專利名稱：帶有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及點(diǎn)火線圈。更具體地說，本發(fā)明涉及能夠直接連接到單獨(dú)火花塞輸入端上的小型點(diǎn)火線圈。本發(fā)明還涉及分配式點(diǎn)火或雙點(diǎn)火式點(diǎn)火(dual-fire ignition)。
多年來，利用火花塞和點(diǎn)火線圈來引起燃燒的標(biāo)準(zhǔn)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)所采用的燃燒腔形狀和火花塞的布置受到需要僅利用強(qiáng)度相對(duì)較低的單個(gè)短持續(xù)時(shí)間火花來可靠引起燃燒的嚴(yán)重影響。但是近年來，人們?cè)絹碓阶⒅厝剂系男省⑷紵耆?、排氣清潔以及降低燃燒循環(huán)間的變化性。
因此非常希望將點(diǎn)火線圈盡可能地靠近火花塞的輸入端子設(shè)置。歸根結(jié)底，發(fā)動(dòng)機(jī)的制造商希望使單獨(dú)的點(diǎn)火線圈與內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)火花塞相關(guān)聯(lián)。但是將點(diǎn)火線圈直接與每個(gè)火花塞相連的能力已受到點(diǎn)火線圈的尺寸以及車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)這種點(diǎn)火線圈可能得到的空間的限制。一般來說，在過去，如果點(diǎn)火線圈尺寸非常小，那么它們就會(huì)缺少將電池電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樽銐虻幕鸹óa(chǎn)生能量而必須的電容。因此需要生產(chǎn)一種帶有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈，它在盡可能小的包裝內(nèi)具有最大的功率輸出。
點(diǎn)火線圈的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)是在層狀芯的一個(gè)腿部上具有一個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組。一般來說，初級(jí)繞組靠近層狀芯纏繞，而次級(jí)繞組置于初級(jí)繞組之上。這是因?yàn)槌跫?jí)繞組的電阻通常較低，因此“匝的平均長度”最低。初級(jí)繞組上的次級(jí)繞組具有適當(dāng)?shù)摹榜詈稀焙汀奥╇姼小?，以形成所需的輸出電壓、電壓上升時(shí)間等。
前進(jìn)(progressive)繞組或“迭繞線圈”是一種舊技術(shù)。前進(jìn)繞組用于點(diǎn)火線圈是近些年的事。這是因?yàn)榫€圈的橫進(jìn)程(windingtraverse)必須是較長，以便(逐層)使電壓分布展開。普通的線圈設(shè)計(jì)會(huì)將次級(jí)線軸(bobbin)的總橫進(jìn)程(長度)限制在1英寸至1.5英寸。近年來開始采用“筆形線圈”。這種“筆形線圈”設(shè)計(jì)是直徑非常小(通常小于1英寸)并且長度為4至6英寸的點(diǎn)火線圈。這種類型的線圈直接安裝在火花塞上，并通常用于其中火花塞放置在圓柱形孔內(nèi)的頂置氣門式發(fā)動(dòng)機(jī)上。該圓柱形孔是非常好的容納點(diǎn)火線圈的地方。該線圈能量通常非常低的(30毫焦或以下)。初級(jí)繞組通常纏繞在層狀芯上，次級(jí)繞組置于初級(jí)繞組之上。次級(jí)繞組圓直徑很小，線圈橫進(jìn)程為3英寸。
這些早期設(shè)計(jì)纏繞成類似于傳統(tǒng)點(diǎn)火線圈設(shè)計(jì)的“分段式線軸”。但是最近，幾家公司已經(jīng)在這種筆形線圈上采用了前進(jìn)繞組。前進(jìn)繞組技術(shù)消除了間隔以及因此而來的分段式線軸的凸緣。這種繞組更快，并且消除了凸緣意味著不需要停止或減慢纏繞過程來改變間隔。而且，前進(jìn)繞組避免了導(dǎo)線在凸緣上掛住而不會(huì)落入間隔的底部的問題。這是分段式線軸線圈的主要問題，因?yàn)檫@會(huì)形成一個(gè)具有整段電壓應(yīng)力的導(dǎo)線回路。通常，在纏繞之后不會(huì)看見該回路。因此該線圈可以通過可靠性和質(zhì)量檢測(cè)，直到最后在現(xiàn)場(chǎng)操作中發(fā)生事故。次級(jí)線軸較為簡單，因此成本也比分段式線軸低。
