Электронная система зажигания

 

ОП ИСАНИ Е <11937758

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 15 11 ° 79 (2! ) 284483>/18-21 (sl) N. кл . с присоединением заявки М— 02 P 3/06

3Ъаударстаеный какитет

CCCP ав Аалан. изебретанкй и еткрытнй

{23.) Приоритет

Опубликовано 23.06.82 Бюллетень,Рв 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (5З) УДК б2-1.43. .044(088.8) (72) Автор изобретения

Н .А. Иилованов (7l ) Заявитель (4) ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕИА ЗАЖИГАНИЯ

1 .Изобретение относится к системам зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего: сгорания, а именно к электронным системам зажигания с накоплением энергии в конденсаторе.

Известна система электронного зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, -накопительный конденсатор,,0 включенный между выпрямителем и пер" .вичной обмоткой катушки зажигания, стабилитрон, подключенный параллельно выходу выпрямителя, и тиристор с блоком управления(1 .. Однако в этой. системе при запуске двигателя используется внешняя связь замка зажигания с дополнительным тиристором, которая снижает ее надежность (обрыв, окисление контактов и так далее ).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является

2 система, содержащая двухтактный транзи сторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный конденсатор, .включенный между выпрямителем и первичной обмоткой катушки зажигания, тиристор и.стабилитрон, включенные параллельно выходу выпрямителя, и блок управления тиристором, а также две последовательно соединенные RC-цепи, включенные параллельно выходу выпрямителя, причем параллельно каждому резистору RC-цепей подсоединены диоды в прямом направлении, а точка соединения конденсатора одной RCцепи с резистором другой ВС-цепи подключена к одному из выходов преобразователя напряжения(21.

Известная система электронного зажигания не обеспечивает стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора при холодном пуске

937758 4 двигателя и просадке напряжения на аккумуляторной батарее до 6-7 8.

Так как зимой напряжение, поддер- . живаемое в автомобильной сети, равно 14,)-1 8 (в условиях Северадо 1,g вольт), амплитудное значение выходного напряжения преобразователя при этом напряжении питания должно быть примерно на 103 ниже напряжения стабилизации стабилитрона дпя того, чтобы избежать .работы преобразователя в режиме короткого. замыкания на стабипитрон при возможных пвререгулированиях напряжения в сети и так далее.

Поэтому амплитудное значение выходного напряжения преобразователя выбирают из условия, чтобы оно было равным напряжению стабилизации стабилитрона при питании преобразователя напряжения 17 8 и более.

С пуском двигателя, при просадке напряжения сети до 6-7 вольт, напряжение на выходе мостового вы-: прямителя, равное удвоенной амплитуде выходного напряжения преобразователя, не достигнет напряжения стабилизации,так как это возможно лишь при питании преобразователя напря" женйем 8, 5 B.

Это приводит к тому, что напряжение заряда накопительного конденсатора на рабочих режимах двигате" ля практически эастабипизировано, а в режиме запуска меньше стабилизированного на 17-303.

Мощность искрообразования уменьшается уже в квадратичной зависимости от этого напряжения.

Дпя увеличения надежности запуска двигателя необходимо утроение ,амплитуды выходного напряжения пре образователя для заряда накопительного конденсатора.

Цель изобретения - повышение надежности системы при запуске . холодного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в электронной системе зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащей двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, стабилитрон, включенный параллельно выходу выпрямителя, последователЬно соединенные накопительный ,конденсатор и первичную обмотку катушки зажигания, параллельно ко45

sa

На временных диаграммах (фиг.2) работы системы при запуске двигателя изображены напряжение О„р (фиг.2а), на выходе преобразователя 1, напряжение U 4 (фиг.2б) на накопительном конденсаторе 4, напряжения Q< „U ® (Фиг.2 в,г) на конденсаторах 15 и

16 RC-цепей, напряжение U (фиг.2д) на выходе мостового выпрямителя 2, напряжение О Э11р (фиг.?е) на выходе блока 7 управления, напряжение U (фиг.2ж) . и ток 31 (фиг.2 з) s первичной обмотке катушки 5 зажигания.

