实验研究磁电机点火线圈温度的测量与分析杜占军，李景华，胡任伟（天津内燃机研究所，天津300072）的工作温度，直接影响磁电机的发火性能和使用寿命。通过对几种小汽油机的磁电机在不同工况下的温度测量，不但准确地掌握了特征点的温度，而且更客观地了解了影响磁电机温度的诸多因素，从而为设计和改进磁电机以及选定可靠而经济的绝规范提供依据。

　　磁电机作为汽油机、天然气发动机等可燃混合气发动机的点火装置，由于体积小重量轻，又兼有点火和照明双重功能，所以在摩托车、操舟机机动雪橇油锯、凿岩机乃至航空用活塞发动机上都得到广泛应用。

　　特别是当今盛行的无触点磁电机更具有免维护、点火提前角可以随发动机的转速自动改变的优点，更为人们青睐。

　　然而，目前我国生产的磁电机的可靠性却令人担忧，使用中常出毛病，尤其是点火线圈和点火控制线路，短路、击穿及严重的电晕放电现象时有发生。究其原因，除生产设备和工艺欠佳、材质低劣生产管理不善外，使用中磁电机的工作温度过高也更值得注意。

　　1磁电机点火线圈温度测量的意义磁电机工作时，由于本身的各种损耗，像铜损耗、铁芯的涡流损耗以及磁滞损耗等，会产生发热现象，磁电机本身的温度就会升高。同时，由于汽油机工作时，曲轴箱温度也急剧上升，更使与之相邻的磁电机温度场大幅度提高。

　　除去绝缘材料的好坏和制造工艺外，工作温度是影响点火线圈可靠性和工作寿命的重要因素。

　　点火线圈初级和次级绕组所使用的绝缘材料一般是电容器纸棉纱带、蜡绸等有机材料，据有关材料介绍，这些材料经浸渍后其耐温等级为A级，*高连续使用温度为105C，在此温度下其正常使用期为20年左右，如果使用温度在105C的基础上每增加8C，绝缘材料的使用寿命将减少一半。

　　所以，磁电机新产品设计和老产品改进都应进行探索性的温度测量，以确定应采用的绝缘规范。批量生产中，故障率大的磁电机，也必须对其*高工作温度进行测定。

　　2测试设备和测温方法测试用仪器与设备如下：3kW电力测功器；2）303电位差计，多次反射灵敏检流计，U-1电位差计；3）凯文电桥；4）铜康铜热电偶；5）转速表、秒表、温度计、转换开关；6）保温瓶；7）1E40F汽油机；CL2磁电机；KCL2磁电机；170F汽油机；165F汽油机；CL磁电机。

　　将汽油机与台架上的测功器连接好，使其按不同工况运转或被反拖，用热电偶法和电阻法测量。

　　21热电偶法将直径0.2mm外面包裹聚四氟乙烯绝缘管的铜和康铜丝用电容冲击焊的方法制成热电偶，作为感温元件，然后将热电偶的工作端置于欲测点上。比如测量点火线圈内部温度即可在点火线圈绕制过程中，把热电偶工作端夹埋在其中，而将热电偶自由端从不妨碍点火线圈安装和磁电机飞轮运转的部位引出。

　　1i杜占军男1高级（工程师磁电机飞轮转速/（1.min-1）测点温度达到稳定时间/ minCL4磁电机（测温点钡铁氧磁钢）测磁电机底盘和汽油机曲轴箱温度时，热电偶工作端要焊在铜皮上，然后将铜皮贴在欲测位置；或在欲测点钻小盲孔，再用软金属丝将工作端嵌入孔内。上述铜康铜热电偶热惯性小，测量准确度高。

　　热电偶法测温计算公式为计毫伏数查出）；t2为热电偶自由端实际温度；t0为校正制表时自由端温度（一般使t0=0C）；k为热电偶校正系数。

　　因为用铜-康铜热电偶测量100C左右温度时k1，又用t0=0C之校正表并且热电偶自由端置0C冰水中，所以t0=0用图示接线测温时，t=tu22电阻法该法利用导线电阻随温度改变而变化的原理绕制测温绕组，通过测量其电阻的变化，计算它的温升，从而得出测温绕组所处空间的平均温度。通常将铜线Hd1mm）对折绕在欲测温处，铜线对折的目的是为了消除磁电机工作时在测温绕组中产生的电动势。测温绕组电阻值的变化用双臂电桥测量，双臂电桥可以抵消接触电阻的影响。

