專利名稱:內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，具體地說是一種適用于內(nèi)燃機(jī)中電子分配式點(diǎn)火的點(diǎn)火線圈裝置。
最近不采用以前普遍采用的機(jī)械分配器而實(shí)現(xiàn)多缸內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火已進(jìn)入實(shí)用階段。在這種點(diǎn)火系統(tǒng)中，一種實(shí)現(xiàn)電子分配的功能部件取代了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式分配機(jī)構(gòu)，因此為以后描述的方便，這種系統(tǒng)姑且稱之為電子分配裝置。
在一個(gè)典型的電子分配裝置(如第58-44707號(hào)日本專利公開文件中公開的裝置)中，點(diǎn)火線圈裝置通常有兩個(gè)繞向相反的初級(jí)線圈和一個(gè)與初級(jí)線圈磁耦合的次級(jí)線圈，它們被用于為一個(gè)四缸引擎點(diǎn)火。正如第56-75962號(hào)日本專利公開文件所揭示的那樣，這些線圈通常用一種合適的合成樹脂粘合成一個(gè)整體。
每個(gè)初級(jí)線圈均有功放管與之相連，這些功放管在來自點(diǎn)火控制單元的門信號(hào)的作用下輪流進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。因而交替地為初級(jí)線圈提供電流，因此初級(jí)線圈中的電流是間斷的。每次當(dāng)初級(jí)線圈中的電流被阻斷時(shí)，次級(jí)線圈的兩端就會(huì)感應(yīng)出高壓。由于兩個(gè)初級(jí)線圈的繞向相互相反，所以次級(jí)線圈中在一個(gè)初級(jí)線圈中的電流阻斷時(shí)感應(yīng)出來的高壓的極性和在另一個(gè)初級(jí)線圈中的電流阻流時(shí)感應(yīng)出來的高壓的極性也互相相反。也就是其中一個(gè)初級(jí)線圈中的電流被阻斷時(shí)，感應(yīng)出來的高壓在次級(jí)線圈上的一個(gè)端點(diǎn)上呈正極性的話，另一個(gè)初級(jí)線圈中的電流被阻斷時(shí)感應(yīng)出來的高壓就在次級(jí)線圈的另一端點(diǎn)上呈正極性。
次級(jí)線圈的每個(gè)端點(diǎn)均有方向相反的兩個(gè)二極管與之相連，這些二極管通常和線圈部分一起被膠合在一個(gè)整體中。第一個(gè)二極管的負(fù)極和第二個(gè)二極管的正極一起接到次級(jí)線圈的一個(gè)端口上;與此相似，第三個(gè)二極管的負(fù)極和第四個(gè)二極管的正極一起接到次級(jí)線圈的另一個(gè)端口上，每個(gè)二極管余下的電極部通向各自的火花塞。
使用上述裝置就可以把點(diǎn)火線圈單元中產(chǎn)生的高壓分配給四個(gè)氣缸。在這種情況下應(yīng)該注意到每次在次級(jí)線圈中出現(xiàn)高壓時(shí)，在兩個(gè)氣缸中將同時(shí)發(fā)生火花放電。但是如果二極管的方向選擇得當(dāng)以及與它們相連的火花塞之間的關(guān)系選擇得當(dāng)，可以使兩個(gè)氣缸中發(fā)生的火花放電有一個(gè)不起作用。
在如上所述的電子分配裝置中，在點(diǎn)火線圈單元的高壓一側(cè)必須接有二極管。為保證內(nèi)燃機(jī)性能優(yōu)良，點(diǎn)火線圈通常需產(chǎn)生30千伏以上的高壓。工作在這樣的高壓情況下的二極管都相當(dāng)昂貴。另一方面，采用多種制造工藝可以使線圈部分的成本大大降低。但總的來說，使用這種昂貴的二極管將使這種點(diǎn)火線圈裝置的總造價(jià)大幅度上升，從而使降低電子分配裝置的每份努力都付之東流。
