Трамблрр катушки , шум катушки или вибратор катушка представляет собой тип высокого напряжения катушки зажигания , используемый в системе зажигания ранних автомобилей, прежде всего Benz Patent-Motorwagen и Ford Model T . [2] Его отличительной особенностью является вибрирующий магнитно-активированный контакт называется трамблрр или прерыватель , [3] [1] , который разбивает первичный ток, генерировать множество искр во время рабочего хода каждого цилиндра. Катушки тремблера были впервые использованы на автомобиле Benz 1886 года., и использовались на Model T до 1927 года. [4]
Операция [ править ]
Катушка тремблера представляла собой устройство, называемое Румкорфом или индукционной катушкой , которое широко использовалось в 19 веке. [5] Он объединяет два магнитных устройства на одном соленоиде с железным сердечником . Первый - трансформатор , используемый для преобразования электричества низкого напряжения в высокое напряжение, подходящее для свечей зажигания двигателя . Две катушки проволоки намотаны на железный сердечник . Первичная обмотка несет ток низкого напряжения батареи, а вторичная обмотка генерирует высокое напряжение для свечи зажигания. К концу катушки прикреплен прерыватель или вибратор с магнитным приводом.переключатель , который многократно прерывает первичный ток для создания изменений магнитного потока в трансформаторе, необходимых для выработки высокого напряжения.
Контакты переключателя находятся на пружинном железном рычаге, который удерживает их в замкнутом состоянии. Кронштейн установлен рядом с железным сердечником. При подаче питания от батареи катушка действует как электромагнит ; магнитное поле сердечника тянет пружинный железный рычаг, размыкая контакты переключателя, прерывая первичный ток. Магнитное поле сердечника отключается, позволяя рычагу отскочить назад, снова замыкая контакты. Затем снова включается первичный ток, и магнитное поле снова размыкает контакты. Этот цикл повторяется много раз в секунду, пока на катушку подается питание. Похожий механизм используется в электрическом звонке .
Когда цепь размыкается каждый раз, энергия, запасенная в магнитном поле соленоида, высвобождается, и за счет электромагнитной индукции создается импульс высокого напряжения во вторичной обмотке катушки. Этого напряжения достаточно для зажигания свечи зажигания, расположенной в цилиндре двигателя, и воспламенения бензиновой смеси. [2]
Разница между тремблерной катушкой и современной катушкой зажигания заключается в том, что в современной катушке первичный ток прерывается только один раз контактным выключателем за каждый цикл поршня, создавая единственную искру, которая точно рассчитана по времени для зажигания топлива при правильном зажигании. точка в цикле. В тремблерной катушке, напротив, вибрирующий контакт прерывателя многократно прерывает ток в течение каждого цикла, создавая несколько импульсов высокого напряжения и множество искр.
Катушка тремблера одинаково хорошо работает как от переменного, так и от постоянного тока. В Model T для запуска использовалась аккумуляторная батарея, но после запуска двигателя питание переключалось на собственный генератор двигателя. Model T был необычен быть оснащен переменного тока генератора переменного тока (постоянный магнит магнето ) , а не динамо постоянного тока . В то время это не исправлялось, поэтому на выходе генератора оставался переменный ток. [2] Этого было вполне достаточно для работы системы зажигания, а после 1915 года для питания электрических фар, хотя его нельзя было использовать для зарядки аккумулятора. [6]
Истоки [ править ]
Катушки трамблрр была индукционная катушка , разработана в 1880 - х годах из устройства , изобретенного Чарльз Графтон Page и независимо друг от друга Николас Каллан в 1836. Он был широко используется на рубеже века для получения высокого напряжения для передатчиков искрового промежутка радио , х -лучевые аппараты , дуговые лампы и медицинские аппараты электротерапии . Его просто приняли для использования в автомобилях.
Более простое устройство, катушка низкого напряжения , уже использовалось для стационарных двигателей и газовых двигателей с искровым зажиганием . Это был простой индуктор с железным сердечником , который использовался с батареей и переключателем, называемым контактным выключателем . У него была одна обмотка, и поэтому он не был трансформатором, как катушка тремблера. Когда поршень оказался в нужной точке, размыкатель контактов отключил ток батареи. Самоиндукция из-за коллапсирующего магнитного поля генерировала в катушке импульс высокого напряжения, который подавался на свечу зажигания.. Недостатком катушки низкого напряжения было то, что высокое напряжение зажигания генерировалось в той же цепи, в которой протекал ток низкого напряжения батареи.
Использование для систем зажигания автомобилей [ править ]
В Ford Model T использовались четыре катушки дрожания, по одной на каждый цилиндр. Это было предшественником современного использования отдельных катушек с пробкой сверху, где каждый цилиндр имеет свою собственную катушку, что устраняет необходимость в распределителе HT. [7] Они были упакованы вместе в одной деревянной коробке, герметизированы с шагом по надежности и гидроизоляции. [6]
Для правильной работы каждый цилиндр должен запускаться по очереди и в нужное время. Обе эти задачи выполнялись «таймером» или низковольтным распределителем, поворотным переключателем. [2] В четырехтактном двигателе таймер приводится в действие на половине частоты вращения коленчатого вала , как и распределительный вал . Таймер переключал первичный ток на каждую катушку по очереди, а также запускал катушки в соответствующее время цикла цилиндра. Как это было принято в двигателях того периода, угол опережения зажиганиятакже управлялся ручным управлением опережением и замедлением. Запуск холодного двигателя может потребовать ловких манипуляций с регулятором, чтобы двигатель запустился. Современные двигатели еще более тщательно контролируют такие сроки; теперь это происходит автоматически и не очевидно для водителя.