前進(jìn)纏繞的次級(jí)線圈的問題在于它們需要2-3英寸的橫進(jìn)程，而不是在層狀芯的一個(gè)腿部上可以獲得1英寸至1.5英寸的橫進(jìn)程。因?yàn)檫@種相對(duì)短的橫進(jìn)程，傳統(tǒng)的線圈(僅在一個(gè)腿部上具有初級(jí)線圈和次級(jí)線圈)會(huì)具有相對(duì)較大的輪廓，因此需要較多的材料(尤其是0.05mm次級(jí)線圈的高昂成本)，并且每匝具有不必要的大電壓應(yīng)力。
過去，美國已經(jīng)給許多發(fā)明人授予了與這種點(diǎn)火線圈設(shè)計(jì)有關(guān)的多個(gè)美國專利。
例如1998年9月15日授予French等人的美國專利第5806504號(hào)提出了用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火線路，其中點(diǎn)火線路包括具有用于產(chǎn)生火花的次級(jí)線圈以及第一和第二初級(jí)線圈的變壓器。電容器與第一初級(jí)線圈相連，以向該變壓器提供高能電容放電電壓。電壓發(fā)生器與第二初級(jí)線圈相連，用于產(chǎn)生交變電壓?？刂齐娐放c電容器和電壓發(fā)生器相連，用于提供控制信號(hào)以使高能電容放電電壓向第一初級(jí)線圈放電，并為電壓發(fā)生器提供控制信號(hào)以便產(chǎn)生交變(alternative)電壓。
1991年3月12日授予K.P.Gokhale的美國專利第4998526號(hào)披露了一種交流點(diǎn)火系統(tǒng)。該系統(tǒng)向火花塞的電極施加交流電流，以在該電極處在所需時(shí)間段內(nèi)保持電弧。該電弧電流的幅度可以變化。通過一種DC至AC逆變器來擴(kuò)大所述交流電流，該逆變器包括具有中心抽頭的初級(jí)線圈和與火花塞連接的次級(jí)線圈的變壓器。通過使電容器向中心抽頭的初級(jí)線圈處的一個(gè)繞組部分放電，從而在火花塞處引發(fā)電弧?；蛘撸梢詫⒋鎯?chǔ)在感應(yīng)器中的能量施加在初級(jí)繞組部分上以引發(fā)電弧。點(diǎn)火系統(tǒng)由受控的電流源供能，該電流源接受來自例如機(jī)動(dòng)車上電池的直流電壓源的輸入電能。
1949年2月22日授予Elton C.Hallett的美國專利第2462491號(hào)描述了一種點(diǎn)火線圈和濾波器屏蔽組件，它利用完全封閉電氣單元某些部分的金屬外殼來屏蔽和保護(hù)包括內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)部分在內(nèi)的電氣單元。
1949年10月18日授予G.L.Lang的美國專利第2485241號(hào)描述了一種無線電屏蔽單元，它涉及到用于內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)單元等的屏蔽裝置，尤其涉及用于使這種單元與無線電噪音泄漏相屏蔽的新型改良裝置。
1954年4月13日授予W.W.Cushman的美國專利第2675415號(hào)描述了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的無線電干擾抑制裝置，它涉及防止由于內(nèi)燃機(jī)等的高壓點(diǎn)火元件的操作而導(dǎo)致的無線電干擾等的裝置。
1958年6月24日授予C.S.Marsen的美國專利第2840622號(hào)描述了一種屏蔽點(diǎn)火線圈，該線圈涉及在高壓部件例如火花線圈和內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的配電器之間的電連接，并且尤其涉及這些連接的電磁屏蔽以防止由高壓電流產(chǎn)生出的無線電干擾。
1962年8月7日授予S.E.Estes的美國專利第3048704號(hào)描述了一種線圈罩，該線圈罩涉及對(duì)內(nèi)燃機(jī)的電系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽，并且更具體地說涉及用于點(diǎn)火線圈的屏蔽罩。
