CN1020783C - 点火线圈 - Google Patents

Abstract

一种用于产生火花塞点火电压的点火线圈。该线圈的磁路含有连接轴向隔开的环形部件(32B，34D)的轴向延伸磁芯(32A，34B)。磁芯和部件由在电绝缘材料胶合剂中的铁粉粒子构成。初级绕组(36)安置在磁芯上，次级绕组(40)安置在初级绕组上。安置磁性材料的轴向延伸圆形部件(72)以用所述环形部件的外表面(32D，32E)提供空气隙(86，87)。该圆形部件形成一个屏蔽来增加次级绕组的电容。贮存总磁能基本不随空气隙长度的改变而变化。空气隙横截面积A与其长度L相比较大，使比率A/L不因L的改变而大变。

Description

本发明涉及用于产生加到火花点火式内燃机的火花塞上的火花点火电压的点火线圈。

点火线圈使用初级和次级绕组以及一个磁路。该磁路可以用象在美国专利4，480，377号中公开的钢叠片构成。该美国专利指出该磁路有一空气隙，并指出在线圈制造过程中必须调整该空气隙。

在美国专利第2，885，458号中也已经提议提供一个具有环形磁芯的点火线圈，该磁芯可由铁粉和诸如模压成型的酚醛树脂的胶合剂组成。

根据本发明的点火线圈包括：由磁性材料构成的磁芯装置;环绕配置在磁芯装置周围的初级绕组;轴向间隔开的且由磁芯装置磁性连接的第一和第二磁性部件;第一和第二磁性部件各由含有掺合在电绝缘材料胶合剂中铁粒子的混合材料构成，该胶合剂起着将铁粒子粘在一起和至少在一些铁粒子间提供间隙的作用;以及至少包括一个由磁性材料组成的用于磁性连接所述第一和第二磁性部件的轴向延伸部件;其特征在于，有一个环绕配置在初级绕组周围的次级绕组;轴向延伸部件位于次级绕组外面;且轴向延伸部件被这样安置以使其各内表面与第一和第二磁性部件外表面隔开以确定它们之间的径向延伸空气隙。

本发明的目的是通过提供一个其中初级和次级绕组环绕配置在磁性材料的磁芯周围的点火线圈来达到的。该磁芯在具有一对磁性部件或有外表面的磁极片的磁路中。一个磁性材料的轴向延伸部件构成磁通量的回路并与磁性部件的外表面隔开与其形成一径向延伸空气隙。这些空气隙的截面面积比用在以上引用的美国专利第4，480，377号的磁路中心铁 芯中间隙的空气隙的截面面积大许多倍。既然线圈电感一般与比率A/L有关，这里A为总的空气隙的截面积，L为空气隙的长度，所以可以看到，通过使A增大，L的变化对电感几乎没有影响。因此，本发明使A增大，结果就在制造点火线圈的过程中无需调整L而获得落在接受值范围内的电感。

至于提供一种无需调整空气隙长度L的点火线圈，本发明的点火线圈是这样安排的：即，其磁性部件由磁性材料构成，结果提供许多小的空气隙。这种材料是掺合在电绝缘材料胶合剂中铁粒子的混合材料。该电绝缘材料分隔铁粒子并把它们粘结在一起，在铁粒子之间提供许多起空气隙作用的间隙。在点火线圈工作期间，磁能贮存在混合材料的许多间隙和具有空气隙长度L的磁性部件和轴向延伸部件间的空气隙中。贮存在磁路中的总磁能是贮存在混合材料间隙中的能量加上贮存在长度为L的空气隙中的能量。在所述安排的情况下，贮存的总磁能在一定范围内基本上不随空气隙长度L的变化而变化。

本发明提供一种所述类型的点火线圈，其磁性部件由电绝缘材料胶合剂中铁粒子的混合物构成，在这场合铁粉粒子由电绝缘材料包围，电绝缘材料起着使铁粒子相互绝缘并把它们粘结在一起的作用。

本发明优先地提供一种点火线圈，其用于在磁芯装置中产生的磁通量的外部回路由磁性材料构成的轴向延伸部件提供，该部件也用作为一种屏蔽来限制由点火线圈的次级绕组产生的开路电压。该轴向延伸部件最好是一设置在分段缠绕的次级绕组的线圈绕组周围的圆柱形分离的屏蔽，该屏蔽用来增加次级绕组的电容以限制它的开路电压，并还形成一个磁通量回路。

