"система зажигания для двигателя внутреннего сгорания
Иллюстрации
Реферат
," . с павтФч наьтфкмичнсн
ОПИС Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
АЙИ
Союз Советских
Социалистических
Республик »648134
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено24.07.74 (21) 2045816/25 06 (23) Приоритет — (32) 25. 07. 73 (31) 1 0884/7 3 (ЗЗ1 Швейцария
Опубликовано15. 02. 79. Бюллетень № 6 (51) М. Кл.
F 02 P 3/02
F 02 P 7/02
Государстинный комитет
СССР па делам изабретеннй и открытий (53) УДК 621.43, . 04 4. 3 (08 8. 8 ) Дата опубликования описания 18.02.79 (72) Автор изобретения
Иностранец
Гунтер Хартиг (ФРГ) (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Изобретение относится к области двигателестроения.
Известна система зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая трансформатор, первичная обмотка которого соединена с источником электрической энергии через коммутирующее устройство, а вторичная — по меньшей мере с двумя искровыми разрядниками для воспламенения горючей смеси в двигателе (1). Однако такая система имеет сравнительно ограниченные функциональные возможности, так как позволяет осуществлять зажигание только в двухцилиндровом двигателе.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы зажигания. Это достигается тем, что в предлагаемой системе зажигания коммутирующее устройство выполнено с возможностью изменения направления тока через первичную обмотку трансформатора, а каждый искровый разрядник б.покирован по меньшей мере одним выпрямительным диодом.
Коммутирующее устройство может быть выполнено в виде двух механических выключателей или в виде электроннот о перекл юч ател я.
Электронный переключатель может быть выполнен на двух транзисторах с источником управляющего сигнала, эмиттеры которых соединены с «массой» двигателя, 5 коллекторы через выпрямительные диоды— с разными концами первичной обмотки тран-сформатора, а базы — - с источником управляющего сигнала для поочередного включения транзисторов.
Кроме того, соединение эмиттеров с
10 «массой» может быть осуществлено через резисторы обратной связи, а параллельно базам транзисторов могут быть включены диоды Зенера.
Параллельно первичной обмотке транс" . форматора может быть включено демпфирующее устройство для гашения резонансных колебаний, которое может быть Bblполнено в виде резистора, варистора, конденсатора, а также в виде триака, включенного по схеме Диммера, или в виде мостовой схемы и параллельно соединенных конденсатора, однопереходного транзистора и тиристора, причем управляющий электрод тиристора электрически соединен с однопереходным транзистором, а управляющий электрод последнего — с конденсатором.
648134
На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемой системы зажигания; на фиг.2— то же, второй вариант выполнения; на фиг. 3 то же, третий вариант выполнения; на фиг. 4, а — е — несколько возможных вариантов выполнения демпфируюшего устройства; на фиг. 5 — графики характеристик напряжений и токов во времени для пояснения работы коммутирующего устройства на фиг. 3 в сочетании с демпфируюшим устройством на фиг. 4, г; на фиг. 6 — графики характеристик напряжений во времени для пояснения принципа действия демпфируюшего устройства на фиг. 4, е.
Система (см. фиг. 1) содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого соединена с источником электрической энергии (на чертежах не показан) через коммутируюшее устройство, выполненное в виде двух механических выключателей 3 и 4, а вторичная обмотка 5 соединена с двумя искровыми разрядниками 6 и 7, каждый из которых последовательно блокирован выпрямительными диодами 8 и 9, включенными в противоположных направлениях.
При врашении двигателя связанное с ним кулачковое устройство (на чертеже не показано) поочередно замыкает и размь1кает механические выключатели 3 и 4, благодаря чему при каждом цикле изменяется направление тока через первичную обмотку 2 и, соответственно, полярность высокого напряжения, наводимого при размыкании каждого из выключателей во вторичной обмотке 5. Импульсы положительной полярности пробивают искровой разрядник 6, а импульсы отрицательной полярности — искровой разрядник 7, благодаря чему зажигается смесь в цилиндрах двухцилиндрового двигателя. Система (см. фиг. 2) содержит трансформатор 10, первичная обмотка 11 которого выполнена с выведенной средней точкой 12, подсоединенной к положительному полюсу источника питания. Коммутирующее устройство выполнено в виде электронного переключателя на двух транзисторах 13 и
14, эмиттеры которых электрически соединены с «массой» двигателя, коллекторы через выпрямительные диоды 15 и 16 — с разными концами первичной обмотки трансформатора, а базы — с источником управляющего сигнала (в данном случае с плюсом источника питания) через резисторы
17 и 18 для поочередного включения транзисторов при помощи механических выключателей 19 и 20, управляемых кулачковым устройством 2!. Вторичная обмотка 22 трансформатора выполнена с двумя изолирован"ньгми концами, подсоединенным к двум искровым разрядникам 23 и 24, блокированным параллельно выпрямительными диодами 25 и 26.
