RU2221298C2 - Bar ignition coil - Google Patents
Bar ignition coil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221298C2 RU2221298C2 RU2001131670/06A RU2001131670A RU2221298C2 RU 2221298 C2 RU2221298 C2 RU 2221298C2 RU 2001131670/06 A RU2001131670/06 A RU 2001131670/06A RU 2001131670 A RU2001131670 A RU 2001131670A RU 2221298 C2 RU2221298 C2 RU 2221298C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- capacitor
- ignition coil
- magnetic core
- core
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции стержневой катушки системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС), снабженной устройством для измерения ионного тока, протекающего через электроды свечи зажигания. The invention relates to engine building and can be used in the design of the core coil of the ignition system of an internal combustion engine (hereinafter - ICE), equipped with a device for measuring ion current flowing through the electrodes of the spark plug.
Известны (см., например, патенты RU 2117820 C1, MПК 6 F 02 P 3/02, публ. 20.08.98 г. RU 2123132 C1, МПК 6 F 02 Р 3/02, публ. 10.12.98 г. ) индивидуальные катушки зажигания, выполненные в виде стержня (далее - стержневые катушки зажигания). Known (see, for example, patents RU 2117820 C1, IPC 6 F 02 P 3/02, publ. 08.20.98, RU 2123132 C1, IPC 6 F 02 P 3/02, publ. 10.12.98) individual ignition coils made in the form of a rod (hereinafter - rod ignition coils).
Форма и габаритные размеры стержневых катушек зажигания обусловлены необходимостью размещения катушек в глубоких узких свечных каналах многоклананных ДВС. The shape and dimensions of the rod ignition coils are due to the need to place the coils in the deep narrow candle channels of the multi-channel ICE.
Известна технологичная конструкция магнитного сердечника для стержневой катушки зажигания, см. заявку WO 99/16092, MПK 6 Н 01 F 41/02, публ. 01.04.99 г. Магнитный сердечник, форма которою близка к цилиндрической, выполнен шихтованным, т. е. набранным в виде пакета прямоугольных пластин. Каждая из пластин снабжена гребнями и впадинами, которые позволяют соединить пластины в пакет путем сжатия. Known technological design of a magnetic core for a rod ignition coil, see application WO 99/16092, MPK 6 H 01 F 41/02, publ. 04/01/99, the Magnetic core, the shape of which is close to cylindrical, is made lined, that is, assembled in the form of a package of rectangular plates. Each of the plates is provided with ridges and depressions, which allow the plates to be joined into a packet by compression.
Из патента RU 2103543 C2, МПК 6 F 02 P 17/00. публ. 27.01.98 г., бюл. 3 известно устройство для измерения ионного тока, протекающего через электроды свечи зажигания, включающее в себя проходной конденсатор и диод. From patent RU 2103543 C2, IPC 6 F 02 P 17/00. publ. 01/27/98, bull. 3, a device is known for measuring the ion current flowing through the electrodes of a spark plug, including a passage capacitor and a diode.
Из патента RU 2152534 C1, МПК 7 F 02 P 3/02 известна стержневая катушка зажигания, содержащая шихтованный магнитный сердечник, форма которого близка к цилиндрической, с центральной пластиной из электропроводного материала, первичную и вторичную обмотки, расположенные вокруг сердечника, низковольтный и высоковольтный соединители. Катушка снабжена устройством для измерения ионного тока, включающим в себя диод и конденсатор, одна из обкладок которого соединена с первичным соединителем. A rod ignition coil is known from patent RU 2152534 C1, IPC 7 F 02 P 3/02. . The coil is equipped with a device for measuring ion current, including a diode and a capacitor, one of the plates of which is connected to the primary connector.
Недостатками конструкции являются повышенные требования к изоляции конденсатора и магнитного сердечника, приводящие к усложнению и удорожанию катушки зажигания. Недостатки обусловлены размещением конденсатора вблизи низковольтного соединителя. The design flaws are increased requirements for the insulation of the capacitor and the magnetic core, leading to the complication and cost of the ignition coil. The disadvantages are due to the location of the capacitor near the low voltage connector.
