天然气发动机点火线圈

天然气发动机点火线圈

点火线圈(也称为火花线圈)是汽车点火系统中的感应线圈,可将电池电压转换为在火花塞中产生电火花以点燃燃料所需的数千伏特。 一些线圈有一个内部电阻,而另一些则依靠电阻线或外部电阻来限制从电源流入线圈的电流。 从点火线圈到分电器的电线和从分电器到每个火花塞的高压电线称为火花塞电线或高压线。 最初,每个点火线圈系统都需要机械接触断路器点和电容器(电容器)。 最近的电子点火系统使用功率晶体管向点火线圈提供脉冲。 现代乘用车可能为每个发动机气缸(或一对气缸)使用一个点火线圈,消除了容易出现故障的火花塞电缆和分配高压脉冲的分配器。

依靠压缩来点燃燃料/空气混合物的柴油发动机不需要点火系统。

基本原则

点火线圈由一个叠片铁芯和两个铜线线圈组成。 与电源变压器不同,点火线圈具有开路磁路——铁芯不会在绕组周围形成闭环。 存储在磁芯磁场中的能量就是传递给火花塞的能量。

初级绕组的粗线匝数相对较少。 次级绕组由数千匝较小的导线组成,通过导线上的搪瓷和油纸绝缘层与高压绝缘。 线圈通常插入带有绝缘端子的金属罐或塑料外壳中,用于高压和低压连接。 当接触断路器闭合时,它允许来自电池的电流流过点火线圈的初级绕组。 由于线圈的电感,电流不会立即流动。 线圈中流动的电流会在铁芯和铁芯周围的空气中产生磁场。 电流必须流过足够长的时间才能在磁场中储存足够的能量以产生火花。 一旦电流达到其最大水平,接触断路器就会打开。 由于它有一个电容器连接在它上面,初级绕组和电容器形成一个调谐电路,并且由于储存的能量在线圈形成的电感器和电容器之间振荡,线圈核心中变化的磁场感应出很大线圈次级电压较大。 更多现代电子点火系统的工作原理完全相同,但有些系统依靠将电容器充电至 400 伏左右,而不是为线圈的电感充电。 触点打开的时间(或晶体管的开关)必须与活塞在气缸中的位置相匹配,以便火花可以定时点燃空气/燃料混合物以提取尽可能多的角动量。 这通常是活塞到达上止点之前的几度。 触点由发动机凸轮轴驱动的轴驱动,或者,如果使用电子点火,则发动机轴上的传感器控制脉冲的时间。

点燃空气-燃料混合物所需的火花能量取决于混合物的压力和成分以及发动机的速度。 在实验室条件下,每个火花只需要 1 毫焦耳,但实际线圈必须提供比这更多的能量,以允许更高的压力、浓或稀混合气、点火接线损失以及插头污染和泄漏。 当火花隙中的气体速度很高时,端子之间的电弧会被吹离端子,从而使电弧更长,并且每个火花都需要更多的能量。 每个火花传递 30 到 70 毫焦耳。

材料

以前,点火线圈是用清漆和纸绝缘的高压绕组制成,装入拉制的钢罐中,并填充油或沥青以进行绝缘和防潮。 现代汽车上的线圈是用填充环氧树脂浇铸而成的,环氧树脂会渗透到绕组内的任何空隙中。

现代单火花系统每个火花塞有一个线圈。 为了防止在初级脉冲开始时过早产生火花,在线圈中安装了一个二极管或次级火花隙,以阻止否则会形成的反向脉冲。

在用于废火花系统的线圈中,次级绕组有两个与初级绕组隔离的端子,每个端子都连接到火花塞。 使用这个系统,不需要额外的二极管,因为在不活动的火花塞处不会存在燃料-空气混合物。

在低电感线圈中,使用的初级匝数较少,因此初级电流较高。 这与机械断路器点的容量不兼容,因此使用固态开关。

 

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