СПОСОБ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО МНОГОИСКРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО ЗАЖИГАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F02P3/06 

Изобретение относится к системам электроискрового зажигания с емкостным накопителем энергии.

Известен способ электроискрового зажигания без последующего накопления энергии с индукционным преобразованием электрической энергии, заключающийся в преобразовании электрической энергии пониженного напряжения посредством индукционной катушки. При размыкании электрических контактов прерывателя в первичной обмотке индукционной катушки формируется положительный импульс с амплитудой около 300 В. Изменяющееся магнитное поле первичной обмотки пересекает витки вторичной обмотки и наводит в ней ЭДС порядка 20000-24000 В. Распределитель поочередно подводит ток высокого напряжения к проводам свечей, между их электродами возникает искровой разряд.

Известно устройство для реализации указанного способа, содержащее электрические контакты прерывателя, катушку индуктивности с первичной и вторичной обмотками и вариатор. При замкнутых электрических контактах ток протекает от источника питания через вариатор для ограничения тока и первичную обмотку индукционной катушки. При размыкании электрических контактов прерывателя в первичной обмотке индукционной катушки формируется положительный импульс с амплитудой около 300 В. Изменяющееся магнитное поле первичной обмотки пересекает витки вторичной обмотки и наводит в ней ЭДС величиной 20000-24000 В. Распределитель поочередно подводит ток высокого напряжения к проводам свечей, между их электродами возникает искровой разряд [1].

Недостатком описанных способа и устройства является зависимость искрообразования от питающего напряжения бортовой сети, однонаправленность искрообразования, недостаточная надежность искрообразования, что приводит к неустойчивой работе холодного двигателя, неполному сгоранию обогащенной смеси при прогреве двигателя, затрудненному пуску горячего двигателя.

Технической задачей изобретения является обеспечение надежного искрообразования при изменении питающего напряжения в широких диапазонах и обеспечение многоискрового режима работы за счет многопериодной колебательной разрядки накопительного конденсатора.

Сущность изобретения или решение технической задачи заключается в том, что в способе стабилизированного многоискрового электронного зажигания бортовой сети, состоящем в преобразовании электрической энергии низкого напряжения в электрическую энергию высокого напряжения, при подаче бортового напряжения запускают автогенератор и осуществляют переход в режим автоколебаний, со вторичной обмотки автогенератора снимают напряжение в пределах 390 В, которое через выпрямительное устройство заряжает емкостной накопитель электроэнергии, и с помощью диодного и тиристорного ключа обеспечивают колебательный процесс разрядки накопителя энергии через первичную обмотку индукционной катушки, при этом на вторичной обмотке получают искрообразующее напряжение колебательного вида.

Способ реализуется на устройстве стабилизированного многоискрового электронного зажигания, содержащем электрические контакты прерывателя, катушку индуктивности с первичной и вторичной обмотками и вариатор, которое дополнительно имеет автогенератор, выполненный на биполярном транзисторе с большим коэффициентом усиления по току (750), выпрямительное устройство, накопитель электроэнергии, индукционную катушку, диодный ключ, тиристорный ключ, схему управления тиристорным ключом и схемы запуска и защиты от дребезга контактов.

В сравнении с прототипом заявляемые способ и устройство многоискрового зажигания имеют следующие существенные отличительные признаки.

По способу - формирование напряжения на первичной обмотке индукционной катушки с использованием автогенератора; управление разрядкой накопительного конденсатора.

По устройству - автогенератор с широким диапазоном изменения питающего напряжения, выполненный на биполярном транзисторе с большим коэффициентом усиления по току (750); выпрямительное устройство; накопитель электроэнергии; индукционная катушка; диодный ключ; тиристорный ключ; схема управления тиристорным ключом; схемы запуска и защиты от дребезга контактов.

На чертеже приведена схема устройства стабилизированного многоискрового электронного зажигания.

Описание устройства и его работы.