本发明还能提供一种在放入外壳前完成并可测试的点火线圈组件。这使得可在同一生产线制造用于许多不同应用场合和不同外壳及不同线圈绕组接法的点火线圈。

本发明又能提供一种点火线圈，其电感作为初级绕组的断路感应电流的函数而变化。其电感的变化是这样的：断路感应电流超过一定大小时，电感随初级绕组的断路感应电流的增加而减小。

本发明将借助实例，参照下面的介绍和附图予以说明，附图中：

图1是一个点火线圈的部分剖开的侧视图;

图2是沿着图1中2-2剖线取得的截面图;

图3是根据本发明制造的点火线圈的点火线圈组件的平面图;

图4是沿图3中箭头4-4视向示出的点火线圈组件的端视图;

图5是沿图4中5-5剖线取得的截面图;

图6是在图5所示出点火线圈组件中使用的三个部件的视图;

图7是沿图6中7-7剖线取得的磁性部件的截面图;

图8是沿图6中8-8剖线取得的截面图;

图9是改进的点火线圈的截面图，以及

图10和11分别是图9点火线圈中使用的点火线圈组件的端视图和侧视图。

下面参照附图，特别是图1，用标号20指定由塑料绝缘材料构成的外部壳体。壳体20有壁层来确定内腔面积，内腔中装有两个点火线圈组件，都被指定为22并在图1中以点划线示出。给定点火线圈组件22的次级绕组被连接到一对凸出的接线柱上。另一点火线圈组件22的次级绕组被连接另一对凸出的接线柱上。凸出的接线柱每一个都被指定为24，其中一个凸出的接线柱24与关联的塔26显示在图2中。塔26和外壳20连成整体。

外壳20形成一在指定为28的端面上开口的封闭腔。在点火线圈制造过程中，将点火线圈组件22制成一完整的单元，在通过外壳的开口端将其放入外壳20之前可以对其进行检测。在将点火线圈组件22放入外壳20，并已将其与凸出的接线柱24进行电气连接后，将一种由电绝 缘材料组成的封装化合物填充外壳20的内部以密封该点火线圈组件22。该封装化合物通过开口端28加到外壳20内。一些封装化合物示出在图1中并被指定为30。当然，它封闭外壳20的开口端28。

图1和2中示出的点火线圈是用于四缸发动机和所谓的无分电盘点火***，其中将一个给定的次级绕组与两个火花塞相连。

图3-5中示出点火线圈组件22。点火线圈组件22含有两个磁性部件32和34。这些磁性部件32、34由混和的铁粉粒子和被模压成所示形状的电绝缘材料构成。铁粉粒子上涂有该电绝缘材料。该电绝缘材料在铁粉粒子之间形成象空气隙一样的间隙，也起着将铁粉粒子粘结在一起的作用。这种混合材料在后面将更详细地加以说明。

磁性部件32有一与根壁部分32B成一体的轴向延伸磁芯部分32A。从图8可以看到，根壁部分32B是环形的且有槽口32C。根壁部分32B有一环形外壁32D和许多径向延伸的凸耳或凸台32E。从图8可以看到磁芯部分32A在其整个长度上有一六角形横截面或外形。

磁芯部分32A装配到在磁性部件34的轴向延伸磁芯部分34B中形成的六边形孔34A中。图6和7详细地示意了磁性部件34。六边形孔34A的一部分装有6个指定为34C的轴向延伸的肋。磁性部件34有一与磁芯部分34B连成一体的环形根壁部分34D并有一环形外表面34E。部件34还有凸耳34F和一槽口34G。

磁芯部分32A和六边形孔34A的尺寸是这样的，即当磁芯部分32A插进六边形孔34A中时使磁性部件32、34的壁相互接合。然而，当磁性部件32和34组合在一起时，在肋34C和磁芯部分32A的一端部之间存在一种压配合。该压配合使磁性部件32和34相互固定。下面将指出当磁芯部分32A装配到六边形孔34A中时，磁芯部分34B的端面将接合到或接触到根壁部分32B的表面。

