Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Компонент системы зажигания автомобильного двигателя
Automobile fuel ignition system component
Катушка зажигания используется в системе зажигания двигателя с искровым зажиганием для преобразования напряжения аккумулятора в гораздо более высокие напряжения, необходимые для работы свечей зажигания. Свечи зажигания затем используют этот импульс высоковольтного электричества для воспламенения воздушно-топливной смеси. Катушка зажигания состоит из двух наборов обмоток, намотанных на железный сердечник. В старых двигателях часто используется одна катушка зажигания, выход которой направляется на каждый цилиндр распределителем – конструкция, которая до сих пор применяется в различных малогабаритных двигателях (например, в двигателях газонокосилок). В современных автомобильных двигателях часто используются системы без распределителя (например, катушка на свечу), при которых каждый цилиндр имеет собственную катушку зажигания. Дизельные двигатели используют зажигание от сжатия и, следовательно, не имеют катушек зажигания.
An ignition coil is used in the ignition system of a spark ignition engine to transform the battery voltage to the much higher voltages required to operate the spark plug(s). The spark plugs then use this burst of high voltage electricity to ignite the air fuel mixture. The ignition coil is constructed of two sets of coils wound around an iron core. Older engines often use a single ignition coil which has its output directed to each cylinder by a distributor, a design which is still used by various small engines (such as lawnmower engines). Modern car engines often use a distributor less system (such as coil on plug), whereby every cylinder has its own ignition coil. Diesel engines use compression ignition and therefore do not have ignition coils.
Дизайн
Катушка зажигания состоит из железного сердечника, окруженного двумя катушками (обмотками), изготовленными из медного провода. Первичная обмотка имеет относительно небольшое количество витков толстой проволоки, а вторичная обмотка состоит из тысяч витков более тонкой проволоки и изолирована от высокого напряжения эмалевым покрытием проводов и слоями промасливаемой бумажной изоляции. Когда электрическая цепь, подключенная к источнику питания (например, к аккумулятору автомобиля) и первичной обмотке, замыкается (контактным прерывателем или транзистором), ток протекает через первичную обмотку, создавая магнитное поле вокруг сердечника. Этот ток протекает в течение определенного времени для накопления энергии в катушке. После зарядки катушки цепь размыкается, и возникающие колебания в магнитном поле индуцируют высокое напряжение во вторичной обмотке. Это высоковольтное электричество проходит через несколько компонентов (таких как распределитель и провода свечей зажигания), прежде чем достичь свечи зажигания, где оно используется для воспламенения воздушно-топливной смеси. Момент размыкания цепи должен быть согласован с вращением двигателя, чтобы импульс высокого напряжения производился в оптимальное время для воспламенения воздушно-топливной смеси. Современные электронные системы зажигания работают по тому же принципу зарядки электрической цепи, однако они используют конденсатор, заряженный примерно до 400 вольт, вместо индуктивной зарядки катушки зажигания. Типичные выходные напряжения современных катушек зажигания варьируются от 15 кВ (для двигателя газонокосилки) до 40 кВ (для двигателя большего размера). Современная система с одной искрой имеет одну катушку на свечу зажигания. Для предотвращения преждевременного пробоя в начале первичного импульса в катушку устанавливается диод или вторичный разрядник, чтобы блокировать обратный импульс, который в противном случае возник бы. В старых системах зажигания с потерями искры для четырехтактных двигателей вторичная обмотка катушки зажигания имеет два выходных вывода, оба из которых подключены к свече зажигания. Обратный импульс вызывает искру на свече в цилиндре, где нет воздушно-топливной смеси (поскольку этот цилиндр сдвинут по фазе на 180 градусов).
