РЕЗОНАТОР-УСИЛИТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОПТИМИЗИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ СИСТЕМЫ РАДИОЧАСТОТНОГО ЗАЖИГАНИЯ
HIGH-VOLTAGE RESONATOR-AMPLIFIER OF OPTIMISED DESIGN FOR RADIO-FREQUENCY IGNITION SYSTEM

Настоящее изобретение в целом относится к области технологий генерирования плазмы.
В частности, изобретение касается резонатора-усилителя высокого напряжения для системы радиочастотного зажигания, применяемой в двигателе внутреннего сгорания, при этом резонатор-усилитель содержит, по меньшей мере, два электрода, катушку, расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси, и средства соединения, удерживающие катушку и электроды в относительно неподвижном положении.
Резонатор-усилитель этого типа, обычно называемый «катушкой-свечой», известен, в частности, из патента FR 2859869.
Поскольку катушки-свечи установлены в головке блока цилиндров двигателя, их конструкция в значительной степени зависит от конструкции этой головки блока.
Таким образом, форма головки блока, а также остающиеся в ней свободные пространства являются параметрами, которые учитывают в первую очередь при проектировании катушек-свечей.
В связи с этим головки блоков в настоящее время подразделяются на два типа в зависимости то того, содержат они углубление для доступа к свече зажигания или нет, при этом для головок блоков второго типа все больше проявляется тенденция к уменьшению диаметра углублений доступа.
По этой причине адаптация к этим новым условиям использования катушек-свечей трубчатой формы, описанных и представленных в вышеупомянутом патенте, становится все более сложной.
В этом контексте настоящее изобретение направлено на создание резонатора усилителя высокого напряжения или «катушки-свечи», конструкция которой отвечает этим изменяющимся условиям.
В этой связи, согласно изобретению, резонатор-усилитель, соответствующий родовому определению, представленному выше во вступительной части, в основном отличается тем, что катушка намотана вокруг замкнутой кривой, которая, в свою очередь, окружает продольную ось.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - схематичный вид в разрезе примера известного резонатора-усилителя с трубчатой катушкой;
фиг.2 - схематичный вид в разрезе резонатора-усилителя согласно первому возможному варианту выполнения изобретения;
фиг.3 - схематичный вид в разрезе резонатора-усилителя согласно второму возможному варианту выполнения изобретения;
фиг.4А - схематичный вид сверху катушки первого типа, используемой для применения изобретения;
фиг.4В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.4А, оптимизированной для применения изобретения;
фиг.5А - схематичный вид сверху катушки второго типа, используемой для применения изобретения;
фиг.5В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.5А, оптимизированной для применения изобретения;
фиг.6А - схематичный вид сверху катушки третьего типа, используемой для применения изобретения;
фиг.6В - схематичный вид сверху варианта катушки, показанной на фиг.6А, оптимизированной для применения изобретения.
Как было указано выше, изобретение касается резонатора-усилителя высокого напряжения, предназначенного для использования в системе радиочастотного зажигания в двигателе внутреннего сгорания.
Известный резонатор-усилитель показан на фиг.1 и содержит два электрода 11 и 12, катушку 2, расположенную в продолжении электродов вдоль продольной оси Z, и средства 3 соединения, функцией которых является, по меньшей мере, удержание катушки 2 и электродов 11 и 12 в относительно неподвижном положении.
Электрод 12 массы, который окружает центральный электрод 11, содержит резьбу, которая позволяет завинчивать его в головку Q блока цилиндров двигателя.
Как показано на фиг.1, известные резонаторы-усилители имеют конструкцию, адаптированную к двигателям, головка Q блока которых содержит углубление Р доступа, которое предназначено для установки этих резонаторов-усилителей.
В резонаторе-усилителе в соответствии с настоящим изобретением, который можно адаптировать для головок блоков любой геометрии, катушка 2 намотана вокруг замкнутой кривой K, которая, в свою очередь, окружает продольную ось Z (фиг.2 и 3).