点火线圈有一由绝缘线构成的初级绕组36，其内圈直接缠绕在磁芯 部分34B的圆柱形外表面34H上。初级绕组36可以含有两绕组层，每一层由62匝23号AWG（American    wire    gauge美国线规）线组成。既然初级绕组直接缠在磁芯部分34B的外表面34H上，所以在初级绕组36中产生的热量被传递到磁芯部分34B上，后者起热辐射器的作用。

在点火线圈的制造过程中，磁性部件34和初级绕组36组成初级绕组单元或组件，该组件以将要说明的方法加以制造并组装到点火线圈的其它部件上。为制造该初级绕组单元，将初级绕组36缠绕在磁芯部分34B上。缠绕后初级绕组36的末端引线由支承在槽口34G中的绝缘体38加以支承。

点火线圈具有环绕配置在初级绕组36周围的次级绕组单元，所述单元总的被指定为40。在图5和6中示出该次级绕组单元40。该次级绕组单元40含有一由模压成型的塑料绝缘材料单体构成的线轴41。线轴41具倾斜部分42和44，它们带有许多轴向间隔开并切向延伸的被指定为48的肋。肋48和倾斜部分42和44的表面确定了许多轴向间隔开的绕组槽，每个绕组槽中含有一线圈绕组。图5中，示出有19个槽和19个轴向间隔开的线圈绕组。线轴41中央的线圈绕组指定为50，线轴两端的线圈绕组分别指定为52和54。线圈绕组50比线圈绕组52和54中任一个都有更多的匝数，并且从线圈绕组52或54向到中央线圈绕组50，线圈绕组的匝数递增。例如，线圈绕组50可由780匝42号AWG线组成，而线圈绕组52和54可各由318匝这种线组成。从线圈绕组52或54到中央线圈绕组50，每一个相继的线圈绕组的匝数可以是480、517、556、593、630、667、706和743匝。因此，线圈绕组50两旁的线圈绕组有743匝。下面将指出所有19个线圈绕组通过肋48中的槽延伸的相交接线串联起来。也将指出由于次级绕组由许多轴向间隔开的绕组段组成，从而可知它是一个分段缠绕线圈。

用于次级绕组单元40的线轴41具有附带许多一端为56，另一端为 58的切向间隔开的整体横条的端壁。每个横条56都有沿线轴41轴向延伸的柄脚或垫片部分60。按类似构造形式，横条58有轴向延伸的柄脚或垫片部分62。

线轴41有支承接线柱68和70的一体化的接线柱护管64和66，接线柱与次级绕组的相对两端进行电气连接。柄脚60的切向间距在图4中示出，柄脚62具有同样的间距。

设置在次级绕组单元40周围的是部件72，它由诸如镀锌钢磁性材料构成，其厚度可约为1.2mm并确定一个轴向延伸元件。部件72在图3-5中示出并将更充分地加以说明，它的作用是为初级绕组36产生的磁通提供一个磁通路径并作为一个屏蔽。部件72是环形的，如图4中所见，将其分离以在部件72的边缘76和78之间形成一间隙74。部件72在其一端有三个切向隔开的槽80，在相对端有三个切向隔开的槽82。部件72还有若干开口（未示出）以允许封装化合物进入部件72的内部。

从图5中可以看到，柄脚60用来隔开部件72的内表面和磁性部件34的外表面34E。在这一方面，柄脚60的外表面与部件72的内表面接合，柄脚60的内表面与外表面34E接合。这样便形成点火线圈的磁路的径向空气隙，并被指定为86。该空气隙86在外表面34E和与外表面34E对准的部件72的部分或区域之间。柄脚62起着与柄脚60同样的作用，即在部件72的内表面磁性部件32的外壁32D之间提供象空气隙86那样的另一径向空气隙87。在这一方面，柄脚62有与柄脚60一样的厚度和切向间隔。柄脚60和62约为1.0mm厚，因此径向空气隙86和87的径向长度约为1.0mm。

