CN108352247B - 用于将交流电传递到火花塞的点火线圈 - Google Patents

Abstract

一种点火线圈(20)，具有带有纵轴的芯体(26)、围绕芯体延伸的次级绕组(28)、围绕芯体延伸的套管(30)、围绕套管缠绕的初级绕组(32)、以及连接至初级绕组以便使到所述初级绕组的交流电振荡的控制器(22)。次级绕组(28)具有高压端和低压端。初级绕组(32)与次级绕组(28)成纵向间隔关系。具体地，初级绕组位于纵向远离次级绕组的高压端之处。线圈架(38)被定位于芯体之上和芯体周围。次级绕组缠绕于线圈架的至少一部分周围。

Description

用于将交流电传递到火花塞的点火线圈

技术领域

本发明涉及点火线圈。更特别地，本发明涉及用于将交流电输送到火花塞的点火线圈。特别地，本发明涉及其中初级绕组与次级绕组的高压端沿纵向间隔开的火花塞。

背景技术

大多数内燃机具有某种类型的点火电路，以在汽缸内产生火花。火花引起汽缸内的燃料燃烧，以驱动活塞和附接的曲轴。典型地，发动机包括安装在发动机的飞轮上的多个永磁体以及在发动机壳体上安装于飞轮附近的充电线圈。在飞轮旋转时，磁体通过充电线圈。由此，在充电线圈上产生电压，并且该电压被用来向高压电容器充电。电容器上的高压电荷通过触发电路被释放到点火线圈，从而促使高压、短时间的电火花穿过火花塞的火花间隙并点燃汽缸内的燃料。这种类型的点火被称为电容放电点火。

使用火花塞和点火线圈来启动燃烧的标准往复式内燃机的设计多年来一直采用受到仅使用强度相对较低的单个短时间火花来可靠地启动燃烧的需求的强烈影响的燃烧室形状和火花塞布置。但是，近年来，人们越来越重视燃料效率、燃烧完全度、废气洁净度以及各循环之间燃烧变化性的降低。

现在对于尽可能靠近火花塞的输入端子来安置点火线圈有强烈需求。最终，使单独的点火线圈与内燃机的每个火花塞相关联已经成为发动机制造商的愿望。但是，将点火线圈直接连接至每个火花塞的能力受到了点火线圈的尺寸以及车辆的发动机舱内可由这样的点火线圈使用的空间的限制。照常规，在过去，如果点火线圈的尺寸很小，则它们会缺少将电池的电压转换成足以产生火花的能量的必要容量。如此，需要生产出具有在尽可能小的封装内有最大功率输出的驱动器的点火线圈。

大多数内燃机具有某种类型的点火电路，以在汽缸内产生火花。火花引起汽缸内的燃料燃烧，以驱动活塞和附接的曲轴。典型地，发动机包括安装在发动机的飞轮上的多个永磁体以及在发动机壳体上安装于飞轮附近的充电线圈。在飞轮旋转时，磁体通过充电线圈。由此，在充电线圈上产生电压，并且该电压被用来向高压电容器充电。电容器上的高压电荷通过触发电路被释放到点火线圈，从而促使高压、短时间的电火花穿过火花塞的火花间隙并点燃汽缸内的燃料。这种类型的点火被称为电容放电点火。

使用火花塞和点火线圈来启动燃烧的标准往复式内燃机的设计多年来一直采用受到仅使用强度相对较低的单个短时间火花来可靠地启动燃烧的需求的强烈影响的燃烧室形状和火花塞布置。但是，近年来，人们越来越重视燃料效率、燃烧完全度、废气洁净度以及各循环之间燃烧变化性的降低。

现在对于尽可能靠近火花塞的输入端子来安置点火线圈有强烈需求。最终，使单独的点火线圈与内燃机的每个火花塞相关联已经成为发动机制造商的愿望。但是，将点火线圈直接连接至每个火花塞的能力受到了点火线圈的尺寸以及车辆的发动机舱内可由这样的点火线圈使用的空间的限制。照常规，在过去，如果点火线圈的尺寸很小，则它们会缺少将电池的电压转换成足以产生火花的能量的必要容量。如此，需要生产出具有在尽可能小的封装内有最大功率输出的驱动器的点火线圈。