為了制成價(jià)格低廉的電子分配裝置，人們?cè)?jīng)考慮過使用兩個(gè)分開的點(diǎn)火線圈單元。由于線圈部分價(jià)格并不貴，經(jīng)濟(jì)地制造這種點(diǎn)火線圈單元還是有可能的，但其尺寸就變得相當(dāng)大了，在內(nèi)燃機(jī)上安裝時(shí)就會(huì)發(fā)生問題。相反為了避免安裝上的這類問題而把幾個(gè)線圈單元緊密地裝在一起時(shí)，就可能在線圈單元之間發(fā)生磁場(chǎng)干擾而導(dǎo)致點(diǎn)火的失敗。
本發(fā)明的目的是提出一種經(jīng)改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置。適合使用上述裝置的內(nèi)燃機(jī)具有若干個(gè)線圈單元。每個(gè)線圈單元都包括一個(gè)其初級(jí)電流由電池提供的初級(jí)線圈和一個(gè)與初級(jí)線圈磁耦合的次級(jí)線圈，次級(jí)線圈的兩端分別與火花塞相連;此外包括一些中央鐵芯(線圈單元就繞在這些中央鐵芯上)和一個(gè)與中央鐵芯磁耦合的側(cè)面鐵芯，它和那些中央鐵芯一起為每個(gè)初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通形成閉合的磁路。每個(gè)線圈單元還包括一個(gè)開關(guān)裝置，這個(gè)裝置根據(jù)點(diǎn)火控制單元發(fā)出的點(diǎn)火信號(hào)來控制供給每個(gè)初級(jí)線圈的電流。
本發(fā)明的一個(gè)特征是其中的中央鐵芯由取向型硅鋼片制成，而側(cè)面鐵芯則由做成一個(gè)整體的非取向型硅鋼片制成，另外在每條由中央鐵芯和側(cè)面鐵芯形成的閉合磁路的某一部分上都設(shè)有一個(gè)空隙。本發(fā)明的另一個(gè)特征是為每個(gè)初級(jí)線圈都提供了可以讓電流在其中流通的裝置，這個(gè)電流是由其它線圈單元中的初級(jí)電流被阻斷時(shí)在初級(jí)線圈中感引出的電壓所產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明的描述，線圈單元中插入高磁通密度的取向型硅鋼片制成的中央鐵芯，可以使得每個(gè)線圈單元的尺寸大大減小，這樣也就能使整個(gè)點(diǎn)火線圈裝置的尺寸大大減小。此外，低磁阻的側(cè)面鐵芯可以很經(jīng)濟(jì)地用非取向型硅鋼片做成一個(gè)整體來構(gòu)成。幾個(gè)線圈單元的緊密安裝所引起的互相間磁場(chǎng)干擾的不利影響則由閉合磁路中的空隙和提供給各個(gè)初級(jí)線圈的電流裝置來顯著地抑制和避免掉。
圖1，是一例使用本發(fā)明的說明性的電子分配裝置的示意圖。
圖2，是一張反映一個(gè)使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的點(diǎn)火線圈裝置全貌的草圖。
圖3，是點(diǎn)火線圈裝置沿圖2中的Ⅲ-Ⅲ線的縱剖面圖。
圖4，是點(diǎn)火線圈裝置沿圖2中的Ⅳ-Ⅳ線的橫剖面圖。
圖5，是圖2所示的點(diǎn)火線圈裝置中鐵芯部分的分解圖。
圖6，圖解地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路以及圖2所示的點(diǎn)火線圈裝置。
在對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述之前，首先對(duì)如圖1中所示的使用本發(fā)明的那種電子分配裝置作些描述。另外該圖也表示了一個(gè)將該類裝置應(yīng)用于四缸內(nèi)燃機(jī)的實(shí)例。
如圖所示，這種系統(tǒng)中有兩個(gè)分離的點(diǎn)火線圈單元3A和3B。這兩個(gè)線圈3A和3B分別有初級(jí)線圈3A1和3B1和次級(jí)線圈2A2和2B2。初級(jí)線圈2A1和2B1的一端都與電池6的一端相連，電池6的另一端接地。