Система работает следующим образом. торым подключен тиристор с блоком управления, а также две RC-цепи с диодами, подключенными параллельно из резисторам, первая из которых соединена с попожитепьным полюсом йэстового выпрямителя и первым выходом преобразователя напряжения, а конденсатор второй - подключен к

его отрицательному полюсу, введен диод, включенный в прямом направлении между точкой соединения положительного полюса мостового BblnpRMHтепя со стабилитроном и точкой

1 соединения накопительного конден1s сатора и тиристора, причем резис.тор второй КС-цепи соединен с вторым выходом преобразователя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема, системы; на фиг. 2 - ереуз менные диаграммы работы системы при запуске двигателя.

Система содержит двухтактный транзисторный преобразователь 1 напряжения, выход которого соединен с д мостовым выпрямителем 2, стабилитрон

3, включенный параллельно выходу выпрямителя 2,последовательно соединенные накопительный конденсатор 4 и первичную обмотку катушки 5 зажигания, параллельно которым подключен тиристор 6 с блоком 7 управления,,а так" же две RC-цепи 8 и 9 с диодами 10 и 11, подключенными параллельно резисторам 12 и 13, диод 14, включенный в прямом направлении между мостовым

35 выпрямителем 2 и точкой соединения накопительного конденсатора 4 и тиристора 6, йричем резистор 13 второй

RG-цепи соединен с вторым выходом ао преобразователя 1, а RC-цепи 8 и 9 содержат конденсаторы 15 и 16, а выпрямитель 2 выполнен на диодах

17-20.

58 6 тые диоды 20 и 19 соответственно через резисторы 12 и 13 с постоянной времени 7 R13 C16 = Ю2 С15 при условии, что R12 . М 3, C15 = С16, где R12, R13 - сопротив-ления резисторов 12 и 13, С15, С16 - емкость конденсаторов 15 и 16.

Постоянная времени Т выбрана достаточно большой, чтобы величи,ной напряжения разряда конденсато:ров RC-цепей за время полупериода работы преобразователя 1 можно было пренебречь.

Поэтому каждую RC-цепь можно считать как эквивалентный источник, с ЭДС, равной амплитуде выходного напряжения преобразователя и внутренним сопротивлением, равным сопротивлению резистора RC-цепей.

Этот процесс происходит до момента времени 23 (фиг.2б) пока ток, протекающий через диоды 19 и 20, не снизится до величины тока ко роткого замыкания RC-цепи.

После этого диоды 19 и 20 закрываются обратно прилаженным напряжением и в дальнейшем в процессе заряда накопительного конденсатора 4 не участвуют до момента возникновения искры .

После закрытия диодов 19 и 20 в процессе заряда накопительного конденсатора 4 до момента 24 участвуют как выходное напряжение преобразова" теля 1, так и последовательно соединенные с ним эквивалентные источники с ЭДС, равной напряжению, до которого зарядились конденсаторы 15 и 16 кС-цепей 8 и 9 за первый полупериод работы преобразователя 1.

8 момент 24, при очередной смене полярности выходного напряжения пре" . образователя, через диоды 17 и 18 мостового выпрямителя 2 и открытый диод 14 происходит совместный заряд накопительного конденсатора 4 и кон" денсаторов 15 и 16 RC-цепей, и к моменту 25 они полностью заряжаются до амплитудного значения выходного напряжения преобразователя.

Далее диоды 17 и 18 мостового вы прямителя 2 в процессе заряда наколи" тельного конденсатора не участвуют до очередного момента искрообраэоiвания.

Начиная с момента 25, через каждый

:полупериод работы преобразователя происходит заряд накопительного конденсатора 4 под действием суммы ЭДС

5 9377

При запуске холодного двигателя, когда электрический стартер потребляет максимальный ток, напряжение на аккумуляторной батарее (не показан ) просаживается до 6-7 B. Это ведет к тому, что напряжение на выходе двух.тактного транзисторного преобразователя 1 при запуске двигателя будет ниже в 2, 5-3 раза, чем напряжения стабилизации стабилитрона 3, так как 16 выходное напряжение преобразователя 1 при номинальном напряжении автомобильной сети (14-15,5 В ) выбирается ниже, чем напряжение стабилизации, примерно на 104, чтобы исклю- % чить работу преобразователя в режиме короткого. замыкания на стабилитрон.

Для обеспечения заряда накопитель" ного конденсатора 4 до напряжения стабилизации при пуске двигателя не- zp обходимо заряжать накопительный кон-, денсатор 4 от источника с напряжением, равным утроенной амплитуде выходного напряжения преобразователя 1.

