Катушка тремблера - Trembler coil
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 . Его отличительной особенностью является вибрирующий магнитно-активируемый контакт, называемый дрожащим устройством или прерывателем , который прерывает первичный ток, генерируя множество искр во время рабочего хода цилиндра. Катушки тремблера были впервые использованы на автомобиле Benz 1886 года и использовались на модели T до 1927 года.
Операция
Катушка тремблера была устройством, называемым румкорфом или индукционной катушкой , широко используемым в 19 веке. Он объединяет два магнитных устройства на одном соленоиде с железным сердечником . Первый - это трансформатор , используемый для преобразования электроэнергии 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 , переключатель с магнитным приводом , который многократно прерывает первичный ток для создания изменений магнитного потока в трансформаторе, необходимого 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 за собой пружинный железный рычаг, размыкая контакты переключателя и 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.
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 в нужное время. 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. Этого было вполне достаточно для работы системы зажигания, а после 1915 года для питания электрических фар, хотя его нельзя было использовать для зарядки аккумулятора.
Происхождение
Катушка дрожания представляла собой индукционную катушку , разработанную в 1880-х годах из устройства, изобретенного Чарльзом Графтоном Пейджем и независимо Николасом Калланом в 1836 году. Она широко использовалась на рубеже веков для производства высокого напряжения для радиопередатчиков с искровым разрядником , x -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 аккумулятором и переключателем, называемым контактным выключателем . У него была единственная 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 автомобильных систем зажигания
В Ford Model T использовались четыре катушки дрожания, по одной на каждый цилиндр. Это было предшественником современного использования отдельных катушек с заглушкой, где каждый цилиндр имеет свою собственную катушку, что устраняет необходимость в распределителе HT. Они были упакованы вместе в одной деревянной коробке, горшках с шагом по надежности и гидроизоляции.
Для правильной работы каждый цилиндр должен запускаться по очереди и в нужное время. Обе эти задачи выполнялись «таймером» или низковольтным распределителем, поворотным переключателем. В четырехтактном двигателе таймер работает на половине частоты вращения коленчатого вала , как и распределительный вал . Таймер поочередно переключал первичный ток на каждую катушку, а также запускал катушки в соответствующее время цикла цилиндра. Как это было обычным для двигателей того периода, угол опережения зажигания также контролировался ручным управлением опережением и замедлением. Запуск холодного двигателя может потребовать ловких манипуляций с управлением, 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 создают 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.
Модель T также была доступна в версиях, настроенных на керосин или этанол . Для воспламенения этих смесей особенно подходили системы зажигания тремблером. Тремблеры оставались популярными для двигателей тракторов на керосине и ТВО еще долгое время после того, как они вышли из употребления для бензина.
Замена
Со временем система тремблерной катушки была признана устаревшей и была заменена сначала на магнето зажигания, 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 высоковольтных распределителях также использовался протирающий 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 из-за эрозии.
Другое использование
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, 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, пока введение непрерывных передатчиков не сделало их устаревшими (и в конечном итоге были запрещены правительственными 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
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 радиостанции от бытовой сети , с теми же вторичными обмотками, но с дополнительной первичной обмоткой на сетевом напряжении.