За прототип заявляемого изобретения взята стержневая катушка зажигания (патент RU 2165543 C2, МПК 7 F 02 P 3/02, публ. 20.04.2001 г. бюл. 11). Катушка содержит шихтованный магнитный сердечник, первичную и вторичную обмотки, расположенные вокруг сердечника, магнитный экран с прорезью, охватывающий сердечник с обмотками, а также низковольтный соединитель, высоковольтный соединитель и устройство для измерения ионного тока, включающее в себя расположенные вблизи высоковольтного соединителя диод и конденсатор. Один из выводов конденсатора соединен с контактом низковольтного соединителя сигнальной шинкой, расположенной в прорези магнитного экрана. For the prototype of the claimed invention taken rod ignition coil (patent RU 2165543 C2, IPC 7 F 02 P 3/02, publ. 04/20/2001, bull. 11). The coil contains a charged magnetic core, primary and secondary windings located around the core, a magnetic screen with a slot covering the core with windings, as well as a low-voltage connector, a high-voltage connector and an ion current measuring device, including a diode and capacitor located near the high-voltage connector. One of the capacitor leads is connected to the contact of the low-voltage connector by a signal bus located in the slot of the magnetic screen.
Достоинством катушки-прототипа является удачное расположение конденсатора в катушке. При размещении конденсатора вблизи высоковольтного соединителя снижаются требования к изоляции конденсатора, благодаря чему снижается стоимость изготовления катушки. The advantage of the prototype coil is the successful location of the capacitor in the coil. When placing a capacitor near a high-voltage connector, the requirements for insulation of the capacitor are reduced, thereby reducing the cost of manufacturing a coil.
Недостатком прототипа является высокая трудоемкость изготовления катушки, обусловленная применением ручного труда при укладке сигнальной шинки в прорезь магнитного экрана. The disadvantage of the prototype is the high complexity of the manufacture of the coil, due to the use of manual labor when laying the signal bus in the slot of the magnetic screen.
Задачей заявляемого изобретения является создание технологичной. надежной и дешевой катушки зажигания, снабженной устройством для измерения ионного тока. The task of the invention is the creation of technological. reliable and cheap ignition coil equipped with a device for measuring ion current.
Указанная задача решается в стержневой катушке зажигания, включающей в себя шихтованный магнитный сердечник, обмотки, расположенные вокруг сердечника, низковольтный соединитель, высоковольтный соединитель, а также диод и конденсатор, размещенные вблизи высоковольтного соединителя, причем ось симметрии конденсатора параллельна оси симметрии сердечника, а одна из обкладок конденсатора соединена с контактом низковольтного соединителя сигнальной шинкой. This problem is solved in the ignition rod coil, which includes a charged magnetic core, windings located around the core, a low-voltage connector, a high-voltage connector, and a diode and capacitor located near the high-voltage connector, the axis of symmetry of the capacitor parallel to the axis of symmetry of the core, and one of capacitor plates connected to the contact of the low voltage connector signal bus.
Задача решается тем, что по меньшей мере один из центральных слоев магнитного сердечника выполнен составным из нескольких продольных пластин, а сигнальная шинка размещена между пластинами упомянутого центрального слоя магнитного сердечника. При этом центральный слой может быть выполнен из двух пластин, размеры пластин центральною слоя магнитного сердечника могут совпадать с размерами пластин периферических слоев магнитного сердечника, конец шинки, примыкающий к конденсатору, может быть снабжен штыревым контактом, а по меньшей мере одна из обкладок конденсатора может быть снабжена гнездовым контактом. The problem is solved in that at least one of the central layers of the magnetic core is made of several longitudinal plates, and the signal bus is placed between the plates of the said central layer of the magnetic core. In this case, the central layer can be made of two plates, the sizes of the plates of the central layer of the magnetic core can coincide with the sizes of the plates of the peripheral layers of the magnetic core, the end of the splint adjacent to the capacitor can be provided with a pin contact, and at least one of the plates of the capacitor can be equipped with a socket contact.
На фиг.1 изображена катушка зажигания в сборе. Figure 1 shows the ignition coil assembly.
На фиг.2 изображен узел магнитного сердечника. Figure 2 shows the node of the magnetic core.
На фиг.3 изображена принципиальная схема катушки зажигания. Figure 3 shows a schematic diagram of an ignition coil.
На фиг.4 изображена эпюра тока 11 в первичной обмотке катушки зажигания. Figure 4 shows a plot of the current 11 in the primary winding of the ignition coil.
На фиг. 5 изображена эпюра напряжения U2 во вторичной обмотке катушки зажигания перед диодом VD. In FIG. 5 shows a plot of voltage U2 in the secondary winding of an ignition coil in front of a diode VD.
