Тиристорный генератор импульсовдля системы зажигания двигателявнутреннего сгорания

 

Соеа Советских

Социалистических

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительиое к авт. свид-ву (22) Заявлено 171078 (21) 2672003/18 21 с присоединением заявки Но— (23) ПриоритетОпубликовано 15,0181.Бюллетень М9 2

Дата опубликования описания 1501.81 51)М. К.

Н 02 P 3/06

Н 03 К 5/01

Государственный комитет

СССР ио делам изобретениИ и открытиИ (53) VI4K 621.43 ...047(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Н.Злотин, Ю.A ° Æàáóíèí, В.В.Староверов и Н.Н.Шаповалов

IF 7 1 1

>

Волгоградский политехнический инсти1уж =(71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ

ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к тиристорным генераторам импульсов, и может найти применение в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Известны тиристорные генераторы импульсов для систем зах<игания двигателей внутреннего сгорания,содержащие двухобмоточную катушку зажигания, накопительный конденсатор, преобразователь напря><ения, тиристор и блок управления. К вторичной высоковольтной .обмотке катушки зажигания подключен через диод второй накопительный конденсатор, служащий для подпитки системы. Необходимость в подпитке обусловлена тем,что первый накопительный конденсатор разря>хается в течение очень короткого проме>хутка времени, измеряемого полупериодом колебания, при котором тиристор открыт, продолжительность которого недостаточна для осуществления наде>хного зажигания топливно-воздушной смеси (1) . Однако использование дополнительного конденсатора во вторичной цепи требует дорогих высоковольтных диоцов и конденсаторов.

Наиболее близок к предлагаемому тиристорный генератор, содерх<ащий первый накопительный конденсатор, подключенный к источнику питающего напряжения через ограничительный резистор, тиристор В цепи разряда первого накопительного конденсатора на первичную обмотку выходной двухобмоточной катушки, второй накопитель1О ный конденсатор, подключенный параллельно первичной обмотке выходной катушки и соединенный с первым накопительным конденсатором через диод, включенный встречно-параллельно ти15 ристору. Емкость второго накопительного конденсатора определяется телевизионными стандартами. Параллельно второму накопительному конденсатору подключена катушка индуктивности.

20 емкость первого накопительного конденсатора составляет 500 мкФ при напряжении питания 50 В (2g.

Недостатком известного генератора импульсов является невысокая энергия

25 одиночного импульса. этот недостаток обусловлен тем,что первый накопительный конденсатор имеет большую емкость, а время разрядного процесса мало, в результате чего за рабочий цикл проис3Q ходит лишь несущественная разрядка

797037 и подзарядка этого конденсатора. Недостаток известного генератора импульсов заключается также в возможности получения стабильных искровых разрядных процессов в цепи вторичной обмот- ки двухобмоточной катушки при произвольной частоте управляющих сигналов. При возникновении искровых разрядов на высоковольтном выходе или ри временном исчезновении управляющих сигналов на тиристоре(в результате чего он остается открытым) первый накопительный конденсатор разряжается: через катушку индуктивности и тиристор. При уменьшении разрядного тока до порога пропускания тиристора тиристор закрывается, после чего иск- 15 ровые разряды в цепи вторичной обмотки выходной катушки прекращаются,и генератор возобновляет генерирование пилообразных импульсов. При подключении известного генератора к пре- 2О обраэователю напряжения автомобильной системы зажигания в момент прохо>кдения искрового разряда в высоковольтной цепи генератора так>хе происходит срыв генерации преобразователя напряжения, что вызывает возрастание коллекторных токов входящих в него транзисторов и тока, потребляемого от источника питания, т.е. к снижению КПД и надежности системы. Указанные недостатки препятствуют исполь- ® эованию известного тиристорного генератора импульсов в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение энер- 5 гии одиночного импульса и получение стабильных искровых разрядов в цепи вторичной обмотки катушки при произвольной частоте управляющих сигналов. 40