An ignition coil consists of an iron core surrounded by two coils (windings) made from copper wire. The primary winding has relatively few turns of heavy wire, while the secondary winding consists of thousands of turns of smaller wire and is insulated from the high voltage by enamel on the wires and layers of oiled paper insulation. When the electrical circuit connected from the power source (e. g. the car's battery) to the primary winding is closed (by a contact breaker or transistor), current flows through the primary winding, which produces a magnetic field around the core. This current flow lasts for a period of time to build up energy in the coil. Once the coil is charged, the circuit is opened, and the resulting oscillation in the magnetic field induces a high voltage in the secondary winding. This high voltage electricity travels through several components (such as a distributor and spark plug wires), before reaching the spark plug, where it is used to ignite the air/fuel mixture. The timing of the circuit opening must be coordinated with the rotation of the engine, so that the burst of high voltage electricity is produced at the optimal time to ignite the air/fuel mixture. Modern electronic ignition systems operate using the same principle of charging an electric circuit, however they use a capacitor charged to around 400 volts, rather than using the induction charging of an ignition coil. Typical output voltages for modern ignition coils vary from 15 kV (for a lawnmower engine) to 40 kV (for a larger engine). A modern single spark system has one coil per spark plug. To prevent premature sparking at the start of the primary pulse, a diode or secondary spark gap is installed in the coil to block the reverse pulse that would otherwise form. In older wasted spark systems for four stroke engines, the secondary winding of the ignition coil has two output terminals, both of which connect to a spark plug. The reverse pulse triggers the spark plug in a cylinder contains no air/fuel mixture (since that cylinder is out of phase by 180 degrees).
Материалы
Раньше катушки зажигания изготавливались с использованием высоковольтных обмоток, изолированных лаком и бумагой, которые помещались в вытянутую стальную банку и заливались маслом или асфальтом для изоляции и защиты от влаги. Позднее катушки зажигания стали отливать в наполненные эпоксидные смолы, которые проникают во все пустоты, образующиеся внутри обмоток. Катушка зажигания обычно помещается в металлическую банку или пластиковый корпус с изолированными выводами для подключения высокого и низкого напряжения.
Formerly, ignition coils were made with varnish and paper insulated high voltage windings, inserted into a drawn steel can and filled with oil or asphalt for insulation and moisture protection. Later, ignition coils were instead cast in filled epoxy resins, which penetrate any voids forming within the windings. The ignition coil is usually inserted into a metal can or plastic case with insulated terminals for the high voltage and low voltage connections.
Предшественник
Ранние автомобили использовали систему зажигания от магнито, поскольку в автомобиле отсутствовал источник электрической энергии (например, аккумулятор). В новых автомобилях катушки зажигания заменили систему зажигания от магнито, когда аккумуляторы стали стандартным оборудованием автомобилей (для запуска двигателя и освещения). По сравнению с системой зажигания от магнито, система с катушкой зажигания способна выдавать искру высокого напряжения даже на низких оборотах двигателя (RPM), что облегчает запуск.
Early cars used a magneto ignition system, due to the lack of an electric power source (e. g. battery) in the car. Ignition coils replaced magneto ignition in new cars as batteries became a common inclusion in cars (for cranking and lighting). Compared with magneto ignition, an ignition coil system can provide a high voltage spark at low engine speeds (RPM), making starting easier.
Ранние системы
Большинство старых систем зажигания использовали одну катушку, общую для всех свечей зажигания (через распределитель). Однако существовали исключения: Saab 92 и Wartburg 353 использовали отдельную катушку для каждого цилиндра, а Citroën 2CV 1948 года – систему "упущенной искры" с двойной катушкой зажигания и без распределителя.
Most older ignition coil systems used a single coil shared by all the spark plugs (via a distributor). There were some exceptions, such as the Saab 92 and the Wartburg 353 using a separate coil for each cylinder and the 1948 Citroën 2CV using a wasted spark system with a double ended ignition coil and no distributor.
Системы без распределителей
С 1990-х годов системы зажигания в основном перешли на конструкцию без распределителя, где зажигание управляется электронным способом. В этих системах без распределителя используются несколько небольших катушек зажигания, как правило, по одной на цилиндр или система "упущенной искры" с одной катушкой на пару цилиндров. Катушки зажигания могут быть объединены в единый корпус (блок катушек) и размещены вдали от свечей зажигания, однако все чаще применяются системы с индивидуальными катушками зажигания, установленными непосредственно на каждую свечу. Преимущество таких систем заключается в том, что при неисправности можно заменить только неисправную катушку, не заменяя при этом катушки на всех остальных цилиндрах.
Since the 1990s, ignition systems have mostly switched to a design where the distributor is omitted and ignition is instead electronically controlled. In these distributor less systems, multiple smaller ignition coils are used, usually in the form of one coil for each cylinder or a wasted spark system with one coil for each pair of cylinders. The ignition coils for these can be combined into a single casing (a coil pack) and located away from the spark plugs; however it is increasingly common for coil on plug systems to be used, whereby the individual ignition coils are small units attached directly to the top of each spark plug. An advantage of coil on plug systems is that in the event of a fault, a single ignition coil can be replaced rather than unnecessarily replacing the coils for all of the other cylinders.