На фиг. 6 изображена эпюра напряжения Uc во вторичной обмотке катушки зажигания на конденсаторе С. In FIG. 6 shows a plot of voltage Uc in the secondary winding of the ignition coil on capacitor C.
На фиг. 7 изображена эпюра напряжения Ur на токоизмерительном резисторе R. In FIG. 7 shows a plot of the voltage Ur on a current-measuring resistor R.
Изобретение может быть реализовано в конструкции стержневой катушки зажигания (см. фиг.1), включающей в себя, по меньшей мере, корпус 1 и размещенные в корпусе магнитный сердечник 2, первичную 3 и вторичную 4 обмотки, низковольтный соединитель 5, высоковольтный соединитель 6, конденсатор 7, сигнальную шинку 8 и диод 9. The invention can be implemented in the design of a rod ignition coil (see Fig. 1), which includes at least a housing 1 and a
Для реализации изобретения в конструкции выполняют следующие изменения. To implement the invention in the design, the following changes are made.
В предпочтительном варианте реализации изобретения (см. фиг.1) конденсатор 7 выполняют в форме цилиндра, при этом по меньшей мере внутреннюю обкладку конденсатора снабжают гнездовым контактом 10. In a preferred embodiment of the invention (see figure 1), the
Заметим, что внешняя обкладка конденсатора 7 также может быть снабжена гнездовым контактом (не показано). Note that the outer lining of the
Центральный слой сердечника 2 (см. фиг.2) выполняют из нескольких продольных пластин 11, 12. В лучшем варианте реализации таких пластин может быть две. При этом для повышения технологичности и снижения стоимости изготовления катушки в качестве пластин 11, 12 центрального слоя могут использовать пластины, из которых набирают периферические слои сердечника 2. The central layer of the core 2 (see figure 2) is made of several
Пластины 11, 12 сердечника 2 снабжают средствами крепления, выполненными в виде впадин и гребней (не показаны). The
Сердечник 2 получают путем сложения соответствующим образом ориентированных своими гребнями и впадинами двух одинаковых половинок сердечника, одна из которых включает в себя пластину 11, а другая пластину 12. Между половинками сердечника (между центральными пластинами 11, 12) укладывают сигнальную шинку 8 из электропроводящею материала. При сжатии половинок сердечника 2 друг с другом гребни одной половины входят во впадины другой половины, образуя жесткое механическое соединение. В результате получается магнитный сердечник 2 с сигнальной шинкой 8 внутри. The
Сигнальная шинка 8 может быть вставлена внутрь магнитного сердечника 2 также и после обжатия половинок в сердечник. The
Конец 13 сигнальной шинки 8, предназначенный для соединения с выводом конденсатора 7, может быть снабжен штыревым контактом 14. The
Соединение внутренней обкладки конденсатора 7 сигнальной шинкой 8 предпочтительно осуществляют путем вставления штыревого контакта 14 в гнездовой контакт 10 конденсатора. Это позволяет отказаться от сварки или пайки в труднодоступном месте и уменьшает трудозатраты при сборке катушки зажигания. The connection of the inner lining of the
Наружную обкладку конденсатора 7 соединяют через диод 9 с выходом вторичной обмотки 4. The outer lining of the
Второй конец сигнальной шинки 8 и выводы обмоток 3, 4 катушки зажигания обжимают или сваривают с соответствующими контактами низковольтного соединителя 5. The second end of the
Работа катушки зажигания, принципиальная схемы которой представлена на фиг. 3, происходит в двух последовательных режимах: режиме формирования искрового разряда и следующим за ним режиме диагностики. The operation of the ignition coil, the circuit diagram of which is presented in FIG. 3, occurs in two consecutive modes: the mode of formation of a spark discharge and the subsequent diagnostic mode.
Приведенная на фиг. 3 принципиальная схема катушки зажигания содержит следующие обозначения:
L - индуктивность первичной обмотки;
М - магнитный сердечник;
VD - диод;
R - токоизмерительный резистор;
С - конденсатор,
SP - свеча зажигания.Referring to FIG. 3 schematic diagram of the ignition coil contains the following notation:
L is the inductance of the primary winding;
M is the magnetic core;
VD - diode;
R is a current measuring resistor;
C is a capacitor
SP - spark plug.
Формирование искрового разряда происходит традиционным способом. The formation of a spark discharge occurs in the traditional way.