点火线圈的标准设计是具有一个初级绕组和一个次级绕组，二者均位于层压芯体的一条腿上。典型地，初级绕组缠绕在层压芯体旁边，而次级绕组置于初级绕组之上。之所以这样做是因为初级绕组的电阻通常较低，使得“线匝平均长度”最小。在初级绕组之上的次级绕组会给出适当的“耦合”和“漏电感”，从而给出所需的输出电压、电压上升时间等。

典型地，在常规的点火线圈中，来自电池的直流电被用于向火花塞传输直流电。不幸的是，由于直流电的性质，来自火花塞的火花在火花放电期间将沿一个方向发生。随着时间推移，这可能会产生使火花塞的电极退化的影响。这可能会产生使得在中心电极的内端与附接于用作接地电极的螺纹套的内端的一个或多个突起或结构之间的火花间隙退化的影响。在过去，人们已经发现，通过将交流电传递到火花塞，可以在中心电极的内端与接地电极之间交替进行放电。如此，这种用于传递火花的交流电方法将会减少火花塞的电极的退化。

最近，直喷式发动机已经得到了广泛的发展。这些直喷式发动机是用于现代二冲程和四冲程汽油发动机的燃料喷射的变体。燃料被高度加压并经由共轨燃料管路直接喷射到每个汽缸的燃烧室内，这与将燃料喷射到吸入管道或汽缸端口内的传统的多点燃料喷射不同。燃料直接喷射到燃烧室内需要高压喷射。直喷式发动机的主要优点在于提高了燃料效率并且功率输出高。也可以用直喷系统对排放水平进行更精确的控制。这些增益通过对根据发动机负荷而变化的燃料量和喷射时间进行精确控制来实现。发动机转速由发动机管理系统控制，该发动机管理系统调节燃料喷射功能和点火时间，而不是具有限制进气供应的节流板。

在这样的直喷式发动机中，火花将需要更长时间地处于最大电压，以便有效地燃烧喷射的燃料。对于已经转换成天然气发动机的柴油发动机尤其如此。在这种情况下，天然气被喷射到汽缸内。如此，需要持续时间更长的高压火花来有效地点燃天然气。对于传统的直流点火线圈，存在迅速退化的初始高压火花。如此，需要提供持续时间延长的高压火花，以便在这样的直喷式发动机中实现最大程度的燃料燃烧。

在过去，已经出现了将点火线圈直接安置在火花塞上的各种技术。在某些情况下，存在被直接适配到火花塞凹窝内的“笔式线圈(pencil coil)”。不幸的是，这些笔式线圈无法产生持续时间足够长以有效地燃烧燃料(如天然气)的充足的能量。还存在插头线圈(plug top coil)，其被适配于火花塞的顶部并且直接与火花塞中的电极一起工作，从而提供必要的火花。

在点火线圈的次级绕组内，已经使用了前进绕组(progressive winding)。对于这样的前进绕组，绕组横距(traverse)必须长，以便使电压分布(在各层之间)分散开。普通的线圈设计将次级线圈架的总横距(即长度)限定于1-1.5英寸。“铅笔线圈”设计具有很小的直径(通常小于1英寸)以及4-6英寸的长度。这种类型的线圈直接安装于火花塞上，并且通常用于其中火花塞被安置于圆柱形孔内的顶阀式发动机(overhead valve engine)。该线圈通常能量很低(30毫焦耳或更少)。初级绕组通常缠绕于层压芯体上，而次级绕组置于初级绕组之上。次级绕组的圆直径很小，并且横距为3英寸。前进绕组消除了与线圈架相关联的隔舱(bay)和法兰。这样的绕线较快。法兰的消除意味着绕线过程没有停止或减慢以便改变隔舱。前进绕组消除了导线悬挂于法兰上而不落到隔舱的底部的问题。这是区段线圈架线圈的主要问题，因为这产生了具有整个区段的电压应力的导线环。通常，在绕线之后无法看到该导线环。如此，该线圈在其最终于现场操作中出现故障之前可以通过所有可靠性和质量测试。前进绕组的另一个问题是，前进绕组可能会在组装过程中从其在线圈架上的期望位置滑落。在组件被有效地封装之后，这样的前进绕组可能无法达到必要的能量要求。