部件72约1.2mm厚，57mm长。其内径约为21mm，间隙74宽度约为12mm。

在进一步说明本发明之前，解释一下组装点火线圈的组装步骤是有帮助的。假设可获得一个初级绕组单元，即由初级绕组36缠绕在磁 性部件34上组成的单元。这就将次级绕组单元40组装在初级绕组单元上。当这样做时，将与线轴41的左端连与一体的一对径向延伸定位凸耳90（图4）***形成在磁性部件34的根壁部分34D内表面上的径向延伸的凹槽92（图7）中。柄脚60沿轴向滑过外表面34E。部件72这时通过将其滑过次级绕组单元40而得以组装。这样，便将凸耳34F滑进部件72的槽孔82内。在组装部件72期间，该凸耳被轻轻地弹开以脱离柄脚60，并且在组装后，部件72弹回到与柄脚60外表面的接合状态。对于所描述的组装部件，最后一步是组装磁性部件32。通过将磁性部分32的磁芯部32A经由次级绕组单元40***磁性部件34的六边形孔34A中，从而就完成这一步骤。当这样做时，凸耳32E滑进槽孔80内，而且磁芯部分32A的左端滑进六边形孔34A带有肋34C的区域内，在磁性部件32最后装配位置中，在肋34C和磁芯部分32A的端部之间有一紧压配合以避免磁性部件32和34的轴向分离。另外，槽孔80的宽度相对于凸耳32E的宽度是这样的，即使凸耳32E和与凸耳接合的槽孔80的表面间有一紧压配合。这样便避免了部件72相对于磁性部件32轴向移动并在部件72和磁性部件32间提供一个电气连接。

人们注意到已示出和述及的磁性部件32和34各有三个凸耳32E和34F。为简化该组件，磁性部件32和34可以安排成每个磁性部件只有一个凸耳。在这样的安排中，使用对应槽口32C的凸耳32E和对应槽口34G的凸耳34F，而去掉每个磁性部件上的另外两个凸耳。部件72现在将只有两个槽孔，在其每一端安置一个以接纳凸耳32E、34F。

显然当按所述方式组装好点火线圈时，便制造出一个在作为一单元插进外壳之前已测试的完整单元。

现在参照图9-11，图示说明一个改进的点火线圈。该点火线圈不同于上面所述的点火线圈，其中，改进了磁路并且该点火线圈使用了两个屏蔽以取代由部件72提供的单个屏蔽。

图9中，标号100指定给由电绝缘材料构成有一开口端的外壳100。设置在有开口端的外壳100中的点火线圈组件总的指定为102。将点火线圈组件102***带有开口端的外壳100，然后用封装化合物填充该有开口端的外壳并将该点火线圈组件102封装在其中。图中示出一部分封装化合物并将其指定为104。

点火线圈组件102由与磁性部件32和34一样的混合材料构成的磁性部件106和108组成。磁性部件108有一带有圆形外表面或外壁112的环形部分110。另外，磁性部件108有一如图10所示的其截面上有一方形孔116的轴向延伸磁芯部分114。磁芯部分114的外表面是圆形的，初级绕组118就缠绕在其上。磁性部件108有一穿过孔116的开端延伸的棒形部分120（图10）。

磁性部件106具有圆形或环形外表面或外壁122，并具有其横截面为方形的孔124。

横截面为方形磁芯元件126位于孔116中。磁芯元件126相对的两端位于相应的磁性部件106和108的方形孔部分中，同时磁芯元件126的一端与棒形部分120相接合。如图中所示，磁芯元件126由许多钢叠片组成。

点火线圈组件有一个象前面所述的次级绕组单元40一样的次级绕组单元128。次级绕组单元128属于分段缠绕型并有一由绝缘材料构成带有分段绕组的线轴130。线轴130在其一端有许多切向隔开的柄脚132，在另一端有许多切向隔开的柄脚134。在线轴130的每一端可以有8个柄脚132、134。

图9-11中的点火线圈实施例使用两个钢屏蔽136和138代替象部件72的单个屏蔽。这些屏蔽136、138如在图10中可看到的具有弓型或半圆造型。屏蔽136、138可以由厚度约为1.20mm的诸如镀锌钢的磁性材料构成。每个屏蔽136、138有一对位于其相对两端的弯头或径向 朝里延伸整体压制的翼片。屏蔽136上的翼片均被指定为140，屏蔽138上的翼片均被指定为142。

通过将翼片140、142***分别在磁性部件106和108外端表面上形成的径向延伸的凹槽中，将屏蔽136、138组装到磁性部件106、108上。这样，屏蔽136的翼片140径向***分别在磁性部件106和108上形成的凹槽144和146中。按类似方式，将屏蔽138的翼片142***磁性部件106和108相应的槽口中。这些凹槽之一在图10中示出且标记为150。在将一对翼片***时，翼片140、142能被弹开，以便它们***后对磁性部件106和108施加压力使其相接合以避免这两个磁性部件轴向分离。