初級(jí)線圈2A1和2B1的另一端分別與功放管8A和8B相連，來自點(diǎn)火控制單元10的門信號(hào)送至功放管8A和8B。次級(jí)線圈中的兩個(gè)端口都直接與相應(yīng)的氣缸中的四個(gè)火花塞相連。在上述情況下，次級(jí)線圈2A2的兩個(gè)端口分別與1號(hào)和4號(hào)火花塞的一端相連，而次級(jí)線圈2B2的兩個(gè)端口則分別與2號(hào)和4號(hào)火花塞的一端相連，所有火花塞的另一端接地。
控制單元10以不同的傳感器取得曲柄角度信號(hào)，氣流信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)等等信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)決定點(diǎn)火時(shí)刻和初級(jí)電流持續(xù)時(shí)間。點(diǎn)火信號(hào)就是進(jìn)一步在這些決定了的時(shí)刻和寬度上產(chǎn)生的，這樣產(chǎn)生的點(diǎn)火信號(hào)又根據(jù)曲柄角度信號(hào)被分割并分配成兩個(gè)信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)分別被送至晶體管8A和8B，作為它們的門控制信號(hào)。
在四缸內(nèi)燃機(jī)中，門信號(hào)之一是周期為曲柄角度180°的脈沖信號(hào)，該信號(hào)的脈寬取決于上面提到的點(diǎn)火信號(hào)。另一個(gè)門信號(hào)是同樣的脈沖信號(hào)，但與上面那個(gè)門信號(hào)在角柄角度上有180°的相位差，上面提到的功能組件在現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)電子控制設(shè)備中就能找到。因此在圖中產(chǎn)生和分配點(diǎn)火信號(hào)的功能部件被從內(nèi)燃機(jī)控制設(shè)備中分離開來，被標(biāo)為一個(gè)分離的單元，故有關(guān)它的進(jìn)一步描述在此就省略了。
在上面提到的裝置中，如果晶體管8A導(dǎo)通，則將有標(biāo)為Ia的電流在初級(jí)線圈2A1中流動(dòng)。在某一個(gè)曲柄角時(shí)，電流Ia被切斷，在次級(jí)線圈2A2兩端就會(huì)有高壓V2a產(chǎn)生，使得1號(hào)和4號(hào)火花塞發(fā)生放電，正象圖中彎曲的箭頭所表示的那樣，在1號(hào)和4號(hào)氣缸里也同時(shí)發(fā)生放電。然而若在某個(gè)曲標(biāo)角，1號(hào)氣缸正處于壓縮沖程而4號(hào)氣缸正處于排氣沖程，那么只有1號(hào)氣缸中的放電才發(fā)揮作用，使1號(hào)缸進(jìn)入爆炸沖程。在上述點(diǎn)火后曲柄又轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí)，在1號(hào)和4號(hào)火花塞上再次同時(shí)發(fā)生放電，然而這次是1號(hào)缸處于排氣沖程而4號(hào)缸處于壓縮沖程，所以這次只有4號(hào)缸中的點(diǎn)火是生效的。
就2號(hào)和3號(hào)火花塞即2號(hào)缸和3號(hào)缸而言，其中的操作和上面描述的一樣，只不過和1號(hào)和4號(hào)缸的工作情況在曲柄角上相差180°，不斷重復(fù)這些操作就能實(shí)現(xiàn)電子分配的功能。然而從圖中可以看出在四缸內(nèi)燃機(jī)中需要2個(gè)分離的點(diǎn)火線圈單元。一般情況下，所需點(diǎn)火線圈單元的數(shù)量等于內(nèi)燃機(jī)氣缸數(shù)的一半。
圖2根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案概略地畫出了一個(gè)點(diǎn)火線圈裝置。圖中的這個(gè)裝置適用于四缸內(nèi)燃機(jī)。下面結(jié)合圖3-圖5對(duì)這個(gè)點(diǎn)火線圈裝置進(jìn)行細(xì)微的描述。