Существенное отличие от современных зажиганий заключается в силе и количестве искр. Современная система производит одну большую искру точно в заданное время. Системы тремблерной катушки не могут производить искру такой высокой энергии, но они производят непрерывный поток искр до тех пор, пока цепь таймера замкнута. Ранние двигатели, такие как Model T, работали на малых оборотах с большими цилиндрами, заполненными слабогорючими смесями с низким октановым числом . Оба они были менее чувствительны к точности момента зажигания, и их смеси также имели устойчивый источник воспламенения. [8]
Модель T также была доступна в версиях, настроенных на керосин или этанол . Для воспламенения этих смесей особенно подходили системы зажигания с тремблером. Тремблеры оставались популярными для двигателей тракторов с керосином и TVO еще долго после того, как они вышли из употребления для бензина.
Замена [ править ]
Со временем система тремблерной катушки была признана устаревшей и была заменена сначала на зажигающий магнето, а затем на аккумуляторную систему зажигания Кеттеринга с использованием батареи, катушки и прерывателя контактов . Эти системы использовали одну катушку зажигания для двигателя, подавая искру в каждый цилиндр по очереди. Устройство, называемое распределителем (ранее использовавшееся с магнето), использовалось для переключения тока высокого напряжения на каждую вилку по очереди. Распределитель высокого напряжения произошел от таймера, и это тоже был поворотный переключатель, приводимый в действие частотой вращения распределительного вала. В первых распределителях высокого напряжения также использовался протирочный контакт., но поскольку ток был при таком высоком напряжении, это приводило к возникновению дуги и эрозии контактов, что приводило к плохому соединению. Стало понятно, что распределитель скачкообразной искры будет одинаково хорошо работать при высоких напряжениях и будет менее подвержен проблемам, связанным с эрозией. [9]
Другое использование [ править ]
Широкая доступность Model T сделала их комплектующие столь же широко распространенными. Их тремблерная катушка, в частности, стала популярным компонентом для любителей электричества и мастеров на заднем дворе, и была одним из первых электрических компонентов заводского изготовления, доступных в таком количестве. Они использовались в качестве шоковых катушек, либо в псевдомедицинском, либо в шутливом смысле [10]. Катушки Model T также использовались для некоторых из самых первых самодельных электрических ограждений для борьбы с домашним скотом. Они также были популярны среди первых радиолюбителей для создания простых передатчиков с искровым разрядником.для передачи кода Морзе, до тех пор, пока появление передатчиков непрерывного излучения не сделало их устаревшими (и в конечном итоге были запрещены государственными учреждениями из-за их широкополосной передачи). Катушки Model T оставались настолько популярными для неавтомобильного использования, что оставались в производстве в течение нескольких лет после появления самого автомобиля.
Источники питания вибратора [ править ]
Аналогичным устройством является источник питания вибратора , который используется для питания радиоэлектронных клапанов от низковольтных батарей. Низкое напряжение постоянного тока от батареи прерывается схемой дрожания, и эта импульсная прямоугольная волна используется для управления трансформатором, обеспечивая 90 В или около того, необходимое для клапанов . Поскольку это приложение более чувствительно к частоте, вибраторы, как правило, представляли собой отдельный блок с более стабильным язычком, настроенным по частоте, помимо трансформатора. Этот трансформатор имел выходные ответвления для 90 В HT, а также сеть 22 В и цепи нагревателя 6 В, необходимые для вентилей. Во многих случаях трансформатор представлял собой тот же блок, который использовался для питания радиоприемника от бытовой электросети., используя те же вторичные обмотки, но с дополнительной первичной обмоткой на сетевом напряжении.
Ссылки [ править ]
- ^ а б Матот, RE (1905). Газовые двигатели и установки для производства газа: практический трактат, излагающий принципы проектирования газовых двигателей и производителей . Библиотека Александрии. п. 15. ISBN 1465517715.
- ^ a b c d Лорд Монтегю де Больё ; Бурдон, Маркус В. (1928). Автомобили и мотоциклы . III . Лондон и Бат: Питман. С. 949–950.
- ↑ Гейст, Генри М. (9 мая 1921 г.). «Особенности механических прерывателей для систем зажигания. Часть 1» . Автомобильная промышленность . Чилтон Ко. 44 (20): 1051 . Проверено 1 сентября 2019 года .
- ^ Жиль, Тим (2011). Автосервис: техосмотр, обслуживание, ремонт, 4-е изд . Cengage Learning. п. 599. ISBN 1111128618.
- ^ Птица, Энтони (1967). Старинные автомобили . Сокровище. п. 75. ISBN 0907812783.
- ^ a b "Электрическая система Ford Model T" . Модель T Central.
- ^ Хиллер, VAW; Кумбс, Питер; Роджерс, Дэвид Р. (2006). «2.4.3 Одна катушка на цилиндр и катушка в свечных системах зажигания». Основы автомобильной техники Хиллера . Книга 2: Электроника силового агрегата (5-е изд.). Нельсон Торнс. С. 72–73. ISBN 0-7487-8099-8.
- ^ Рикардо, Гарри Р. Сэр ; переработано Glyde, HS (1941). Высокоскоростной двигатель внутреннего сгорания (3-е изд.). Глазго: Блэки. С. 379–381.
- ^ Autocar (1935). "Зажигание". Справочник Autocar (Тринадцатое изд.). Лондон: Илифф и сыновья. п. 88.
- ^ Костюмы, Юлия (2011). Необычный каталог необычных изобретений . Пингвин. п. 97 . ISBN 978-0-399-53693-9.