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном генераторе импульсов содержащем первый накопительный конденсатор, подключенный к источнику питающего йапря>кения через ограничитель-45 ный резистор„ тиристор в цепи разряда первого накопительного конденсатора через первичную обмотку двухобмоточной катушки зажигания, управляющий электрод которого соединен с вы- щ ходом блока управления, второй накопительный конденсатор, подключенный параллельно первичной обмотке двухобмоточной катушки зажигания и соединенный с первым накопительным конденсатором через диод, включенный встречно; параллельно тиристору, источник питающего напряжения подключен к первому накопительному конденсатору через ограничивакщий дроссель, соединенный последовательно с ограничительным резистсеО ром, при этом емкость первого накопительного конденсатора выбрана в пределах 3-5 мкФ, а соотношение емкостей первого и второго накопительных конденсаторов выбрано как 10 :1. Я

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора импульсов; на фиг.2 — осциллограмма одиночного импульса предлагаемого генератора.

Предлагаемый тиристорный генератор импульсов содержит первый накопительный конденсатор 1, подключенный к блоку питания через ограничительный резистор 2, тиристор 3 в цепи разряда первого накопительного конденсатора на первичную обмотку выходной двухобмоточной катушки 4, второй накопительный конденсатор 5, подключенный параллельно первичной обмотке выходной катушки 4 и соединен ный с первым накопительным конденсатором 1 через диод б, включенный встречно-параллельно тиристору. Управляющий электрод тиристора 3 подключен к блоку 7 управления. В цепи вторичной высоковольтной обмотки катушки зажигания установлен распределетель 8 эа>кигания и свечи 9 зажигания. В цепи питания генератора установлен дроссель 10, включенный последовательно с.ограничительным резистором 2.

Емкость первого накопительного конденсатора составляет С4 =4 мкФ, а емкость второго накопительного конденсатора составляет C =0,06 мкФ.

Блок питания (на чертеже не пока" эан) выполнен в виде полупроводникового преобразователя напряжения с выпрямителем и оглаживающим фильтром, повышающим напряжение U =12 В автомобильного аккумулятора до напряжения питания генератора 00 =300 В.

Блок управления синхронизирован с тактом работы двигателя внутреннего сгорания.

Работает генератор следующим образом.

При включении генератора первый накопительный конденсатор 1 заряжается от источника питания до величины питающего напряжения (300 В). В произвольный момент времени, согласованный с тактом работы двигателя внутреннего сгорания, на управляющий электрод тиристора 3 от блока 7 управления подается сигнал, отпирающий тиристор, в результате чего конденсатор 1 разряжается через первичную обмотку катушки 4 зажигания.. Благодаря тому, что емкость первого накопительного кон- . денсатора относительно невелика, он успевает полностью разрядиться, а так как в цепи питания генератора установлен дроссель, конденсатор не может быстро разрядиться до прямого напряжения 00от источника питания и перезаряжаться до обратного напряжения U, абсолютная величина которого близка к напряжению питания и составляет Ц" -0,S-0,7 Ио . Эта пере— зарядка становится возможной благодаря большому току самоиндукции первичной обмотки катушки 4 зажигания, 797037 препятствующему запиранию .тиристора

Перезарядившись до обратного напря-! жения Ц, первый накопительный конденсатор вновь начинает разряжаться на первичную обмотКу катушки зажигания, но уже через диод б, включенный встречно-параллельно тиристору, так как тиристор не пропускает ток обратного направления. Разрядившись полностью, первый накопительный конденсатор вновь заряжает ся через диод б за счет тока самоиндукции первичной обмотки катушки за>кигания до прямого напряжения ц ве-, личина которого значительно меньше напряжения источника питания Ц .После перезарядки до прямого напряжения 0 первый накопительный конденсатор разрядиться не мо>хет, так как тиристор 3 уже закрыт (током встречного направления), а управляющий сигнал отсутствует. Однако благодаря наличию второго накопительного конденсатора 5 меньшей емкости, на обкладках которого в течение всех описанный процессов появляется напряжение, соответствующее напряжению на первом накопительном конденсаторе, колебательные процессы в цепи первичной обмотки. катушки зажигания не прекращаются. Зарядившись до прямого напряжения U", второй накопительный конденсатор несколько раз свободно разряжается и перезаряжается через первичную обмотку катушки зажигания.