1970年11月24日授予Dusenberry等人的美國專利第3542006號(hào)描述了一種內(nèi)燃機(jī)無線電頻率輻射抑制點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)將其寬度比當(dāng)前在內(nèi)燃機(jī)燃料配電器的旋轉(zhuǎn)端子和每個(gè)固定端子之間的正常寬度更大的間隙與電視-無線電輻射抑制點(diǎn)火電纜和電阻器型火花塞結(jié)合。
1989年10月24日授予A.O.Fitzner的美國專利第4875457號(hào)描述了一種用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)電子器件不受無線電頻率干擾的設(shè)備和方法，該無線電頻率干擾抑制了在封裝在金屬外殼中的電子控制組件上的RFI效應(yīng)。
1993年1月26日授予給Koiwa等人的美國專利第5181498號(hào)描述了一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火設(shè)備，該設(shè)備能夠降低由于布線成相當(dāng)大的程度而產(chǎn)生的噪音和能耗。
1994年11月1日授予給Kwi-Ju Kim的美國專利第5359981號(hào)描述了一種防止從汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置傳導(dǎo)并傳播出電磁波噪音的設(shè)備。
1997年4月1日授予給Morita等人的美國專利第5615659號(hào)描述了一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火設(shè)備。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠采用次級(jí)前進(jìn)(迭繞)線圈而沒有采用“筆形線圈”結(jié)構(gòu)的點(diǎn)火線圈，因此能夠保持常規(guī)點(diǎn)火線圈的封閉回路磁路的效率。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有低輪廓(low profile)的點(diǎn)火線圈。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈，它所需要的材料量最少。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈，其中每匝磁線的平均直徑盡可能小。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于，提供一種具有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈，該點(diǎn)火線圈減小了每相鄰匝的電壓應(yīng)力。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于，提供一種具有驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)火線圈，該點(diǎn)火線圈相對(duì)便宜并且非?？煽俊?br>
從附加的說明書和附屬權(quán)利要求中可以了解本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明中，所述芯部的第一和第二腿部以大體上平行的關(guān)系布置。第一和第二腿部在它們之間具有氣隙。該氣隙可以具有在第一和第二腿部之間設(shè)置在其中的磁體。芯部由層狀硅鋼結(jié)構(gòu)形成。每個(gè)腿部具有大體上為非方形的橫斷面，并且優(yōu)選的是為大體上圓形的橫斷面。
第一初級(jí)繞組纏繞在第一初級(jí)線軸上。第一初級(jí)線軸直接設(shè)置在第一腿部上面且靠近第一腿部。第二初級(jí)繞組纏繞在第二初級(jí)線軸上。第二初級(jí)線軸直接設(shè)置在第二腿部上面且靠近第二腿部。第一初級(jí)繞組可以在第一初級(jí)線軸上纏繞成單層。第二初級(jí)繞組可以在第二初級(jí)線軸上纏繞成單層。
