Комбинированное устройство зажигания и электропитания для двигателей внутреннего сгорания

Комбинированное устройство зажигания и электропитания для двигателей внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЖИГАНИЯ И ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающее статор с равномерно расположенными зубцами, на которых размещены обмотки для заряда накопительного конденсатора , обмотки для питания цепей освещения и управляющие обмотки, соединенные последовательно противофазно и расположенные на двух зубцах статора , и ротор с постоянным магнитом, |О т. л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения диапазона частоты бесперебойного искрообразования, магнит ротора расгголожен между двумя клювообразными полюсными пластинами с количеством клювов на одной из них большем, чем на другой, по меньшей .мере на единицу, приуем у полюсной пластины с болыиим числом клювов, по меньшей мере, один из клювов выполнен с ширино й, увеличенной относительно (Л оси полюсного деления в одну из сторон в пределах полюсного деления с:

. CO03 СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО .ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2678253/18-21 (22) 27.10 78 (46) 15.08.83. 6юл. 11 30 (72) Л В. Фрумкин, A.Г. Швецов, Ю.Ф. Баранов, Н.А. Вихорев, C.À. Григорян и В.Т. Васильченко (71) Научно-исследовательский и экспериментальнцй институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (53) 621.43.04(088 ° 8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

И 502130, кл. F 02 Р 5/04, 14.03.74.

2. Патент ФРГ и 1539205, кл. 46 к 3/08, 16.06.67 (прототип). (54)(57) КОИ6ЙНИРОВАЙНОЕ УСТРОЙСТВО

ЗАЖИГАНИЯ И ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающее статор с равномерно расположенными зубцами, на которых размещены, Я0„„1035271 А (д) F 02 P 3/06; F 02 Р 5/04 обмотки для заряда накопительного конденсатора, обмотки для питания цепей освещения и управляющие обмотки, соединенные последовательно противофазно .и расположенные на двух зубцах статора, и ротор с постоянным магнитом, о т. л и ч а ю щ е е с я. тем что, с целью расширения диапазона частоты бесперебойного .искрообразования, магнит ротора расположен между двумя клювоабразными полюсными пластинами с количеством клювов на одной из них большем, чем на другой, по меньшей мере на единицу, причем у полюсной пластины с большим числом клювов, по меньшей мере, один из клювов выполнен с шириной, увеличенной относительно оси полюсного деления в одну из ето- е рон в пределах полюсного деления, 1 10 . Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, преимущественно мотоциклов,.мопедов, и преднаъначено для питания электроэнергией цепи системы зажигания, получения электрических сигналов, управляющих работой полупроводникового ключа s схеме, системы зажигания, и питания цепей светосигнальной anna" ратуры.

Известно устройство, представляющее собой магнитоэлектрический генератор для электронных систем зажигания и электропитания, содержащее статор, с размещенными на его зубцах обмотками электропитания и обмотками для заряда накопительного конденсатора электронной системы зажигания, ротор с полюсами чередующейся полярности и магнитоэлектрический датчик с автономной магнитной системой для управления полупроводниковым ключом системы зажигания, ротор которого укреплен на валу генератора, а статор с управляющей обмоткой размещен на статоре генератора (13.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, трудность в изготовлении и большие осевые габариты в связи с наличием автономной магнитной системы.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство зажигания и электропитания, которое не имеет специальных узлов датчика., а для получения сигнала, управляющего полупроводниковым ключом системы зажигания, используется магнитная система генератора.

Сигнал, управляющий полупроводни" ковым ключом системы зажигания, в таких устройствах вырабатывается за счет несимметричной магнитной системы

Устройство зажигания включает статор с числом зубцов 2п-8 и ротор с постоянными магнитами с числом. полюсов

2п-2-6 при одинаковом полюсном делении ротора и статора. На зубцах статора размещены обмотки питания ос" ветительных цепей, две зарядные и две управляющие обмотки, расположенные на одних и тех же зубцах статора, удаленных друг от друга на два полюс" ных деления, причем зарядные и уп" равляющие обмотки соединены последовательно и противофазно. Ротор уст" ройства снабжен несколькими постоянными магнитами с полюсными наконечниками чередующейся полярности и име35271 2 ет неполярный участок на расстоянии двух -полюсных делений по окружности ротора, где отсутствуют магниты, Когда при вращении ротора под обоими зубцами статора с зарядными и управляющими обмотками проходят намагниченные полюса ротора, суммарное напряжение как на выходе зарядных, так и управляющих обмоток, равно нулю в связи с особенностью включения каж-. дой пары обмоток. При поочередном про10 хождении неполярного. (немагнитного) участка ротора под указанными зубцами статора в управляющих обмотках вырабатываются два несимметричных импульса переменного напряжения, положительная полуволна одного из которых (полезного) с большей амплитудой используется для управления полупроводниковым ключом (управляемым диодом) системы зажигания, а пюложительная полуволна второго (паразитного) импульса с вдвое меньшей амплитудой подавляется RC-фильтром, включенным в цепь управления полупроводникового ключа. Аналогично вырабатывается напряжение на зарядных обмотках, в

