點(diǎn)火線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、點(diǎn)火線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2009-8-241. 點(diǎn)火線圈結(jié)構(gòu)的基本要求1.1性能要求 點(diǎn)火能量 ( mJ )由初級(jí)斷電電流（I1）和初級(jí)電感量（L1）決定。初級(jí)磁場(chǎng)單次儲(chǔ)能E=0.5 *L1 *I12 單次點(diǎn)火能量e=0.4*E 線圈功率 取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（rpm）和單次儲(chǔ)能（E） 由能量和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定鐵芯尺寸，初級(jí)匝數(shù) 每秒初級(jí)線圈磁能E1=E * n *K/2 *60 n-轉(zhuǎn)速，K-缸數(shù) 其值為點(diǎn)火線圈的功率P1 鐵芯截面S=1.2P1 初級(jí)匝數(shù)N1=L1 *l/0 * r *S 負(fù)載電壓(KV) 取決定次級(jí)與初級(jí)的匝比 初級(jí)電感電壓V1一般在400V左右，次級(jí)電壓 V2=V1 * N2/N1=40

2、0 *V2/V1 次級(jí)匝數(shù)=V2 *N1/V1=V2 *N1/4001.2安裝要求 安裝尺寸符合發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝要求 安裝部分有足夠的強(qiáng)度，能承受發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期高溫、振動(dòng)和沖擊 安裝的部位不同對(duì)線圈要求不同 安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)旁 安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞上端 安裝在車梁上1.3耐高壓要求（絕緣長(zhǎng)期承受脈沖高壓沖擊） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要使電場(chǎng)分布合理 層繞 槽繞 變形的層繞（筆桿式） 絕緣距離、材料耐壓等級(jí)及厚度與內(nèi)部電場(chǎng)分布相匹配 金屬聯(lián)接件避免尖角，使電場(chǎng)分布均勻1.4環(huán)境溫度變化的要求（-40125 ） 應(yīng)能承受的溫度 鐵芯表面: 150 C 環(huán)氧樹(shù)脂:155 C 次級(jí)線圈:160 C 采取措施解決各結(jié)構(gòu)件膨脹

3、系數(shù)不一致可能引起的開(kāi)裂 用熱塑彈性體包鐵芯（TEO，TPE） 加發(fā)泡塑料或橡膠墊 墊到兩種材料熱應(yīng)變相 差最大處，如筆形鐵芯的端部 采用帶填料的環(huán)氧樹(shù)脂 1.4續(xù) 采用無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)的工程塑料 生產(chǎn)中，選擇合理的環(huán)氧樹(shù)脂的固化溫度，降低內(nèi)應(yīng)力 外殼材料要考慮冷熱沖擊不開(kāi)裂，兼顧耐熱，模縮率，斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)（內(nèi)包鐵芯的線圈必須選合適外殼材料） 內(nèi)裝點(diǎn)火模塊用硅膠覆蓋模塊上的元器件1.5零部件結(jié)構(gòu)的工藝性 塑料件 拔模斜度、壁厚及均勻度、加強(qiáng)筋、圓角、鑲嵌件定位的工藝孔、鑲嵌件入模的引導(dǎo)錐、鑲嵌件防拉脫防轉(zhuǎn)動(dòng)、避免內(nèi)凹等 冷沖壓件 避免清角、圓角，孔，懸臂，窄槽，孔間，孔邊尺寸與材料及厚度的關(guān)系

4、、無(wú)搭邊沖裁、精度等級(jí)（低于IT9） 1.5續(xù) 機(jī)加工件 退刀槽、材料的切削性能、 倒角、作為嵌件的防轉(zhuǎn)防拉脫、嵌件 定位處的精度1.6組裝要求 初級(jí)骨架 內(nèi)孔中間四角加氣隙墊保證組裝氣隙 初級(jí)骨架與外殼、插頭座與外殼、高壓插座與外殼等結(jié)合處采用無(wú)密封膠的密封結(jié)構(gòu)，靠塑料件緊密插接密封，提高裝配效率，避免漏膠 初、次級(jí)骨架之間，骨架、外殼、插頭座、高壓端子等之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)接，要設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的定位、導(dǎo)向，使裝配快捷，位置準(zhǔn)確，外形美觀1.6續(xù) 內(nèi)部電氣聯(lián)接方式：初級(jí)繞組與低壓插座，次級(jí)繞組引線與高壓引線片，高壓引線片與高壓端子、模塊與線圈等聯(lián)接及鐵芯之間的聯(lián)接盡可能采用點(diǎn)焊、激光焊、超聲波焊、微電流氬

