RU2165543C2

RU2165543C2 - Ignition coil for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2165543C2
Application number: RU99110969/06A
Authority: RU
Inventors: А.В. Малышев; А.В. Лисовский
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; ignition systems of internal combustion engines. SUBSTANCE: feed- through capacitor is arranged between magnetic core and high-voltage terminal. Longitudinal slot is made in magnetic screen enclosing coil case. Capacitor lead is connected with contact of low- voltage connector by means of bus provided with straight-line section passing near slot in parallel with slot. First plate of capacitor can be arranged square to axis of symmetry of coil case on high-voltage terminal of ignition coil. Second plate of capacitor can be made in form of C- shaped part with tongue. If necessary, capacitor can be furnished with third plate electrically connected with second plate and located symmetrically relative to second plate and first plate of capacitor. EFFECT: provision of cheap and easy-to-manufacture cigar-shaped ignition coil with built-in feed-through capacitor designed to control working process in engine cylinder. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции катушки системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС). The invention relates to engine building and can be used in the design of the coil of the ignition system of an internal combustion engine (hereinafter - ICE).

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. Known (see, for example, German patent N 4142532, publ. 05/06/93) ignition systems for internal combustion engines, which include individual ignition coils for each candle.

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. Known (see US patent N 5419300, IPC 6 17/00, 3/02, publ. 05/30/95), the design of an individual ignition coil with integrated pass-through capacitor. The advantage of the ignition coil is the simplicity of the design of the passage capacitor. The disadvantage of such a coil is its significant dimensions, which do not allow it to be placed in the candle channel.

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. Also known [1, 2] is the design of an individual ignition coil having a cigar-shaped shape. The coil with a diameter of 23.5 mm is designed to be placed in the deep candle channel of the internal combustion engine. The small dimensions of the candle channel impose stringent requirements on the layout of the elements of the ignition coil. Because of this, the magnetic circuit of the coil is made open. It consists of a cylindrical magnetic core housed in a housing and a magnetic shield enclosing the coil body. A magnetic screen in the form of a hollow cylinder with a longitudinal slot is made flexible of sheet steel.

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. For the prototype of the claimed invention, the design of an individual ignition coil of a cigar-shaped form is taken, RF patent N 2117820, IPC 6 F 02 P 17/00, 3/02, publ. 08/20/98. The ignition coil contains a cylindrical magnetic core installed in the housing with primary and secondary windings placed around it and a feedthrough capacitor, as well as a magnetic screen covering the coil housing. The magnetic screen is in the form of a hollow cylinder.

Недостатком такой катушки зажигания является сложность конструкции проходного конденсатора, предназначенного для контроля рабочего процесса в цилиндре ДВС. The disadvantage of this ignition coil is the complexity of the design of the passage capacitor, designed to control the working process in the cylinder of the engine.

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. The objective of the invention is the creation of a cheap and technological design of an individual cigar-shaped ignition coil, equipped with a built-in passage capacitor, designed to control the working process in the engine cylinder.

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. This problem is solved in the inventive ignition coil, which includes a cylindrical body provided with a low voltage connector and a high voltage output, a magnetic core located in the housing, a primary winding and a secondary winding located around the core, a diode and a passage capacitor, as well as a cylindrical magnetic screen covering body. The problem is solved in that the capacitor is placed between the magnetic core and the high-voltage terminal, a longitudinal slot is made in the magnetic screen, and the capacitor terminal is connected to the contact of the low-voltage connector by means of a bus having a rectilinear section extending parallel to the slot parallel to the latter. In this case, the first capacitor plate can be located perpendicular to the axis of symmetry of the coil housing and placed on the high-voltage output of the ignition coil, and the second capacitor plate can be made in the form of a C-shaped plate and provided with a petal. If it is necessary to perform a capacitor of increased capacity, it can be equipped with a third plate, electrically connected to the second plate and placed symmetrically to it relative to the first plate of the capacitor.

Изобретение поясняется следующим чертежом. The invention is illustrated by the following drawing.

На фиг. 1 изображена конструкция катушки зажигания. In FIG. 1 shows the design of an ignition coil.

На фиг. 2 представлена конструкция проходного конденсатора. In FIG. 2 shows the design of a feedthrough capacitor.

На фиг. 3 представлена электрическая схема включения катушки зажигания. In FIG. 3 shows the electrical circuit for switching on the ignition coil.

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. The ignition coil (see Fig. 1) contains a core located in the housing 1 with primary and secondary windings (not shown in Fig.), A magnetic screen 2, covering the housing 1, in which a longitudinal slot 3 is made, a low-voltage connector 4 with contacts 5, high-voltage terminal 6. In the housing 1 between the core and the high-voltage terminal 6 there is a feedthrough capacitor 7. The capacitor 7 consists of upper 8 and lower 9 plates and an insulating plate 10. The upper plate is equipped with a terminal 11 made in the form of a petal. The terminal 11 is connected to the terminal 5 by a bus 12. The bar 12 is laid near the slot 3 parallel to the last. Between the output of the secondary winding of the ignition coil and the high-voltage output 6, a diode 13 is connected.