第一次級(jí)繞組在第一次級(jí)線軸上前進(jìn)纏繞成多層。第一次級(jí)線軸直接設(shè)置在第一初級(jí)繞組上。第二次級(jí)繞組在第二次級(jí)線軸上前進(jìn)纏繞成多層。第二次級(jí)線軸直接設(shè)置在第二初級(jí)繞組上。第一和第二次級(jí)線軸只在每個(gè)端部上具有凸緣并且在它們之間沒有凸緣。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，第一和第二初級(jí)繞組的每一個(gè)在#23規(guī)格的磁線的單層中具有大約64匝。第一和第二次級(jí)繞組中的每一個(gè)是大約12個(gè)前進(jìn)纏繞層布置的約5000匝#42規(guī)格磁線。
控制裝置與第一和第二初級(jí)繞組電連接?？刂蒲b置選擇地使來自電源的電壓傳送至第一和第二初級(jí)繞組。電源通常為汽車的電池。盒子容納著在其中成封裝關(guān)系的芯部、第一和第二初級(jí)繞組以及第一和第二次級(jí)繞組。火花塞端子在盒子表面處露出。該外殼具有通向用于第一和第二初級(jí)繞組的端子的孔道，從而第一和第二初級(jí)繞組可以與電源連接?；鸹ㄈ俗涌椎乐苯釉O(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的火花塞的端子上。
在
圖1中，盒子12為聚合材料盒子，其中每個(gè)組成部件裝在里面?；鸹ㄈ俗?0適用于裝在火花塞輸入端的上面。所述電子組件外殼22適合于與合適的控制器連接以便電子地控制從車輛電池到初級(jí)線圈的電力和電壓的通道。
在圖1中，可以看出，芯部14具有第一腿部24和第二腿部26。第一次級(jí)繞組16設(shè)置在位于第一腿部24上面的初級(jí)繞組上(將在后面進(jìn)行闡述)。第二次級(jí)繞組18設(shè)置在位于第二腿部26上面的初級(jí)繞組上。在第一腿部24和第二腿部26之間形成有氣隙29。磁體31設(shè)置在這個(gè)氣隙29中。磁體31和氣隙29使B-H曲線偏轉(zhuǎn)。這使芯部14在更小的芯部層狀橫斷面的情況下也不會(huì)出現(xiàn)磁飽和。如在圖1中可以看出，腿部24和26相互成平行關(guān)系。芯部14由層狀硅鋼結(jié)構(gòu)形成。
圖2顯示出圖1的裝置的橫斷面視圖?？梢钥闯觯凶?2圍繞著芯部14、腿部24和26及其相關(guān)的次級(jí)繞組16和18延伸。重要的是，在圖2中可以看出，第一次級(jí)繞組16圍繞著第一初級(jí)線軸28延伸。同樣，第二次級(jí)繞組18圍繞著第二次級(jí)線軸30延伸。第一初級(jí)繞組32圍繞著設(shè)置在腿部24上面的第一初級(jí)線軸34延伸。第二初級(jí)繞組36在第二初級(jí)線軸38上延伸。第二初級(jí)線軸38設(shè)置在第二腿部26上。
重要的是，在圖2中可以看出，腿部24和26由層狀材料形成。層狀材料的具體設(shè)置使得腿部24和26中的每一個(gè)具有大體上為圓形的橫斷面。這些大致為圓形的腿部的確使得初級(jí)次級(jí)線軸成為圓形，而不會(huì)在盒子12內(nèi)出現(xiàn)任何浪費(fèi)的空間。例如，如果將方形腿部設(shè)置在圓形線軸中，則會(huì)出現(xiàn)空間浪費(fèi)。腿部24和26中的每一個(gè)的大體上為圓形的橫斷面的確給出了一種具有同等性能的更小的結(jié)構(gòu)。可以很容易通過使用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器來進(jìn)行逐漸層狀沖壓來生產(chǎn)出用于形成芯部14和相關(guān)腿部24和26的層狀結(jié)構(gòu)。
圖3顯示出本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。在圖3中可以看出，初級(jí)繞組32和36串聯(lián)連接。電源例如車輛電池42通過開關(guān)40與初級(jí)繞組32和36相互連接。開關(guān)40可以具有控制器的性質(zhì)，這使得開關(guān)40能夠選擇地啟動(dòng)并且使來自電池42的電能傳送到初級(jí)繞組32和36。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，初級(jí)繞組32和36每個(gè)都在相應(yīng)線軸34和38上纏繞成一個(gè)單層。初級(jí)繞組32和36中的每一個(gè)在#23規(guī)格磁線的單層中可以具有大約64匝。初級(jí)繞組32和36被顯示出在與芯部14相對(duì)的位置上。次級(jí)繞組16和18串聯(lián)連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，次級(jí)繞組16和18在它們的相應(yīng)線軸28和30上前進(jìn)地纏繞成多層。