Поскольку в цепи вторичной высоковольт ной обмотки катушки зажигания в.течение ,всех описанных процессов происходит искрообразование, энергия колебаний в изолированном от источника питания тиристором 3 5-колебательном контуре, образованном вторым накопительным конденсатором и первичной обмоткой, быстро убывает и колебания затухают. В то же время происходит

:подзарядка первого накопительного конденсатора от напряжения до напряжения питания 00 через ограничительный резистор 2 и дроссель 10, после чего в произвольный момент времени, определяемый режимом работы двигателя, на управляющий электрод тиристора вновь может быть подан сигнал, отпиракщий его, и описанные процессы повторяются. формула изобретения

Тиристорный генератор импульсов для системы зажигания двигателя. еО внутреннего сгорания, содержащий .первый накопительный конденсатор, подключенный к источнику питакщего напряжения через ограничительный резистор, тиристор в цепи разряда

65 первого накопительного конденсатора

Предлагаемый тиристорный генератор импульсов обеспечивает более высокую энергию импульса при одинаковых мощности и напряжении на выходе блока питания. Повышение энергии одиночного импульса обусловлено полным разрядом первого накопительного конденсатора за короткий промежуток времени и наличием в импульсе нескольких колебательных процессов. Это достигается за счет введения в цепи питания генератора реактивного соп-. ротивления дросселя, предотвращаю! цего разрядку первого накопительно- го конденсатора через блок питания при обратном напряжении на его обкладках, за счет уменьшения емкости перного накопительного конденсатора, позволяющего ему полностью разряжаться и перезаряжаться s течение короткого промежутка времени и за счет оптимального соотношения емкостей первого и второго накопительных конденсаторов, что позволяет еще более увеличить число колебательных процессов и обеспечить его длительность в пределах б00-800 мкс. Предлагаемый генератор также обеспечивает получение стабильных искровых разрядныХ

15 процессов в цепи вторичной обмотки двухобмоточной катушки при произволь" ной частоте управляющих сигналов, что также достигается за счет уменьшения емкости первого накопительного конЩ денсатора, позволяющего ему полностью разряжаться и перезаряжаться в те-, чение короткого промежутка времени, обусловленного режимом работы двигателя, а также за счет введения в цепь питания генератора индуктивного сопротивления, предотвращающего разрядку первого накопительного кон. денсатора через блок питания при обратном напряжении на его обкладках, и гарантирует эффективную работу генератора от преобразователя напря-. жения автомобильной системы зажигания (т.е. без срыва генерации преобразователя), что достигается за счет введения в цепь питания генератора реактивного сопротивления дросселя, предотвращающего прохождение высокочастотной составляющей генерируемых импульсов в коллекторные цепи входящие в преобразователь тран-.

40 зисторов. Кроме того, предлагаемый тиристорный генератор импульсов имеет меньшие размеры, что обусловлено значительным уменьшением емкости,а следовательно и размеров первого накопитального конденсатора. Все это позволяет получить тиристорный генератор импульсов, способный эффективно работать в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, и имеющий более высокую энергию одиночного импульса, большую его продолжительность и высокую надежность,.

79 70.37

Составитель С. Маценко

ТехредМ.Табакович Корректор В. Бутяга

Редактор В.Романенко

Заказ 9798/76 Тираж 739

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, M-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 через первичную обмотку двухобмоточной катушки зажигания, управляющий электрод которого соединен с выходом блока управления, второй накопительный конденсатор, подключенный параллельно первичной обмотке двухобмоточной катушки зажигания и соединенный с первым накопительным конденсатором через диод, включенный встречно-параллельно тиристору, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения энергии одиночного импульса и получения стабильных искровых разряцов в цепи вторичной обмотки катушки при произвольной частоте управляющих сигналов, источник питающего напряжения подключен к первому накопительнсяу конденсатору через ограничивакщий дроссель, соединенный последовательно с ограничительным резистором, при этом емкость первого накопительного конденсатора выбрана в пределах 3-5 мкФ, а соотношение емкостей первого и второго накопительных конденсаторов выбрано кав 10 :1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1397556, кл. F 02 P 3/06, опублик. 1975.

2. Патент Великобритании 9 1000692, кл. H 3 Т, опублик. 1972.