　　电阻法测温计算公式为温升，C；te为热态时室温，C.温升0的计算公式为测温绕组冷态阻值C，K说为测温绕组冷镜时室温/C；tr为测温绕组热态时室温；°C；k为铜线常数，k=235. 3温度测量结果及分析3.1反拖发动机测量点火线圈温度将165F单缸、四冲程风冷发动机在台架上做反拖运行实验，发动机不供燃油，火花塞在气缸外发火，用预埋入点火线圈内两个特征点的热电偶测量不同反拖转速下两点的温度。测量结果见表1和。试验时，室温为25C.测点1位于点火线圈中部初级与次级之间，测点2位于点火线圈次级3500匝中部。

　　试验表明：磁电机运转时，由初级和次级绕组铜耗表3点火线圈达到*高温度的时间数据汽油机室温/C运转时间/ minCL2磁电机（钡铁氧磁钢）点火线圈初次级间温度/C转速/象会使点火线圈温度提高，磁电机飞轮的转速越高，点火线圈温度也越高，到达饱和转速（本磁电机为3000r/min），温度则不再上升，这主要与磁饱和有关。

　　从两个测点的温度值可以断定：单纯由于点火线圈绕组和铁芯内磁电交变产生的温度上升幅度是很大的，而且初级绕组的温度比次级绕组高（初级*高可达3.2CL2磁电机点火线圈及其周围零件温度的测量将单缸强制风冷二种程1E40F型汽油机在3kW电力测功机上进行台架试验，测量不同功率时5个测点的温度。测量点的位置及测量结果见表2和图由试验结果可见，发动机转速恒定时，点火线圈初次级发热及铁芯的涡流和磁滞损耗发热可看成是恒定的，此时5个测点的温度都随发动机功率的增长而上升，这完全是由于发动机本身的温度增加而造成的。

　　测试结果表明，汽油机就是在环境温度较高，转速、功率较大的情况下，点火线圈温度达到*高稳定温度的时间也还是较长的（70min），所以，通常当间歇或变负荷使用汽油机时，点火线圈和磁电机各部件的温度就不会过高。

　　3.4防尘罩对磁电机温度的影响用北京型动力机厂1E40F发动机，CL2磁电机，n=5 000r/min，环境温度8C时进行试验。发动机在相同工况下，装上和拆下磁电机防尘罩，分别测量点火线圈的温度。测量结果表明，在相同工况下，装上防尘罩点火线圈的温度将提高18C左右，这是由于点火线圈被防尘罩包裹后不能很好地向外散热所致（见）。

　　盘下）；5.曲轴箱排气侧（磁电机底盘下）。

　　表2 1E40F汽油机5个测点的温度室温C汽油机功率Pe/kW汽油机转速n/累3.3点火线圈内达到*高温度所需时间的测定令1E40F汽油机在标定功率（1. min）下稳定运转，通过热电偶每隔一定时间测量点火线圈内初次级绕组间的温度。测试结果见表3. 6§-装防尘未装防尘罩3.5170F汽油机点火线圈的温度170F汽油机是单缸四冲程风冷汽油机，在台架测温结果如下：初、次级绕组间的温度*高为71.5°C；次级绕组5500匝处*高温度为64C. 4结论1蔌电机点火线圈的温度受三个因素影响，一是环境温度，二是主机的工作温度，三是点火线圈中电流、铁芯涡流和磁滞损耗发热。

　　点火线圈初级绕组和次级绕组间中部可以视为点火线圈的*高温度点，温度范围CL2KCL2磁电机为85~136C；CL4磁电机为71~95C.防尘罩会使磁电机和点火线圈温度显著提高，所有在环境清洁的地方工作的磁电机*好不用防尘罩。

　　点火线圈从开始工作至达到*高温度的时间比较长，在1h以上。

　　大多数磁电机点火线圈常出毛病的原因，并非目前使用的绝缘漆的等级不够高。

　　目前浸渍点火线圈所用绝缘漆基本是B级，试验表明，线圈内的极限温度大约为136C，而b级漆能长期工作在130C，所以除CL2磁电机点火线圈应使用更高的F级绝缘漆外，B级绝缘漆可以满足要求。

　　过去许多人有这样的看法，即发动机高负荷下突然停车，由于风扇冷却作用骤停，余热由燃烧室向下传导，致使磁电机点火线圈温度过高而受损，经连续监测温度证明这一看法是错误的，发动机一旦停车，点火线圈的温度就立即迅速下降。

　　要提高点火线圈和点火控制线路的性能和寿命，除了选用符合温度要求的绝缘材料外，磁电机生产厂尚须建好防尘车间并确保真空浸漆的质量。