При вращении двигателя связанное с ним кулачковое устройство при помощи механических выключателей 19 и 20 поочередно закрывает и открывает транзисторы 13. и 14, благодаря чему в первичной обмотке
I1 трансформатора !0 ток протекает в разных направлениях. При закрытии транзисторов 13 и 14 соответственно меняется полярность высокого напряжения во вторичной обмотке 22 трансформатора. При этом пробивается тот разрядник, на потенциальный электрод которого подается положительный импульс. Отрицательный импульс соответственно блокируется диодом 25 или 26.
На фиг. 3 показан вариант выполнения системы, при котором обеспечивается зажигание в четырехцилиндровом двигателе. Система содержит трансформатор 27, первич1О ная обмотка 28 которого так же, как и в схеме на фиг. 2, имеет выведенную среднюю точку, подсоединенную к положительному полюсу источника питания. Аналогично фиг. 2 коммутирующее устройство выполнено на двух транзисторах 29 и 30, коллекто20 ры которых через выпрямительные устройства 31 и 32 подключены к концам первичной обмотки 28 трансформатора. Базы транзисторов через резисторы 33 и 34 подклютора включено демпфируюшее устройство
41, предназначенное для гашения резонансных колебаний.
Каждый из двух концов вторичной обмотки 42 трансформатора соединен с двумя искровыми разрядниками 43 и 44 и соответственно 45 и 46, а каждый из разрядников последовательно блокирован выпрямительными диодами 47 — 50, причем выпрямительные диоды, блокирующие разрядники и соединенные с одним из концов вторичной обмотки трансформатора, включены в противоположных направлениях.
Схема на фиг. 3 в основном работает аналогично схеме на фиг. 2, однако имеются и отличия, заключаюшиеся в том, что управляющее напряжение поочередно подводится к базам транзисторов 29 и 30 при помощи специального устройства (на чертеже не показано), аналогичного показанному, например, на фиг. 2, а также в том, что благодаря наличию диодов Зенера 39 и 40 и резисторов 37 и 38 обратной связи конечная величина. тока переключения в первичной обмотке трансформатора не зависит от напряжения питания.
Во вторичной обмотке, в зависимости от того, какой из транзисторов 29 или 30 закрывается, наводятся импульсы разной пополярности. Если, например, на верхнем кон35
- чены к источнику управляюшего сигнала, подаюшегося поочередно на клеммы 35 и 36 специальным переключающим устройством, связанным с колнечатым валом двигателя.
В отличие от схемы на фиг. 2 электрические соединения эмиттеров с «массой» осуществлены через резисторы 37 и 38 обрат30 ной связи, а параллельно базам транзисторов включены диоды Зенера 39 и 40. Параллельно первичной обмотке трансформа648134
15
20 зо
35 це вторичной обмотки наводится положительный импульс, то искровой разряд образуется в разрядниках 44 и 46, которые оказываются благодаря наличию диодов 48 и 50 включенными последовательно, а если наводится отрицательный импульс, то пробиваются разрядники 43 и 45. Таким образом осуществляется зажигание в четырехцилиндровом двигателе без механического распределителя.
Демпфирующее устройство 41 предназначено для гашения резонансных колебаний, которые могут возникать после пробоя разрядников и вызывать образование напряжения другой полярности и соответственно образовывать искровой разряд на другой паре разрядников в несоответствующий момент вре.мени..
На фиг. 4, а — е изображено несколько возможных вариантов выполнения демпфирующего устройства, однако система. может и не иметь его, в частности его может заменить особая демпфирующая обмотка, расположенная на трансформаторе зажигания, или сердечник трансформатора с большими потерями.
Демпфирующее устройство может быть выполнено в виде резистора (см. фиг. 4, а), варистора (см . фиг. 4, б), конденсатора (см. фиг. 4, в) или триака (см. фиг. 4, г).
Управляющий электрод 51 триака может получать поджигающий импульс в начале второй полуволны колебаний напряжения во вторичной обмотке трансформатора, что поясняется временньгми диаграммами импульсов, изображенными на фиг. 5.
На фиг. 5 приняты следующие обозначения:
1 9 — ток управления во времени транзистора 29;
1щ — ток управления транзистора 301
U z — напряжение на вторичной обмотке
42 трансформатора 27 при отсутствии демпфируюшего устройства;
U» i — напряжение управления триака;
U4> — напряжение на вторичной обмотке 42 при наличии триака в качестве демпфирующего звена;
U44 4, — напряжение на искровых разрядниках 44 и 46;
U 3,4» — напряжение на искровых разрядниках 43 и 45.