在常规的点火线圈设计中，在点火线圈内，次级线圈直接置于初级线圈之上。在初级绕组与次级绕组之间必须使用介电材料。当在交流电点火系统内使用很高的电压时，该介电材料可能会相当快地退化。如此，这实际上会限制点火线圈的寿命。如此，需要避免任何介电材料的退化或者避免初级绕组与次级绕组之间的高压。

在过去，已经发布了关于点火线圈配置的各种专利。在过去，各种美国专利已经被授予与这样的点火线圈设计相关的各个发明人。例如，1998年9月15日授予French等人的美国专利No.5,806,504教导了用于内燃机的一种点火电路，其中该点火电路包括具有用于产生火花的次级绕组并且具有第一和第二初级绕组的变压器。电容器连接至第一初级绕组，以向变压器提供高能电容放电电压。电压发生器连接至第二初级绕组，用于产生交流电压。控制电路连接至电容器和电压发生器，用于提供控制信号以将高能电容放电电压放电到第一初级绕组，并且用于向电压发生器提供控制信号从而产生交流电压。

1991年3月12日授予K.P.Gokhale的美国专利No.4,998,526教导了一种交流电点火系统。该系统对火花塞的电极施加交流电以使电弧在电极处保持所期望的一段时间。电弧电流的幅度可以改变。交流电由包括变压器的DC-AC逆变器产生，该变压器具有中间抽头式初级绕组以及与火花塞连接的次级绕组。通过使电容器对中间抽头式初级绕组处的绕组部分之一放电来在火花塞处引发电弧。可替代地，存储于电感器内的能量可以被供应到初级绕组部分以引发电弧。点火系统由受控电流源供电，该受控电流源接收来自直流电压源(诸如机动车上的电池)的输入功率。

1949年2月22日授予Elton C.Hallett的美国专利No.2,462,491描述了一种点火线圈和过滤器屏蔽组件，该过滤器屏蔽组件屏蔽并保护着包括内燃机的点火系统的一些部分在内的电子单元，特别提到了完全包封着其中一些单元的金属壳体。

1949年10月18日授予G.L.Lang的美国专利No.2,485,241描述了一种无线电屏蔽单元，该无线电屏蔽单元涉及适用于内燃机的启动单元等的屏蔽装置，并且更特别地涉及用于屏蔽这些单元以防止无线电噪声泄漏的新的和改进的装置。

1954年4月13日授予W.W.Cushman的美国专利No.2,675,415描述了用于发动机的无线电干扰抑制装置，该无线电干扰抑制装置涉及防止因内燃机的高张力点火元件的操作所导致的无线电干扰的装置等。

1958年6月24日授予C.S.Marsen的美国专利No.2,840,622描述了一种被屏蔽的点火线圈，该点火线圈涉及内燃式点火系统的高压组件(诸如火花线圈)与分配器之间的电连接，并且更特别地涉及对此类连接的电磁屏蔽，用于防止由高张力电流产生的无线电干扰。

1962年8月7日授予S.E.Estes的美国专利No.3,048,704描述了一种线圈屏蔽件，该线圈屏蔽件涉及对用于内燃机的电气系统的屏蔽，并且更特别地涉及用于点火线圈的屏蔽件。

1970年11月24日授予Dusenberry等人的美国专利No.3,542,006描述了一种内燃机射频辐射抑制点火系统，该点火系统将宽度大于当前在内燃机分配器的旋转端子和每个固定端子之间的正常宽度的间隙与电视-无线电辐射抑制点火电缆和电阻器型火花塞结合在一起。

1989年10月24日授予A.O.Fitzner的美国专利No.4,875,457描述了用于保护发动机电子器件免受射频干扰的装置和方法，该装置和方法可抑制对包封于金属壳体内的电子控制模块的RFI影响。

1993年1月26日授予Koiwa等人的美国专利No.5,181,498描述了一种用于内燃机的点火装置，该点火装置能够在很大程度上减少因布线所导致的噪声产生和能量损失。