從附圖中可以明顯看出，這個(gè)點(diǎn)火線圈裝置包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)非常相似的點(diǎn)火線圈單元12和14組成，因此下面的描述只針對(duì)線圈單元12的結(jié)構(gòu)而言。還有在圖4中，只有線圈單元14的截面上為便于看清材料之間的差別而打上了陰影，線圈單元12的截面上的陰影則被省略，這樣可以更清楚地看出每個(gè)組成部分的參考號(hào)碼。
線圈單元12有一個(gè)初級(jí)線圈架18，這個(gè)線圈架由熱塑性樹脂，如含有玻璃纖維的聚對(duì)苯二甲酸甲脂制成，上面有一個(gè)沿軸向的貫穿的孔。貫穿孔的截面形狀是矩形，以便象以后將要描述的那樣穩(wěn)固地裝入中央鐵芯16。線圈架18由其兩端的法蘭盤所支撐，初級(jí)線圈20套著線圈架裝在兩端的法蘭盤之間。線圈20可以這樣繞制用直徑為0.2mm到1.0mm的漆包線在線圈架18上分幾層繞制，每層繞幾十圈，總共繞100圈到300圈，發(fā)明人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的初級(jí)線圈用直徑為0.55mm的漆包線繞成，總共繞了約120圈。初級(jí)線圈的這些規(guī)格隨內(nèi)燃機(jī)所需的啟動(dòng)性能而定。初級(jí)線圈20的出線端子21與連接端子23相連，這個(gè)連接端子23提供了與外部電路的電氣連接。
把這樣繞好的初級(jí)線圈插入次級(jí)線圈架22的貫穿孔中。次級(jí)線圈架由熱塑性樹脂，如經(jīng)改進(jìn)的含有玻璃纖維的氧化聚苯烯制成。初級(jí)線圈20裝入后，應(yīng)該使線圈架18的法蘭盤能裝配在線圈架22的貫穿孔中。次級(jí)線圈架22的外表面上有許多凸緣。繞線槽就由相鄰的兩個(gè)凸緣所限定。這種線圈架稱為分段型線圈架。在本實(shí)施方案中，總共有14個(gè)凸緣形成了13個(gè)繞線槽。分段型線圈架22中的每一個(gè)繞線槽中都繞有次級(jí)線圈24的線圈，所有這些線圈都串聯(lián)聯(lián)接。次級(jí)線圈24通?？梢赃@樣說用直徑為0.03mm到0.1mm的漆包線繞5000圈到10000圈，整個(gè)線圈可分為3到15段，段與段之間互相串聯(lián)連接。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中所用的次級(jí)線圈是用直徑為0.048mm的漆包線繞了9760圈，分為13段，所有線圈段串聯(lián)后的兩個(gè)引出端就取作次級(jí)線圈24中的輸出端26、28。
這樣再把裝在一起的初、次級(jí)線圈裝入熱塑性樹脂制成的外殼30中。次級(jí)線圈24和外殼30之間的空隙用絕緣的熱固性成型樹脂用真空注射的方法來充滿，來保證對(duì)付次級(jí)線圈24的線圈中產(chǎn)生的高壓所需的足夠的絕緣。另外輸出端26和28分別通過導(dǎo)線柱38和40與高壓端子34和36相連。這些導(dǎo)線柱和高壓端子也用熱塑性樹脂如聚對(duì)苯二甲酸丁脂模壓而成，這樣線圈單元12和14就構(gòu)成了。
中央鐵芯16由取向型硅鋼片的矩形穿孔片層疊而成。取向型硅鋼片的一個(gè)例子是日本鋼鐵公司產(chǎn)生的27H，厚度為0.3mm。此外還應(yīng)注意中央鐵芯16中磁通容易通過的方向，也就是中央鐵芯的易磁化軸應(yīng)與初級(jí)線圈20產(chǎn)生的磁通方向一致。在發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)中所用的層疊中央鐵芯16的截面形狀是一個(gè)12.5mm×12.5mm的正方形，比初級(jí)線圈架18中貫穿孔的尺寸略小一些，從而使中央鐵芯能順利而牢固地插入其中。中央鐵芯16在軸向上的長(zhǎng)度比線圈單元的長(zhǎng)度稍大一些。從而使得中央鐵芯16插入初級(jí)線圈架18中的貫穿孔時(shí)，其兩個(gè)頂端部分在線圈單元12的兩端稍微凸出一些。
