ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F02P3/08 

Изобретение относится к системам зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, а именно к электронным системам зажигания с непрерывным накоплением энергии в конденсаторе.

Известны устройства и способы зажигания конденсаторного типа, состоящие из преобразователя напряжения, накопительного конденсатора, катушки зажигания, электронного разрядного ключа и его схемы управления, соединенной с контактами прерывателя.

В этих устройствах при срабатывании электронного ключа по сигналу от схемы управления, синхронизируемой контактами прерывателя, начинается разряд накопительного конденсатора, предварительно заряженного от преобразователя напряжения, на первичную обмотку катушки зажигания, что в свою очередь инициирует процесс искрообразования на свечах зажигания двигателя внутреннего сгорания.

В ходе работы системы зажигания [1], где в качестве электронного ключа используется тиристор, процесс искрообразования начинается с момента отпирания тиристора по сигналу от схемы управления, при этом возникают затухающие электромагнитные колебания в колебательном контуре образованном емкостью накопительного конденсатора, индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания, открытым тиристором и диодом, включенным встречно-параллельно тиристору.

Недостатком системы зажигания [3] является наличие остаточного напряжения на накопительном конденсаторе в момент окончания очередного цикла процесса искрообразования, т. е. энергия электрического заряда накопительного конденсатора используется неполностью, что приводит к снижению КПД устройства и ухудшению энергетических характеристик процесса искрообразования.

Наиболее близкой к предлагаемой является система зажигания [2], содержащая накопительный конденсатор, подключенный параллельно преобразователю напряжения (зарядному блоку) и последовательной цепи, образованной первичной обмоткой катушки зажигания и электронным ключом, вход которого подключен к формирователю со схемой управления, связанной с контактами прерывателя, в которой длительность импульса формирователя для удержания электронного ключа в открытом состоянии устанавливается равной 1/4 периода собственных колебаний параллельного колебательного контура, образованного емкостью накопительного конденсатора и индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания, соединяемых открытым электронным ключом, в качестве которого используется транзистор.

В ходе работы этой системы зажигания через 1/4 периода колебаний вышеуказанного колебательного контура разрядный ток накопительного конденсатора достигает своего максимального значения, а напряжение на конденсаторе равно нулю, при этом вся энергия контура запасена в электромагнитном поле первичной обмотки катушки зажигания и именно в этот момент времени действие импульса формирователя должно прекратиться, а транзистор перейти в закрытое состояние, обеспечивая трансформацию запасенной в катушке зажигания электромагнитной энергии в рабочий зазор свечи зажигания.

Недостатком системы зажигания [2] является отсутствие автоматической стабилизации длительности включения электронного ключа по максимальному значению тока разряда накопительного конденсатора, которая необходима для устранения влияния изменений электрических параметров накопительного конденсатора и катушки зажигания при их замене на аналогичные, а также при изменении внешних условий эксплуатации, в частности - температуры, что снижает надежность работы системы зажигания и ухудшает эксплуатационные показатели.

Цель изобретения - повышение надежности работы системы зажигания за счет автоматического запирания электронного ключа в момент достижения разрядным током накопительного конденсатора своего максимального значения.

Для осуществления этой цели в предлагаемой системе зажигания, содержащей преобразователь напряжения и подключенный к его выходу параллельный колебательный контур, образованный накопительным конденсатором и последовательной цепью, состоящей из индуктивности первичной обмотки катушки зажигания и электронного ключа, вход которого подключен к формирователю со схемой управления, связанной с контактами прерывателя, причем время открытого состояния электронного ключа равно 1/4 периода собственных колебаний вышеуказанного контура, согласно изобретению в последовательную цепь, образованную первичной обмоткой катушки зажигания и электронным ключом, в качестве которого используется тиристор, введены два диода, причем один из них включен согласно-последовательно с тиристором, а второй встречно-параллельно первичной обмотке катушки зажигания.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы зажигания.