25 связи с чем заряд накопительного кон" денсатора системы зажигания осуществляется при прохождении под зубцами статора с зарядными обмотками только

30 неполярного участка ротора 2 t

Однако подавление положительной

З полуволны паразитного.импульса, соизмеримого по амплитуде с управляющим сигналом, .приводит к уменьшению последнего на величину амплитуды паразитного импульса, что обуславливает

4 значительную величину начальной (минимальной) частоты бесперебойного искрообразования системы зажигания и, в конечном счете, необходимость значительных. усилий для раскрутки

45 двигателей, запускаемыХ кик-стартером, особенно двигателей с большим обьемом цилиндра, Кроме того, наличие паразитного импульса на управляющих обмотках не позволяет исполь50 зовать на высоких частотах вращения весь период. между моментами искрообразования за полный оборот ротора генератора для заряда накопительного конденсатора, так как при достаточно большей частоте вращения паразитный

55 импульс будет отпиратЬ полупроводниковый ключ системы зажигания., вызывая тем самым дополнительный разряд .накопительного конденсатора.

1035

271

3.

Недостатком также является ограниченный .диапазон частоты бесперебойного искрообразования с начальной частотой бесперебойного искрообразования., не обеспечивающей надежный запуск двигателей, раскручиваемых кик-стартером, и невысокой максимальной частотой бесперебойного искрообразования, ограничивающей применение указанного .устройства на высоко- !О оборотных двигателях. Кроме того, на., личие неполярного участка на протяжении двух полюсных делений в роторе устройства обуславливает значительное падение мощности осветительных цепей. 15

Цель изобретения - расширение диапазона частоты бесперебойного искрообразования системы зажигания.

Указанная цель достигается тем, что в комбинированном устройстве за- 20 жигания и электропитания для ДВС включающем статор с равномерно расположенными зубцами, на которых размещены обмотки для заряда накопительного конденсатора, обмотки для пита- 25 ния цепей освещения и управляющие обмотки, соединенные последовательно противофазно и.расположенные на двух статорных зубцах, и ротор с постоянным магнитом, магнит ротора располо- З0 жен между двумя. клювообразными полюс-ными пластинами с количеством клювов на одной из них больше, чем на другой, по меньшей мере на единицу, причем у полюсной пластины с большим числом клювов, по меньшей мере, один

35 из клювов выполнен с шириной, увеличенной относительно оси полюсного деления в одну из сторон в пределах гюлюсного деления. .На фиг. 1 приведена конструкция

40 комбинированного устройства зажигания и weктропитания для ДВС; на фиг . 2 и 3 - варианты выполнения ротора уст" ройства; на фиг. 4 - графики,,соот-. ветствующие работе устройства с рото45 ром, выполненным согласно фиг. 2; на ,фиг. 5 - то же, выполненным согласно фиг. 3.

Комбинированное устройство зажигания и электропитания для ДВС содер- 50 жит многополюсный статор t и ротор 2.

Статор 1 устройства представляет co" бой кольцевой магнитьпровод с равномерно расположенными зубцами 3. На . двух смежных зубцах 4 и 5 статора 1 находятся соответственно управляющие обмотки 6 и 7 с одинаковым числом витков, включенные последовательно и противофазно и предназначенные для управления полупроводниковым ключом, например тиристором 8, электронной системы зажигания 9. На зубце 10 рас" положена зарядная обмотка 11, питающая цепь заряда накопительного конденсатора 12. На остальных зубцах статора расположены обмотки для питания светосигнальной аппаратуры.

Ротор 2 устройства включает кольцевой магнит цилиндрической формы 13, намагниченный в осевом направлении, который расположен между двумя полюс;, ными пластинами 14 и 15 с равномерно расположенными клювами чередующейся полярности, одинаковыми по размерам и форме. Исключение составляет участок ротора 2 между клювами 16 и 17 одноименной полярности полюсной пластины 15, где расгюложены клювы 18 и

19 одноименной полярности полюсной пластины 14. Причем клювы 16 и 17 удалены друг от друга на два полюсных деления . На фиг. 3 приведен вариант выполнения ротора 2 с клювом 18, ширина которого увеличена относительно оси полюсного деления в сторону клюва 19 в пределах полюсного деления .

