотка містить 150 -Е- 2000 2 витків дроту, який має переріз 0,11 - - 0,55мм , а = первинна обмотка має 7-=-40 витків дроту, який має переріз 0,85-=- 2,5мм2, при цьому котушка містить додатково другу первинну обмотку, яка містить 7-=- 40 витків дроту, який має переріз 0,85-=- 2,5мм2, крім того, друга первинна обмотка забезпечена третім низьковольтним виводом 4 Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, що містить корпус, всередині якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних виводи ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток, яка відрізняється тим, що вторинна обмотка містить 150-=- 2000 витків дроту, який має переріз 0,11 - - 0,55мм2, а = первинна обмотка містить 7-=- 40 витків дроту, який має переріз 0,85-=- 2,5мм2, крім того, друга первинна обмотка забезпечена третім низьковольтним виводом, а вторинна обмотка містить додаткову високовольтну клему О 00 ю Винахід відноситься до електрообладнання двигунів внутрішнього згоряння, зокрема до пристроїв системи запалювання Найближчою до винаходу, що заявляється, є конструкція котушки запалювання Б-117А, яка включає циліндричний корпус, всередені якого розміщені каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками Між обмотками розміщена, ІЗОЛЯЦІЯ Обмотки мають одну високовольтну клему і два низьковольтні виводи ВІДПОВІДНО ДЛЯ вторинної і первинної обмоток Крім того, котушка має осердя, кришку і пружину центральної клеми Первішна обмотка має 308 витків, вторинна - 21035 витків [див Автомобиль ВАЗ-2105, Многокрасочный альбом М , 1984, С 65] Конструкція даної котушки обрана прототипом Прототип збігається з винаходом, що заявляється, у наявності спільних ознак корпус, каркас, магнітопровід, первинна обмотка, вторинна обмотка, високовольтна клема, низьковольтні виводи первинної і вторинної обмоток 51180 Але відома котушка має суттєвий недолік, який полягає у тому, що енергія іскри сильно залежить від режиму роботи двигуна з малим або великим навантаженням Енергія іскри складається з двох частин "ємнісної" та "індуктивної" Енергія ємнісної фази _ cU 2 де с - ємність свічки запалювання U - напруга пробою Енергія індуктивної фази Е, не залежить від режиму роботи двигуна, а визначається тільки електричними параметрами системи запалювання(комутатора, високовольтних дротів і котушки запалювання) Енергія ємнісної фази залежить від квадрату напруги пробою, яка прямопропорційно залежить від тиску у циліндрі Тиск, в свою чергу залежить від режиму роботи двигуна малого або великого навантаження Тиск у циліндрі і ВІДПОВІДНО напруга пробою змінюється майже у 2рази, тому Ес змінюється майже у 4рази Тому надмірна залежність Ес від режиму роботи двигуна визначає сильну залежність енергії іскри від величини навантаження двигуна, що робить задачу визначення і підтримання оптимального кута випередження запалення в системах управління двигунів внутрішнього згоряння дуже складною В основу винаходу поставлено задачу у котушці запалювання для двигунів внутрішнього згоряння за рахунок забезпечення додатковою первинною обмоткою з низьковольтним виводом, забезпечення вторинної обмотки додатковою високовольтною клемою, а також за рахунок певної КІЛЬКОСТІ витків первинної і вторинної обмоток і підбору певного перерізу дроту, забезпечити зменшення залежності енергії іскри від режиму роботи двигуна Поставлена задача вирішена групою винаходів, які пов'язані єдиним винахідницьким задумом ВІДПОВІДНО ДО першого варіанту групи винаходів поставлена задача вирішена у котушці запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, яка уявляє собою трансформатор, що містить корпус, всередені якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинними обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних вивода ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток тим, що вторинна обмотка містить 150 - 3000 ь витків дроту, який має переріз 0,11 - 0,55мм2, а ь первинна обмотка має 7 - 40 витків дроту, який ь має переріз 0 