在屏蔽136和138组装时，其内表面接合柄脚132和134的外表面。这些柄脚132、134接合屏蔽136、138并且其内表面分别与112、122的外表面部分接合。

在屏蔽136和138最后组装定位时，借助两轴向延伸间隙152和154使它们分开。另外，柄脚132和134起将屏蔽136和138从112和122外表面隔开以便在屏蔽和外表面间形成径向空气隙的作用。柄脚132、134约为1.0mm厚，因此径向空气隙也约为1.0mm。

下面描述另一个图中未予说明的改进的磁路。在这个改进中，磁路由两个轴向隔开的磁性部件组成，每一个磁性部件都象磁性部件106一样，由与磁性部件32和34同样类型的材料构成。这些磁性部件通过一轴向延伸的整体实心磁芯元件进行连接，该磁芯元件没有内孔而带有象初级绕组118一样的初级绕组。该部件由与磁性部件32和34一样的材料构成。整体磁芯元件除了两端部其横截面为方形外均为圆柱形。初级绕组缠绕在圆柱形部分上。将方形端部压紧装配到在两轴向隔开的磁性部件上相应的方形开口内。方形端部的横断面比圆柱部分横断面小，以便以将整体磁芯元件组状到磁性部件上时，提供两相对的分别紧靠两磁性部件内径表面的径向延伸壁。

如所述的，点火线圈的各种部件由电绝缘材料胶合剂所载的铁粉末粒子的混合材料构成。该铁粉粒子的平均粒子尺寸约为0.1mm（0.004英寸）。在磁性部件生产过程中，铁粉粒子涂有封闭单个粒子的液态热熔塑胶材料。然后把有涂层的铁粉粒子置于加热模具或压模中，将该混合材料模压成所希望的形状或密度。最后模压成型的部件由经处理过的热熔塑胶材料胶合剂中的铁粉粒子组成。作为实例，在最后模压成型的部件中，铁粉粒子约占重量的99%，塑胶材料约占重量的1%。从体积上看，铁粉粒子约占96%，塑胶材料约占4%。

在最后模压成型的部件中，处理过的热熔塑胶材料将铁粉粒子胶合在一起并使大部分铁粉粒子相互电绝缘。一些铁粉粒子可能会接合在一起，在它们之间没有电绝缘。然而，大部分铁粉粒子还是相互绝缘的，从而提供大量的经处理的热熔塑胶材料中的铁粉粒子之间的间隙。因为热熔塑胶材料具有与空气大致一样的磁导率，所以这些间隙就象空气隙一样。因此，该混合材料实际上产生实际有大量小空气隙的部分。由于这个原因，该混合材料能以后面将说明的方法将磁能贮存在间隙中。

下面解释本发明的点火线圈的操作和性能。对于图1-8的实施例，当初级绕组36被激励时，在由***进的磁芯部件32A和34B组成的磁芯装置中产生磁通量。该磁通量进入根壁部分34D（第一磁性部件），然后，跨越空气隙86到（圆柱形钢）部件72。这时，磁通量轴向穿过部件72，然后穿过空气隙87到根壁部分32B（第二磁性部件）。可以看到，部件72形成磁芯所产生的磁通量的一个低磁阻通量回路。另外，很明显，该磁通量径向穿过空气隙86和87。当切断初级绕组36的电流时，在次级绕组单元40的次级绕组中导致一个大的火花塞点火电压。

空气隙86和87径向长度约为1.0mm，其截面面积与传统点火线圈磁芯中的空气隙相比是大的。这样，假设外壁32D的长度约为7mm，其 直径约为40mm，槽口32C的张长约为35度，则空气隙87的空气隙面积（除去槽口）约为2x3.14x20x325/360x7或约为793平方毫米。空气隙86的面积与空气隙87的面积大致相同。因此，可以看到作为决定线圈电感的一个因素的空气隙截面积A与空气隙长度L的比率A/L，在点火线圈的制造过程中如果空气隙长度L变化时其变化并不大。所以，在制造点火线圈的过程中，空气隙长度L无须调整就能保持在一定的容限范围内。