Таким образом, в случае, когда головка Q блока не содержит углубления доступа, средства соединения могут быть сведены к минимальной конструкции, как показано на фиг.2.
В случае, когда головка Q блока содержит углубление Р доступа (фиг.3), средства соединения содержат корпус 3, вытянутый вдоль продольной оси Z.
В этом случае на нижнем конце 31 корпуса 3 установлены функциональные концы электродов 11 и 12, тогда как катушка 2 установлена на верхнем конце 32 этого корпуса 3.
Как показано на фиг.4А-6 В, катушка 2 содержит две ветви 201 и 202 соединительного провода, предназначенные для обеспечения соединения этой катушки 2 с источником электрической энергии (не показан), и группу обмоток, таких как 21А-24В, подключенных последовательно между соединителями ветвями 201 и 202.
В более предпочтительных вариантах выполнения, показанных на фиг.4В, 5В и 6В, группа обмоток катушки 2 состоит из первого набора обмоток, таких как 21А и 22А, содержащего не более двух третей обмоток катушки, и из второго набора катушек, таких как 22В, 23В и 24В, содержащего, по меньшей мере, одну треть обмоток этой катушки.
Предпочтительно, если общее число обмоток катушки 2 является четным, оба набора содержат одинаковое число обмоток, и если общее число обмоток катушки 2 является нечетным, оба набора содержат одинаковое число обмоток, с разностью в одну единицу.
Каждая обмотка намотана на части замкнутой кривой K, при этом обмотки первого набора, то есть 21А и 22А, и обмотки второго набора, то есть 22В, 23В и 24В, наматывают в противоположных направлениях, одновременно вдоль кривой K и вокруг этой кривой.
Таким образом, в случае, когда обмотки 21А и 22А намотаны в направлении прохождения S1 кривой K, обмотки 22В, 23В и 24В намотаны в направлении прохождения S2 этой кривой К, и наоборот.
Точно так же, если обмотки 21А и 22А намотаны вокруг кривой K в направлении левого вращения, обмотки 22В, 23В И 24В намотаны вокруг этой кривой в направлении правого вращения, и наоборот.
Эта конструкция, которая позволяет различным обмоткам одинаково участвовать в создании магнитного поля катушки 2, не будучи при этом обязательно намотанными в одном направлении, позволяет удалить ветви 201 и 202 друг от друга и разделить разность потенциала между ветвями 201 и 202 на два или на делитель, близкий к двум.
Обмотки 21А и 22А первого набора могут, например, прилегать друг к другу, то есть располагаться на замкнутой кривой K друг за другом, при этом обмотки 22В, 23В и 24В второго набора, в свою очередь, располагаются на кривой K друг за другом.
На практике, обмотки 21А и 22А первого набора предпочтительно расположены на кривой K друг за другом в том же направлении прохождения, что и сами эти обмотки, и, таким образом, предпочтительно следуют друг за другом в направлении S1, если эти обмотки 21А и 22А индивидуально намотаны в направлении S1, или в направлении S2, если эти обмотки 21А и 22А индивидуально намотаны в направлении S2.
Точно так же, обмотки 22В, 23В и 24В второго набора предпочтительно расположены на кривой K друг за другом в том же направлении прохождения, что и сами эти обмотки, и, таким образом, предпочтительно следуют друг за другом в направлении S1, если эти обмотки 22В, 23В и 24В индивидуально намотаны в направлении S1, или в направлении S2, если эти обмотки 22В, 23В и 24В индивидуально намотаны в направлении S2.
Наконец, когда, в частности, общее число обмоток катушки 2 является небольшим, предпочтительно эту катушку оснащают сердечником 4 из ферромагнитного материала, который выполняют замкнутым вдоль замкнутой кривой 4 и на котором наматывают каждую из этих обмоток.