Устройство электронного зажигания двигателя внутреннего сгорания

 

Союз. Советск их

Соцналнстичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свиц-ву (22) Заявлено 23. 04.81 (2 I ) 3282431/18-21 (51)М. Кл.

F 02 P 3/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Ртвударетееке@» квинтет

CCCP ао делен кзебретений к вткрытнк

Опубликовано 30.10. 82. Бюллетень J4 4

Дата опубликования описания 01. 11.82 (53) УДК 621;43. ..04(088.8) (T2) Автор . изобретения

Э. Г. Данченко (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к импульс= ным устройствам, в частности к уотройствам формирования импульсов зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства электронного зажигания "Искра-1" и "Искра-2" двигателя внутреннего сгорания, которые содержат контрольный резистор, транс" форматор, источник питания, блок сравнения, катушку зажигания, тиристор, блок включения тиристора, накопитель- 1О ный конденсатор, блок запуска, блок формирования импульсов, ключ, выполненный в виде транзистора, первый ди" од, выключатель и второй диод, причем источник питания, выключатель, контрольный резистор, выводы которого через последовательно соединенные блок сравнения и блок Формирования импульсов соединены с базой транзистора, первая обмотка трансформатора и транзистор, эмиттер которого соединен с первой обмоткой трансформатора, соединены последовательно и образуют

2 блок стабилизации заряда накопитель" ного конденсатора, катушка зажигания, тиристор, управляющий электрод которого соединен через блок включения тиристора сс второй обмоткой транс" форматора, и накопительный конденсатор соединены последовательно, точка соединения катушки зажигания с тирис" тором соединена с выводом источника питания, накопительный конденсатор включен между последовательно соединенными вторым диодом и третьей обмоткой трансформатора, вторая и третья обмотки трансформатора соединены между собой и точкой соединения тиристора с накопительным конденсатором, первый диод включен параллельно катушке зажигания, а блок запуска соединен с блоком формирования импульсов (1).

Однако устройство формирования импульсов достаточно сложно, содержит сравнительно большое количество элементов и не обеспечивает устойчивой

969934 работы при изменении напряжения питании; транзистор в цепи первой обмотки трансформатора должен пропускать достаточно большие импульсные токи и выдерживать сравнительно большое напряжение на коллекторе, определяемое током разрыва, т.е. этот транзистор должен работать в достаточно тяжелом режиме. Часть энергии, выделяемая в виде импульса самоиндукции и запасаемая на собственной емкости ка,тушки зажигания и высоковольтных це" пей системы, бесполезно рассеивается на диоде, шунтирующем катушку заигания после выключения тиристора. то снижает коэффициент полезного ействия, приводит к уменьшению дли-, тельности искры и снижает быстродейст . " вие устройства., так как для накопления рассеянной указанным диодом энер" гии в трансформаторе необходима эатра. та дополнительного времени, факти" чески длительность искры B устройстве ограничивается величиной — e„c, 2S где L индуктивность катушки .зажигания;

С - емкость накопительного конденсатора, т.е. четвертой частью периода синуса" иды.

Цель изобретения " упроцение уст" ройства, повышение его надежности, коэффициента полезного действия, быстродействия и длительности искры.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее последо" вательно соединенные катушку зажигания, первый тиристор, управляющий электрод которого соединен с блоком включения первого тиристора, и накопительный конденсатор, блок запуска и блок стабилизации заряда накопительного конденсатора, выполненный в виде последовательно соединенных источ- $ ника питания, выключателя, контрольного резистора, первой обмотки транс", форматора и ключа,. и блок сравнения, вход которого соединен с выводом конт рольного резистора, вторая обмотка трансформатора, включена между катодом первого тиристора и блокам включения первого тиристора, введены второй тиристор и второй блок запуска, а ключ.выполнен на третьем тиристо- $$ ре, который включен между накопительным койденсатором и катушкой зажигания с направлением проводимости пер»

4 вого тиристора, второй тиристор вклю» чен между точками соединения накопительного конденсатора с первым тиристором и катушки зажигания с третьим тиристором, при этом соединены основные одноименные электроды второго и третьего тиристоров, управляющие электродй второго и третьего тиристоров соединены соответственно с выходом блока сравнения и выходом первого блока запуска, а второй блок запуска соединен с выводом источника питания через выключатель и блоком сравнения.

На фиг. 1 дана схема устройства 3; на фиг. 2 - эпюры напряжений в зависимости от времени в точках А, Б, В, ГиД.

