Транзисторная конденсаторная система зажигания
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
- . Союз Советских
Социалистических
Республик
< >960460
4 ъ
/ .2„Г(61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 289217 (Щ М. Кп. (22) Заявлено 05.02.81 (21) 3243817/18-21
F 02 P 3/08
F 02 Р 3/06 с присоединением заявки ¹ (23) 0риоритетГосударственный комитет
СССР ио дедам изобретений и открытий
1И) УДК 621. 43. . 044.3(088.8) Опубликовано 2309.82. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 230982 (72) Авторы изобретения
М.С. Грибакин и С.А. Розенберг (71) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНАЯ КОНДЕНСАТОРНАЯ СИСТЕМА
ЗАЖИГАНИЯ
Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано в системах запуска газотурбинных двигателей и в карбюраторных поршневых двигате.лях внутреннего сгорания.
По соновному авт. св. Ф 289217 известна емкостная система зажигания, используемая преимущественно в реактивных двигателях для розжига топливовоздушной смеси, содержащая силовой транзистор, индукционную катушку с первичной управляющей и вторичной обмотками, высоковольтный выпрямитель, накопительный конденсатор, разрядное устройство и запальную свечу. В цепи базы силового транзистора имеется стабилизирующий транзистор, смещение на базе которого осуществляется полупроводниковыми диодами и обмоткой отрицательной обратной связи по напряЖению питания (1) .
Недостатком данной систеьи зажигания является отсутствие ограничения величины напряжения на вторичной обмотке индукционной катушки, При работе система зажигания в режиме
"открытой цепи", т. е. при отсутствии запальной свечи или при значительном повышении ее пробивного напряжения на вторичной обмотке индукционной катушки, накопительном конденсаторе и выпрямителе возникают напряжения, значительно превышающие рабочие напряжения указанных элементов,.что снижает надежность их рабо» ты и систеьви зажигания в целом. Применение элементов с рабочими напряжениями, близкими к величине напряжения в режиме "открытой цепи" приводит к недопустимому увеличению веса и габаритов системы зажигания.
Снижение напряжения режима "открытой цепи" до уровня рабочего напряжения элементов вторичной цепи приводит к недопустимому снижению выходной мощности, т. е. к снижению надежности розжига топливовоэдушной смеси. Иэ-за отсутствия ограничения найряжения на вторичной обмотке неприемлемо применение такой системы зажигания для поршневых карбюраторных двигателей, где систе25 ма всегда до момента поступления сигнала с механического или бесконтактного прерывателя работает в режиме, близком к "открытой цепи".
Целью изобретения является повы30 шение надежности транзисторной емко960460 стной системы зажигания при работе ее в режиме "открытой цепи" и применение системы в карбюраторных поршневых двигателях.
Эта цель достигается тем, что в транзисторной емкостной конденсаторной системе зажигания, содержащей силовой транзистор, индукционную катушку с обмотками первичной, вторичной и обратной связи, высоковольтный выпрямитедь, накопительный конденса- 10 тор, ррзрядное устройство, между обмоткой обратной связи силового транзистора и его базой стабилизирующий транзистор, база которого соединена с обмоткой положительной обратной связи через параллельно соединенные резистор и конденсатор, а параллельно переходу эмиттер — база включена обмотка отрицательной о6ратной связи последовательно с диодами, размещенными на общем теплоотводе с транзисторами, между первым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора и базой стабилизирующего транзистора включена цепь, состоящая из последовательно включенных двух диодов и стабилитрона, причем между диодами включен один вывод конденсатора, другой вывод которого соединен с вторым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора, база которого соединена с анодом стабилитрона.
Такое схемное решение позволяет устанавливать заданную величину напря 5 жения на накопительном конденсаторе. Эта величина не зависит от напряжения питания, от времени нахожде- ния во включенном состоянии и зависит только от напряжения срабатыва- 40 ния стабилитрона и соотношения витков обмотки индукционной катушки.
В результате исключается вероятность возникновения недопустимых перенапряжений на элементах вторичной цепи, 45 и таким образом повышается надежность системы зажигания.
На фиг. 1 приведена схема системы зажигания для реактивных двигателей; на фиг. 2 -вторичная цепь для поршневых карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.
Основными элементами системы являются индукционная катушка, имеющая сердечник 1, первичную обмотку 2, обмотки 3 и 4 положительной обратной связи, обмотку 5 отрицательной обратной связи и вторичную обмотку 6. В цепи первичной обмотки 2 имеется силовой транзистор 7, в цепь эмиттербаза которого включен стабилизирую- О щий транзистор 8. Полупроводниковые диоды 9-1 и 9-2 термически связаны с обоими транзисторами за счет размещения их на общем теплоотводе. Резисторы 10 — 12 служат для установле- 65 и ния режимов работы силового 7 и стабилизирующего 8 транзисторов и диодов
9-1 и 9-2.Для сокращения времени переключения силового транзистора 7 имеются форсирующие .конденсаторы 13 и 14 и полупроводниковый диод 15.
Вторичная обмотка 6 соединена через высоковольтный выпрямитель 16 с накопительным конденсатором 17, к которому через разрядное устройство 18 подключена запальная свеча 19. К клеммам 20 и 21 подключается источник электропитания. Цепь иэ последо1 ательно включенных: диодов 22 и 23 стабилитрона 24 между концом обмотки 4 и базой транзистора 8 служит для стабилизации напряжения на всех обмотках индукционной катушки. Конденсатор 25 после заряда до напря жения включения стабилитрона 24 снижает первичный ток индукционной катушки и тем самым поддерживает схему в режиме стабилизации напряжения на обмотках.
