Катушки зажигания.

По конструкции магнитной цепи катушки зажигания разделяются на два типа:

· с разомкнутой магнитной цепью (рис. 2.1, а, в);

· с замкнутой магнитной цепью (рис. 2.1, б, г).

Рис. 2.1. Катушки зажигания: 1 - крышка; 2 – выводы.

Схемы катушек представлены на рис. 2.2.

В катушках с разомкнутой магнитной цепью значительную часть пути магнитный поток проходит по воздуху. Поэтому в воздушном пространстве сосредоточивается основная часть электромагнитной энергии. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит через стальной магнитопровод и только лишь незначительную часть пути - через воздушные зазоры в несколько десятых миллиметра каждый.

Электромагнитная энергия запасается как в воздушных зазорах, так и в стали. В катушках с замкнутой магнитной цепью затраты ме­ди меньше, чем в катушках с разомкнутой цепью. В отношении за­трат стали имеет место обратное явление.

Рис. 2.2. Схемы катушек зажигания:

а- с разомкнутой магнитной цепью: 1 - сердечник; 2 - линия магнитного потока; 3 и 4 - соответственно вторичная и первичная обмотки; 5 - наруж­ный магнитопровод; б - с замкнутой магнитной цепью: 1 - сердечник;

2 - наружный магнитопровод; 3 - средняя линия магнитного потока; 4 - воздушный зазор; 5 и 6 - соответственно вторичная и первичная обмотки.

Рис. 2.3. Катушка зажигания:

1 - наконечник высоковольтного провода; 2 - крышка; 3 - низковольтная клемма; 4 - контактная пружина; 5 - прокладка; 6 и 7 - соответственно первичная и вторичная обмотки; 8 и 13 - изоляторы; 9- сердечник; 10 - корпус катушки; 11 - наружный магнитопровод; 12 - добавочный ре­зистор; 14 -трансформаторное масло; 15 - контактная пластина высокого напряжения; 16 -низковольтные клеммы ВК, ВК-Б; 17 - клемма высокого напряжения.

В катушках с разомкну­той магнитной системой первичная обмотка располагается поверх вторичной, что связано с лучшими условиями охлаждения и мень­шей массой провода вторичной обмотки.

В катушках с замкнутой магнитной системой первичная обмотка располагается внутри вторичной, что связано с условиями отвода вторичного напряжения при наличии сердечника.

На рис. 2.3 приведен разрез типовой автомобильной катушки зажигания, которая представляет собой электрический автотранс­форматор с разомкнутой магнитной цепью. Сердечник 9 катушки набран из пластин трансформаторной стали толщиной 0,35 мм, изолированных друг от друга окалиной. На сердечник надета изо­лирующая трубка, на которую намотана вторичная обмотка 7. Каждый слой этой обмотки изолирован конденсаторной бумагой, а по­следние слои намотаны с зазором между витками 2 - 3 мм, чтобы уменьшить опасность пробоя изоляции.

Первичная обмотка 6 расположена поверх вторичной обмотки, что облегчает отвод от нее тепла. Корпус 10 катушки штампован­ный из листовой стали. Внутри корпуса установлен наружный магнитопровод 11 из трансформаторной стали. Фарфоровый изолятор 8 и карболитовая крышка 2 предотвращают возможность пробоя между сердечником и корпусом катушки. Крышка имеет четыре вы­ходные клеммы: центральную высоковольтную 17 и три низко­вольтных - безымянную 3 и клеммы ВК и ВК-Б 16 (клемма ВК-Б на рисунке не видна). Один конец вторичной обмотки выводится к клемме высокого напряжения 17 через контактную пластину 15, сердечник и пружину 4. Высоковольтная клемма 17 с помощью на­конечника 1 соединяется через высоковольтный провод с цен­тральным электродом крышки распределителя. Другой конец вто­ричной обмотки и конец первичной обмотки соединены между со­бой (автотрансформаторная связь обмоток) и подведены к безы­мянной клемме 3 на крышке. Эта клемма соединяется с клеммой Р распределителя. Другой конец первичной обмотки соединен с клеммой ВК (16).

Число витков обмоток катушки зажигания зависит от ее типа и находится в пределах 220 - 300 для первичной и 18 - 25 тыс. для вторичной. Соответственно диаметр провода первичной обмотки 0,52 - 0,86 мм, а вторичной обмотки 0,07 - 0,09 мм. Коэффициент трансформации равен отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки ( ) и находится в пределах 62 - 80.

Пространство между обмотками и корпусом катушки заполнено изолирующим наполнителем - трансформаторным маслом. Герме­тичность карболитовой крышки в кожухе обеспечивается проклад­кой 5. К клеммам «ВК-Б» подсоединен добавочный резистор 12, установленный в керамическом изоляторе 13. Добавочный рези­стор может крепиться как на самой катушке ( рис. 2.3), так и отдельно от нее. Сопротивление резистора в зависимости от типа катушки составляет 1,0 – 1,9 Ом.

При пуске двигателя катушка зажигания питается от батареи, напряжение которой понижено (до 6 - 8 В) из-за потребления стар­тером большого тока, что приводит к снижению тока в первичной обмотке и развиваемого катушкой вторичного напряжения. С уче­том этого обстоятельства первичная обмотка катушки зажигания рассчитывается на напряжение 6 - 8 В, а остальное напряжение источника гасится в добавочном резисторе. Последний при пуске двигателя закорачивается и первичный ток возрастает, что обеспе­чивает вторичное напряжение, достаточное для пробоя искрового промежутка свечи.

В некоторых системах зажигания (например, для автомобилей семейства ВАЗ) добавочный резистор отсутствует, что обусловлено высокими характеристиками электропусковой системы, благодаря чему напряжение батареи при пуске снижается незначительно.