Устройство содержит контрольный езистор 1, трансформатор 2, источ" ик 3 питания, блок 4 сравнения с ис точником эталонного напряжения., ка тушку 5 зажигания, первый тиристор 6. блок 7 включения первого тиристора, накопительный конденсатор 8, первый блок 9 запуска, второй тиристор 10, третий тиристор 11, второй блок 12 запуска и выключатель 13, причем последовательно соединенные источник 3 питания, выключатель l3, контрольный резистор 1, первая обмотка трансформатора 2 и третий тиристор 11, а также блок 4 сравнения, вход которого соединен с выводами контрольного резистора 1, образуют блок стабилизации заряда накопительного конденсатора 8, последовательно соединенные катушка 5 зажигания, первый тиристор 6, управляющий электрод которого соединен через блок 7 включения и вторую обмотку трансформатора 2 с катодом, и накопительный конденсатор 8 включены параллельно третьему тиристору 11 так, что накопительный конденсатор 8 включен между основными разноименными электродами первого. и третьего тиристоров 6 и 11, второй тиристор 10 включен между точками соединения накопительного конденсатора 8 с первым тиристором 6 и третьего тиристора 11 с источником .3 питания так, что соединены основные одноименные электроды второго и третьего тиристоров 10 и 11, управляющий электрод второго тиристора 10 соединен с блоком 4; сравнения, управляющий электрод третьего тиристора 11 соединен с выходом: первого блока 9 запуска, а второй блок -12 запуска соединен с выводом ис9699 точника 3 питания через выключатель 13 и блоком сравнения 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

8 исходном состоянии выключатель 13 выключен и все элементы устройства обесточены. Накопительный конденса.тор 8 разряжен.

При включении выключателя 13 на устройство поступает питание. Второй . в блок 12 запуска через блок 4 сравнения кратковременным импульсом включает второй тиристор 10, Возникший в цепи: контрольный резистор 1 - первая обмотка трансформатора 2 - на- ц копительный конденсатор 8 -. второй тиристор 10 - источник 3 питания - выключатель 12 ток заряжает накопительный конденсатор 8 до удвоенного напряжения источника 3 питания. При пре в кращении тока в укаэанной цепи второй тиристор 10 выключен, а накопительный конденсатор 8 сохраняет заряд со знаком плюс на обкладке, соединенной с третьим тиристором 11. 8 дальнейшем

;второй блок 12 запуска на работу уст- ройства не влияет и для повышения по" иехоустойчивости может быть отключен.

I

Поступающий с первого блока 9 запуска импульс включает третий тиристор 11 и через трансформатор 2 и блок 7i включеййя первый тиристор 6. Накопи" тельный конденсатор 8 через цепь пер" вого тиристора 6, катушки зажигания .5

s и третьего тиристора 11 изменяет знак заряда на обратный вследствие колебательного процесса в указанной цепи и выключения первого тиристора 6 в момент прекращения тока. Так как напряжение на накопительном конденсаторе 8 недостаточно высоко, искра на свече не возникает. Энергия накопительного конденсатора 8 почти полностью возвращается обратно на накопительный конденсатор 8.

Поскольку включен третий тирис тор 11, в цепи первой обмотки транс"форматора 2 и контрольного резисто" ра 1 возникает увеличивающийся ток.

Скорость возрастания тока определяет индуктивность трансформатора 2 и напряжение источника 3 питания. По мере возрастания тока в первой обмотке трансформатора 2 возрастает напряжение на контрольном резисторе 1. При достижении определенного напряжения на контрольном резисторе 1 блок 4 сравнения включает второй тиристор 10.

34 6

Последний подключает соответствующую обкладку накопительного конденсатора 8 к источнику 3 питания, Так как напряжения на источнике 3 питания и накопительном конденсаторе 8 будут суммироваться по отношению к первой обмотке трансформатора 2 и контрольному резистору 1, ток через третий тиристор 11 прекращается, что приводит к выкпючению последнего.

Возникший в цепи: первая обмотка трансформатора !2 - накопительный конденсатор 8 - контрольный резистор 1 - второй тиристор 10 ток перезаряжает накопительный конденсатор 8 аналогично тому, как это было по .импульсу со второго блока 12 запуска.

Но напряжение на накопительном конденсаторе определяется формулой

-! о =ио. 1 — ", где u0 - напряжение на накопительчом конденсаторе 8 при включении второго тиристора 10;

3 - ток через трансформатор 2 при включении второго тиристора 10;

С " емкость накопительного кон" денсатора 8;

1. " индуктивность трансформатора 2.

Далее накопительный конденсатор Я сохраняет заряд до прихода ..следующего импульса с первого блока 9 запуска.

