ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F02P3/08 

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

Известны системы зажигания конденсаторного типа, состоящие из преобразователя постоянного напряжения с двумя независимыми зарядными контурами, образованными выпрямителем, подсоединенным к выходной обмотке трансформатора преобразователя, накопительными конденсаторами, каждый из которых подсоединен к первичной обмотке катушки зажигания, причем параллельно каждому конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания подключены либо контакты прерывателя, либо электронные ключи, в качестве которых используются тиристоры, входы которых подсоединены к контактам прерывателя.

В системе зажигания [1], при наличии вышеуказанных существенных признаков, процесс искрообразования начинается с момента замыкания контактов прерывателя и заканчивается перезарядом коммутирующего конденсатора, включенного последовательно с первичной обмоткой катушки зажигания и обеспечивающего отсутствие режима короткого замыкания преобразователя постоянного напряжения, что увеличивает КПД системы зажигания.

К недостаткам системы зажигания I1] относится наличие механических контактов прерывателей, ухудшающих надежность работы системы зажигания.

Наиболее близкой к предлагаемой является система зажигания [2], содержащая преобразователь постоянного напряжения с двумя зарядными контурами, образованными выпрямителем, подсоединенным к выходной обмотке трансформатора преобразователя, накопительными конденсаторами, каждый из которых подсоединен к первичной обмотке катушки зажигания, причем параллельно каждому конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания подключены тиристоры, входы которых соединены с контактами прерывателя через выходы счетного триггера.

В системе зажигания [2] с целью увеличения мощности, КПД и максимальной частоты искрообразования, преобразователь напряжения выполнен на двух трансформаторах, выходные обмотки которых подсоединены ко входам зарядных контуров, что обеспечивает перераспределение мощности двухтактного транзисторного преобразователя между трансформаторами в моменты режима короткого замыкания одного из них, наступающего при срабатывании одного из тиристоров, подключающего соответствующий накопительный конденсатор на первичную обмотку катушки зажигания, при этом срыва генерации преобразователя не происходит.

К недостаткам системы зажигания [2] относятся частичная ликвидация режима короткого замыкания, ведущая к неустойчивой работе преобразователя, низкий к.п.д., так как процесс искрообразования заканчивается перезарядом накопительного конденсатора, т. е. часть электрической энергии, накопленной во время заряда от преобразователя, остается в соответствующем контуре, низкая помехоустойчивость из-за наличия "дребезга" контактов прерывателя, а также наличие гальванической связи между низковольтными выходами счетного триггера с входами тиристоров, коммутирующих относительно высокое напряжение, ведущее к снижению надежности работы.

Задача изобретения - повышение эффективности и надежности системы зажигания без снижения предельной частоты искрообразования.

Поставленная задача достигается за счет того, что в системе зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащей преобразователь постоянного напряжения с двумя зарядными контурами, образованными выпрямителем, подсоединенным к выходной обмотке трансформатора преобразователя, накопительными конденсаторами, каждый из которых подсоединен к первичной обмотке катушки зажигания, причем параллельно каждому конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания подключены тиристоры, входы которых соединены с контактами прерывателя через выходы счетного триггера, согласно изобретению, накопительные конденсаторы и тиристоры образуют несимметричную мостовую схему, в два противоположных плеча которой включены накопительные конденсаторы, а в два других - тиристоры, при этом входная диагональ моста подключена параллельно емкостному фильтру и выходу двухполупериодного выпрямителя, соединенного с выходной обмоткой трансформатора преобразователя напряжения, а в выходную диагональ моста включена первичная обмотка катушки зажигания, зашунтированная диодом, подключенным встречно-параллельно этой обмотке, причем входы тиристоров подключены к контактам прерывателя через формирователь и счетный триггер, выходы которого гальванически развязаны с входами тиристоров посредством импульсных трансформаторов.

На чертеже представлена совмещенная электрическая блок-схема предлагаемой электронной системы зажигания.

Система зажигания содержит преобразователь напряжения 1, с двумя зарядными контурами, образованными выпрямителем 2, подсоединенным к выходной обмотке трансформатора преобразователя, накопительными конденсаторами 3 и 4, каждый из которых подсоединен к первичной обмотке катушки зажигания 5, причем параллельно каждому конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания 5 подключены тиристоры 6 и 7, входы которых соединены с контактами прерывателя 8 через выходы счетного триггера 9. Параллельно выходу выпрямителя 2 подключены емкостной фильтр 10 и входная диагональ несимметричной мостовой схемы, в два противоположных плеча которой включены накопительные конденсаторы 3 и 4, а в два других - тиристоры 6 и 7, причем в выходную диагональ моста включена первичная обмотка катушки зажигания 5, зашунтированная обратным диодом 11, при этом входы тиристоров 6 и 7 подключены к контактам прерывателя 8 через формирователь импульсов 12 и счетный триггер 9, выходы которого гальванически развязаны с входами тиристоров 6 и 7 посредством импульсных трансформаторов 13 и 14.

Система зажигания работает следующим образом.