具體地說，第一和第二次級(jí)繞組16和18中的每一個(gè)可以具有布置成大約12層前進(jìn)纏繞層的5000匝#42規(guī)格磁線。由在圖3中所示的電路所產(chǎn)生的變壓器效應(yīng)將使得60毫焦的電能輸送給火花塞44。增加或減少初級(jí)和次級(jí)的匝數(shù)可以形成各種電能和二級(jí)輸出電壓。由于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組緊密連接，所以能量比普通線圈高25％至30％。
重要的是要注意，使用串聯(lián)連接的單獨(dú)初級(jí)繞組32和36并且使用串聯(lián)連接的單獨(dú)次級(jí)繞組16和18使得總次級(jí)繞組長度在2至3英寸之間。這還使得這些繞組能夠前進(jìn)地纏繞。初級(jí)次級(jí)繞組的“匝的平均長度”更短。這樣，在設(shè)計(jì)中就需要更少的磁線。對(duì)于次級(jí)繞組而言所需要的磁線大約要少50％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通常斷面的線軸線圈包含大約0.1磅的小規(guī)格線(直徑為0.0025英寸)。相反，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包含0.05磅相同的線，但是輸送了60毫焦的能量。
在本發(fā)明中，可以與外殼22連接并且在圖3中由開關(guān)40表示的電子組件可以包含達(dá)林頓晶體管或者被稱為“IGBT”的專用晶體管。這執(zhí)行開關(guān)40的功能。這代替了標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有技術(shù)點(diǎn)火系統(tǒng)的斷路器觸點(diǎn)。該電子組件還可以包括用于“箝位”(“clamping”)初級(jí)電壓的裝置以便保護(hù)IGBT和其它部件不會(huì)受到過電壓?？刂破骺梢园诜逯党跫?jí)電流高于設(shè)計(jì)水平的情況下瞬間切斷電源的電路。還可以將各種其它保護(hù)電路結(jié)合進(jìn)控制器電子器件的設(shè)計(jì)中。
圖4為在次級(jí)線軸28上的前進(jìn)繞組的布置的放大截面圖。可以看出，在線軸28上以前進(jìn)的方式設(shè)有總共六層線50。前進(jìn)繞組的目的在于降低在這些層內(nèi)或之間尤其是在一層的第一匝和下一層的最后一匝之間的電壓。在前進(jìn)繞組中，這些層以與用沙形成山脈類似的方式成一定角度或傾斜地設(shè)置或者通過將板條靠在墻上來設(shè)置。具有前進(jìn)繞組的繞組以一角度纏繞磁線。這是通過向前移動(dòng)、在連續(xù)的層中返回但是對(duì)于每個(gè)向前和返回層而言具有特定的前進(jìn)來實(shí)現(xiàn)的。前進(jìn)繞組避免了繞組線軸的多個(gè)間格帶來的問題。還有，在圖4中可以看出，在圖4中的七層的高度小于這些線中的每一根直接位于下層線的頂部上的高度。如在圖4中所示的線圖案52顯示出纏繞線50以便實(shí)現(xiàn)這種前進(jìn)纏繞效果的方式。
圖5顯示出其腿部26暴露的芯部14?？梢钥闯?，腿部26具有由層狀鋼形成的大體上為圓形的橫斷面。次級(jí)線軸28(沒有所示的繞組)設(shè)置在了另一個(gè)腿部24(未示出)上。次級(jí)線軸28是一種圓柱形線軸，它在位于線軸的相對(duì)端部處的凸緣之間的區(qū)域中沒有凸緣。這些無凸緣的線軸使得繞組能夠更快地出現(xiàn)而不會(huì)減速以改變間距。使用無凸緣線軸避免了線懸吊在凸緣上的問題以及不會(huì)落在間距的底部上。這樣，可以避免出現(xiàn)不合格線圈。初級(jí)線圈和相關(guān)的線軸位于次級(jí)線軸28的內(nèi)部。芯部14在一個(gè)端部處具有氣隙29。磁體31設(shè)置在氣隙29中。
圖6顯示出其具有設(shè)置在腿部26上面的第二初級(jí)線軸38以及設(shè)置在位于腿部24上面的初級(jí)線軸34上的次級(jí)線軸28的芯部14。第二初級(jí)線軸38緊密靠近位于其下面的腿部26。單層磁線作為一層纏繞在第二初級(jí)線軸38上。