5、弧焊、鉚接、插接等，盡量避免用錫焊，以提高效率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝 線圈骨架 起始端及末端的引出線能自動(dòng)引出或自動(dòng)掛角1.7其它要求 外表面狀態(tài) 光面 霧面 有一種極細(xì)發(fā)黑的霧面極易劃出印記，應(yīng)盡量避免 內(nèi)包鐵芯殼內(nèi)表面應(yīng)部分外露，使?jié)补鄻?shù)脂滲入鐵芯片間，避免工作噪音 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化 2 . 次級(jí)線圈的結(jié)構(gòu)2.1合理的電壓分布 層繞 每繞一層，墊一層絕緣紙。電壓沿徑向分布，用于油浸線圈和早期的干式線圈 槽繞 沿軸向布置若干個(gè)槽，電壓沿軸向分布到各槽中，干式線圈基本采用此種方式（圖1） 層繞的變型 骨架為圓柱形，在起始端按設(shè)定的程序，使漆包線逐層堆積，壘起一圓錐面，然后，以圓錐面為繞線平臺(tái)，逐層

6、沿軸向推進(jìn)，即每來(lái)回繞一層，線針沿軸向行進(jìn)一距離，直至完成線圈的繞制 。此種方式實(shí)際上是層間不墊絕緣紙的層繞，電壓沿軸向分布開(kāi)（圖2）2.1續(xù)2.2等絕緣強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按電場(chǎng)強(qiáng)度的大小確定絕緣層的厚度及絕緣距離 單頭點(diǎn)火線圈 （圖3） 次級(jí)骨架底部與初級(jí) 繞組電位差在高壓輸端 最大，一是加大絕緣距 離（圖3a)，另一方法是 加絕緣材料厚度(圖3b)2.2續(xù) 雙頭點(diǎn)火線圈 次級(jí)骨架底部與初級(jí)繞組電位差在兩端高壓輸端最大，一是加大兩端絕緣距離（圖4a)，另一方法是 兩端加絕緣材料厚度(圖4b) 筆式線圈增加絕緣強(qiáng)度的措施 由于筆式線圈空間小，初級(jí)及次級(jí)骨架底部都很薄，為了增加絕緣強(qiáng)度，在骨架上先包一層

7、高耐溫、耐壓的聚酰亞胺薄膜，再繞線。2.3過(guò)線槽的設(shè)計(jì) 過(guò)線部分的漆包線不能與槽繞組的上下層同時(shí)接觸，否則，會(huì)使漆包線皮膜承受整個(gè)槽電壓（圖5） 不經(jīng)過(guò)線槽過(guò)線，從槽頂跳線是不允許的 圖5c 2.3續(xù)1 過(guò)線槽的上端（繞出端）漆包線的切線方向與下端（進(jìn)入端）要有足夠的距離，以保證可靠過(guò)線（圖5a 尺寸h) 進(jìn)入端槽壁有足夠的剛度，不會(huì)因繞線側(cè)壓造成槽壁變形大而影響下一槽的繞線 過(guò)線槽盡量采用相鄰槽 中心對(duì)稱分布，使內(nèi)應(yīng) 力分布均勻，絕緣強(qiáng)度 一致（圖6） 圖6 過(guò)線槽布置2.3續(xù)2 過(guò)線槽寬度合適。過(guò)窄 不好過(guò)線，過(guò)寬會(huì)造成 相鄰槽的漆包線靠近， 降低槽間的絕緣強(qiáng)度 （圖7） 圖7過(guò)線槽寬，兩

8、槽間漆包線距離太近 過(guò)線槽可做成連體 和斷開(kāi)兩種形式 連體形式見(jiàn)（圖8） 此形式可以減小槽 壁變形 圖8過(guò)線槽連體形式2.4骨架起始端、末端的設(shè)計(jì) 如果結(jié)構(gòu)允許，始、末端各加一個(gè)較窄槽作為過(guò)渡槽，過(guò)渡槽只需繞510匝。 如果結(jié)構(gòu)槽不允許有過(guò) 渡槽，第一槽繞滿線， 要避免引出線與槽繞組 上下層同時(shí)接觸的方法： 1。在第一槽端部開(kāi)缺口 (圖5c) 2。在端部槽壁開(kāi)引導(dǎo)槽 圖9 起始端的引導(dǎo)槽 （圖9）引導(dǎo)槽2.4續(xù)1引線端子基本要求 繞組經(jīng)引線端子與外部連接，可用標(biāo)準(zhǔn)插針，也可根據(jù)與外部不同的連接方式，做成各種沖片或其他金屬件。其結(jié)構(gòu)要求：便于自動(dòng)繞線掛角，與引線或與外部連接牢固、可靠導(dǎo)通，無(wú)尖角