另一方面，側(cè)面鐵芯42則由非取向型硅鋼片(如與上面同一廠家生產(chǎn)的S12，厚度0.35mm)層疊而成。側(cè)面鐵芯的結(jié)構(gòu)呈“H”型，由兩個(gè)側(cè)面部分43、45及一個(gè)橫跨于它們之間的中央部分44組成。在H型側(cè)面鐵芯的側(cè)面部分43、45的內(nèi)表面，即兩個(gè)部分互相正對(duì)著的面上刻有凹槽46、48。左邊的側(cè)面部分43上的凹槽46的大小正好能裝進(jìn)中央鐵芯16的頂端;而右邊的側(cè)面部分45上的凹槽48的尺寸比前面那個(gè)凹槽46的尺寸略大一些，從而在中央鐵芯16的另一頂端和側(cè)面部分45之間構(gòu)成一空隙。在每個(gè)空隙中都塞入一層由非磁性材料如紙張或合成樹脂構(gòu)成的墊層50以固定住中央鐵芯16。
另外，因?yàn)槭褂昧藘蓚€(gè)線圈單元12、14，在本實(shí)施方案中側(cè)面鐵芯42是“H”型的，然而更一般地說，側(cè)面鐵芯的形狀也可以是“梯子”型的。這種鐵芯有兩個(gè)側(cè)面部分和至少一個(gè)橫跨于兩個(gè)側(cè)面部分之間的橫檔部分。在這種情況下，線圈單元放置在側(cè)面部分和橫檔部分構(gòu)成的空間中。
把裝有線圈單元12和14的中央鐵芯16的兩端裝入凹槽46、48之后，再以上、下兩面把由非磁性材料制成的H型底板52、54裝到側(cè)面鐵芯42上去。因?yàn)榈装?2、54上與側(cè)面鐵芯42上的凹槽46、48相對(duì)應(yīng)的位置上并沒有開凹槽，因此H型底板52、54的側(cè)面部分壓住了中央鐵芯突出的頂端，從而防止了線圈單元12、14的上下滑動(dòng)，參照?qǐng)D5就可以更容易地理解上述安裝步驟，圖5是這個(gè)裝置中鐵芯部分的分解圖。為了圖示的簡(jiǎn)單，方便，圖中的一個(gè)中央鐵芯未裝線圈單元，上面的底板52也未畫出。
在上述實(shí)施方案中，中央鐵芯所采用的取向型硅鋼片的最大磁通密度通常是非取向型硅鋼片的1.3倍，因此如果兩個(gè)鐵芯橫截面積相同，那么繞在用這種鋼片制成的鐵芯上的線圈的匝數(shù)可以減少到繞在用非取向型硅鋼片制成的鐵芯上的線圈匝數(shù)的70%左右，而保持感應(yīng)電壓基本相同。反過來說，如果繞在前一鐵芯上的線圈和繞在后一鐵芯上的線圈匝數(shù)相同。那么就算前一鐵芯的截面積減少至原來的70%左右，仍有可能在兩個(gè)次級(jí)線圈上獲得相同的電壓。因此，有了這樣一種裝置，就有可能制造出小型化、重量輕、性能優(yōu)異的點(diǎn)火線圈裝置。
除此以外，上述實(shí)施方案中的側(cè)面鐵芯42用非取向型硅鋼片制成一個(gè)整體。如果只考慮磁通密度，用取向型硅鋼片來制造側(cè)面鐵芯的方案也是可以考慮的。但這種情況下應(yīng)該指出的是由初級(jí)線圈20產(chǎn)生的磁通在側(cè)面鐵芯42中的側(cè)面部分43、45和中央部分44中的方向是互不相同的，而這三個(gè)部分是用來共同形成線圈單元12和14的磁路。穿過中央部分44的磁通方向正好和穿過中央鐵芯16的磁流方向相反，而穿過側(cè)面部分的磁通方向和穿過中央部分44的磁通方向成直角。此時(shí)穿過這種磁通的側(cè)面鐵芯如用取向型硅鋼片制成，它就不能制成一個(gè)整體。在這種情況下，側(cè)面鐵芯必須分割成幾件組件，至少要有三個(gè)組件兩個(gè)組件用于側(cè)面部分43、45，一個(gè)組件用于中央部分44。這些鐵芯組件應(yīng)該這樣來組成側(cè)面鐵芯，就是要使每個(gè)組件中磁通容易穿過的方向，即每個(gè)組件的易磁化軸，和使用該組件的那個(gè)部分(側(cè)面的或是中央的)中的磁通方向相一致。但這樣一種裝置的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，從而造成制造工藝的復(fù)雜化和成本的提高。
