25. Устройство и принцип работы катушек зажигания
Катушка зажигания представляет из себя автотрансформатор с разомкнутой магнитной цепью. Сердечник катушки набран из пластин трансформаторной стали , изолированных друг от друга окалиной. На сердечник надета изолирующая трубка на которую намотана вторичная обмотка. Каждый слой вторичной обмотки изолирован кабельной бумагой. Первичная обмотка намотана поверх вторичной, что облегчает отвод теплоты. Внутри корпуса установлен наружный магнитопровод из трансформаторной стали. Фарфоровый изолятор и карболитовая крышка предотвращают возможность пробоя между сердечником и корпусом катушки. Один конец вторичной обмотки выводится к зажиму высокого напряжения через контактную пластину, сердечник и пружину. Другой конец вторичной обмотки и конец первичной обмотки соединены между собой и подведены к зажиму, соединяемому с прерывателем- распределителем. Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено изолирующим наполнителем - рубраксом, или трансформаторным маслом.
Первичная обмотка которого имеет небольшое количество витков и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12(24) вольт, вторичная обмотка выполнена из тончайшего провода с огромным количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое выходное напряжение до 25 000 — 35 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке х количество витков. Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.
Принцип действия
Принцип действия любой катушки зажигания следующий. На первичной обмотке катушки зажигания присутствует постоянное напряжение. В момент, когда нужна искра (момент зажигания), с первичной катушки постоянное напряжение (12В) снимается размыканием контактов, механически связанных с валом, или с помощью электронных ключей, в которых управляющий импульс формируется схемой, содержащей датчик Холла. Согласно закону взаимной индукции, э.д.с., индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна
,
учитывая
мгновенное изменение силы тока
(одномоментное размыкание), следовательно,
большое значение производной, а также
взаимную индукцию обмоток
,
где N2
очень большое число (десятки тысяч
витков), во вторичной обмотке наводится
импульс э.д.с. амплитудой в десятки
киловольт. Высокий потенциал от катушки
передаётся на свечи с помощью высоковольтных
проводов, и обеспечивает искру пробоя
между электродами свечи зажигания.
Катушки зажигания на одну и две свечи применяются как альтернатива общепринятым системам с распределителем зажигания; эти катушки используются в системах без распределителя зажигания.
Когда катушка работает на одну свечу зажигания, изменяющийся ток в первичной обмотке позволяет получить импульс зажигания на отдельной свече в точно установленный момент времени. Дополнительные разрядники или высоковольтные диоды применяются для предотвращения положительных высоковольтных импульсов тока (1...2 кВ), которые могут привести к преждевременному искровому разряду.
На катушке, обслуживающей две свечи зажигания, вторичная обмотка электрически изолирована от первичной обмотки. Каждый из двух выводов высокого напряжения соединен со свечой зажигания для выработки электродуговых разрядов на обеих свечах при отсечке тока в первичной обмотке. Как в случае обычного распределения высокого напряжения по отдельным свечам зажигания, данная система обычно не требует применения специальных мер для предотвращения появления разряда во время выключения зажигания.
Подсоединение и установка таких катушек зажигания облегчается за счет комбинации нескольких катушек и размещения их в одном общем корпусе. Однако и при этом отдельные катушки продолжают работать как независимые приборы. Сочетание катушек зажигания и задающих каскадов дает возможность использовать укороченные проводники, ведущие к первичной обмотке (т.е. обеспечивается небольшое падение напряжения).
Катушки зажигания (схема): а - катушка зажигания для одной свечи (система без распределителя зажигания): b - катушка зажигания одноискрового типа; с - катушка зажигания для двух свечей.