9、毛刺。引出線與引線端子連接幾種結(jié)構(gòu)形式 1. 錫焊 引出線繞在接線針上，直接用錫焊結(jié)。此方法效率低，助焊劑影響產(chǎn)品質(zhì)量。2.4續(xù)2 2.引線端子外套銅套管， 用電阻焊將引出線 與端子焊接（圖10） 3.用點(diǎn)漆包線的 圖10 端子外套銅套管點(diǎn)焊 專用精密逆變焊 機(jī)，直接將漆包 線點(diǎn)焊至引線片 上 （圖11） 銅套管2.4續(xù)3 4. 用帶細(xì)齒的連接片壓緊并擠 破漆皮，使引出線與引線片連 接 （圖12） 5. 微電流氬弧焊 引出線繞在引線針上，用氬 圖12 端子帶細(xì)齒擠破漆皮連接 弧焊熔化引線針的端部，使 引出線與引線針熔為一體。引線片或端子與外部的連接 1. 焊接 用導(dǎo)線和外部連接點(diǎn)焊接（錫焊或點(diǎn)

10、焊） 2. 插接 插接的方法很多插入帶細(xì)齒端子引出線2.4續(xù)4 用插頭片插接（圖13） 用圓桿插接(圖6、圖14）2.5便于樹(shù)脂可靠滲透的措施 在槽壁沿徑向開(kāi)0.20.3 深的溝，樹(shù)脂沿溝槽滲透 到槽底部。此結(jié)構(gòu)在槽較 深時(shí)使用。（見(jiàn)圖15） 圖15 3 . 初級(jí)線圈的結(jié)構(gòu)3.1初級(jí)線圈漆包線較粗，有彈性。始端和末端引線要可靠固定，避免散包。見(jiàn)圖16。具體結(jié)構(gòu)要視結(jié)構(gòu)要求而定 圖16c 3.1續(xù)13.2內(nèi)孔插鐵芯處的要求 由于鐵芯疊厚尺寸有偏差,骨架內(nèi)孔面上做出凸起0.20.3的定位筋,避免鐵芯與骨架面接觸，便于鐵芯插入。對(duì)內(nèi)裝鐵芯（即裝鐵芯后再澆灌）的線圈，有利于樹(shù)脂滲入 （見(jiàn)圖16a 16

11、b)，以緊固鐵芯接合面，減少電磁噪音。 為了保證鐵芯氣隙在骨架內(nèi)孔四角做出氣隙墊,以保證壓裝鐵芯后的氣隙尺寸（見(jiàn)圖16b）。3.3引出線對(duì)外連接方式 錫焊 將引出線去漆皮后，加松香焊劑，與外連接處用焊錫焊接。 直接用逆變精密焊機(jī)，將引出線與外連接片點(diǎn)焊，不需要去漆皮（焊接方式見(jiàn)圖11）。 如果用一般的點(diǎn) 焊機(jī)直接點(diǎn)焊， 需先去漆皮。還 可以用圖17a、 17b的方式點(diǎn)焊。3.3續(xù)1以插接的方式與外電路連接 1.線圈組裝時(shí)單個(gè)連接或兩處連接，采用插片直接卡緊的方式（見(jiàn)圖18）。 圖18 圖19 插片引出線引出線插片過(guò)渡插座片初級(jí)骨架引線槽初級(jí)骨架引線槽3.3續(xù)2 2.對(duì)兩個(gè)接頭以上的連接采用（圖19）的方式插接 。在插片與引出線之間加一個(gè)過(guò)渡插座片，即使在插片長(zhǎng)度有差異的情況下，也能保證多個(gè)插片與引出線的可靠連接。3.4初級(jí)骨架與外殼的連接 涂膠 在連接處涂環(huán)氧膠密封，此方法效率低，膠易流出，影響外觀。 超聲波焊接 在骨架與外殼聯(lián)接的一端，加環(huán)周的凸起筋，高0.3，在超聲波作用下，環(huán)周的凸起筋與外殼熔接密封。 將聯(lián)接處作成圓形或橢圓形按0.050.1過(guò)盁配合，壓緊密封。此聯(lián)接方式要求注塑模具精度高，注塑