Система зажигания содержит преобразователь напряжения 1 и подключенный к его выходу колебательный контур, образованный накопительным конденсатором 2, индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания 3 и электронным ключом, в качестве которого используется тиристор 4, вход которого подключен к схеме управления 5, соединенной с контактами прерывателя 6, а также диод 8, включенный согласно-последовательно с тиристором 4, и диод 8, включенный встречно-параллельно первичной обмотке катушки зажигания 3.

Система зажигания работает следующим образом.

При подаче на схему питания от источника постоянного тока преобразователь напряжения 1 перед началом каждого очередного цикла искрообразования обеспечивает заряд накопительного конденсатора 2 до напряжения порядка 300-400 В. В момент размыкания контактов прерывателя 6 схема управления 5 открывает тиристор 4, при этом в колебательном контуре, образованном конденсатором 2, индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания 3, открытым тиристором 4 и диодом 7, начинаются затухающие электромагнитные колебания, инициирующие процесс искрообразования на свечах зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Через 1/4 периода этих электромагнитных колебаний ток в колебательном контуре достигает своего максимального значения и вся энергия контура запасена в электромагнитном поле катушки зажигания 3, а конденсатор 2 разряжен до величины напряжения смещения, действующего в колебательном контуре, которое является суммарным падением напряжения на тиристоре 4 и диоде 7 при протекании по ним электрического тока. В этот момент ЭДС самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания 3, переходя через нулевое значение и стремясь удержать ток контура от убывания, начинает менять свое направление и должна при этом изменить свою величину до величины напряжения смещения, действующего в колебательном контуре. Однако этого не происходит, т.к. для изменившегося направления ЭДС самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания 3 открывается диод 8, включенный встречно-параллельно этой обмотке и падение напряжения на котором гарантированно меньше, чем напряжение смещения. Поэтому происходит автоматическое переключение тока колебательного контура в цепь диода 8, причем тиристор 4 запирается, а энергия, запасенная в электромагнитном поле катушки зажигания 3, трансформируется в рабочий зазор свечи зажигания. На этом очередной цикл искрообразования заканчивается, при этом накопительный конденсатор 2 практически полностью разряжен.

Таким образом, применение тиристора в качестве электронного разрядного ключа и двух дополнительных переключающих диодов 7 и 8, включенных по предлагаемой схеме, в совокупности с другими существенными признаками обеспечивает автоматическое запирание тиристора 4 в момент достижения током разряда накопительного конденсатора 2 своего максимального значения, что позволяет исключить использование в предлагаемой системе зажигания блока формирователя, а следовательно, повысить ее надежность и улучшить эксплуатационные характеристики.

Источники информации
1. Авт.св. N 812955, М. кл. F 02 P 3/04.

2. Авт.св. N 798342, М. кл. F 02 P 3/04 (прототип).

Изобретение относится к системам зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Система содержит преобразователь напряжения, накопительный конденсатор, катушку зажигания, тиристор в качестве электронного разрядного ключа, схему управления тиристором, соединенную с контактами прерывателя, и два переключающих диода, обеспечивающих запирание тиристора в момент достижения разрядным током накопительного конденсатора своего максимального значения, при этом один из диодов включен согласно-последовательно с тиристором, а второй - встречно-параллельно первичной обмотке катушки зажигания. Изобретение позволяет повысить надежность системы зажигания за счет автоматической оптимизации времени разряда накопительного конденсатора в процессе искрообразования. 1 ил.

Электронная система зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащая преобразователь напряжения и подключенный к его выходу колебательный контур, образованный накопительным конденсатором и последовательной цепью, состоящей из индуктивности первичной обмотки катушки зажигания и электронного ключа, вход которого подключен к формирователю со схемой управления, соединенной с контактами прерывателя, причем время открытого состояния электронного ключа равно 1/4 периода собственных колебаний вышеуказанного контура, отличающаяся тем, что в последовательную цепь, образованную первичной обмоткой катушки зажигания и электронным ключом, в качестве которого используется тиристор, введены два диода, при этом один из них включен согласно-последовательно с тиристором, а второй - встречно-параллельно первичной обмотке катушки зажигания.