Вторичная цепь как общеизвестная для поршневых карбюраторных двигателей содержит вторичную обмотку
26, соединенную через выпрямитель
27 с накопительным конден= атором 28, к которому через разрядное устройство — тиристор 29 подключена катушка зажигания автомобиля с первичной
30 и вторичной 31 обмотками. На клемму 32 подается пусковой им ул.
Схема работает следующим образом.
При открытом силовом транзисторе 7 по первичной обмотке 2 протекает увеличивающийся во времени ток, который наводит ЭДС в остальных обмотках индукционной катушки. Силовой транзистор 7 поддерживается в открытом состоянии за счет токов, протекающих через его базу.по трем цепям: через стабилизирующий транзистор 8 и резистор 12, через резистор
11, через диоды 9-1 и 9-2, резистор
10 и обмотку 5.
Запирание силового транзистора 7 начинает происходить в тот момент, когда необходимый для поддержания его в открытом состоянии ток становится больше, чем ток, обеспечиваемый по трем укаэанным цепям. Запирание силового транзистора 7 уменьшает ЭДС в управляющих обмотках, что ведет к уменьшению тока в цепи его базы, и силовой транзистор 7 лавинообразно запирается.
В период снижения тока коллектора силового транзистора 7 полярность напряжения на всех обмотках индукционной катушки изменяется на обратную, при этом транзистор 7 активно запирается через диод 15, который подсоединяет непосредственно на базу силового транзистора 7 запирающее напряжение с управляющих обмоток 3 и 4. Время переключения силового
960460
10 транзистора 7 сокращается с помощью
Форсирующих конденсаторов 13 и 14, напряжение на которых остается запирающим при переключении.
Накопленная в сердечнике 1 магнит ная энергия с помощью вторичной обмотки 6 и высоковольтного выпрямителя 16 передается в накопительный конденсатор 17. Одновременно через диод 22 заряжается конденсатор 25 до напряжения на обмотках 3 и 4.
В тот момент, когда. накопительный конденсатор 17 перестает заряжаться,в управляющих обмотках появляется ЭДС, которая открывает силовой транзистор 7, и цикл повторяется. )5
3а каждый цикл накопительный конденсатор 17 и конденсатор 25 подзаряжаются.
При достижении на накопительном конденсаторе 17 напряжения, равного пробивному напряжению разрядного устройства 18, происходит пробой последнего, и энергия накопительного конденсатора 17 выделяется в запальной свече.
В случае отсутствия свечи или увеличения ее пробивного напряжения, когда разрядное устройство 18 не пробивается, накопительный конденсатор 17 и конденсатор 25 подзаряжаются до большего напряжения. При определенном напряжении на конденсаторе 25 срабатывает стабилитрон 24, и после этого на переходы база-эмиттер силового и стабилизирующего транзисторов 7 и 8 подается запирающее напряжение. В результате снижается ток силового транзистора 7, и тем самым поддерживается напряжение на накопительном конденсаторе 17 на уровне, не превышающем величины опас- 40 ного напряжения для элементов вторичной цепи.
Стабилизация напряжения на обмотках индукционной катушки предотвращает появление перенапряжений во вто- 45 ричной цепи системы зажигания и таким образом повышает надежность сис- темы зажигания.
В случае применения системы зажигания на поршневом карбюраторном 50 двигателе внутреннего сгорания вторичную цепь выполняют в соответствии с фиг. 2. Принцип заряда накопи-. тельного конденсатора 28 через выпрямитель 27 соответствует изложенному. 55
Уровень рабочего напряжения на накопительном конденсаторе 28 устанавливается с помощью стабилитрона 24
c учетом коэффициента трансформации обмоток 2 — 4 и 26.
При входном пусковом импул ь се, пОданном на клемму 32 от обычной контактной системя с дополнительными компонентами формирования импульса или от магнитного или фотоэлектрического датчиков, накопительный конденсатор 28 через тиристор 29 разряжается на первичную обмотку 30 катушки зажигания, и далее через вторичную обмотку 31 и через высоковольт" ный распределитель импульс напряжения прикладывается к свечам зажигания.
Стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе обеспечива-. ет стабильность энергии (на оптимальном уровне ) на свечах зажигания и таким образом надежный запуск при значительно разряженной (до 4В) аккумуляторной батарее и особенно в ус.ловиях отрицательных температур (например минус 40 С или минус 60 С).
При действии стабилизации силовой транзистор частично прикрывается, и ток силового транзистора уменьшается, например с 6А до 0,5А, т. е. значительно снижается потребляемый ток от источника питания, и силовой транзистор работает почти в ненагруженном режиме.
Кроме того, при наличии стабилизации во вторичных цепях не требуется запасов по электропрочности изоляции, т. е. сокращается расход изоляционных материалов и снижается вес системы примерно на 15-20%.
При этом обеспечивается повышение надежности системы зажигания.
Формула изобретения
Транзисторная конденсаторная система зажигания по авт. св.9289217, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, между первым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора и базой стабилизирующего транзистора включена цепь, состоящая из последовательно соединен.-. ных двух диодов и стабилитрона, причем между диодами включен один вывод конденсатора, другой вывод которого соединен с вторым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора, база которого соединена с анодом стабилитрона.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 289217, кл. F 02 P 3/08, 15.09.67.
960460 тели
Составитель A. Борэиков
Техред..М.Контура
Редактор В. Данко
Корректор E. Рошко
Эакаэ 7227/41 Тираж 552.
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