1994年11月1日授予Kwi-Ju Kim的美国专利No.5,359,981描述了用于防止从汽油发动机的点火器件中辐射及传导出电磁波噪声的装置。

1997年4月1日授予Morita等人的美国专利No.5,615,659描述了一种用于内燃机的点火装置。

本发明人是与点火系统相关的若干现有专利的发明人。特别地，2002年9月5日授予本发明人的美国专利No.6,102,730说明了一种用于内燃机的点火系统，该点火系统具有变压器，该变压器具有适于连接至电源的初级绕组以及适于连接至内燃机的火花塞的次级绕组。控制器与变压器互连，从而激活和反激活变压器的输出。变压器用于从次级绕组产生频率在1000与100,000Hz之间并且电压为至少20kV的输出。变压器产生具有至少20kV的高压正弦波的交流电输出。电压调节器连接至电源和变压器，从而向变压器提供恒定的直流电压输入。变压器在被控制器激活期间从次级绕组的输出产生恒定瓦数的功率。

2000年10月24日授予本发明人的美国专利No.6,135,099说明了一种用于内燃机的点火系统，该点火系统具有变压器，该变压器具有适用于连接至电源的初级绕组以及适于连接至内燃机的火花塞的次级绕组。控制器与变压器互连，从而激活和反激活变压器的输出。电压调节器连接至电源和变压器，从而向变压器提供恒定的直流电压输入。变压器连接至火花塞和控制器，从而产生跨过火花塞的电极的持续时间可控的电弧。该持续时间在0.5毫秒与4.0毫秒之间选择。

2001年12月11日授予本发明人的美国专利No.6,328,025描述了一种点火线圈，该点火线圈具有带有第一腿和第二腿的芯体、布置于第一腿之上的第一初级绕组、布置于第二腿之上的第二初级绕组、布置于第一初级绕组之上的第一次级绕组、布置于第二初级绕组之上的第二次级绕组、以及与第二次级绕组的一端电连接的火花塞端子。第一初级绕组与第二初级绕组串联连接。第一次级绕组与第二次级绕组串联连接。芯体为层压钢构造。第一和第二次级绕组以多层方式前行地缠绕于相应的线圈架上。

本发明的一个目的是提供可提供持续时间延长的电弧的点火系统。

本发明的另一个目的是提供特别适于与天然气发动机和混合发动机相关联的使用的点火系统。

本发明的另一个目的是提供用于在延长的时间内传播高压的点火系统。

本发明的另一个目的是提供可为火花塞的点火提供显著的能量的点火系统。

本发明的另一个目的是提供其中次级绕组在制造过程中不会滑落的点火系统。

本发明的另一个目的是提供其中点火系统可以达到50,000伏的点火系统。

本发明的另一个目的是提供可避免初级绕组与次级绕组之间的电介质的点火系统。

本发明的另一个目的是提供可在火花塞电极之间提供恒定交流电压的点火系统。

本发明的另一个目的是提供可避免射频以及车辆内的无线电操作的干扰的点火系统。

本发明的另一个目的是提供可避免火花塞劣化的点火系统。

本发明的另外一个目的是提供可以结合直喷式发动机来使用的点火系统。

通过阅读所附的说明书及所附的权利要求书，本发明的这些及其他目的和优点将会变得清楚。

发明内容

本发明是一种点火线圈，该点火线圈包括具有纵轴的芯体、沿芯体延伸的次级绕组、沿芯体延伸的套管、缠绕在套管周围的初级绕组、以及连接至初级绕组从而使到初级绕组的交流电振荡的控制器。次级绕组具有低压端和高压端。初级绕组与次级绕组的低压端成纵向隔开的关系并且位于远离次级绕组的高压端处。

在本发明中，芯体由铁氧体材料形成。特别地，芯体可以由用环氧树脂接合的粉末状铁氧体形成。

线圈架被定位为围绕着芯体。次级绕组缠绕于线圈架的至少一部分周围。线圈架具有形成于其上的多个隔舱。次级绕组被容纳于这多个隔舱内。该多个隔舱形成于次级绕组的高压端的相邻处。在本发明的一种实施例中，套管可以与线圈架形成整体。在优选的实施例中，次级绕组具有大约7000匝。该优选实施例的初级绕组具有大约6个绕组。次级绕组的高压端适于传递50,000伏。

控制器具有连接至初级绕组的MOSFET。该MOSFET适于使到初级绕组的交流电振荡。MOSFET将具有至少30,000Hz且小于100,000Hz的谐振的交流电传递到初级绕组。电源连接至控制器。该电源是直流电源，诸如12伏或24伏电池。控制器将直流电力转换成振荡的交流电力。控制器被贴附于芯体的与次级绕组的高压端相反的端部的相邻处。插座连接至次级绕组的高压端。该插座适于与火花塞的端子电连接。

