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火花线圈(Ignition Coil)的汉英词典释义与工程解析
一、术语定义与核心功能
火花线圈(Spark Coil),中文又称点火线圈或高压线圈,英文对应"Ignition Coil"。其本质是一种脉冲升压变压器(Pulse Step-up Transformer),核心功能是将蓄电池的低压直流电(通常12V)转换为15,000–30,000V的高压电,通过火花塞电极间隙产生电火花,点燃内燃机气缸内的混合气体。该术语在《汽车电器与电子技术》(人民交通出版社)等专业文献中被规范定义为内燃机点火系统的核心电磁元件。
二、工作原理与电磁学基础
火花线圈基于法拉第电磁感应定律运作,由初级线圈、次级线圈及铁芯构成。当点火开关断开时,初级线圈电流突变,次级线圈感应出高压电动势:
$$
varepsilon = -N frac{dPhi_B}{dt}
$$
其中$varepsilon$为感应电动势,$N$为线圈匝数,$Phi_B$为磁通量。次级线圈匝数(约20,000匝)远多于初级线圈(约200匝),实现电压倍增效应。此过程在SAE J139《汽车点火系统术语》标准中有详细描述。
三、工程应用与技术演进
传统火花线圈多用于汽油发动机的分电器式点火系统(Distributor Ignition System)。现代汽车则普遍采用独立点火线圈(Coil-on-Plug),每缸配备专用线圈,点火时序由ECU精确控制,效率提升20%以上(参考IEEE Transactions on Vehicular Technology Vol.65)。其材料演进包含纳米晶铁芯、环氧树脂灌封等技术创新,耐温范围达-40℃至180℃。
四、权威定义与标准参考
来源说明:
火花线圈(又称感应线圈或Ruhmkorff线圈)是一种电力变压器,主要用于将低压直流电转换为高压脉冲,通过电磁感应产生电火花。以下是其详细解释:
火花线圈是感应线圈的旧称,其核心功能是通过电磁感应原理,在次级线圈中生成数千伏的高压电脉冲,使空气电离形成可见电火花(如跨越气隙时的放电现象)。
火花长度常作为衡量标准,例如4英寸(10厘米)火花对应约110kV电压,呈近似线性关系。
如需进一步了解具体场景(如汽车点火系统)的电路设计,可参考原始内容。
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