При подаче напряжения питания, преобразователь напряжения 1 начинает генерировать на своем выходе переменное напряжение, которое через выпрямитель 2 и емкостной фильтр 10 поступает на входную диагональ несимметричной мостовой схемы, заряжая накопительные конденсаторы 3 и 4 примерно до половины выпрямленного напряжения, при условии равенства их электрических емкостей.

В момент размыкания контактов прерывателя 8, формирователь импульсов 12, устраняя "дребезг" контактов, формирует импульс требуемой мощности, который, поступая на счетный вход триггера 9, опрокидывает его из одного устойчивого состояния в другое, при этом на выходной обмотке одного из трансформаторов 13 или 14 появляется управляющий импульс, поступающий на вход соответствующего тиристора 6 или 7 и отпирающий его. Предположим, что открылся тиристор 6 и с этого момента начинается заряд накопительного конденсатора 3 до полной величины входного напряжения с одновременным разрядом конденсатора 4 через первичную обмотку катушки зажигания 5, при этом инициируется процесс искрообразования в зазоре свечи зажигания, т.е. процессы заряда одного накопительного конденсатора и разряда другого перекрываются во времени, что обеспечивает сохранение предельной частоты искрообразования данной системы зажигания. В момент времени, когда напряжение на конденсаторе 4 становится равным нулю, ЭДС самоиндукции первичной обмотки катушки зажигания 5 начинает менять свое направление и в результате действующих в разрядном контуре динамических напряжений переключается в цепь шунтирующего ее диода 11, а тиристор 6 закрывается, что в свою очередь ведет к продолжению трансформации электромагнитной энергии, накопленной катушкой зажигания 5, в зазор свечи зажигания, по завершению чего цикл искрообразования заканчивается. С приходом следующего управляющего сигнала отпирается тиристор 7, при этом конденсатор 4 заряжается до полной величины входного напряжения, а конденсатор 3 начинает разряжаться через открытый тиристор 7 и первичную обмотку катушки зажигания 5, при этом происходят процессы, аналогичные описанным выше. Емкостной фильтр 10 обеспечивает устойчивую работу системы зажигания.

Таким образом применение в предлагаемой электронной системе зажигания несимметричной мостовой схемы соединения разрядных контуров, подключенной своей входной диагональю параллельно емкостному фильтру и выходу выпрямителя, соединенного с преобразователем напряжения и своей выходной диагональю, подключенной к первичной обмотке катушки зажигания, зашунтированной обратным диодом, а также формирователя импульсов и импульсных трансформаторов гальванической развязки в совокупности с другими существенными признаками позволяет, без снижения предельной частоты искрообразования, так как процессы заряда одного накопительного конденсатора и разряда другого перекрываются во времени, исключить режим короткого замыкания преобразователя напряжения, обеспечить повышение эффективности за счет максимального использования электрической энергии заряда накопительных конденсаторов и увеличения длительности процесса искрообразования, а также повышение надежности за счет формирователя импульсов, исключающего "дребезг" контактов прерывателя и импульсных трансформаторов, осуществляющих гальваническую развязку низковольтной и высоковольтной цепей системы зажигания.

Источники информации
1. Авт. св. N 613134, М. кл. F 02 P 3/04.

2. Авт. св. N 885592, М. кл. F 02 P 3/04 (прототип).

Изобретение относится к системам зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, а именно к электронным системам зажигания конденсаторного типа. Система зажигания содержит преобразователь напряжения 1 и подключенную к его выходу через двухполупериодный выпрямитель 2 и емкостный фильтр 10 несимметричную мостовую схему, в два противоположных плеча которой включены накопительные конденсаторы 3 и 4, а в два других - тиристоры 6 и 7, при этом в выходную диагональ моста включена первичная обмотка катушки зажигания 5, зашунтированная обратным диодом II, причем управляющие электроды тиристоров 6 и 7 соединены с выходными обмотками импульсных трансформаторов 13 и 14 соответственно, первичные обмотки которых подключены к прямому и инверсному выходам счетного триггера 9, счетный вход которого через формирователь 12 соединен с контактами прерывателя 8. Использование предлагаемой системы зажигания позволит повысить эффективность данного типа без уменьшения предельной частоты искрообразования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электронная система зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащая преобразователь постоянного напряжения с двумя зарядными контурами, образованными выпрямителем, подсоединенным к выходной обмотке трансформатора преобразователя, накопительными конденсаторами, каждый из которых подсоединен к первичной обмотке катушки зажигания, причем параллельно каждому конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания подключены тиристоры, входы которых соединены с контактами прерывателя через выходы счетного триггера, отличающаяся тем, что накопительные конденсаторы и тиристоры образуют несимметричную мостовую схему, в два противоположных плеча которой включены накопительные конденсаторы, а два других - тиристоры, при этом входная диагональ моста подключена параллельно емкостному фильтру и выходу выпрямителя, соединенного с выходной обмоткой трансформатора преобразователя напряжения, а в выходную диагональ моста включена первичная обмотка катушки зажигания, зашунтированная диодом, подсоединенным встречно-параллельно к этой обмотке. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что входы тиристоров подключены к контактам прерывателя через формирователь импульсов и счетный триггер, выходы которого гальванически развязаны с входами тиристоров посредством импульсных трансформаторов.