但采用上述的結(jié)構(gòu)而不增加任何附加費(fèi)用也能使點(diǎn)火線圈小型化。順便提一下，眾所周知，多個(gè)線圈緊密排布時(shí)，它們之間會(huì)互相產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾。在上述實(shí)施方案中，兩個(gè)線圈單元的磁路存在于一個(gè)整體內(nèi)，并且有公用的部分(即側(cè)面鐵芯中的中央部分)，因此磁場(chǎng)干擾就很容易發(fā)生。也就是當(dāng)一個(gè)線圈單元中初級(jí)線圈中的電流被切斷時(shí)，在另一個(gè)線圈單元的次級(jí)線圈中感應(yīng)出了不希望有的電壓，而此時(shí)這個(gè)次級(jí)線圈是不應(yīng)該感應(yīng)出任何電壓的。下面結(jié)合圖6將對(duì)這種現(xiàn)象作更仔細(xì)的解釋。
圖6示出了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案，包括由功放管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路以及如上面描述的點(diǎn)火線圈裝置，圖中前面圖中已畫出的同樣部件仍用與前面同樣的參考號(hào)碼或字母來表示。在下面結(jié)合本圖對(duì)各部件的功能和操作進(jìn)行描述時(shí)，也將參考圖上其余的參考符號(hào)。此外，雖然次級(jí)線圈2A2和2B2的線圈被分別畫在中央鐵芯16A和16B的外面，但這樣畫的目的僅僅是為了圖示的簡(jiǎn)潔、明了。
在圖6所示的裝置中，初級(jí)線圈2A1和2B1的線圈的繞向是相同的。此外兩個(gè)線圈的起始端(或終端)合在一起與電池6相連。它們的終端(或起始端)分別與功放管8A和8B相連。因此可以說線圈2A1和2B1的結(jié)構(gòu)使得它們各自的初級(jí)線圈產(chǎn)生的主磁通在相應(yīng)的中央鐵芯16A和16B中具有相同的方向。亦即在圖中的情況下，它們的方向都是自左至右的。而從閉合磁路的觀點(diǎn)上看來它們的方向是互相相反的。也就是如果線圈2B1產(chǎn)生的主磁通沿磁路逆時(shí)針流動(dòng)，如圖所示，那么線圈2A1產(chǎn)生的主磁通就沿磁路順時(shí)針流動(dòng)，反之亦然。
當(dāng)來自點(diǎn)火控制單元10的門信號(hào)使晶體管8B進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，就有電流Ib流過初級(jí)線圈2B1，在中央鐵芯16B上就會(huì)產(chǎn)生主磁通Φ，所圖所示。在中央鐵芯16A中由漏磁場(chǎng)會(huì)引起一定量的漏磁通Φ′。此時(shí)，如電流Ib被切斷，主磁通則迅速變化，以致在次級(jí)線圈2B2中就會(huì)感應(yīng)出高壓來。這個(gè)高壓引起與次級(jí)線圈2B2的兩端相連的火花塞2號(hào)和3號(hào)發(fā)生火花放電。這是正常的火花放電，因?yàn)椴还苁?號(hào)缸和3號(hào)缸此時(shí)都正處于壓縮沖程。
然而與此同時(shí)磁通Φ′也迅速變化，在次級(jí)線圈2A2中也感應(yīng)出了不正常的、不希望有的電壓。這個(gè)電壓被送至1號(hào)和4號(hào)火花塞，而此時(shí)若1號(hào)缸正處于爆炸過程，則4號(hào)缸正處于進(jìn)氣過程，或者正好相反。結(jié)果是在處于進(jìn)氣沖程的那個(gè)氣缸中由于線圈2A2不正常的感應(yīng)電壓而引起了不正常的爆炸。