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. The plate 9 of the passage capacitor (see Fig. 2) is mounted on the high-voltage terminal 6 with electrical contact with the latter. The lining 8 is made in the form of a plate of a C-shaped shape to eliminate losses on Foucault currents. The insulating plate 10 may be made of the material used to manufacture the housing 1. The capacitor to increase the capacity may be provided with two plates 8. In this case, the plates 8 are placed symmetrically with respect to the plates 9.

Катушка зажигания работает (см. фиг. 3) следующим образом. The ignition coil operates (see. Fig. 3) as follows.

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. In the initial state, the output 5 of the capacitor 7 is connected to the information input of the control unit (CU). The first output of the primary winding of the ignition coil 1 is connected to the positive pole of the power source (+ BS). The second terminal of the primary winding is connected to an electronic power switch T1, which commutes the second terminal with a second pole of the power source connected to the mass of the internal combustion engine. The control input of the electronic key T1 is connected to the output of the control unit (CU). The first terminal of the secondary winding of the ignition coil 1 is connected to the second terminal of the primary winding. The second output of the secondary winding of the coil 1 through the diode 13 is connected to the high-voltage output 6 of the coil. The central electrode of the spark plug (C3) is connected to the high voltage terminal 6. The second electrode of the spark plug is connected to the mass of the internal combustion engine.

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. When you turn on the electronic key T1 through the primary winding of the ignition coil 1, the current of the power source begins to flow. The flow of current through the primary winding causes the appearance of the magnetic field of the ignition coil 1, in which the accumulation of ignition energy occurs. When the calculated amount of energy is accumulated, the control unit (CU) turns off the electronic key T1, interrupting the flow of current through the primary winding of the ignition coil. In accordance with the law of magnetic induction, the emf of self-induction is induced in the windings of the ignition coil. The EMF of the secondary winding is supplied through a diode 13 to a high-voltage terminal 6 connected to the central electrode of the spark plug (SZ). With respect to the polarity of the induced EMF, the diode 13 is switched on in the conducting direction and does not impede the flow of spark current. When the EMF value of the secondary winding of the ignition coil 1 exceeds the breakdown voltage of the spark gap of the spark plug (C3), an electric discharge occurs. At the end of the spark discharge, the control unit (BC) excites in the system of magnetically coupled oscillatory circuits formed by dissipation inductances and capacities of the primary and secondary windings of the ignition coil. Excitation is performed by briefly passing the current of the power source through the primary winding of the ignition coil 1 with a frequency close to the resonant frequencies of the indicated oscillatory circuits. The positive half-wave of natural oscillations excited in the secondary winding of the coil passes through the diode 13 and charges the measuring capacitor 7 along the circuit: the first output of the secondary winding - lining 9 of the capacitor 7 - lining 8 of the capacitor 7 - output 5 of the ignition coil 1 - information input of the control unit (BU ) - current-measuring resistor of the control unit (not shown in Fig. 3) - internal resistance of the power source - second output of the secondary winding. The discharge of the capacitor 7 occurs along the circuit: lining 9 - spark gap of the spark plug (SZ) - mass of ICE - current-measuring resistor of the control unit (CU) - lining 8 of the capacitor. Since the value of the discharge of the capacitor 7 between the charges is determined by the combustion conditions in the internal combustion engine cylinder (temperature and pressure of the burned gases), the value of the charge current of the capacitor 7 carries information about the combustion conditions in the internal combustion engine cylinder.

Источники информации
1. Журнал "Automotive engineering", december 1996 (materials), стр. 68.Sources of information
1. Journal of Automotive Engineering, December 1996 (materials), p. 68.

2. Коммерческий еженедельник г. Тольятти "Цена?! АВТО", N 43 от 11.11.97 г., стр. 6. 2. Commercial weekly of Tolyatti, “Price ?! AUTO”, N 43 dated 11.11.97, p. 6.

Claims

1. The ignition coil, which includes a cylindrical body equipped with a low-voltage connector and a high-voltage output, a magnetic core located in the housing, a primary winding and a secondary winding located around the core, a diode and a passage capacitor, the output of which is connected to the contact of the low-voltage connector, as well as a magnetic a cylindrical screen covering the housing, characterized in that the capacitor is placed between the magnetic core and the high-voltage output, longitudinally made in the magnetic screen I slot, and a connection with a contact of low-voltage capacitor formed by the shank of the connector having a straight portion extending slits near the magnetic shield parallel to the latter.

2. The coil according to claim 1, characterized in that the first lining of the capacitor is perpendicular to the axis of symmetry of the coil housing and is located on the high-voltage output of the ignition coil, and the second lining of the capacitor is made in the form of a plate with a C-shape and provided with a petal.

3. The coil according to claim 2, characterized in that the capacitor is equipped with a third plate, electrically connected to the second plate and placed symmetrically to it relative to the first plate of the capacitor.