点火线圈结构设计课件.ppt

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1、点火线圈结构设计2009-8-241.点火线圈结构的基本要求1.1性能要求■点火能量(mJ)由初级断电电流（I1）和初级电感量（L1）决定。初级磁场单次储能E=0.5*L1*I12单次点火能量e=0.4*E■线圈功率取决于发动机的转速（rpm）和单次储能（E）由能量和转速决定铁芯尺寸，初级匝数每秒初级线圈磁能E1=E*n*K/2*60n-转速，K-缸数其值为点火线圈的功率P1铁芯截面S=1.2√P1初级匝数N1=√L1*l/μ0*μr*S■负载电压(KV)取决定次级与初级的匝比初级电感电压V1一般在400V左右，次级电压V2=V1*N2/N1=400*V2/V1次级匝数=V2*N1/

2、V1=V2*N1/4001.2●安装要求■安装尺寸符合发动机上的安装要求■安装部分有足够的强度，能承受发动机长期高温、振动和冲击■安装的部位不同对线圈要求不同安装在发动机旁安装在发动机火花塞上端安装在车梁上1.3●耐高压要求（绝缘长期承受脉冲高压冲击）■内部结构设计要使电场分布合理层绕槽绕变形的层绕（笔杆式）■绝缘距离、材料耐压等级及厚度与内部电场分布相匹配■金属联接件避免尖角，使电场分布均匀1.4●环境温度变化的要求（-40℃~125℃）■应能承受的温度铁芯表面:150°C环氧树脂:155°C次级线圈:160°C■采取措施解决各结构件膨胀系数不一致可能引起的开裂□用热塑弹性体包铁芯

3、（TEO，TPE）□加发泡塑料或橡胶垫垫到两种材料热应变相差最大处，如笔形铁芯的端部■采用带填料的环氧树脂1.4续■采用无机填料增强的工程塑料■生产中，选择合理的环氧树脂的固化温度，降低内应力■外壳材料要考虑冷热冲击不开裂，兼顾耐热，模缩率，断裂伸长率等指标（内包铁芯的线圈必须选合适外壳材料）■内装点火模块用硅胶覆盖模块上的元器件1.5●零部件结构的工艺性■塑料件拔模斜度、壁厚及均匀度、加强筋、圆角、镶嵌件定位的工艺孔、镶嵌件入模的引导锥、镶嵌件防拉脱防转动、避免内凹等■冷冲压件避免清角、圆角，孔，悬臂，窄槽，孔间，孔边尺寸与材料及厚度的关系、无搭边冲裁、精度等级（低于IT9）1.5

4、续■机加工件退刀槽、材料的切削性能、倒角、作为嵌件的防转防拉脱、嵌件定位处的精度1.6●组装要求■初级骨架内孔中间四角加气隙垫保证组装气隙■初级骨架与外壳、插头座与外壳、高压插座与外壳等结合处采用无密封胶的密封结构，靠塑料件紧密插接密封，提高装配效率，避免漏胶■初、次级骨架之间，骨架、外壳、插头座、高压端子等之间的结构联接，要设计准确的定位、导向，使装配快捷，位置准确，外形美观1.6续■内部电气联接方式：初级绕组与低压插座，次级绕组引线与高压引线片，高压引线片与高压端子、模块与线圈等联接及铁芯之间的联接尽可能采用点焊、激光焊、超声波焊、微电流氩弧焊、铆接、插接等，尽量避免用锡焊，以提

5、高效率实现自动组装■线圈骨架起始端及末端的引出线能自动引出或自动挂角1.7●其它要求■外表面状态光面雾面有一种极细发黑的雾面极易划出印记，应尽量避免■内包铁芯壳内表面应部分外露，使浇灌树脂渗入铁芯片间，避免工作噪音■标准化、通用化、系列化2.次级线圈的结构2.1●合理的电压分布■层绕每绕一层，垫一层绝缘纸。电压沿径向分布，用于油浸线圈和早期的干式线圈■槽绕沿轴向布置若干个槽，电压沿轴向分布到各槽中，干式线圈基本采用此种方式（图1）■层绕的变型骨架为圆柱形，在起始端按设定的程序，使漆包线逐层堆积，垒起一圆锥面，然后，以圆锥面为绕线平台，逐层沿轴向推进，即每来回绕一层，线针沿轴向行进一距

6、离，直至完成线圈的绕制。此种方式实际上是层间不垫绝缘纸的层绕，电压沿轴向分布开（图2）2.1续2.2●等绝缘强度设计按电场强度的大小确定绝缘层的厚度及绝缘距离■单头点火线圈（图3）次级骨架底部与初级绕组电位差在高压输端最大，一是加大绝缘距离（图3a)，另一方法是加绝缘材料厚度(图3b)2.2续■双头点火线圈次级骨架底部与初级绕组电位差在两端高压输端最大，一是加大两端绝缘距离（图4a)，另一方法是两端加绝缘材料厚度(图4b)■笔式线圈增加绝缘强度的措施由于笔式线圈空间小，初级及次级骨架底部都很薄，为了增加绝缘强度，在骨架上先包一层高耐温、耐压的聚酰亚胺薄膜，再绕线。2.3●过线槽的设计

7、■过线部分的漆包线不能与槽绕组的上下层同时接触，否则，会使漆包线皮膜承受整个槽电压（图5）不经过线槽过线，从槽顶跳线是不允许的图5c2.3续1■过线槽的上端（绕出端）漆包线的切线方向与下端（进入端）要有足够的距离，以保证可靠过线（图5a尺寸h)■进入端槽壁有足够的刚度，不会因绕线侧压造成槽壁变形大而影响下一槽的绕线■过线槽尽量采用相邻槽中心对称分布，使内应力分布均匀，绝缘强度一致（图6）图6过线槽布置2.3续2■过线槽宽度合适。过窄不好过线，过宽会造成相邻