因此，磁流Φ′的數(shù)量必須盡可能地減少。為了達(dá)到這個(gè)目的，在漏磁造成的磁通Φ′的磁路上設(shè)有一空隙50A?？障?0A對(duì)流過的磁通起到一個(gè)磁阻的作用，故磁通Φ′的數(shù)量可顯著地減小。同樣的措施也適用于流過初級(jí)線圈2A1的電流被切斷時(shí)的情況。為了防止次級(jí)線圈2B2感應(yīng)出不正常的、不希望有的電壓，在中央鐵芯16B和側(cè)面鐵芯42的側(cè)面部分之間也有一空隙50B。
采用上述的鐵芯結(jié)構(gòu)，就有可能大大減輕磁場(chǎng)干擾對(duì)點(diǎn)火產(chǎn)生的不良影響。如再采用其他一些必要措施。局面還可進(jìn)一步改觀。本實(shí)施方案中的這類必要措施是裝了9A和9B兩個(gè)二極管，它們分別與功放管8A和8B反并聯(lián)，如圖6中所示的那樣。這樣接的理由如下上面說過，當(dāng)電流Ib被切斷時(shí)，磁通Φ′趨向于減少。而此時(shí)線圈2A1中就會(huì)感應(yīng)出一電壓，其電壓方向阻止磁通Φ′的變化。這個(gè)電壓引起一個(gè)流過初級(jí)線圈2A1和二極管9A的電流，從而阻止了磁通Φ′的變化。結(jié)果使得次級(jí)線圈2A2中幾乎感應(yīng)不出什么電壓。當(dāng)線圈2A1中的電流被切斷時(shí)，情況也是這樣。
在由本發(fā)明者指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)中，還在線圈單元2A、2B中的一個(gè)線圈單元(工作的那個(gè))把正常的36千伏點(diǎn)火電壓送到與正在工作的線圈單元相連的火花塞上時(shí)，對(duì)送到與不工作的那個(gè)線圈單元的次級(jí)線圈相連的火花塞上的電壓進(jìn)行了測(cè)量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如只在磁路中設(shè)置空隙，與不工作的線圈單元相連的火花塞上的電壓約是4.0千伏，這大約是無空隙時(shí)的電壓的五分之一;如既設(shè)置空隙又空裝二極管9A及9B，這個(gè)電壓還將進(jìn)一步減小。實(shí)驗(yàn)中測(cè)到的這個(gè)電壓小到0.8千伏，是只有空隙時(shí)的1/5，實(shí)際上已是無空隙時(shí)的二十五分之一。
在上面提到的實(shí)施方案中磁路的空隙用紙張或塑料樹脂填充。但如果在空隙中插入一塊合適的磁鐵，由它產(chǎn)生的磁通對(duì)中央鐵芯產(chǎn)生的主磁通起反向偏置的作用，因而產(chǎn)生這樣的效果當(dāng)線圈單元中的初級(jí)電流初切斷時(shí)，主磁通的變化范圍變大，因而在線圈單元的次級(jí)線圈中的感應(yīng)電壓也增高，既然次級(jí)線圈中的感應(yīng)電壓可以用上面提到的磁鐵來進(jìn)一步增高，那么中央磁芯中更小的磁通密度也能在次級(jí)線圈兩端感應(yīng)出足夠的高壓，這個(gè)事實(shí)意味著線圈單元還可以進(jìn)一步小型化。
根據(jù)到此為止對(duì)本發(fā)明的描述，一個(gè)包含幾個(gè)線圈單元的點(diǎn)火線圈裝置可以做得足夠小。而且小型化所固有的磁場(chǎng)干擾的影響在很大程度上能被避免，所以這種小尺寸的點(diǎn)火線圈為整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的性能優(yōu)異提供了保證。
權(quán)利要求
1、一種包含若干個(gè)線圈單元的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，其中每個(gè)線圈單元包括
·一個(gè)初級(jí)線圈，它的初級(jí)電流由電池提供。
。一個(gè)次級(jí)線圈，它與初級(jí)線圈磁耦合，
·次級(jí)線圈的兩個(gè)端口，它們分別和各自的火花塞相連，
·中央鐵芯，各個(gè)線圈單元都套裝在它的外面，
