КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к трансформаторам, и может использоваться в качестве катушки зажигания стержневого типа, предназначенной для непосредственной установки на свечу зажигания в двигателе внутреннего сгорания.
Известна катушка зажигания стержневого типа, описанная в заявке ФРГ №19929236 (публ. 13.01.2000 г.). Катушка содержит магнитопроводящий сердечник, вокруг которого концентрично установлены вторичная катушка, состоящая из каркаса и вторичной обмотки, первичная катушка, состоящая из каркаса и первичной обмотки, корпус катушки и внешний экран. Каркас вторичной катушки по своей внешней поверхности разделен кольцевыми перегородками на секции, в которых расположены составные части вторичной обмотки. С одной стороны корпус катушки закрыт крышкой с установочным кронштейном и разъемом с выводными клеммами для подключения обмоток к электросети, а с другой стороны на корпусе установлен высоковольтный вывод вторичной обмотки с контактом, предназначенным для соединения со свечей зажигания.
Катушки зажигания подобного типа устанавливают, как правило, в свечном канале двигателя, поэтому сторона катушки с высоковольтным выводом вторичной обмотки находится в зоне повышенных температур и испытывает повышенные температурные нагрузки. Наиболее негативно подобные нагрузки воздействуют на вторичную обмотку, которая наматывается тонким проводом в несколько тысяч витков. В описываемой конструкции проблема компенсации температурных нагрузок решается выполнением каркаса вторичной катушки по своей внешней поверхности разделенным кольцевыми перегородками на секции, в которых расположены составные части вторичной обмотки. На краю каркаса, ближнем к высоковольтному выводу, кольцевые перегородки установлены более плотно друг к другу, таким образом краевые составные части вторичной обмотки меньше по количеству витков. Однако толщина краевых составных частей в направлении, перпендикулярном оси катушки, сохранена прежней, что создает условия для перегрева внутренних витков. Кроме того, в зоне повышенных температур снижаются прочностные свойства каркасов первичной и вторичной катушек и корпуса, которые в данной конструкции имеют равномерную толщину по всей длине.
Из заявки ФРГ №10152177 (публ. 30.04.2003 г.) известна стержневая катушка зажигания, комплектность и расположение составных частей которой соответствуют конструкции катушки, рассмотренной выше. Основным отличием является выполнение каркаса вторичной катушки увеличивающимся в диаметре, как внешнем, так и внутреннем, к краю, ближнему к контакту высоковольтного вывода, при сохранении постоянным расстояния между кольцевыми перегородками. Таким образом, толщина краевых составных частей вторичной обмотки в направлении, перпендикулярном оси катушки, уменьшена, что обеспечивает более благоприятный температурный режим работы этих частей.
В то же время, каркасы первичной и вторичной катушек и корпус катушки в данной конструкции также имеют равномерную толщину по всей длине, соответственно их прочностные свойства недостаточны в условиях повышенных температур.
Наиболее близким является техническое решение стержневой катушки зажигания, описанное в заявке США №2006/0255898 (публ. 16.11.2006 г.). Катушка содержит магнитопроводящий сердечник, вокруг которого концентрично установлены первичная катушка, состоящая из каркаса и первичной обмотки, вторичная катушка, состоящая из каркаса и вторичной обмотки, корпус катушки и внешний экран. Каркас вторичной катушки по внешней поверхности своей трубчатой части разделен кольцевыми перегородками на секции, в которых расположены составные части вторичной обмотки. С одной стороны корпус катушки закрыт крышкой с разъемом, снабженным выводными клеммами для подключения обмоток к электросети, а с другой стороны в корпусе установлен контакт высоковольтного вывода вторичной обмотки, предназначенный для соединения со свечей зажигания. Каркас вторичной катушки выполнен увеличивающимся во внешнем диаметре трубчатой части к краю, ближнему к высоковольтному выводу, при сохранении постоянным внутреннего диаметра. При этом расстояние между кольцевыми перегородками уменьшается также к краю, ближнему к высоковольтному выводу. Однако, в целом, толщина краевых составных частей вторичной обмотки в направлении, перпендикулярном оси катушки, уменьшена, что обеспечивает более благоприятный температурный режим работы этих частей.
Таким образом, трубчатая часть каркаса вторичной катушки выполнена утолщенной к краю, ближнему к высоковольтному выводу, что повышает ее прочностные свойства.
Однако каркас первичной катушки и корпус имеют равномерную толщину по всей длине, что снижает их прочностные свойства в зоне повышенных температур у края катушки зажигания, ближнего к высоковольтному выводу. Проблема увеличения
прочностных свойств тем более актуальна, поскольку извлечение катушки стержневого типа из свечного канала двигателя и ее установка происходит всякий раз при необходимости осмотра свечи зажигания, на которой эта катушка размещена.
Задачей полезной модели является увеличение прочностных свойств катушки зажигания стержневого типа.