本发明还是一种点火系统，该点火系统包括直流电源、连接至直流电源的控制器、具有纵轴的芯体、沿芯体延伸的次级绕组、绕芯体延伸从而与次级绕组成纵向间隔关系的初级绕组、以及连接至次级绕组的高压端的火花塞。控制器与初级绕组连接，从而将来自直流电源的直流电转换成到初级绕组的振荡交流电力。

在本发明的点火系统中，套管位于芯体之上。初级绕组缠绕于套管周围。线圈架被定位为围绕着芯体。次级绕组缠绕于线圈架的一部分的周围。特别地，线圈架具有形成于其上的多个隔舱。次级绕组被容纳于该多个隔舱内。

控制器具有连接至初级绕组的MOSFET。该MOSFET适于使到初级绕组的交流电振荡。MOSFET将具有至少30,000Hz且小于100,000Hz的谐振的交流电传递到初级绕组。

以上部分旨在特别地描述本发明的优选实施例。应当理解，在本发明的范围内可以对该优选实施例进行修改。如此，不应以任何方式将这部分理解为对本发明广泛的范围的限定。本发明应当仅受所附的权利要求及其合法等同物的限定。

附图说明

图1是示出根据本发明的教导的点火系统的示意图。

图2是根据本发明的点火线圈的截面图。

图3是示出用于本发明的点火系统中的控制器的电气原理图。

具体实施方式

参考图1，其示出的示意图示出了本发明的点火系统10。点火系统10包括火花塞12，火花塞12在其一端处具有电极14和16。火花塞12包括端子18，端子18位于火花塞12的与电极14和16相反的端部。本发明的点火线圈20直接安装于火花塞12的端子18上。控制器22被定位于点火线圈20的顶部，并且连接至点火线圈20以便控制点火线圈的点火并从而控制火花塞12的点火，使得在电极14和16之间产生火花。电池24连接至控制器22以便向控制器22供应直流电。控制器22会将电池24的直流电转换成到点火线圈20的交流电。如此，当点火线圈20使火花塞12点火时，将根据交流电的正弦波形在电极14和16之间交替出现火花。电池24可以是常规的汽车电池，如12伏电池或24伏电池。

图2示出了根据本发明的教导的点火线圈20。点火线圈20包括芯体26、次级绕组28、套管30、初级绕组32和控制器22。插座34形成于点火线圈20的底部36，以便将次级绕组28直接连接至火花塞12的端子18。

芯体26在点火线圈20的内部纵向延伸。次级绕组28围绕芯体26延伸，并且初级绕组32围绕芯体26延伸。芯体优选地由铁氧体材料形成。特别地，该铁氧体材料可以是用环氧树脂接合的粉末状铁氧体。铁氧体磁芯26利用环氧树脂进行接合将会增强芯体以高频率工作的能力。

在图2中，可以看出，存在线圈架38，线圈架38上容纳有次级绕组28。线圈架38包括形成于其上的多个隔舱40。次级绕组28被定位于这些隔舱40内。现代绕线技术可促进将次级绕组28有效地缠绕于线圈架38的隔舱40内的能力。如此，前面描述的有关现有隔舱型线圈架的问题可用现代绕线技术来解决。实际上，次级绕组28可以填充一个隔舱，然后按索引的方式移动至下一个隔舱，使得次级绕组有效地填充所有与线圈架38相关联的隔舱。

隔舱28的布局是对前进绕组技术的显著改进。如上所述，前进绕组的问题是存在前进绕组会在制造过程中沿着线圈架的长度方向滑动的风险。如此，前进绕组可能不在点火线圈内最期望的位置。这可能会导致点火线圈出现故障或性能不足。由于本发明的点火线圈20的每个隔舱40都由法兰42隔开，因而这些法兰将会有效地将绕组保持于隔舱内，从而确保次级绕组的这种滑移不会发生。

在图2中，可以看出，次级绕组28具有高压端44和低压端46。初级绕组32与次级绕组28的高压端44成纵向间隔关系。初级绕组32也与次级绕组28的低压端46纵向隔开。由于这一分隔，初级绕组32将会与次级绕组28的低压端46隔开，从而避免了与电介质的劣化相关联的问题。这避免了通过任何介电材料的高压流，其会使电介质劣化并且导致点火线圈的性能的早期故障。