圖7顯示出具有設(shè)置在相應(yīng)腿部24和26上的次級(jí)線軸28和30的芯部14。相應(yīng)的初級(jí)線軸34和38位于次級(jí)線軸28和30內(nèi)部。次級(jí)線軸28和30每個(gè)將容納大約12層#42(直徑為0.0028英寸)磁線。這12層以前進(jìn)的方式纏繞。
圖8顯示出一個(gè)盒子12，它形成為在初級(jí)繞組32和36以及次級(jí)繞組16和18上面延伸。盒子12還在芯部14上面延伸。在圖8中，火花塞端子開口20使得點(diǎn)火線圈10能夠安裝在火花塞上。還設(shè)有電子組件外殼22，以便使得點(diǎn)火線圈10能夠與適當(dāng)?shù)目刂破鬟B接?？梢钥闯?，盒子12具有非常低的輪廓以及較輕的重量(220克)。盒子12內(nèi)的繞組被適當(dāng)封裝以便被保持在安全的位置上并不受正常振動(dòng)的影響。
可以與點(diǎn)火線圈10連接的電子組件將使得能夠正確控制從點(diǎn)火線圈10中輸出電荷。該電子組件具有一個(gè)電子源觸發(fā)器，它是用于點(diǎn)火線圈10的信號(hào)輸入。這個(gè)電源觸發(fā)器來自發(fā)動(dòng)機(jī)的控制組件。該電子源觸發(fā)器“打開”閾值應(yīng)該小于或等于2.75伏。該電子源觸發(fā)器“關(guān)閉”閾值應(yīng)該大于或等于1.3伏。磁滯應(yīng)該不小于0.25伏。輸入阻抗應(yīng)該為10KΩ+10％。電子組件必須將電子源觸發(fā)器信號(hào)設(shè)定為電子源觸發(fā)器低信號(hào)。該電子組件電源接地應(yīng)該與電子源觸發(fā)器低隔離。電子源觸發(fā)器低信號(hào)的損失不會(huì)使電子組件不工作。
電子組件將具有某些輸出特性。該電子組件將點(diǎn)火線圈初級(jí)電流的最大值限制在12安培數(shù)。正常的點(diǎn)火線圈初級(jí)電流將為8安培數(shù)，并且初級(jí)箝壓(voltage clamp)為400-600伏。在電子源觸發(fā)信號(hào)保持“打開”直到已經(jīng)達(dá)到電流限制的情況中，電子組件應(yīng)該立即開始使點(diǎn)火線圈初級(jí)電流下降。該電子組件應(yīng)該能夠在-40℃至150℃之間的溫度下工作。電池電源電壓應(yīng)該為4.5伏至16伏之間。
在本發(fā)明的試驗(yàn)中，從相對(duì)小的包裝中獲得大量的火花能量。在下表1中給出了測(cè)試結(jié)果。
表1
本發(fā)明具有許多優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。前進(jìn)繞組降低了層之間的電壓。圓形次級(jí)線軸使得在用于次級(jí)繞組的非常細(xì)的磁線上可以出現(xiàn)恒定的電壓。缺少凸緣意味著沒有回路、沒有任何交叉以及恒定速度的纏繞。使用#42規(guī)格線來代替#44規(guī)格線將導(dǎo)致較少的拉伸和更容易連接。
對(duì)于初級(jí)繞組使用單層繞線使非常簡單且容易實(shí)現(xiàn)。由于用于形成鐵芯的層狀結(jié)構(gòu)覆蓋有聚合材料，所以可以避免銹斑。在氣隙中使用磁體將使得能夠形成小得多的并且更輕的點(diǎn)火線圈。由于層狀結(jié)構(gòu)覆蓋有PBT聚合物，所以不需要使用玻璃填充的環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明的上面內(nèi)容和說明只是舉例說明及其說明性的。在不脫離本發(fā)明的真實(shí)精神的情況下在附屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以在所示的結(jié)構(gòu)中作出各種變化。本發(fā)明應(yīng)該只是由以下權(quán)利要求以及其合法的等同方案所限制。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)火線圈，它包括具有第一腿部和第二腿部的芯部；布置在所述第一腿部上的第一初級(jí)繞組；布置在所述第二腿部上的第二初級(jí)繞組，所述第一初級(jí)繞組與所述第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接；布置在所述第一初級(jí)繞組上的第一次級(jí)繞組；布置在所述第二初級(jí)繞組上的第二次級(jí)繞組，所述第一次級(jí)繞組與所述第二次級(jí)繞組串聯(lián)連接；以及與所述第二次級(jí)繞組的一個(gè)端部電連接的火花塞端子。