另外，通过使用供磁性部件32和34用的混合铁粉粒子和电绝缘材料，在该混合材料中铁粉粒子间的间隙贮存除了贮存在空气隙86和87中的磁能以外的磁能。总贮存的磁能为贮存在磁性部件32和34中的能量与贮存在空气隙86和87中的能量之和。如果空气隙86和87的长度减小，这些空气隙的体积减小，导致通量级由于电感的增加而增加。贮存在这些空气隙86和87中能量由于空气隙体积的减小而减少。然而，因为磁性部件32和34的混合材料中空气隙体积不变，由于磁通量的增加它贮存更多的能量从而抵消空气隙86和87中能量损失的大部分影响。因此使用了用于磁性部件32和34的混合材料，进一步减小了在空气隙长度L变化方面的影响，并且进行自补偿。换一种说法，贮存在点火线圈磁路中的总磁能当空气隙长度L在一定范围内变化时将基本保持不变。

部件72为磁通量形成一个低磁阻的回路，并提供一个具有增大次级绕组电容作用的屏蔽。这样，分段缠绕的次级绕组有一个低于开路状态的内部电容，其次级绕组没有与火花塞相连，可产生一个60-80KV级的极高的次级电压。这些高的次级电压感应出可导致使电子输出器件失灵的高的初级绕组电压，该电子输出器件与初级绕组相连并对其电流进行开关转换。部件72增加次级绕组的电容，因此初级绕组的响应电压峰值可限制在500V左右。它保护电子输出器件从而不再需要用于该电子器件的箝位电路。因为在次级绕组和部件72之间存在一电 容，所以次级绕组的电容得以增加。部件72必须使之分离开，并且这是通过裂口或间隙74来实现的。其原因是：如果没有一裂口，部件72中发生的涡流会产生一种短路线匝效应，这会降低点火线圈的效率。使用部件72作为磁通量回路与E形磁芯中一个铁心的叠片层相比增加了在初级和次级绕组间的耦合。另外，部件72减少了散射到线圈结构外的磁通量。因此减少了电磁辐射。

下面说明将部件72用于图9-11的实施例中的屏蔽136和138。这样，屏蔽136和138与部件72执行相同的功能，部件72能用象屏蔽136和138一样的两部件替换。反之亦然。当使用象屏蔽136和138一样的两部件时，有两个裂口或间隙。

除了已描述过的部件72、屏蔽136和138的功能之外，应当指出它们还执行机械保持或固定的功能。这样，在图9-11的实施例中，屏蔽136和138将磁性部件106和108固定在一起，而在图1-8的实施例中，部件72执行同样的功能。

在图9-11的实施例的磁路中，初级绕组118内的磁芯或磁芯装置由磁芯元件126和混合的磁性部件108的磁芯部分114组成。存在两条平行的磁通通道，即通过磁芯元件126的初级磁通通道和穿过平行于通过磁芯元件126的通道的磁芯部分114的次级磁通通道。磁芯元件126比磁芯部分114的磁阻低。所述部分提供一个具有可变递增电感的点火线圈，该电感随着加在初级绕组118上的断路电流的大小而变化。于是，考虑到用于使磁通量通过磁芯元件126的通路，在一次低电平电流条件下的高磁导率和高电感而优选磁芯，同时磁芯具有一条平行的通过磁芯部分114的磁通通道，用于伴随电感下降一次电流的较高电平的情形。这在不大量减少初级和次级绕组间的耦合，也不使由磁芯元件126提供的初级磁通通路饱和的情况下实现。一次电流的低电平，即在初级绕组118断路时获得的电流（跳闸电流）可以约为6.5安培。 较高电平可约为18.5安培。

在低电平电流（6.5A跳闸电流）下操作时，磁路工作以使产生的磁通量约7%穿过磁芯部分114，93%穿过磁芯元件126。当工作在18.5A跳闸电流时，约30%的磁通量通过磁芯部分114，70%的磁通量通过磁芯元件126。

为进一步解释本发明的可变递增电感特性，将要指出，点火线圈的递增电感与由该点火线圈的磁路H（起磁力）的变化引起的B（磁通密度）的变化有关。该递增电感与由H的变化划分的B的变化有关，H的变化引起了B的变化或△B/△H。于是，如B-H曲线是一条直线（线性关系），递增电感由于一个给定的H变化产生一个同样的B变化，所以基本保持为常数。