85 -ь 2,5мм2 У другому варіанті групи винаходів поставлена задача вирішена у котушці запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, яка уявляє собою трансформатор, що містить корпус, всередені якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних вивода ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток тим, що вторинна обмотка містить 150 - 3000 витків ь дроту, який має переріз 0,11 -ь 0,55мм2, а первинна обмотка має 7 -ь 40 витків дроту, який має переріз 4 0,85 -ь 2,5мм2, при цьому вторинна обмотка додатково містить високовольтну клему У третьому варіанті групи винаходів поставлена задача вирішена у котушці запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, яка уявляє собою трансформатор, що містить корпус, всередені якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинною обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних вивода ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток тим, що вторинна обмотка містить 150 - 2000 витків ь дроту, який має переріз 0,11 -ь 0,55мм2, а первинна обмотка має 7 -ь 40 витків дроту, який має переріз 0,85 -ь 2,5мм2, при цьому котушка містить додатково другу первинну обмотку, яка містить7 -ь 40 витків дроту, який має переріз 0,85 -ь 2,5мм2, крім того друга первинна обмотка забезпечена третім низьковольтним виводом У четвертому варіанті групи винаходів поставлена задача вирішена у котушці запалювання для двигуна внутрішнього згоряння, яка уявляє собою трансформатор, що містить корпус, всередені якого розміщено каркас з магнітопроводом, вторинною і первинними обмотками, які мають високовольтну клему і два низьковольтних вивода ВІДПОВІДНО до вторинної і первинної обмоток тим, що вторинна обмотка містить 150 - 2000 витків ь дроту, який має переріз 0,11 -ь 0,55мм2, а первинна обмотка містить 7 - 40 витків дроту, який має пеь реріз 0,85 - 2,5мм2, крім того друга первинна обь мотка забезпечена третім низьковольтним виводом, а вторинна обмотка містить додаткову високовольтну клему Новим у першому варіанті групи винаходів є КІЛЬКІСТЬ витків дроту вторинної і первинної обмоток а також переріз дроту вторинної і первинної обмоток Новим у другому варіанті групи винаходів є наявність додаткової високовольтної клеми у вторинній обмотці Новим у третьому варіанті групи винаходів є те, що вторинна обмотка містить меншу КІЛЬКІСТЬ ВИТКІВ дроту, крім того котушка додатково містить другу первинну обмотку, яка забезпечена третім низьковольтним виводом Новим в четвертому варіанті групи винаходів є те, що вторинна обмотка забезпечена додатковою високовольтною клемою Завдяки вибраним параметрам котушки запалювання(мале число витків вторинної обмотки, великий діаметр дроту) вихідний опір вторинної обмотки приблизно у 500разів менше ніж у котушки по прототипу і практично не впливає на величину струму "індуктивної" фази Струм індуктивної фази і тривалість визначається різницею між накопиченою енергією первинної обмотки WLnep=Lnep^ і енергією "ємнісної" фази We = с^ 2 За умови використання дроту без опору і свічок запалювання без вмонтованого резистора струм "індуктивної" фази практично визначається тільки омічним опором іскри Тому при зменшенні енергії "ємнісної" фази у режимі мінімального на 51180 вантаження двигуна, ВІДПОВІДНО збільшується енергія "індуктивної фази" Струм "індуктивної" фази запропонованої котушки запалювання у режимі малих навантажень до 20разів перебільшує струм котушки запалювання по прототипу Тому енергія іскри практично не залежить від режиму роботи двигуна Це значно спрощує задачу визначення і підтримання оптимального кута випередження запалювання двигуна внутрішнього згоряння Запропонована котушка зображена на кресленні фіг 1 - вигляд котушки в розрізі, перший варіант, фіг 2 - вигляд котушки в розрізі, другий варіант, фіг 3 - вигляд котушки в розрізі, третій варіант, фіг 4 - вигляд котушки в розрізі, четвертий варіант Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння по варіанту 1(фіг 1) містить