在图2中，套管30将围绕线圈架34延伸。在本发明的概念中，初级绕组32可以在线圈架38的上段部分50之上延伸。在另一种实施例中，线圈架34可以具有作为直径减小区段的部分50以及定位于这一直径减小部分之上的套管30。如此，在本发明的概念中，很重要的是初级绕组32与次级绕组28的低压端46和高压端44纵向间隔开。

在图2中可以看出，初级绕组32具有6匝。次级绕组28将具有大约7,000匝。如此，当由控制器22将交流电施加于初级绕组32时，次级绕组28可以产生50,000伏，以通过插座32对火花塞的端子放电。

灌封材料54可以被安置于初级绕组32和次级绕组28之上。这种灌封材料用于固定绕组的位置，并且用于防止对绕组的破坏。壳体56可以安置于灌封材料54之上，从而包封点火线圈20的内部。控制器22被定位于壳体56的顶部。

图3示出了用于示出控制器22的原理图。特别地，控制器22具有连接至点火线圈20的初级绕组32的输出60。重要的是，存在一对MOSFET 62和64，其结合起来工作以便控制到初级绕组32的振荡的交流电流。MOSFET是用于放大或开关电子信号的一种晶体管。MOSFET是具有源极端子、栅极端子、漏极端子和体端子的四端子器件。MOSFET的体端子连接至源极端子，从而使其变为三端子器件，诸如其它场效应晶体管。因为这两个端子通常在内部相互连接(短路)，所以只有三个端子出现于电气图中。MOSFET相对于普通晶体管是优选的，因为它只需要很小的电流来导通(小于1mA)，同时向负载传输高得多的电流(10-50A或更大)。如此，MOSFET 62和64可以用于导通到初级绕组32的交流电流，从而在燃料被直接喷射到汽缸内时有效地使火花塞点火。在使汽缸内的燃料燃烧所需的时间段内，可以由集成电路66使MOSFET 62和64在固定的时间段内保持“导通”状态。如此，如果燃料要燃烧达5毫秒，则可以使MOSFET 62和/或64之一导通，以便有效地促使来自火花塞的火花产生50,000伏达5毫秒，以有效地燃烧燃料。集成电路66可以包括时钟，以便连接至发动机管理软件，从而可以实现所期望的燃烧持续时间。集成电路66在端子68处连接至电池，以便有效地接收来自电池的直流电。图3所示的电路可以包括合适的DC-AC转换，使得MOSFET 62和64将到初级绕组的交流电传输至初级绕组32。

本发明提供了用于涡轮增压的直喷式发动机的卓越的点火线圈。由于这些直喷式发动机需要在精确时间喷射燃料，因而控制器22适于使点火线圈以及关联的火花塞在燃料喷射的精确时间点火。定时电路将促使火花塞在燃料燃烧的持续时间内保持最大功率。如此，本发明提供了在燃料喷射之后用于燃烧该燃料的较大的时窗。当柴油发动机被转换成天然气燃烧发动机时，这是特别有利的。本发明提供了用于与这样的转换相关联的有限可用空间的紧凑的点火线圈。

在本发明中，次级绕组28的高压端44可以传递50,000伏。初级绕组32位于远离次级绕组处。如此，在初级绕组与次级绕组之间将没有电压。在过去，这已经成了麻烦的问题，因为高压与低压之间的电介质可能会在一段时间内劣化。用于芯体26的铁氧体是不导电的。如此，同样地，在初级绕组与次级绕组之间没有电压传输。换言之，50,000伏不会被传导通过芯体26。如此，不需要与本发明的点火线圈20相关联的绝缘或电介质。使用铁氧体芯体，而不是钢芯体(其可以导电)。

优选地，次级绕组28具有大约7000匝。这些线匝被隔离于每个隔舱40内。隔舱提供了可有效保持绕组的一种形式。替代地，次级绕组28可以直接缠绕于芯体26上。此外，替代地，次级绕组28可以围绕着套管缠绕，该套管直接位于铁氧体磁芯26之上。

当使用隔舱40时，与这些相邻隔舱40相关联的法兰42用于保持次级绕组以免滑动。这导致绕线过程变得较慢。但是，这避免了与绕组的滑移相关联的问题，这种滑移与前进绕组相关联。

