令人震惊的真相：如何制造高压火花

我一直认为，为模型火车布局建造按比例大小爆炸的粮仓会很有趣。最近，我还遇到了一些大型项目的问题，即引火火焰会熄灭，这些项目是将易燃物吹向着火的某物。这两件事让我明白，我需要一个好的高压火花源。所以我做了一个蜂鸣线圈，这个项目源自 Model T 的点火装置，你可以将它组合在一起，用一些常见的汽车零件来满足你所有的火花需求。

我之前关于自耦变压器和汽车点火线圈的文章中阐述了变压器的基本理论。要理解蜂鸣线圈，关键点在于变化的电流会在变压器中产生衰减磁场。该衰减磁场会在变压器的次级绕组中产生电压。对于汽车点火线圈，我们谈论的是极高电压。

这就是为什么蜂鸣线圈的基本设计是从古董发动机的点火系统中提取出来的，比如福特 T 型车的点火系统。最近，一些人在旧船用发动机论坛上讨论了这种设计。我决定制作他们的蜂鸣线圈。

原料：

• 5 针汽车继电器。博世零件编号 0 332 209 150。约 5 美元。
• 一些铲形连接器和可能的继电器插座。
• 点火线圈。使用您身边已有的任何东西。如果您需要购买一个，60 年代中期的福特皮卡车线圈就很好用。Napa p/n IC10SB。16 美元。
• 点火冷凝器。使用您身边已有的东西，或拿一件 60 年代的福特产品。Napa p/n FA82SB。5 美元
• 点火线和端头——一个火花塞盖和一个线圈盖。如果您手头没有任何东西，请到当地的汽车配件商店看看他们能为您做些什么。任何值得信赖的汽车配件商店都会有一卷火花塞线和一些配件。
• 火花塞。任何火花塞都可以。
• 12V 电池。任何电池都可以使用。对于轻便、紧凑、密封的电池，请查看 Deka p/n ETX9。它的尺寸为 6 英寸 x 3 7/16 英寸 x 4 3/16 英寸，重 6.3 磅。
• 瞬时拨动开关或按钮

工作原理：

继电器是一种电动机电开关。它由一个导电臂（或多个导电臂）组成，当导电臂通过内部电磁铁线圈从一个位置移动到另一个位置时，导电臂可以接通和断开电连接。就本项目使用的继电器而言，一个导电臂可以完成两种可能的电路中的任一种。相对低电流的电路用于打开和关闭此继电器，而开关电路可以处理相对较高的电流。这样的继电器用于控制汽车的前灯，允许仪表板中的低电流开关切换高电流负载。

瞬时开关和继电器等使用常开 (NO) 和常闭 (NC) 等术语。常开表示在默认状态下未建立电气连接；当开关或继电器处于空闲状态时，没有电流流过这些端子。常闭则相反；除非继电器被激活，否则电流会流动。

在这个蜂鸣线圈中，我们利用了博世 5 针继电器同时具有 NO 和 NC 端子这一特性。（更常见的 4 针继电器只有一个 NO 端子。）

我们的继电器接线方式是，继电器线圈的电源通过常闭电路连接。这意味着，一旦接通电源，就会发生两件事：电源进入点火线圈的正极，该正极也连接到常闭端子，然后继电器被激活。继电器现在被激活，移动其内部臂以建立常开连接，从而断开常闭连接。断开该连接会断开继电器线圈的电源。当继电器线圈断电时，弹簧臂返回其默认位置。在此位置，常闭电路再次完成，通过它，电池电源重新连接到点火线圈的正极，继电器线圈重新通电。只要电源接通（或直到继电器着火），继电器就会以其机械部件允许的最快速度在这两种状态之间振荡。这种快速振荡意味着电池的 12V 电源会非常快速地反复连接到点火线圈的正极，然后断开。点火线圈的负极端子接地。这样连接后，点火线圈的初级线圈中会经历快速变化的电流，从而导致次级线圈中产生高电压。次级线圈与火花塞相连。

当继电器反复快速地接通和切断点火线圈的电源时，变化的电流在火花塞处变成一系列高压尖峰。这与点火式汽车点火系统中的情况非常相似。

这里似乎多了一个部件，那就是电容器。电容器连接在继电器的常闭端子上，就像它连接在汽车点火系统中的触点上一样。它有助于防止触点打开时产生火花（点火线圈绕组等电感器往往会抵抗快速变化的电压，并且不会容忍触点打开）。

如何构建：

组装这个 Buzz 线圈非常简单，只需按照接线图操作即可。如果您使用插座连接继电器，请将其连接到插座的尾线。否则，可以将压接铲形连接器直接推到继电器的端子上，就像我在组装时所做的那样。如何进行接线连接取决于您计划使用线圈的物理配置。如果您像我一样想要紧凑的设置，您可能会发现将电容器直接安装在线圈上最容易。我不得不稍微扩大电容器上的安装孔，以便将其安装到线圈顶部的螺柱上。您的情况可能会有所不同。

将电池的接地端子连接到火花塞的外壳（底部的螺纹部分）以完成电路。

按照下面的示意图操作。如果你仔细查看示意图中的继电器，你会看到端子已编号。虽然继电器的物理外观与此示意图中的继电器不同，但你会在继电器底部的引脚旁边看到相同的编号。

有了蜂鸣线圈，你就有了各种很棒的点火选择。但需要注意的是，你将接触到非常高的电压，如果你不小心接触到接地路径，至少会非常痛苦，就像我父亲说的。最糟糕的情况是，情况可能会更糟。一定要非常小心，确保从火花塞外壳到电池负极端子有一条直接的接地路径，并且你和你接触的任何东西都不属于接地路径。在玩这个东西时，最好戴上非导电手套。

忽略这些明智之言，我做了以下事情：

来自 TE 实验室的快讯：Vin Marshall 在 Vimeo 上发布的 Buzz Coil。

文尝试用面粉和高压火花发生器模拟粮仓爆炸。他失败了，不得不求助于化油器清洁剂。