При протекании тока через первичную обмотку L катушки зажигания в ее магнитном сердечнике М возникает магнитный поток и соответственно в магнитном поле катушки зажигания накапливается энергия W, определяемая формулой:
W=1/2LI2,
где I - амплитуда тока накопления в первичной обмотке; L - индуктивность, первичной обмотки.When current flows through the primary winding L of the ignition coil, a magnetic flux appears in its magnetic core M, and accordingly, the energy W, which is determined by the formula, is accumulated in the magnetic field of the ignition coil:
W = 1/2 LI 2
where I is the amplitude of the accumulation current in the primary winding; L is the inductance of the primary winding.
Прерывание тока в первичной обмотке при его выключении вызывает быстрый спад магнитного потока до нуля, что, в свою очередь, по закону индукции вызывает появление ЭДС, находящейся в первичной и вторичной обмотках катушки, пропорционально количеству их витков. The interruption of the current in the primary winding when it is turned off causes a rapid decrease in the magnetic flux to zero, which, in turn, by the law of induction causes the appearance of an EMF located in the primary and secondary windings of the coil, in proportion to the number of turns.
Высокое напряжение U2, см. фиг.5, развиваемое во вторичной обмотке, поступает через диод VD на конденсатор С, в результате чего происходит заряд конденсатора. The high voltage U2, see FIG. 5, developed in the secondary winding, enters the capacitor C through the diode VD, as a result of which the capacitor charges.
При достижении напряжения на конденсаторе величины Ub, см. фиг.6 (напряжение пробоя искрового промежутка свечи зажигания, установленной и камере сгорания ДВС, на фигуре не показан), происходит электрический пробой искрового промежутка свечи зажигания SP, и напряжение на искровом промежутке резко уменьшается (см. фиг. 5) до напряжения Us, горения тлеющего разряда (происходит искровой разряд). When the voltage across the capacitor reaches Ub, see FIG. 6 (the breakdown voltage of the spark gap of the spark plug installed and the combustion chamber of the ICE is not shown in the figure), an electric breakdown of the spark gap of the spark plug SP occurs and the voltage across the spark gap decreases sharply ( see Fig. 5) to the voltage Us, the burning of a glow discharge (spark discharge occurs).
Искровой разряд вызывает воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания ДВС и последующий рабочий ход. A spark discharge causes ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine and subsequent working stroke.
После того, как на поддержание тлеющего разряда будет израсходована запасенная в магнитном поле энергия, искровой разряд прекращается и катушка переходит в режим диагностики, при котором во вторичной обмотке катушки возбуждаются резонансные колебания напряжения. Возбуждение резонансных колебаний производят путем периодического пропускания через первичную обмотку катушки зажигания тока возбуждения с частотой, близкой к частоте собственных колебаний вторичной обмотки. Величина тока возбуждения, см. фиг.4, в десятки раз меньше тока накопления (0,2А и 10А соответственно). After the energy stored in the magnetic field has been used up to maintain a glow discharge, the spark discharge stops and the coil switches to diagnostic mode, in which resonant voltage fluctuations are excited in the secondary coil. The resonance vibrations are excited by periodically passing the excitation current through the primary winding of the ignition coil with a frequency close to the natural frequency of the secondary windings. The magnitude of the excitation current, see figure 4, is ten times less than the accumulation current (0.2 A and 10 A, respectively).
Напряжение резонансных колебаний производит заряд конденсатора до амплитудного значения Ua, см. фиг.5, для получения положительного напряжения, приложенного к искровому промежутку свечи зажигания. The voltage of the resonant oscillations produces a capacitor charge to the amplitude value Ua, see FIG. 5, to obtain a positive voltage applied to the spark gap of the spark plug.
