點火線圈工作原理的科學解釋是怎樣的
點火線圈是把低電壓電能轉化為高電壓脈沖的裝置,常見于汽車等內燃機設備。它主要由初級線圈、次級線圈和鐵芯構成。工作時基于電磁感應和自感現(xiàn)象。
初級線圈匝數(shù)少,用粗銅線漆包線纏繞;次級線圈匝數(shù)多,約是初級的100倍,由細銅線漆包線纏繞。初級一端接點火器,次級一端接火花塞,各自另一端連蓄電池 。
發(fā)動機運轉,按發(fā)動機ECU輸出的點火正時信號,蓄電池電流經(jīng)點火器流到初級線圈。電流通過初級線圈時,鐵芯被磁化,產(chǎn)生磁力線,在鐵芯中儲存磁場能量。
ECU精準控制電流的通斷,進而控制初級線圈的自感和次級線圈的互感,產(chǎn)生電動勢。自感能達到約500V,次級互感能產(chǎn)生約3萬伏的高壓。
當開關裝置切斷初級線圈的電路時,初級線圈的磁場迅速衰減。因為初級磁場消失快、斷開瞬間電流大、兩線圈匝數(shù)比大,次級線圈就會感應出高電壓。
這個高電壓脈沖信號會通過導電線傳輸?shù)交鸹ㄈ??;鸹ㄈ玫礁唠妷汉箝g歇性放電,從而引燃壓縮氣體,實現(xiàn)點火功能。
而且充電時間由電池電壓和發(fā)動機轉速控制,確保每次充電能量一致。普通變壓器連續(xù)工作,點火線圈則是斷續(xù)工作,它依據(jù)發(fā)動機轉速不同,以不同頻率儲能、放能,滿足不同工況需求。
為了消除低壓線圈自感電壓的有害作用,通常會在低壓線圈連接部并聯(lián)電容器。斷電器觸點打開時,低壓線圈的自感電壓給電容器充電,電能儲存在電容器中,避免斷電器觸點產(chǎn)生強烈火花,起到保護作用。
低壓線圈電流消失后,充電的電容器通過低壓線圈反向放電,使原磁場迅速收縮,提升高壓線圈的感應電壓。
總之,點火線圈通過這樣巧妙的工作原理,保障發(fā)動機正常點火運行 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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