点火线圈的总电感为与磁芯元件126有关的电感加上与磁芯部分114有关的电感。磁芯元件126的B-H由线与磁芯部分114的B-H曲线不一样。这样，对于一定的较低跳闸电流范围，磁芯元件126的B-H曲线是线性的，则电感（△B/△H）在一定的电流范围基本保持常数。然而，这条线性曲线是这样的，即对于给定的H变化，B有相对大的变化。磁芯部分114的B-H曲线在一较低电流范围也有一线性部分，使得相关的电感在该电流范围仍保持为常数。磁芯部分114的比率△B/△H小于磁芯元件126的比率△B/△H。当电流上升到一定电平时，例如6.5A跳闸电流，磁芯部分114的B-H曲线从线性部分转到非线性部分，在非线性曲线部分比率△B/△H逐渐下降，从而在电流超过6.5A跳闸电流时电感减小。这使非线性部分曲线从B轴（纵坐标）弯向H轴（横坐标）。

从所述的情况可以看出，显然该点火线圈提供一供双模式操作。这样，如果跳闸电流约为6.5安培时，点火线圈具有一个被选来为正常点火***操作提供一个所希望的燃烧时间的十分恒定的电感。然而，如果跳闸电流增加到，例如18.5安培时，点火线圈将具有一个递增电 感，当电流从6.5上升到18.5安培时，电感减小。因此，与磁芯元件126有关的电感应保持恒定，但是在由磁芯部分114提供的递增电感中作为超过6.5A跳闸电流的结果有一显著下降，所以总递增电感也下降。既然电感随着初级电流从6.5上升到18.5安培而下降，电流的变化将是一个快速上升（较低电感），这样点火线圈将提供一个快速上升的较高的次级电流，它适合于点燃一个结污的火花塞。这样，18.5安培跳闸电流能够用于冷启动，而6.5A跳闸电流用于正常操作。与传统的点火线圈相比，该点火线圈能具有高的次级电流而不牺牲燃烧时间。

图5中本发明的实施例也有一个随着所加初级绕组的跳闸电流的大小而变化的可变电感。于是，图5中由混合材料组成的磁芯部分32A和34B的B-H曲线对低的初级绕组跳闸电流的一定范围，△B/△H基本保持恒定以提供一个恒定的递增电感。这个范围，例如可以高达6.5安培，如果断路电流上升超过6.5安培，B-H曲线从直线（线性）到△B/△H随着电流上升而下降的弯曲部分，从而提供一个超过6.5安培后随着电流的上升而下降的递增电感。由图5实施例产生的随电流上升电感下降的效果不如由图9-11实施例产生的效果明显。

如上所述，联系图1-8实施例，磁能是贮藏在磁性部件32和34以及空气隙86和87中的。图9-11的实施例以同样的方式操作，即磁能贮存贮在磁性部分106和108以及112和122的外表面与屏蔽136和138间的空气隙中。总的贮存磁能对于空气隙长度的改变而基本保持不变，其原因与在描述图1-8实施例的操作中所叙述的原因一样。此外，由于与在描述图1-8实施例中所说明的同样原因，图9-11实施例中的空气隙的截面面积A与其径向长度L相比是大的。因此，图9-11实施例中的比率A/L可相等或略小于图1-8实施例中比率A/L。

注意与本申请同日申请的专利申请，其申请号为90106985.X（MJD/3336）。

Claims (16)

1、一种点火线圈，它包括：一个由磁性材料构成的磁芯装置(32A，34B)；一个环绕配置在磁芯装置周围的初级绕组(36)；轴向隔开的且由磁芯装置磁性连接的第一和第二磁性部件(32B，34D)；第一和第二磁性部件每一个都由含有掺合在电绝缘材料胶合剂中的铁粒子的混合材料组成，该胶合剂起着将铁粒子胶合在一起和至少在一些铁粒子间提供间隙的作用；以及至少包括一个由磁性材料构成用于磁性连接第一和第二磁性部件的轴向延伸部件(72)；其特征在于，有一个环绕配置在初级绕组周围的次级绕组(40)；轴向延伸部件(72)位于次级绕组外面；且轴向延伸部件被这样安置以使其各内表面与第一和第二磁性部件的外表面(32D，34E)隔开以确定它们之间的径向延伸空气隙(86，87)。