Для этого в системе через 2$ каждый полупериод работы преобразователя 1 -в процессе заряда накопительного конденсатора 4 участвуют три юследовательно соединенных источника, 1напряжения, ЭДС каждого иэ которых равна амплитуде выходного напряжения преобразователя.

В момент времени 21 (фиг.2) .подачи напряжения питания на преобра" зователь 1 при запуске двигателя начинается Совместный заряд накопительного конденсатора 4 (фиг.2 б) через диоды 17 и 18 мостового выпрямителя 2, диод 14 и конденсаторов t5 и 16 RC-цепей 8 и 9 через открытые диоды 10 и 11 с постоян« ной времени, „ К„,/С4+С15+С16/, где R„ - внутреннее сопротивление

"p преобразователя 1, С4 - емкость накопительного конденсатора 4, С15- емкость конденсатора

15кС-цени 8, С16- емкость конденсатора 16

RC-цепи 9.

В момент 22 при смене полярности выходного напряжения преобразователя происходит заряд накопительного конденсатора 4 экспоненциально убывающим током через диоды 19 и 20 мостового выпрямителя 2.

М

При этом предварительно заряженные конденсаторы 15 и 16 RC-цепей 8 и 9 будут разряжаться на откры937758 8 преобразователя и соединенных с ним последовательно эквивалентных источников, образованных RC-цепями 8 и 9 с постоянной времени.

7 C4(R p+ R12 + RI3)

В остальные полупериоды происходит подзаряд конденсатора 15 RC-цепи 8 через диоды 18 и 10.и конденсатора 16 RC-цепи 9 через диоды 11 и 17.

При этом напряжение на выходе 10 мостового выпрямителя 2 (фиг.2 д) в эти полупериоды будет равно амплитудному значению выходного напряжения преобразователя.

Накопительный конденсатор 4 в это и время разряжаться не будет, так как этому препятствует закрытый диод 14.

В момент. времени 26 происходит полный заряд накопительного конденса-, тора 4 до утроенного напряжения на щ выходе преобразователя 1

В момент 27 подается управляющий импульс фиг.2 e ) на тиристор 6, и происходит искрообразование.

Напряжение и ток в первичной уз обмотке катушки 5 зажигания показа ны на фиг.2 ж, з

На максимальных оборотах двигателя и повышенной частоте искрообразования, и номинальном напряжении сети ток заряда накопительного конденсатора 4 в основном. проходит через диоды l7-20 мостового выпрямителя 2, а время участия эквивалентных источников s процессе заряда резко уменьшается.

Стабилитрон 3 ограничивает напряжение заря а накопительного конденсатора 4 на уровне напряжения его стабилизации., При этом балластным сопротивлением для параметрического стабилизагора со стабилитроном будет являться сумма выходного сопротивления преобразователя и резисторов 12 и 13

RC-цепей.

Таким образом, в предлагаемом изобретении при холодном пуске двигателя с просадкой напряжения автомобильной сети до 6-7 В и пониженной частоте искрообразования утроение напряжения на накопительном кон" денсаторе 4 обеспечивает номинальную мощность искры, Вследствие того, что в системе стабилизация напряжения заряда накопительного конденсатора 4 в диапазоне изменения-питающей сети от

6 до 15,5 В осуществляется без применения активных элементов (транзисторов, тиристоров и так далее) резко повышается ее эксплуатационная надежность. формула изобретения

Электронная система зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащая двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, стабилитрон, включенный параллельно выходу выпрямителя, послеДовательно соединенные накопительный конденсатор и первичную обмотку катушки зажигания, параллельно которым подключен тиристор с блоком управления, а также две RC- цепи с диодами, подключенными. параллельно их резисторам, первая из которых соединена с положительным полюсом мостового выпрямителя и первым выходом преобразователя, а конденсатор второй подключен к его отрицательному юлюсу, о т л ич а ю. щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, введен диод, включенный в прямом направлении между точкой соединения положительного полюса мостового выпрямителя со стабилитроном и точкой соединения накопительного конденсатора и тиристора; причем резистор второй

RC-цепи соединен о вторым выходом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i Авторское свидетельство СССР

Ю 470652, кл, F 02 р 3/04, опублик.

1975 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2725674/18-21, кл. F 02 р 3/06, 1979.

937758

Ф

<се

©вг.Р

Составитель А.Борзиков

Редактор Л.Гратилло Техред Ж. Кастелевич Корректор M.шаРош

Заказ 4409/47 Тираж 552 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35,. Раушская на6., д. 4/5

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