Устройство зажигания работает следующим образом.

При вращении ротора 2, когда мимо зубцов 4 и 5 с управляющими обмотками 6 и 7 проходит участок ротора 2 с клювами чередующейся полярности, заключенный между клювами 16.и 17, магнитные потоки ф и ф, пронизывающие соответственно зубцы 4 и 5 (фиг. 4, а интервал А), одинаковы. по форме, равны по величине, находятся

1 в фазе, но изменяются в противоположных направлениях. Вследствие этого возникающие в управляющих обмотках 6 и 7 соответственно .напряжения

01 и U (фиг. 4,о,8 в интервале А) также равны по величине, одинаковы по форме и находятся в фазе относи-. тельно друг друга. В результате суммарное напряжение 0 на выходе управ- . ляющих обмоток, соединеннь1х противоФазно, равно нулю (фиг. 4,а ).

При прохождении под зубцами 4 и 5 участка ротора между клювами 16 и 17 с клювами 18 и 19 одноименной полярности магнитные гютоки Ф и 4< изменяются (на фиг. 4, в интервале Б).

Изменение магнитных .потоков ф и Фр обуславливает соответственно

10352 форму напряжений U и U в управляющих обмотках 6 и 7 (фиг. 4, б и 4 соответственно). В результате сложе-. ния находящихся в фазе и смещенных по фазе полуволн напряжения 0 и 02 на .выходе управляющих обмоток возни- кает импульс напряжения (фиг. 4, 8 ) с двумя положительными. пиками 0 и 0 один из которых 0 „реализуется как сигнал управления 0 „ (фиг. 4, д ) моментом искрообразования, причем его амплитуда равна разности амплитуд полуволн напряжения U„ a обмотке 6 (фи г. 4,.Ю ) ц 0 в обмотке 7 (фи г. 4,8) а второй 0> является паразитным уменьшающим время заряда накопитель, ного конденсатора 12 от зарядной обмотки 11, (график напряжения на выходе которой показан на фиг. 4, 8) на время. и й — и ср (фиг. 4, 1с) . 20

При вращении ротора с клювом 18 изменение магнитных потоков ф и ф (фиг. 5, ц ), пронизывающих соответственно управляющие обмотки 6 и 7, обуславливает. форму напряжений 0„, (фиг. 5, б ) в управляющей обмотке 6 и напряжения U (фиг. 5, 8) в управляющей обмотке 7, при которой полуволны напряжений смещены по фазе на угол так, что полуволна 0 появля- 30 ется после достижения полуволной 0< максимума амплитуды, а полуволны одинаковой амплитуды находятся в фазе °

8 результате на выходе управляющих обмоток 6 и 7 появлется импульс пере" j5 менного напряжения с одним положитель. ным пиком 0 1 (фиг. 5, 2), амплитуда которого равна полной амплитуде полуволны напряжения 04 управляющей обмот71. 6 ки 6, в связи с чем увеличивается мощность управляющего сигнала U (фиг ° 5) и эа один оборот ротора 2 на управляющий электрод тиристора 8 подается с выхода управляющих обмоток 6 и 7 только управляющий сигнал

0у беэ параэитных импульсов, соизмеримых по величине с управляющим сигналом. Это позволяет испольэовать для заряда накопительного конденсатора 12 все время t (фиг, 5, 6 ) между моментами искрообразования.

В устройстве вырабатывается электрический сигнал управления полупроводниковым ключом электронной системы зажигания без паразитных импульсов, присущих известному устройству, что устраняет необходимость их подавления и., следовательно, исключает снижение мощности управляющего сигнала.

Это расширяет диапазон частот бесперебойного искрообразования за счет низкой минимальной частоты бесперебойного искрообразования. Кроме того, обеспечивается возможность заряда накопительного конденсатора в течение всего периода между моментами искрообразования, за счет чего увеличивается максимальная частота бесперебойного искрообразования.

Таким образом, устройство зажигания и электропитания для ДВС позволяет получить диапазон частоты бесперебойного искрообразования, удовлетворяющей требованиям как низкооборот" ных, так и высокооборотных двухконтактных ДВС; Кроме того, участок рото" ра занимает зону только одного зубца статора.

3035271

1035271

1035271

1035271 г) с) Корректор Ю. Макаренко:

Составитель В. Чижов

Редактор О. Филиппова Техред K.Èûöüî

Заказ 5787/33 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам йзобретений и -открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Ю в% Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4