2、根据权利要求1所述的点火线圈，其特征在于：轴向延伸部件（72）机械连接第一和第二磁性部件（32B，34D）。

3、根据权利要求1或2所述的点火线圈，其特征在于：次级绕组（40）是分段的，轴向延伸部件（72）构成一个用以增大次级绕组电容的屏蔽。

4、根据权利要求1所述的点火线圈，其特征在于：径向延伸的空气隙（86，87）的面积A与其径向长度L相比是大的，因此比率A/L基本不随L的变化而变化。

5、根据权利要求1所述的点火线圈，其特征在于：磁能贮存在铁粒子间的间隙中，并贮存在径向延伸的空气隙（86，87）中，总的贮存磁能是贮存在铁粒子间的间隙中的能量和贮存在径向延伸空气隙中的能量之和，所述总的磁能基本上不受空气隙径向长度变化的影响。

6、根据权利要求5所述的点火线圈，其特征在于：磁芯装置（32A，34B）也是由混合磁性材料构成，该材料由在电绝缘材料胶合剂中的铁粒子组成。

7、根据权利要求6所述的点火线圈，其特征在于，包括：具有端部（34D）和轴向延伸部分（34B）的第一部件（34），该第一部件有一通过该端部和轴向延伸部分延伸的孔（34A）;具有端部（32B）和设置在第一部件孔中的轴向延伸部分（32A）的第二部件（32），第一部件的端部（34D）确定第一磁性部件，第二部件的端部（32B）确定第二磁性部件，第一和第二部件的轴向延伸部分确定磁芯装置。

8、根据权利要求7所述的点火线圈，其特征在于：第一部件（34）的孔（34A）和第二部件（32）的轴向延伸部分（32A）有互补的六边形横截面。

9、根据权利要求7或8所述的点火线圈，其特征在于：第一和第二部件（34，32）有压配合装置（34C），其作用是固定该两部件不轴向分离。

10、根据权利要求7到9中任一项所述的点火线圈，其特征在于：第一部件（34）的轴向延伸部分（34B）有一圆形外表面（34H），初级绕组（36）的内匝直接接合在圆形外表面上。

11、根据权利要求6所述的点火线圈，其特征在于，包括：具有一个端部（110）和一个其上有孔（116）的轴向延伸部分（114）的第一部件（108），以及有一个孔（124）的第二部件（106），该第二部件接合着第一部件的轴向延伸部分的一端，以及，由设置在第一和第二部件孔中的许多钢叠片组成的磁芯元件（126），第一部件（108）的端部（110）确定第一磁性部件，第二部件（106）确定第二磁性部件，而第一部件的轴向延伸部分（114）和磁芯元件确定磁芯装置。

12、根据权利要求1所述的点火线圈，其特征在于：第一和第二磁性部件（32B，34D）的外表面（32D，34E）是圆形的，轴向延伸部件（72）被安置成在轴向延伸部件的内表面和第一及第二磁性部件各自的圆形外表面间提供第一和第二径向和切向延伸的空气隙（86，87），所述的轴向延伸部件有一延伸在该轴向延伸部件总长度的间隙（74）。

13、根据权利要求12所述的点火线圈，其特征在于：次级绕组是借助一线轴（41）进行装载的，该线轴具有与其整体形成的第一和第二装置（60，62）并位于其与轴向延伸部件（72）内表面接合的相对端，使其径向隔开并在第一和第二磁性部件（32B，34D）的内表面和外表面（32D，34E）间提供径向延伸空气隙（86，87）。

14、根据权利要求13所述的点火线圈，其特征在于：第一和第二装置每个都由在其相对两端的许多切向隔开、轴向延伸柄脚（60，62）组成，该柄脚被设置在第一和第二磁性部件（32B，34D）各自圆形外表面（32D，34E）和轴向延伸部件（72）的内表面之间。

15、根据权利要求1所述的点火线圈，其特征在于：轴向延伸部件由许多切向隔开和轴向延伸部件（136，138）确定，每个轴向延伸部件具有一个圆环造型。

16、根据权利要求15所述的点火线圈，其特征在于：它有两个轴向延伸部件（136，138）。

Images