。側(cè)面鐵芯，它與中央鐵芯磁耦合，并為各個(gè)初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通形成閉合的磁路。
。開關(guān)裝置，它根據(jù)點(diǎn)火控制單元給出的點(diǎn)火信號(hào)控制供給各個(gè)初級(jí)線圈的初級(jí)電流，
其特征在于
。上述每個(gè)中央鐵芯均由取向型硅鋼片層疊而成，當(dāng)它裝入線圈單元中后，中央鐵芯的易磁化軸要與線圈單元的初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通方向一致，
·上述的側(cè)面鐵芯由非取向型硅鋼片層疊成一個(gè)整體而成，它通過每個(gè)上述的中央鐵芯和側(cè)面鐵芯構(gòu)成的磁路上的空隙，與上述每個(gè)中央鐵芯進(jìn)行磁耦合。
·當(dāng)上述每個(gè)初級(jí)線圈通有初級(jí)電流時(shí)，由它產(chǎn)生的磁通在中央鐵芯中的方向和其它初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通在中央鐵芯中的方向一致。
2、一種根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，其中每個(gè)上述的中央磁芯和上述的側(cè)面磁芯之間形成的上述空隙由非磁性材料填充。
3、一種根據(jù)權(quán)限1的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，其中每個(gè)上述的中央鐵芯和上述的側(cè)面鐵芯之間構(gòu)成的空隙中插入一塊磁鐵，上述磁鐵的插入使得由上述磁鐵產(chǎn)生的磁通在中央鐵芯中起到對(duì)初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁通反向偏置的作用。
4、一種根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，其中每個(gè)上述的線圈單元中的初級(jí)線圈均裝有一種裝置，上述裝置用來在其他線圈單元的初級(jí)電流被切斷時(shí)使本線圈單元的初級(jí)線圈內(nèi)感應(yīng)出來的電壓所產(chǎn)生的電流能流過其初級(jí)線圈。
5、一種根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火線圈裝置，其中的上述側(cè)面鐵芯由兩個(gè)側(cè)面部分和至少一個(gè)橫跨于上述兩個(gè)側(cè)面部分之間的橫檔部分形成梯子形結(jié)構(gòu)，裝有中央鐵芯的線圈單元裝在兩個(gè)側(cè)面部分和橫檔部分構(gòu)成的空間中，以便在中央鐵芯的一端和上述側(cè)面鐵芯的兩個(gè)側(cè)面部分中的一個(gè)之間形成空隙。
專利摘要
在四缸內(nèi)燃機(jī)上裝上兩個(gè)點(diǎn)火線圈單元，每個(gè)單元包括一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈。初級(jí)線圈繞在由取向型硅鋼片制成的中央鐵芯上。該鐵芯和由非取向型硅鋼片制成一個(gè)整體的側(cè)面鐵芯一起為線圈單元產(chǎn)生的磁通構(gòu)成閉合磁路。上述閉合磁路中設(shè)有一空隙，初級(jí)電流由根據(jù)點(diǎn)火控制單元提供的門信號(hào)工作的晶體管來控制，晶體管上接有和它們反并聯(lián)的二極管。使用這樣的裝置可以把電子分配裝置中的點(diǎn)火線圈裝置小型化，而磁干擾的不良影響則可以被顯著抑制掉。
文檔編號(hào)H01F38/00GK86101882SQ86101882
公開日1986年9月24日 申請(qǐng)日期1986年3月22日
發(fā)明者日下芳美, 吉成孝, 渡邊博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan