Батарейная система зажигания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 14. 05. 81 (21) 3294589/18-21 (51}N. Кл.

F 02 Р 3/04 с присоединением заявки М

9иударствеииый комитет

СССР ао делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет(53) УДК 621. 43 ° .044(088.8) Опубликовано 23. 11. 82. Бюллетень 1те 43

Дата опубликования описания 23. 11.82(72) Авторы изобретения

А. X. Синельников и B. И. Пиратинский (71) Заявитель (54) БАТАРЕЙНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

15 га

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к электронным системам зажигания бензиновых двигателей внутреннего сгорания.

Известна батарейная система зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения, триггер, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, катушку зажигания и схему стабилизации (1 g.

Недостатком такой системы зажигания является отсутствие режима многоискровости, обеспечивающего лучшее ,сгорание топливной смеси s цилиндрах двигателя.

Ближайшей к изобретению по технической .сущности является батарейная система зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе, триггер, выпрямитель, накопительный конденсатор, тирлстор, схему стабилизации, каскад многократного искрообразования на транзисторе и двух резисторах, катушку зажигания и прерыватель f 2).

Недостатком известной системы зажигания является недостаточная ее эффективность иэ-за того, что режим многократного искрообразования продолжается все время пока контакты пре рывателя разомкнуты. Это может вызвать появление искры сразу в двух цилиндрах двигателя, что нарушит его работу.

Целью изобретения является повышение эффективности системы зажигания.

Цель достигается за счет того, что в батарейную систему зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащую преобразователь напряжения на трансформаторе, одна часть выходной обмотки которогЬ через выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, параллельно которому подключены последовательно соединенные

3 97612

2 4 резисторе 20 и диоде 21; контакты 22 прерывателя; схему управления триггером, состоящую иэ резисторов 23-25, конденсатора 26 и диода 27; каскад многоискровости, состоящий из транзисторов 28 и 29, резисторов 30-34, первичная обмотка катушки зажигания .и тиристор, точка соединения которых подключена к отрицательной шине питаI ния, при этом вход тиристора подключен к другой части выходной обмотки трансформатора через RC-цепочку и диконденсаторов 35 и 36; диодов 37 и 38, од, триггер, выход которого подключен вую дифференцирующую цепочку подклю,2$ чена к входу сброса счетчика импульсов и через первый дополнительный резистор - к положительной шине питания, общая точка соединения катода второго

Устройство работает следующим образом.

После включения питания триггер устанавливается в условно первое устойчивое состояние, когда транзистор

I закрыт, а транзистор 2 открыт. Это обеспечивается соответствующим выбором величин сопротивлений резисторов дополнительного диода с коллектором транзистора каскада многоискровости через вторую дифференцирующую цепочку подключена к счетному входу счетчика импульсов и через второй дополнительный резистор — к положительной .шине питания, а выход счетчика импульсов подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор которого соеди- 3 и 4, включенных в базы транзисторов нен с базой транзистора каскада иного" искровости, а эмиттер - с отрицательной шиной питания.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема батарейной системы зажи ания на иг. 2 - иаrpa схе г, ф А ммы импульсов в различных точках мы.

Система зажигания содержит транзис" торный преобразователь напряжения, со стоящий из триггера на транзисторах 1 и 2, резисторах 3-6, силового транзистора 7 и трансформатора 8 с тремя обмотками: первичной 9, вторичной 10 и дополнительной 11; выпрямитель на диоде 12; накопительный конденсатор

13; тиристор 14; катушку 15 зажигания с двумя обмотками: первичной 16 и вторичной 17; схему стабилизации на транзисторе 18, резисторе 19, контрольном к входу транзистора преобразователя, а его выход через контрольный резистор соединен с схемой стабилизации, каскад многоискровости, соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора через контакты реле, и контакты прерывателя, подключенные к входу триггера, дополнительно введены счетчик импульсов, транзистор, два дополнительных диода, два резистора и две дифференцирующие RC-цепочки, причем первый допогнительный диод включен в цепь контактов прерывателя, второйв цепь коллектора транзистора каскада многоискровости, общая точка соединения катода первого дополнительного диода с прерывателем через перt0

20 счетчика 39 импульсов, электрома гнитного реле 40 с замыкающими контактами 41 и выключателя 42; схему управления тиристором, состоящую из резистора 43, конденсатора 44 и диода 45.

