Устройство зажигания для двигателей внутреннего сгорания

 

on MCAHHE

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Соцмалмстических

Республик ())880259 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 031 1.76 (21) 2416756/18-21

Ъ (51) М. Кл.

F 02 P 3/04 (23) Приоритет - (32) 051 1,75

Гасударственный кюмнтет ссср ва делам кзабретеннй и аткрытнй (31) Р 25495867 (33) ФРГ

Опубликовано 0711.81, Бюллетень № 41 (53) УДК 621.43. .044(088.8)

Дата опубликования описания 071181

Иностранцы

Вернер Юндт-фРГ, Херман Рооценоеек-Нидерланды, Герхард Зенер и Петер Вернер (ФРГ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Иностранная фирма

"Роберт Бош Гмбх" (54) УСТРОЙСТВО ЗА Ч(ИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относит ся к устрой ст ву зажигания для двигателей внутреннего с rop а ни я.

Известны системы зажигания с элек тронным прерывателем, включенным последовательно с riepвичной обмоткой катушки зажи гания, при включении предельного переключателя он воздействует через пер ви чную обмот ку на поток тока,. длительность воздействия зависит, от 10 сигнала управления, который генериру" ется датчиком сигнала, подключенного к предельному переключателю, и по истечению отрезка времени достигает своего максимального значения 11)..15

Применение такого устройства зажигания обеспечивает даже при высоких оборотах дви гателя достаточное количест во энер гии и скрообразования, а при 20 низких оборотах в первичной обмотке обеспечивается величина тока, необходимая для осуще ст аления зажи гания, однако известное устройство имеет сложное схемное решение. 25

Э

Известно также устройство зажигания, у которого время протекания тока в первичной обмотке катушки зажигания управляется сигналом датчика, имеющим специальную форму, что обеспечивает регулирование времени протекания тока в первичной обмотке катушки зажигания при изменении оборотов двигателя (2).

Однако это устройство зажигания предполагает наличие датчика (генератор), у которого геометрическая форма ротора определяется эмпирически и, как правило, получается такой, что серийное изготовление требует значительных технологических затрат. Кроме того, там ке достигается постоянное время прохождения тока в первичной обмот ке катушки э ажи гания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и no" вышение надежности системы зажигания, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве зажигания для двига" телей внутреннего сгорания, содержа-

880259

3 щем бесконтактный дат чи к у гла поворота вала двигателя, соединенный через операционный усилитель, снабженный блоком регулирования времени протекания тока в выходном транзисторе, нагрузкой которого является первичная обмотка катушки зажигания, блок регулирования времени протекания тока выполнен в виде интегратора, включенного между инвертируемым и неинвертируемым входами операционного усилителя через две параллельные цепи, образованные последовательным соединением по меньшей мере одного диода и одного резистора, каждая из которых вместе с интегратором подсоединена к общей точке соединения коллекторов двух последовательно соединенных транзисторов разной проводимости, причем база и-р-и транзистора соединена с коллектором предоконечного транзистора, а база р-и-р транзистора через каскадное соединение промежуточного и контроль. ного транзисторов соединена с резистором, включенным в цепь эмиттера выходного транзистора.

На фи г. 1 представлена принципиальная схема устройства зажигания, на фиг. 2 - диаграммы, объясняющие рабочий процесс в устройстве зажигания.

Устройство для зажигания питается от источника постоянного тока, которым может быть батарея автомобиля, От плюсового полюса источника 1 тока отходит положительный питающий рабочий проводник 2 с замком 3 зажигания, от минусового полюса - отрицательный питающий проводник 4, имеющий соединение с массой ° Положительный питающий проводник 2 идет через пер10 вичную обмотку 5 катушки 6 зажигания и является нагрузкой выходного транзистораа 7 и после этого через контрольный резистор 8 - к отрицательному питающему проводнику 4. Конец. первичной обмотки 5, соединенный с транзистором 7 через вторичную обмотку

9 катушки 6 зажи гания, соединен со свечой 10 зажигания.

Положительный питающий проводник

2 после источника 1 тока ответвляется к диоду 11, работающему как предохранитель переполюсовки, чтобы после этого через два последовательно включенных резистора 12, 13 подойти к отрицательному проводнику 4. Между 53 резисторами 12, 13 находится точка 14, потенциал, который равен почти половине напряжения источника 1 тока, 4

Устройство зажигания имеет блок 15 регулирования времени протекания тока, который в предпочтительном случае создается операционным усилителем 16 с инвертируемым входом 17, с неинвертируемым входом 18, а также с параллельно включенным резистором 19, лежащим между неинвертируемым входом

18 и его выходом 20 управления. Кроме того, операционный усилитель 16 проводником 21 соединен с катодом диода 11, а проводником 22 — с отрицательным питающим проводником 4. Неинвертируемый вход 18 через резистор 23 соединяется с точкой 14 схемы управления. От неинвертируемого входа 17 отходит соединение, идущее через два последовательно соединенных резистора 24, 25, и затем через бесконтактный датчи к 26 у гла поворота коленчатого вала дви гателя к точке. 14. Общее соединение резисторов 24, 25 через конденсатор 27, защищающий от вто. ричного импульса блок 15, подключено к точке 14.

8 предпочтительном случае бесконтактный датчик 26 может быть выполнен в виде генератора переменного тока и вырабатывать переменное напряжение

О1, которое имеет форму, подобную изображенной на диаграмме напряжения (фиг. 2а).

Инвертируемый вход 17, кроме того, через резистор 28 соединен с отрицательным питающим проводником 4, а через две параллельные цепи 29 и 30 управления — с интегратором 31, интегрирующее значение которого изображает напряжение регулировки, передвигающее порог включения 0 (фиг. 2а).

Пер вая цепь 29 управления включает в себя последовательное соединение резистора 32 и диода 33 с катодом, повернутым к интегратору 31, а во вторую цепь 30 управления входит последовательное соединение резистора 34 и диода 35 с анодом, повернутым к интегратору 31. Резистор 32 разделяется на два резистора 36 и 37, причем общее соединение этих резисторов 36 и находится на аноде диода 38, катод которого соединен с точкой 14 ° Кроме того, общее соединение этих резисторов

36, 37 через последовательно соеди" ненные резистор 39 и диод 40 в направлении прохода напряженным от источника 1 тока подключено к коллектору транзистора РПР ) 41, база которого через резистор 42 соединена с вы880259 ходом 20 операционного усилителя 16.

Транзистор 41 своей базой через резистор 43 и своим эмиттером непосредственно соединен с катодом диода 11.

Интегратор 31 в простейшем случае образуется конденсатором 44, который своим подсоединением, повернутым к цепям 29, 30 управления, находится на точке 14. Но при этом также возможно, что конденсатор 44 может присоеди- >о няться к непоказанному операционному усилителю, выполняющему роль интегра" тора 31.

Интегратор 31 своим соединением, повернутым к цепям 29, 30 управления, соединен с коллектором первого (РПР) транзистора 45 управления, а также с коллектором второго (ПРП ) транзистора

46 управления. Первый транзистор 45 управления своим эмиттером через резистор 47, а базой через резистор 48 соединен с катодом диода 11. Второй транзистор 46 управления своим эмиттером через резистор 49 и базой через резистор 50 соединен с отрицательным питающим проводником. База второго

25 транзистора 46 управления через резисдругого блокирующего диода 54, подключенного своим анодом через резистор

55 к базе первого транзистора 45 управления. Анод блокирующего диода 52 через резистор 56 еще подключен к коллектору транзистора 41, соединенному через резистор 57 с базой промежуточного транзистора 53.