корпус 1, всередені якого розміщений секцюнований каркас 2, на якому намотана вторинна обмотка 3 таким чином, що кінець обмотки однієї секції з'єднаний з початком обмотки слідуючої секції Вторинна обмотка 3 містить 400 витків дроту, який має переріз 0,25мм2 Поверх вторинної обмотки 3 намотана первинна обмотка 4, яка містить 12 витків дроту, який має переріз 1,2мм2 Між вторинною обмоткою 3 і первинною обмоткою 4 розміщено ІЗОЛЯЦІЙНИЙ шар 5 Секцюнованнй каркас 2 оточує магнітопровод 6, в якому виконаний зазор 7 Вторинна обмотка 3 має високовольтну клему 8 Первинна обмотка 4 має перший низьковольтний вивід 9 і другий низьковольтний вивід 10, який з'єднаний з початком вторинної обмотки 3 Первинна обмотка 4 має також ІЗОЛЯЦІЙНИЙ шар 11 Котушка запалювання по варіанту 2(фіг2) відрізняється від котушки по варіанту 1 тим, що має додаткову високовольтну клему 12, яка з'єднана з початком вторинної обмотки З Котушка запалювання по варіанту З(фігЗ) відрізняється від варіанту 1 тим, що вона має другу первинну обмотку 13 і третій низьковольтний вивід 14 Друга первинна обмотка 13 містить 20 витків дроту, який має переріз 1,1мм2, вона намотана поверх первинної обмотки 4 на ізолюючий шар 15 Початок другої первинної обмотки 13 з'єднаний з першим низьковольтним виводом 9, а и кінець з'єднаний з третім низьковольтним виводом 14, Напрямок намотки другої первинної обмотки 13 є протилежним напрямку намотки першої первинної обмотки 4 Котушка запалювання по варіанту 4(фіг4) відрізняється від варіанту 3 тим, що вона має додаткову високовольтну клему 12, яка з'єднана з початком вторинної обмотки З Котушка запалювання для двигуна внутрішнього згоряння по варіанту 1 працює слідуючим чином На перший низьковольтний вивід 9 і другий низьковольтний вивід 10 подають електричний струм, який проходячи через первинну обмотку 4 утворює магнітне поле, потік якого замикається через магнітопровід 6 Зазор 7 у магаїтопроводі 6 зменшує залишкову намагніченність однополярними імпульсами струму, які протікають в первинній обмотці 4 В момент виключення струму в первинній обмотці 4 витікає ЄЕРС самоіндукції, яка утворює у вторинній обмотці 3 високу напругу(~ 25кВ), яка через високовольтну клему 8 вторинної обмотки 3 пробиває повітряний зазор свічки запалювання(на кресленні не показано) Робота котушки запалювання для двигуна внутрішнього згоряння по варіанту 2 відрізняється від роботи котушки по варіанту 1 тим, що внаслідок того, що до неї додатково підключена до високовольтної клеми 12 ще одна свічка запалювання(на фіг 2 не покачано), іскра одночасно утворюється у двох свічках запалювання Робота котушки запалювання для двигуна внутрішнього згоряння по варіанту 3 відрізняється від роботи котушки по варіанту 1 тим, що після пробою на другу первинну обмотку 13 через низьковольтні виводи 9 і 14 подається струм, який підтримує струм вторинної обмотки 3 і, ВІДПОВІДНО, струм "індуктивної" фази іскри Величина струму вторинної обмотки 3 досягає 5А, а його тривалість визначається тривалістю струму другої первинної обмотки 13 Робота котушки запалювання по варіанту 4 відрізняється від роботи котушки запалювання по варіанту 3 тим, що внаслідок підключення до неї ще однієї свічки(на фіг 4 не показано) за допомогою високовольтної клеми 12 іскра утворюється одночасно у двох свічках Ток "індуктивної" фази визначається формулою t Для котушки, описаній у прототипі ЮОмА t = О.Змс Для котушок по варіанту 1 і варіанту 2 ! max Цвоіф 100 100 " гво +гВП +пп " 10ом + 0,1ом + 40ом " 50,1 U в о і ф - напруга вторинної обмотки "індуктивної" фази, г в о - опір вторинної обмотки, г В П - опір високовольтного дроту, г і п - опір іскрового проміжку Для котушок запалювання по варіанту 3 і варіанту 4 U в о і ф и 250В, тому, 250 5А 'max ~ 501 Наведені розрахунки свідчать, що струм "індуктивної" фази у котушках запалювання, що заявляються, набагато перевищує цей показник у відомої котушки запалювання 51180 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71