控制器22借助于MOSFET 62和64来提供适当的振荡，从而驱动电力到点火线圈。振荡器利用MOSFET 62和64来获得直流电(12伏或24伏)，并且用于调整谐振的频率。本发明认为，可在30,000Hz处达到最大幅度。火花塞电弧将在90,000Hz处产生。该电路有效地将直流电转换为交流电正弦波。如此，本发明在火花塞两端提供了恒定的交流电。火花塞在现场的整个持续过程中将会具有全功率。MOSFET几乎不需要电流或电压来导通和关断。

火花塞的电极之间的电流的交替可有效地避免电极的劣化。因为火花塞在正弦波的正向部分期间从第一电极向第二电极点火，而在正弦波的负向部分期间从第二电极向第一电极点火，所以电极的任何劣化都可通过这种恒定的切换来有效地避免。

对于最大电压实现了谐振。该最大电压在30,000Hz处出现。如果达到100,000Hz以上，则这可能会影响射频，并从而影响无线电性能的质量。通过交流电的振荡实现的谐振提供了来自最小输入的最大功率。

在本发明的概念内，可以在火花塞点火期间使交流电产生脉冲。交流电的脉冲可允许燃料/空气混合物从汽缸更均匀地逸出。燃料/空气混合物可能悬置于火花间隙内。由于在该间隙内会产生高频率，所以这种高频率可能会使燃料/空气混合物包括于该间隙内，并且会在一定程度上对完全燃烧的燃料/空气混合物的逸出造成不利影响。通过交流电的脉冲以及这种脉冲交流电与火花塞的电极的关联，可有效地避免燃料/空气混合物在火花间隙内的聚集。

本发明的上述公开和描述是说明性的和解释性的。在不背离本发明的真正精神的情况下，可以在所附权利要求的范围内对所示构造的细节进行各种改变。本发明应当仅受所附权利要求及其合法等同物的限定。

Claims (11)

1.一种点火线圈，包括：

芯体；

位于所述芯体之上和所述芯体周围的线圈架，所述线圈架具有形成于所述线圈架的仅一端的邻近处的多个隔舱；

围绕所述芯体延伸的次级绕组，所述次级绕组具有高压端和低压端，所述多个隔舱形成于所述次级绕组的所述高压端的邻近处，所述次级绕组具有被容纳于所述多个隔舱内的匝；

在所述芯体之上延伸的套管，所述套管被定位为覆在所述线圈架和所述次级绕组之上；

围绕所述套管的外部缠绕的初级绕组，所述初级绕组与所述次级绕组的所述低压端纵向间隔开，所述初级绕组位于纵向远离所述次级绕组的所述高压端之处，所述次级绕组的所述高压端在所述多个隔舱中的距离所述初级绕组最远的隔舱处；以及

控制器，连接至所述初级绕组以便使得到所述初级绕组的交流电振荡。

2.根据权利要求1所述的点火线圈，所述芯体由铁氧体材料形成。

3.根据权利要求1所述的点火线圈，所述套管与所述线圈架形成整体。

4.根据权利要求1所述的点火线圈，所述次级绕组具有7000匝，所述初级绕组具有6匝。

5.根据权利要求1所述的点火线圈，所述次级绕组的所述高压端适于向其外部传递50，000伏。

6.根据权利要求1所述的点火线圈，所述控制器具有连接至所述初级绕组的MOSFET，所述MOSFET适于使到所述初级绕组的交流电振荡。

7.根据权利要求6所述的点火线圈，所述MOSFET将具有至少30,000Hz且小于100,000Hz的谐振的交流电传递至所述初级绕组。

8.根据权利要求2所述的点火线圈，所述芯体由用环氧树脂接合的粉末状铁氧体材料形成。

9.根据权利要求1所述的点火线圈，还包括：

连接至所述控制器的电源，所述电源是直流电源，所述控制器将直流电力转换成振荡的交流电力。

10.根据权利要求1所述的点火线圈，还包括：

连接至所述次级绕组的所述高压端的插座，所述插座适于与火花塞的端子电连接。

11.根据权利要求1所述的点火线圈，所述控制器贴附于所述芯体的与所述次级绕组的所述高压端相反的端部的相邻处。