При подаче питания бортовой сети на устройство стабилизированного многоискрового электронного зажигания запускается автогенератор 1 и осуществляется переход в режим автоколебаний. Для более надежного запуска автогенератора 1 и стабильной работы применяется биполярный транзистор обратной проводимости с большим статическим коэффициентом передачи тока (h21Э). Со вторичной обмотки автогенератора снимается повышенное напряжение и через выпрямительный блок 2 подается на накопитель энергии 3. При размыкании контактов прерывателя схема запуска 8 выдает сигнал включения на тиристорный ключ 5. Тиристорный ключ 5 открывается и подключает накопитель энергии 3 к первичной обмотке индукционной катушки 6. Накопитель энергии 3 и первичная обмотка индукционной катушки 6 образуют колебательный контур. Постепенно увеличиваясь, величина тока через обмотку по окончании первой четверти периода имеет максимальное значение, а напряжение на накопителе энергии 3 в этот момент времени равно нулю. Вся энергия накопителя 3 (за вычетом тепловых потерь) преобразуется в магнитное поле индукционной катушки 6, которое, стремясь сохранить значение и направление тока, начинает перезаряжать накопитель энергии 3 через открытый тиристорный ключ 5. В результате по окончании второй четверти периода ток и магнитное поле индукционной катушки 6 равны нулю, а накопитель 3 заряжен до 85% (по величине напряжения) от исходного уровня с противоположной полярностью. С прекращением тока и сменой полярности на накопителе энергии 3 тиристорный ключ 5 закрывается и открывается диодный ключ 4. Начинается очередной процесс разрядки накопителя энергии 3 через первичную обмотку индукционной катушки 6, направление тока через которую меняется на противоположное. По окончании периода колебания накопитель энергии 3 оказывается заряженным в исходной полярности до напряжения, равного 70% от первоначального. В этот момент времени тиристорный ключ 5 и диодный ключ 4 закрываются. Напряжение накопителя энергии 3 через катушку зажигания 6 подается на схему управления 7, которая выдает сигнал включения на тиристорный ключ 5. Тиристорный ключ 5 открывается и весь процесс, описанный выше, повторяется. Процесс повторяется до тех пор, пока накопитель 3, теряющий при каждом цикле около 25% энергии, не разрядится почти полностью. Частота колебательного контура составляет около 3,5 кГц, что позволяет получать искру с серией из 7-9 самостоятельных разрядов. Такой знакопеременный искровой разряд способствует эффективному сгоранию рабочей смеси при минимальной эрозии свечей, что выгодно отличается от простого удлинения апериодического разряда индукционного накопителя. Точность поддержания энергии в накопителе при изменении напряжения питания от 5,5 В до 15 В и частоте искрообразования 20 Гц - не ниже 5%.

Источники информации

1. С.Ф.Демидовский, В.П.Мелкий, К.С.Шестопалов. "Устройство и эксплуатация автомобилей "Москвич" и "Жигули"". Изд. ДОССАФ СССР, 1985 г. С.77-86.

Изобретение относится к системам электроискрового зажигания с емкостными накопителями энергии. Технический результат заключается в возможности обеспечения надежного искрообразования при изменении питающего напряжения в широких диапазонах и в обеспечении многоискрового режима работы за счет многопериодной колебательной разрядки накопительного конденсатора. Согласно изобретению многоискровое электронное зажигание обеспечивается в устройстве, содержащем электрические контакты прерывателя, катушку индуктивности, вариатор, автогенератор, выполненный на биполярном транзисторе, выпрямительное устройство, накопитель электроэнергии, диодный и тиристорный ключи, схему управления тиристорным ключом и схемы запуска и защиты от дребезга контактов. При подаче бортового напряжения запускают автогенератор и осуществляют переход в режим автоколебаний. Со вторичной обмотки автогенератора снимают напряжение в пределах 390 В, которое через выпрямительное устройство заряжает емкостной накопитель электроэнергии. С помощью диодного и тиристорного ключа обеспечивают колебательный процесс разрядки накопителя энергии через первичную обмотку индукционной катушки, при этом на вторичной обмотке получают искрообразовательное напряжение колебательного вида. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ стабилизированного многоискрового электронного зажигания, основанный на преобразовании электрической энергии низкого напряжения в электрическую энергию высокого напряжения, отличающийся тем, что при подаче бортового напряжения запускают автогенератор и осуществляют переход в режим автоколебаний, со вторичной обмотки автогенератора снимают напряжение в пределах 390 В, которое через выпрямительное устройство заряжает емкостной накопитель электроэнергии, и с помощью диодного и тиристорного ключа обеспечивают колебательный процесс разрядки накопителя энергии через первичную обмотку индукционной катушки, при этом на вторичной обмотке получают искрообразовательное напряжение колебательного вида.2. Устройство для стабилизированного многоискрового электронного зажигания, содержащее электрические контакты прерывателя, катушку индуктивности с первичной и вторичной обмотками и вариатор, отличающееся тем, что дополнительно имеет автогенератор, выполненный на биполярном транзисторе с большим коэффициентом усиления по току (750), который через выпрямительное устройство подпитывает накопитель электроэнергии, а диодный ключ, тиристорный ключ, схема управления тиристорным ключом и схемы запуска и защиты от дребезга контактов обеспечивают колебательный процесс разрядки накопителя энергии через индукционную катушку.