На фиг. 2, иллюстрирующей режим многократного искрообразования, приняты следующие обозначения: пр — напряжение на контактах 22 прерывателя;

US o,„-напряжение на входе сброса счетчика 39 импульсов;

00 с ет- напряжение на счетном входе счетчика 39;

Овь, - напряжение на выходе счетчика 39;

3 м - ток через обмотку 9 трансфоро5м.9 матора 8;

О Вм и- напряжение на обмотке 11;

U „ - напряжение искрообразователя (на свече зажигания). и 2, Ток коллектора транзистора 2 протекает через резистор 6 и эмиттерный переход транзистора 7, открывая

его. Через контрольный резистор 20 и первичную обмотку 9 трансформатора 8 начинает протекать линейно нарастающий ток. По мере нарастания тока увеличивается падение напряжения на контрольном резисторе 20. Это напряжение поступает к базе транзистора 18 и открывает его..

Положительный импульс с коллектора транзистора 18 через диод 21 поступает к базе транзистора 2 триггера, вследствие чего триггер переключается во второе устойчивое состояние, транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. В результате транзистор 7 также закрывается, разрывая цепь тока первичной обмотки 9 транс= форматора 8. Энергия, накопленная в

5 9761 магнитном поле сердечника трансформатора 8, создает в его обмотках импульсы напряжения. Положительный импульс с конца обмотки 10 (начала обмоток на фиг. 1 обозначены точками) отпирает диод 12 и заряжает накопительный конденсатор 13 до напряжения 300-400 В.

Допустим, что в момент включения питания выключатель 42 разомкнут, что соответствует режиму однократного ис- 16 крообразования, а контакты.22 прерывателя замкнуты. В этом случае реле

40 обесточено, его контакты 41 разомкнуты, транзистор 29 каскада многоискровости заперт и на работу системы 1 не влияет. Конденсатор 26 через резисторы 24 и 25, диод 37 и замкнутые контакты 22 прерывателя заряжается до напряжения, определяемого соотношением между сопротивлениями резисторов 24 20 и 25.

После размыкания контактов 22 прерывателя, включенного на входе триггера, конденсатор 26 через диод 27 и резисторы 23 и 5 подключается к эмит- 25 терному переходу транзистора 1 плюсом к его базе. Вследствие этого транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается, т. е, триггер переключается в первое устойчивое состояние..В Зе результате .транзистор.7 также открывается и повторяются описанные процессы, происходившие после включения питания. Положительный импульс с начала обмоткй 10 трансформатора 8, появляю- щийся в момент размыкания контактов

22 прерывателя и отпирания транзистора 7, через конденсатор 44 и диод 45 поступает на управляющий электрод тиристора 14. Тиристор 14 переключает- 4е ся и подключает заряженный до напряжения 300-400 В накопительный конденсатор к первичной обмотке 16 катушки

15 зажигания. Во вторичной обмотке 17 катушки возникает импульс высокого напряжения, который поступает к распределителю, а затем к свечам зажигания.

Резистор 43 предназначен для разряда конденсатора 44 после каждого

SO цикла работы системы.

При включении выключателя 42 (что происходит, например, при включении стартера) реле 40 срабатывает, его контакты 41 замыкаются и конец обмотИ ки 11 трансформатора 8 через резистор

34 подключается к базе транзистора 29.

При этом система работает в режиме

22 d, многократного искрообразования (фиг. 2) .

Первая искра появляется, как и обычно, в момент размыкания контактов

22 прерывателя (фиг. 2). При этом положительный импульс с контактов 22 прерывателя через дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 36 и резистора 30, поступает на вход сброса счетчика 39 импульсов, вследствие чего положительное напряжение на его выходе исчезает и транзистор

28 запирается. Одновременно с появлением искры в системе в момент t на1 чинается нарастание тока в обмотке 9 трансформатора 8, а в остальных обмотках 10 и 11 возникают импульсы напряжения длительностью, равной време1 ни нарастания тока.