4О

Точка, соединения контрольного резистора 8 с эмиттером выходного транзистора 7 соединена через резистор 58 с базой (ПРП) контрольного транзистора 59. Коллектор контрольного транзис. 45 тора 59 подключен к базе промежуточно. го транзистора 53. Кроме того, эмиттер выходного транзистора 7 через ре" зистор 60 соединен с базой последовательного транзистора 6 1 типа "ПРП".

Коллектор дополнительного транзистора 61 подключен к базе. следующего транзистора 62 типа "ПРП", который вместе с транзистором 7 образует схему "Дарлингтона", а своей базой через рези стор 6 3 подключается к коллектору транзистора 41.

Устройство зажигания работает следующим образом.

55 тор 51 подключается к аноду блокирующего диода 52, катод которого находится как на коллекторе (ПРП) промежуточ- зо ного транзистора 53,.так и на катоде

При включенном замке зажигания и работающем двигателе внутреннего сгорания имеющийся сигнал управления, полученный от бесконтактного датчика

26, периодически достигает порога включения О (фиг. 2а ) блока 15 регулирования времени протекания тока в выходном транзисторе. 8 этот момент на его выходе 20 появляется потенциал Ц „(фиг. 2 4), что примерно соответствует потенциалу отрицательного питающего проводника 4. Тогда транзистор 41 открывается. Поэтому транзистор 62, а также транзистор 7 открываются, и зарядный ток начинает проходить через первичную обмотку 5 катушки 6 зажигания.

Порог включения Q блока 15 регулирования при разгоне двигателя внутреннего сгорания находится около нулевого значения, то есть только около потенциала точки 14, поэтому гаранти" руется, что блок 15 регулирования при разгоне двигателя надежно включается сигналом управления., получаемым от датчика 26. Через открытый транзистор 41 ток также подается к базе про" межуточного транзистора 53, поэтому последний также открыт, что, в свою очередь, обеспечивает открытое состояние транзистора 45.

Благодая этому на интеграторе 31 появляется первое изменение b.O (фиг. 2с) интегрирующего значения 06, которое опять оканчивается, как только поток тока в пер вичной обмотке 5 достигает установленного контрольно" го значения ),1 (фи г. 2 в ), Тогда падение напряжения на контрольном резисторе 8 достигает значения, при котором транзистор 59 становится проводящим. Из-за этого, транзистор 59 за крывается, что вызывает запирание транзистора 45. 8 связи с тем, что транзистор 41 открыт, а транзистор 53 закрылся, открывается транзистор 46.

Этот момент соответствует второму изменению напряжения U (фиг. 2с)ZU>. Это второе изменение ЬО- оканчивается, как только сигнал управления от датчика сигналов достигнет порога включения 0 (фиг. 2а) блока 15 ре" гулирования. На выходе 20 управления блока 15 ре гулиро вани я поя вля ется потенциал 0,1С, (фи г. 2.Ы, который приблизительно меньше потенциала положи- тельного питающего проводника 2. Транзистор 41 закрывается, что вызывает, эапирание транзистора 46. При этом за880259 8 канчивается второе изменение U> (фиг. 2с). Закрывание транзистора 41 вызывает запирание транзистора 7, что вызывает прерывание тока в первичной обмотке 5 катушки зажигания, во вторичной обмотке 9 возникает импульс высокого напряжения, который вызывает электрический пробой на свече 10 зажигания.

Дополнительный транзистор 61 служит для того, чтобы после достижения величины тока в первичной обмотке 5 катушки зажигания номинального значения

Э (фиг. 2в) происходило его ограничение. При этом режим транзистора 61 необходимо выбирать так, чтобы при разгоне двигателя внутреннего сгорания ток в первичной обмотке 5 катушки зажиганияя после достижения номинального. значения Э на отрезке времени « - 1

3 1 (фиг. 2в) сохранял эту величину, чтобы несмотря на сокращение продолжи.тельности прохождения тока в первичной обмотке 5 катушки зажигания накапливалась требуемая энергия.