2.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述芯部的所述第一和第二腿部以大體上平行的關(guān)系布置。
3.如權(quán)利要求2所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一和第二腿部在它們之間具有氣隙，所述氣隙在所述第一和第二腿部之間具有設(shè)置在其中的磁體。
4.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述芯部為層狀硅鋼結(jié)構(gòu)，所述第一和第二腿部中的每一個(gè)具有非方形橫斷面。
5.如權(quán)利要求4所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述腿部中每一個(gè)具有大體上為圓形的橫斷面。
6.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一初級(jí)繞組纏繞在第一初級(jí)線軸上，所述第一初級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第一腿部上面且靠近所述第一腿部，所述第二初級(jí)繞組纏繞在第二初級(jí)線軸上，所述第二初級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第二腿部上面且靠近所述第二腿部。
7.如權(quán)利要求6所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一初級(jí)繞組在所述第一初級(jí)線軸上纏繞成單層，所述第二初級(jí)繞組在所述第二初級(jí)線軸上纏繞成單層。
8.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一次級(jí)繞組以多層前進(jìn)地纏繞在第一次級(jí)線軸上，所述第一次級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第一初級(jí)繞組上面，所述第二次級(jí)繞組以多層前進(jìn)地纏繞第二次級(jí)線軸上面，所述第二次級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第二初級(jí)繞組上。
9.如權(quán)利要求8所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一和第二次級(jí)線軸在位于其相對(duì)端部處的凸緣之間沒有凸緣。
10.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一和第二初級(jí)繞組中的每一個(gè)在#23規(guī)格磁線的單層中大約有64匝，所述第一和第二次級(jí)繞組中的每一個(gè)是以大約12個(gè)前進(jìn)纏繞層布置的#42規(guī)格磁線的大約5000匝。
11.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，還包括與所述第一和第二初級(jí)繞組電連接的控制裝置，所述控制裝置用來選擇地使來自電源的電壓傳送到所述第一和第二初級(jí)繞組。
12.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈，還包括容納所述芯部、所述第一和第二初級(jí)繞組以及在其中成封裝關(guān)系的所述第一和第二次級(jí)繞組的盒子，所述火花塞端子在所述盒子的表面處露出，所述盒子具有通向用于所述第一和第二初級(jí)繞組端子的孔道，以便所述第一和第二初級(jí)繞組可以與電源連接。