После образования искры часть энергии накопительного конденсатора 8 расходуется на искрообразова"

we, а часть. возвращается. накопитель" ному кондейсатору 8 через напряжение импульса самоиндукции катушки 5 зажи- гания . Величина остаточного напряжения на накопительном конденсаторе 8 ойредвляется формулой

Я "о " 1 с, где 1„- ток самоиндукции катушки 5 зажигания;

- индуктивность катушки 5 эа жи гания;

С - емкость накопительного конденсатора 8 и собственная емкость цепей катушки 5 зажигания, приведенная к первичной обмотке.

После прекращения тока через первый тиристор и выключения последнего накопительный конденсатор 8 и собственная емкость цепей катушки 5 зажигания будут разделены, а энергия, эа7 9699 пасенная емкостью цепей катушки 5 зажигания продлит искрообразование.

Длительность искрообразования при подключенном к катушке зажигания 5 накопительном конденсаторе 8 соответству- ет формуле

1 Ф ЛСт, где - индуктивность катушки 5 зажи"

1 гания;

С - емкость накопительного кон" te денсатора 8.

Длительность искрообразования можно регулировать подключением параллельно катушке 5 зажигания дополнительной емкости Сд. При этом напряжение на накопительном конденсаторе 3 должно быть установлено большей величины за счет тока в трансформаторе 2 или индуктивности трансформатора 2, так как при подключении С> во время включения первого и третьего тиристоров 6 и 11 напряжение на катушке зажигания 5 снижается в соответствии с формулой

С

02 0 C+c

Возникающий при отключении накопительного конденсатора 8 более высокочастотный колебательный процесс под" 3g держивает искру до полного израсходования энергии, оставленной в емкости цепей катушки 5 зажигания.

Полярность включения тиристоров 6, 10 и 11 зависит от полярности источ35 ника питания.

Применение тиристоров в качестве ,переключающих элементов для накопле;ния энергии на накопительном конден:саторе упрощает устройство, повышает

его надежность, обеспечивает его работу в более широких интервалах температуры окружающей среды и изменения напряжения источника питания при сохранении стабилизации поступающей на искрообразование энергии.

Использование энергии, запасенной катушкой зажигания в процессе искрообразования для подзаряда накопительного конденсатора, повышает коэффициент полезного действия устройства, позволяет снизить отбор энергии от источника питания, т.е. снизить ток в цепи трансформатора или индуктивность трансформатора. Это повышает быстро5$ действие устройства и снижает его... габариты.

Кроме того, отсутствие пробоя искрового промежутка свечи зажигания ав34 8 томатически повышает напряжение на накопительном конденсаторе до величи ны, oGec печи вающей пробой, что та кже увеличивает надежность.

Удлинение времени искрообразования происходит вследствие полного отключения накопительного конденсатора и использования для искрообразования энергии, оставленной на емкости в цепях катушки зажигания. В принципе длительность искрообразования может быть увеличена до значений, соответствуюцих классическим устройствам зажигания, содержащим катушку зажигания, конденсатор и механические контакты.

Кроме того, длительность подключения накопительного конденсатора к катушке зажигания составляет половину периода синусоиды.

Формула изобретения

Устройство электронного зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержацее последовательно соединенные катушку зажигания, первый тиристор, управляющий электрод которого соединен с блоком включения первого тиристора, и накопительный конденсатор, блок запуска и блок стабилизации заряда накопительного конденсатора, выполненный в виде последовательно соединенных источника питания, выключателя, контрольного резистора, первой обмотки трансформатора и ключа, и блок сравнения, вход которого соединен с выводом контрольного резистора, вторая обмотка трансформатора включена между катодом первого тиристора и блоком включения первого тиристора, отличающееся тем, что, с целью упроцения, повышения надежности, коэффициента полезного действия, быстродействия и длительности искры, введены второй тиристор и второй бло запуска, а ключ выполнен на третьем тиристоре, который включен между накопительным конденсатором и катушкой зажигания в направлении проводимости первого тиристора, второй тиристор включен между точками соединения на.копительного конденсатора с первым тиристором и катушки зажигания с третьим тиристором, при этом соединены основные одноименные электроды второго и третьего тиристоров, управляющие электроды второго и третьего тиристоров соединены с выходом блока сравнения и выходом первого блока

969934

ВНИИПИ Заказ 8345/38 Тираж 552 Подписное филиал AllO нйатент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4 запуска соответственно, а второй блок запуска соединен с выводом источника питания через выключатель и с блоком сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чем различаются блоки - "За рулем", 1977, N 10, с. 17 (прототип)