При запуске и разгоне двигателя внутреннего сгорания второе изменение

ЬО имеет большую длительность по времени, чем первое изменение ЬО,. поэтому и нт е гри рующее з на че ние U по сле второго изменения 60> каждый раз становится меньше, чем интегрирующее значение U перед первым изменением

QU . Этот сигнал через первую цепь 29 управления воздействует на инвертируемый вход 17 таким образом, что порог

: включения 0 (фиг. 2 а) блока 15 ре.: гули рования перемещается в положител ьном направлении.

Если обороты двигателя внутренне,го сгорания возрастают, то тогда на. интеграторе 31 второе изменение ЬО т имеет меньшую дополнительность, чем .первое изменение АО, поэтому интегрирующее значение 0 (фиг. 2с,) после второго изменения hUy становится больше положительное) интегрирую:Щего зйачения: Ug перед первым измене нием ЬО . Этот сигнал воздействует вначале через первую цепь 29 управления и после того, как интегрирующее значение Q> относительно точки 14 становится положительнее, через вторую цепь 30 .yipaвлeния с более низким сопротивлением, на инвертируемый вход 17 таким образом, что порог включения О блока 15 управления пе55

Устройство зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее бесконтактный датчик угла поворота вала двигателя, соединенный через операционный усилитель, снабженный блоремещается в отрицательном направлении В фиг. 2а).

Таким образом, при разгоне двигателя внутреннего сгорания питается током вначале через первичную обмотку 5 катушки зажигания в течение времени, необходимого для накопления требуемой энергии зажигания, а величина тока контактируется дополнитель1о ным транзистором 61, который переводит транзистор 7 в активную область, то есть работает с потерей мощности.

Регулирование времени протекания тока через катушку зажигания во время работы двигателя внутреннего сгорания обеспечивается за счет перемещения порога включения Ug блока 15 регулирования из участка максимального значения Ц,1 положительной полу волны М/ ро в участок максимального значения 0@ с отрицательной полуволны 3(l . При этом в широком диапазоне изменения оборотов двигателя обеспечивается накопление требуемого количества постоянного запаса энергии.

При этом необходимо отметить, что при открывании транзистора 41 участок схемы, образованный диодом 40, резистором 39 и диодом 38, становится проводящим, из-за чего точка соединения резисторов 36, 37 во включенном положении блока 15 регулирова ния принимает потенциал, примерно равный точке 14, что вызывает прекращение влияния интегратора 31 на блок зз

15 регулирования. Благодаря этому простым способом осуществляется стабилизация момента выключения Ll (фи г. 2а ) блока 15 ре гулирования.

Таким образом, интегратор 31 не ео оказывает ..вредного воздеиствия на момент зажигания. При больших числах оборотов эта стабилизация не нужна, так как в данном устройстве зажигания регулировка продолжительности фф прохождения тока в первичнои обмотке 5 зависит от увеличения тока до определенного значения, а именно на конт рол ьную величину 3<, то даже при колебаниях питающего напряжения обес о печивается постоянство зажигаемой энергии.

Формула изобретения ком регулирования времени протекания тока в выходном транзисторе, нагрузкой которого является первичная обмотка катушки зажигания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, блок регулирования времени протекания тока выполнен в вице интегратора, включенного между инвертируемым и неинвертируемым входами операционного усилителя через две параллельные цепи, образованные последовательным соединением, по меньшей мере, одного диода и одного резистора, каждая из которых вместе с инте" гратором подсоединена к общей точке

025) 10 соединения коллекторов двух последовательно соединенных транзисторов разной проводимости, причем база n-p-и тран-зистора соединена с коллектором предконечного транзистора, а база р"и-р транзистора через каскадное соединение промежуточного и контрольного транзисторов соединена с резистором, включенным в цепь эмиттера выходного

10 транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 3831571, ; кл. 123-148, опублик. 1974.

is 2. Выложенная заявка ФРГ М l539178, кл. % 02 P 3/02, 1970 °