13.一種用于車輛的點(diǎn)火系統(tǒng)，它包括電源；火花塞；與所述電源電連接并且與所述火花塞電連接的點(diǎn)火線圈，所述點(diǎn)火線圈包括具有第一腿部和第二腿部的芯部；布置在所述第一腿部上的第一初級(jí)繞組；布置在所述第二腿部上的第二初級(jí)繞組，所述第一初級(jí)繞組與所述第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接；布置在所述第一初級(jí)繞組上的第一次級(jí)繞組；布置在所述第二初級(jí)繞組上的第二次級(jí)繞組，所述第一次級(jí)繞組與所述第二次級(jí)繞組串聯(lián)連接，所述第一和第二初級(jí)繞組與所述電源電相互連接，所述第二次級(jí)繞組與所述火花塞電連接。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括與所述第一和第二初級(jí)繞組以及所述電源電連接的控制裝置，所述控制裝置用來選擇地使來自所述電源的電壓傳到所述第一和第二初級(jí)繞組。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述芯部的所述第一和第二腿部以大體上平行的關(guān)系布置，所述第一和第二腿部在它們之間具有氣隙，所述氣隙在所述第一腿部和第二腿部之間具有設(shè)置在其中的磁體。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述芯部為層狀鋼板結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述腿部具有大體上為圓形的橫斷面。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一初級(jí)繞組纏繞在第一初級(jí)線軸上，所述第一初級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第一腿部上面且靠近所述第一腿部，所述第二初級(jí)繞組纏繞在第二初級(jí)線軸上，所述第二初級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第二腿部上面且靠近所述第二腿部。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一第二繞組以多層前進(jìn)地纏繞在第一次級(jí)線軸上，所述第一次級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第一初級(jí)繞組上面，所述第二次級(jí)繞組以多層前進(jìn)地纏繞在第二次級(jí)線軸上，所述第二次級(jí)線軸直接設(shè)置在所述第二初級(jí)繞組上面。
19.如權(quán)利要求18所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述第一和第二次級(jí)線軸在位于其相對(duì)端部處的凸緣之間沒有凸緣。
20.如權(quán)利要求13所述的點(diǎn)火線圈，其特征在于，所述電源是具有4.5伏與14伏之間容量的電池，所述第一和第二初級(jí)繞組中的每一個(gè)在#23規(guī)格磁線的單層中大約有64匝，所述第一和第二次級(jí)繞組中的每一個(gè)具有以約12層前進(jìn)纏繞層布置的#42規(guī)格磁線的大約5000匝。
21.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括容納所述芯部、所述第一和第二初級(jí)繞組以及在其中成封裝關(guān)系的所述第一和第二次級(jí)繞組的盒子，所述盒子具有在其表面處露出的火花塞端子，所述火花塞具有直接連接在所述火花塞端子孔道內(nèi)的端子。
全文摘要
一種點(diǎn)火線圈(10)，包括具有第一腿部(24)和第二腿部(26)的芯部(14)；布置在所述第一腿部(24)上的第一初級(jí)繞組；布置在所述第二腿部(26)上的第二初級(jí)繞組；布置在所述第一初級(jí)繞組上的第一次級(jí)繞組(16)；布置在所述第二初級(jí)繞組上的第二次級(jí)繞組(18)；以及與所述第二次級(jí)繞組(18)的一個(gè)端部電連接的火花塞端子(20)。所述第一初級(jí)繞組與所述第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接。所述第一次級(jí)繞組(16)與所述第二次級(jí)繞組(18)串聯(lián)連接。芯部(14)為層狀鋼結(jié)構(gòu)。第一和第二次級(jí)繞組(16，18)以多層前進(jìn)地纏繞在相應(yīng)線軸(34，38)上。
文檔編號(hào)F02P3/02GK1443278SQ01812978
公開日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者托馬斯·C·馬爾斯 申請(qǐng)人:托馬斯·C·馬爾斯