Указанная задача в катушке зажигания, содержащей центральный магнитопроводящий сердечник, вокруг которого концентрично установлены вторичная катушка, состоящая из каркаса и вторичной обмотки, первичная катушка, состоящая из каркаса и первичной обмотки, корпус катушки с контактом высоковольтного вывода вторичной обмотки и внешний экран, причем каркас вторичной катушки по внешней поверхности его трубчатой части в сторону контакта высоковольтного вывода выполнен, по меньшей мере на одном его участке, с равномерным утолщением и разделен кольцевыми перегородками на секции, в которых расположены составные части вторичной обмотки, решается тем, что утолщение трубчатой части каркаса вторичной катушки организовано от средней области зоны его секций одновременно с уменьшением внешнего диаметра каждой последующей в том же направлении кольцевой перегородки, трубчатая часть каркаса первичной катушки, по меньшей мере на одном его участке, выполнена с равномерным утолщением по своей внутренней поверхности в сторону контакта высоковольтного вывода, при этом корпус катушки зажигания, по меньшей мере на одном его участке, соответствующем по своему расположению утолщенному участку трубчатой части каркаса первичной обмотки, также выполнен с равномерным утолщением по своей внутренней поверхности в сторону контакта высоковольтного вывода.
Внутренний диаметр трубчатой части каркаса вторичной катушки выполнен, как правило, равномерным на участке, соответствующем зоне секций каркаса.
Со стороны, противоположной контакту высоковольтного вывода вторичной обмотки, катушка зажигания может быть снабжена разъемом с выводными клеммами, с которыми электрически соединены выводы первичной обмотки и один вывод вторичной обмотки.
На корпусе со стороны контакта высоковольтного вывода вторичной обмотки, как правило, установлен изолятор, в котором расположена контактная пружина.
Утолщения трубчатой части каркаса вторичной катушки, трубчатой части каркаса первичной катушки и корпуса катушки зажигания предпочтительно выполнены практически на одном участке вдоль продольной оси катушки зажигания.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию
"новизна". В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности, в электротехнике, поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".
Полезная модель поясняется следующими чертежами: на фиг.1 показан вид сбоку катушки зажигания; на фиг.2 изображена катушка зажигания без изолятора в осевом разрезе; на фиг.3 приведен корпус катушки зажигания; на фиг.4 представлен каркас первичной обмотки, на фиг.5 показан каркас вторичной обмотки.
Катушка зажигания, преимущественно стержневого типа, содержит центральный магнитопроводящий сердечник 1, вокруг которого концентрично установлены вторичная и первичная катушки 2, 3, корпус 4 катушки с контактом 5 высоковольтного вывода 6 вторичной обмотки 7 и внешний экран 8. Вторичная катушка 2 состоит из каркаса 9 и вторичной обмотки 7, первичная катушка 3 также состоит из каркаса 10 и первичной обмотки 11. Каркас 9 вторичной катушки 2 по внешней поверхности его трубчатой части 12 в сторону контакта 5 высоковольтного вывода 6 выполнен, по меньшей мере на одном его участке 13, с равномерным утолщением и разделен кольцевыми перегородками 14 на секции, в которых расположены составные части вторичной обмотки 7. Утолщение трубчатой части 12 каркаса 9 вторичной катушки 2 организовано от средней области зоны его секций одновременно с уменьшением внешнего диаметра каждой последующей в том же направлении кольцевой перегородки 14. Внутренний диаметр трубчатой части 12 каркаса 9 вторичной катушки 2, как правило, выполнен равномерным на участке, соответствующем зоне секций каркаса 9. Трубчатая часть 15 каркаса 10 первичной катушки 3, по меньшей мере на одном его участке 16, выполнена с равномерным утолщением по своей внутренней поверхности в сторону контакта 5 высоковольтного вывода 6. Корпус 4 катушки зажигания, по меньшей мере на одном его участке 17, соответствующем по своему расположению утолщенному участку 16 трубчатой части 15 каркаса 10 первичной катушки 3, также выполнен с равномерным утолщением по своей внутренней поверхности в сторону контакта 5 высоковольтного вывода 6. Таким образом, утолщения трубчатой части 12 каркаса 9 вторичной катушки 2, трубчатой части 15 каркаса 10 первичной катушки 3 и корпуса 4 катушки зажигания могут быть выполнены практически на одном участке вдоль продольной оси катушки зажигания.
Катушка зажигания со стороны, противоположной контакту 5 высоковольтного вывода 6 вторичной обмотки 7, как правило, снабжена разъемом 18 с выводными клеммами, с которыми электрически соединены выводы первичной обмотки и один вывод вторичной обмотки, а также установочным элементом 19 для закрепления катушки зажигания на двигателе. На корпусе 4 со стороны контакта 5 высоковольтного вывода
вторичной обмотки 7 установлен изолятор 20, в котором расположена контактная пружина 21.
Катушка зажигания устанавливается в свечной канал двигателя так, что верхняя часть свечи зажигания располагается в изоляторе 20 катушки, при этом контактная пружина 21 сжимается, одним концом упираясь в вывод центрального электрода свечи, а другим концом взаимодействуя с контактом 5 высоковольтного вывода 6 вторичной обмотки 7 катушки зажигания. На двигателе катушка зажигания закрепляется болтовым соединением через отверстие в установочном элементе 19.
При замыкании ключа управления (контактного или бесконтактного) через первичную обмотку 11 протекает ток, нарастая от нуля до определенного значения. После размыкания ключа как в первичной, так и во вторичной обмотках индуцируется ЭДС самоиндукции, наводящее во вторичной обмотке 7 высокое напряжение, создающее пробой в виде искры в воздушном зазоре электродов свечи зажигания.
Находящиеся в зоне повышенных температур участки 17, 16, 13 корпуса 4, первичной и вторичной катушек 3, 2 выполнены утолщенными, то есть имеют повышенную прочность, что позволяет избежать их разрушения при установке или извлечении катушки зажигания из свечного канала.