Под действием приложенного положительного напряжения через искровой промежуток свечи зажигания начинает протекать ионный ток i, образованный продуктами горения топливовоздушной смеси. При этом ионный ток i протекает от одной обкладки конденсатора С к другой через искровой промежуток свечи зажигания, вызывая разряд конденсатора С до некоторой остаточной величины Ur, см. фиг.6, зависящей от величины ионного тока i. Величина ионного тока i определяется параметрами среды в искровом промежутке свечи зажигания, размещенной в камере сгорания ДВС, которая, в свою очередь, определяется условиями работы ДВС. Каждое следующее резонансное колебание вызывает дозаряд конденсатора С oт остаточного значения напряжения Ur до амплитудного значения Uа резонансных колебаний, см. фиг.5. Процесс возбуждения резонансных колебаний продолжается до окончания такта сгорания в камере сгорания. Under the action of the applied positive voltage, the ion current i formed by the combustion products of the air-fuel mixture begins to flow through the spark gap of the spark plug. In this case, the ion current i flows from one lining of the capacitor C to another through the spark gap of the spark plug, causing the discharge of the capacitor C to some residual value Ur, see Fig. 6, which depends on the value of the ion current i. The magnitude of the ion current i is determined by the parameters of the medium in the spark gap of the spark plug placed in the combustion chamber of the internal combustion engine, which, in turn, is determined by the operating conditions of the internal combustion engine. Each subsequent resonant oscillation causes a capacitor to be recharged C from the residual voltage value Ur to the amplitude value Ua of the resonant oscillations, see FIG. 5. The process of exciting resonant oscillations continues until the end of the combustion cycle in the combustion chamber.
Измеряя величину тока до заряда, см. фиг.7, конденсатора, например, при помощи токоизмерительного резистора R, подключенного последовательно к выводу конденсатора С, можно судить о величине ионного тока i, протекающего в искровом промежутке свечи зажигания SP, см. фиг.6, поскольку из закона сохранения заряда следует, что за период следования импульсов до заряд , интеграл тока до заряда равен интегралу ионного тока за тот же период. By measuring the current to the charge, see Fig. 7, of the capacitor, for example, using a current-measuring resistor R connected in series to the output of the capacitor C, one can judge the amount of ion current i flowing in the spark gap of the spark plug SP, see Fig. 6 , since it follows from the law of conservation of charge that during the pulse repetition period before the charge, the current integral to the charge is equal to the ion current integral for the same period.
Величина ионного тока зависит от таких параметров, как давление в камере сгорания, температура, состав топлива, соотношение воздух/топливо исходной топливовоздушной смеси и др. The magnitude of the ion current depends on such parameters as the pressure in the combustion chamber, temperature, fuel composition, air / fuel ratio of the initial air-fuel mixture, etc.
Анализируя ионный ток, можно получать информацию о всех этих параметрах, которые могут быть использованы как для диагностики, так и для управления ДВС. By analyzing the ion current, it is possible to obtain information about all these parameters, which can be used both for diagnostics and for controlling the internal combustion engine.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131670/06A RU2221298C2 (en) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | Bar ignition coil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131670/06A RU2221298C2 (en) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | Bar ignition coil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001131670A RU2001131670A (en) | 2003-06-20 |
RU2221298C2 true RU2221298C2 (en) | 2004-01-10 |
Family
ID=32090476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001131670/06A RU2221298C2 (en) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | Bar ignition coil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2221298C2 (en) |
-
2001
- 2001-11-22 RU RU2001131670/06A patent/RU2221298C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101490407B (en) | Ignition system | |
US8646429B2 (en) | Control of a plurality of plug coils via a single power stage | |
CN102562413B (en) | Based on the fuel ignition method of coronal discharge | |
JP5255682B2 (en) | Ignition device | |
JPH11513194A (en) | Magnetic core coil assembly for spark ignition system | |
JP6053917B2 (en) | High frequency plasma ignition device | |
CN105579701A (en) | Method and device for igniting gas-fuel mixture | |
JP5253144B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
RU2221298C2 (en) | Bar ignition coil | |
JP4380917B2 (en) | Spark ignition system with capacitive discharge system and core / coil assembly | |
JP3843217B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine and method for igniting fuel filled in fuel chamber | |
RU2287080C1 (en) | Ignition system of internal combustion engine | |
CN102804527A (en) | Spark plug, ignition system, engine and ignition method for the engine | |
AU2013201296B2 (en) | Ignition system | |
US9377000B2 (en) | Ignition coil | |
JP3097229U (en) | Ignition device and coil device | |
RU2123132C1 (en) | Ignition coil | |
RU2117820C1 (en) | Ignition coil | |
RU19101U1 (en) | IGNITION COIL | |
RU2216063C2 (en) | Ignition coil | |
JP5791265B2 (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
JP2006329055A (en) | Combustion improving ignition device using magnetic core | |
RU2190893C1 (en) | Ignition coil | |
JPH09167711A (en) | Ignition coil for internal combustion engine | |
RU2171394C2 (en) | Methosd of measuring ion current in cylinder of internal combustionengine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051123 |