Это устройство запатентовал в 1851 году немецкий электрик Румкорф после более ранней конструкции Николая Аллана, задолго до изобретения первого двигателя внутреннего сгорания. Затем изобретение, широко известное как катушка Румкорфа, стало широко применяться в электротехнике и радиотехнике в качестве прототипа электромагнитных трансформаторов.
Принцип строения и эксплуатации
Основными частями катушки зажигания являются две электрические обмотки, намотанные на общий железный сердечник, концентрирующий индуцированные магнитные поля. Обмотка, называемая первичной, имеет небольшое количество витков, выполненных из относительно толстого медного провода, соединенного цепью с источником питания, то есть батареей. Количество витков вторичной обмотки во много раз больше, она обладает гораздо меньшим поперечным сечением провода, из которого состоит.
Во время прохождения тока через первичную обмотку вокруг нее образуется магнитное поле, сконцентрированное в неустойчивом намагничивающемся железном сердечнике. В момент образования и спада ток действует на вторичную катушку, вызывая в ней импульсы напряжения значительно более сильные, чем те, которые образуются в первичной цепи. Формирование поля происходит очень быстро, оно постепенно растет. Следовательно, электродвижущая сила, индуцированная во вторичной обмотке, гораздо более ценна во втором из этих случаев. Концы этой обмотки присоединены через высоковольнтые провода к электродам свечей зажигания и вызывают искру зажигания топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Читайте о высоковольтных проводах зажигания на сайте производителя.
Только в последнее десятилетие 20-го века механические контакты были заменены электронными контроллерами, выполняющими те же функции на основе сигналов от датчиков, реагирующих на малейшие изменения. Развитие система преобразования постоянного напряжения в импульсы с максимальным значением в несколько тысяч вольт остается в основном неизменной до тех пор, пока применяется так называемая система зажигания в двигателях с искровым зажиганием. Улучшены только вышеупомянутые методы циклического прерывания тока в первичных обмотках и электротехнических свойствах катушек, которые определяют их энергоэффективность и эксплуатационную долговечность, то есть устойчивость к тепловым и химическим факторам.
С самого начала техническое качество катушки зажигания зависело в первую очередь от эффективности электрической изоляции обмоток. Чтобы повысить долговечность этих компонентов в классических системах с электромеханическим управлением была предпринята попытка установить их как можно дальше в транспортном средстве, насколько это возможно, от источников теплового излучения, но это вызвало побочные проблемы, связанные с увеличением длины высоковольтных проводов.
Чтобы уменьшить количество изношенных механических частей систем, были введены биполярные катушки, работающие одновременно с двумя свечами зажигания, соединенные с обоими концами вторичной обмотки. В этой системе при каждом обороте коленчатого вала одновременно генерируются две искры (одна в настоящий момент, а другая — в конце выхлопа в другом цилиндре). Затем количество катушек было уменьшено вдвое и интегрировано в удобные компактные блоки.
Разработка электронных контроллеров зажигания привела к появлению так называемых карандашных катушек, размещенных непосредственно на свечах зажигания отдельно для каждого цилиндра, что увеличивает требования к их тепловому сопротивлению, но полностью исключает относительно быстро устаревающие высоковольтные кабели из системы. Также разрабатываются новые продукты, такие как компактные катушки комплекс, адаптированные к конкретной версии двигателей малой мощности и карандашные катушки, устанавливаемые непосредственно на свечах некоторых моделей автомобилей.
При производстве всех типов катушек используются новейшие технологии системных компонентов, которые гарантируют, что продукция хорошо адаптируются к непрерывной работе в сложных условиях. Каждый из этих продуктов с точки зрения его электрических параметров, размеров и форм предназначен для конкретных условий эксплуатации, которые следует соблюдать при использовании. Ошибки, допущенные в этой области, приводят к дефектной работе и уменьшению долговечности всей системы зажигания, а при электронном контроле системы микропроцессор сигнализирует о неисправности, связанной с установкой неправильной детали.