Демпфирующее устройство, выполненное в виде триака (см, фиг. 4, г), работает следующим образом.
Транзистор 29 (см. фиг. 3) включается импульсом тока Ipg (см. фиг. 5) в момент времени tI и выключается в момент
Если демпфирующее устройство отсутствует, то после выключения транзистора 29 в момент tq во вторичной обмотке трансформатора образуются свободно затухающие колебания с несколькими полуволнами 52—
55 разной полярности. Если в момент, определяемый временем ig, на управляющий электрод триака подать отпирающий импульс
Lg,, то во вторичной обмотке трансформатора образуется импульс U
- На фиг. 4, д изображено демпфирующее устройство, выполненное-в виде триака, включенного по схеме Диммера. Подача отпираю- шего импульса на триак в этой схеме происходит по истечении заданного времени, зависящего от резистора 58, конденсатора
59 и диака 60.
На фиг. 4, е показано демпфирующее устройство, выполненное в виде мостовой схемы, выход которой подключен к параллельно соединенным конденсатору 61, однопереходному транзистору 62 и тиристору 63.
Управляющий электрод тиристора электрически соединен с одпопереходным транзистором, а управляющий электрод последнего — с конденсатором. В схему последовательно с конденсатором и однопереходным транзистором включены также подстроечные резисторы 64 — 66.
Работа схемы поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг. 6, где приняты следующие обозначения:
U4> — напряжение во вторичной обмотке 42 при отсутствии демпфирующего устройства;
U»g 8 — напряжение на вы оде мостовой схемы (в точках 67 и 68 на фиг. 4,e);
U« — напряжение на конденсаторе 61;
U« — напряжение на резисторе 66.
Схема работает следую цим образом.
Импульсы затухающих колебаний 69—
72 (см. фиг. 6) выпрямляются мостовой схемой. Выпрямленные импульсы 73 — 76 интегрируются резистором 64 и конденсатором 61, включенными параллельно выходу мостовой схемы (см. фиг. 4, е), и в определенный момент получают напряжение 1)со на конденсаторе. Как только напряжение U<
Ф на выходе моста спадает до напряжения, равного примерно напряжению заряда конденсатора (в момент Q на фиг. 6), открывается однопереходной транзистор 62, что в свою очередь способствует открытию тиристора 63 и гашению резонансных колебаний. В данном случае подаются резонансные колебания 70 — 72 (см. фиг. 6), следующие за первым импульсом напряжения
69. Путем подбора величин конденсатора
61 и резистора 66 возможно поддерживать тиристор в открытом состоянии столько времени, ско Тько требуется для подавления всех резонансных колебаний, в данном случае до момента t» .
Формула изобретения
1. Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая транс648134 форматор, первичная обмотка которого соединена с источником электрической энергии через коммутирующее устройство, а вторичная -- по меньшей мере с двумя искровыми разрядниками для воспламенения горючей смеси в двигателе, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных В03можностей, коммутирующее устройство выполнено с возможностью изменения направления тока через первичную обмотку трансформатора, а каждый искровой разрядник блокирован по меньшей мере одним выпрямительным диодом.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство выполнено в виде двух механических выключателей.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство выполнено в виде электронного переключателя.
4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что электронный переключатель выполнен на двух транзисторах с источником управляющего сигнала, эмиттеры которых соединены с «массой» двигателя, коллекторы через выпрямительные диоды — с разными концами первичной обмотки трансформатора, а базы — с источником управляющего сигнала для поочередного включения транзисторов.
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что электрическое соединение эмиттеров с
«массой» осуществлено через резисторы обратной связи, а параллельно базам транзисторов включены диоды Зенера.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что параллельно первичной обмотке трансформатора включено демпфирующее устройство для гашения резонансных колебаний.
7. Система по и. 6, отличающаяся тем, что демпфирующее устройство выполнено в в виде резистора.
8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде варистора.
9. Система по и. 6, отличающаяся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде конденсатора.
10. Система по п. 6, отличающаяся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде триака, включенного по схеме Диммера, 1 l. Система по п. 6, отличающаяся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде параллельно соединенных конденсато20 ра, однопереходного транзистора и тиристора и соединенной с ними мостовой схемы, причем управляющий электрод тиристора соединен с однопереходным транзистором, а управляющий электрод последнего — с
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Каталог †справочн «Автомобили
СССР». Выпуск III, «Автотракторное электрооборудование и приборы», M., зО «НИИИАВТОПРОМ», 1969, с. 45.
Редактор А. Пейсоченко
Заказ 373/59
Сост а в ител ь А. Ш вецо в
Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева
Тираж 627 Подписное
llHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4