В момент t> ток в обмотке 9, достигнув заданного значения, прекращается и в обмотках трансформатора возникают импульсы другой полярности, длительность которых Т определяется временем заряда накопительного конденсатора 13 через диод 12 (примерно 1 мс) .

Этот импульс с конца обмотки 11 в положительной полярности через замкнутые контакты 41 реле 40 и ограничивающий резистор 34 поступает на базу транзистора-29 и открывает его. После окончания заряда накопительного конденсатора 13 положительный импульс в обмотке 11 исчезает (t ) и транзистор

29 закрывается (фиг. 2). Во время Т

1 действия отрицательного импульса транзистор 29 остается в запертом состоянии.

Вследствие того, что транзистор 29 через диод 38 включен параллельно контактам 22 прерывателя, отпирание транзистора 29 при разомкнутых контактах

22 прерывателя равносильно замыканию контактов, а запирание - размыканию.

Следовательно, каждая новая искра в системе возникает после окончания процесса заряда накопительного конденсатора 13, т. е. когда система накопила номинальную энергию и готова к следующему циклу искрообразования. При этом частота искрообразования определяется быстродействием самой системы.

Период искрообразования (фиг. 2) равен Т = Vq+ Tg

В момент запирания транзистора 29 (фиг. 2) положительный импульс с его коллектора через дифференцирующую цепочку, состоящую иэ конденСатора 35 и резистора 31, поступает на счетный

2 8 тора подключен к другой части выходной обмотки трансформатора через RCцепочку и диод, триггер, выход которого подключен к входу транзистора преобразователя, а его выход через контрольный резистор соединен с схемой стабилизации, каскад многоискровости, соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора через контакты реле, и контакты прерывателя, под" ключенные к входу триггера, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, дополнительно введены счетчик импульсов, транзистор,, два дополнительных диода, два резистора и две дифференцирующие RC-цепочки, причем первый дополнительный диод включен в цепь контактов прерывателя, второй - в цепь коллектора транзистора каскада многоискровости, общая точка соединения катода первого дополнительного диода с прерывателем через первую дифференцирующую цепочку подключена к входу сброса счетчика импульсов и через первый дополнительный резистор к положительной шине питания„ общая точка соединения катода второго дополнительного диода с коллектором транзистора каскада многоискровости через вторую дифференцирурующую цепочку подключена к счетному входу счетчика импульсов и через второй дополнительный резистор - к положительной шине питания, а выход счетчика импульсов подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с базой транзистора каскада мно гоискровости, а эмиттер - с отрицате,льной шиной питания.

2. Авторское свидетельство СССР

N 712526, кл. F 02 P 3/04, 1980.

7 97612 вход счетчика 39, емкость которого в данном случае равна 2.

Следовательно, первый импульс, поступающий на счетный вход счетчика в момент 3, не изменяет его выходного 5 напряжения. При приходе же второго импульса в момент t+ напряжение на выходе счетчика становится положительным, вследствие чего транзистор 28 открывается и шунтирует базу транэис- >О тора 29. 8 результате этого последний закрывается и остается закрытым независимо от характера сигнала, поступающего с обмотки 11. Многократное искрообразование в системе прекраща- 15 ется.

Таким образом, количество искр в ,режиме многократного преобразования

М можно определить по формуле

Йп+1 36 где и -. емкость счетчика., Резисторы 32 и 33 предназначены для подачи положительного запирающе" го напряжения на диоды 37 и 38, что обеспечивает развязку цепи коллекто- 35 ра транзистора 29.

Способность предлагаемой системы зажигания вырабатывать после размыкания контактов прерывателя определен ное заранее заданное количество им- Зф

1пульсов искрообразования выгодно от.личает ее от ранее известных систем, повышая эффективность системы и расширяя воэможности ее практического применения. М

Формула изобретения

Батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая транзисторный преобразова, тель напряжения на трансформаторе, од- на часть выходной обмотки которого через выпрямитель подключена к накопи- . тельному конденсатору, параллельно которому подключены последовательно соединенные первичная обмотка катушки 45 зажигания и тиристор, точка соединения которых подключена к отрицательной шине питания, при этом вход тирисИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 439622, кл. F 02 P 3/04, 1975.