СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02P3/05 F02P15/02 F02P15/12 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для выработки импульсов высокого напряжения, образующих искру между электродами свечей зажигания и распределения высоковольтных импульсов по цилиндрам двигателя в необходимой последовательности.

Известна система зажигания [Росс Твег /Системы зажигания легковых автомобилей. Устройство, обслуживание и ремонт: Москва, изд. «За рулем», 2004, 96 с.], которая содержит аккумулятор, плюсовой вывод которого подключен к входному контакту замка зажигания, а выходной контакт замка зажигания подключен к входному зажиму первичной обмотки катушки зажигания. Выходной зажим первичной обмотки катушки зажигания образует первую общую точку с входным зажимом прерывателя, первым выводом конденсатора и входным зажимом вторичной обмотки катушки зажигания, выходной зажим прерывателя образует вторую общую точку со вторым зажимом конденсатора и минусовым выводом аккумулятора. Выходной зажим вторичной обмотки катушки зажигания подключен к входному зажиму распределителя, а четыре выходных зажима распределителя подключены к входным зажимам свечей зажигания, выходные зажимы которых подключены ко второй общей точке.

Недостатками такого устройства являются большое сопротивление вторичной обмотки катушки зажигания, большие габариты катушки зажигания и низкая мощность импульса тока в свечах зажигания.

Задачей изобретения является уменьшение сопротивления вторичной обмотки катушки зажигания, уменьшение габаритов катушки зажигания и увеличение мощности импульса тока в свечах зажигания.

Данная задача достигается тем, что система зажигания так же, как в прототипе, содержит аккумулятор, плюсовой вывод которого подключен к входному контакту замка зажигания, а выходной контакт замка зажигания подключен к входному зажиму первичной обмотки катушки зажигания. Выходной зажим первичной обмотки катушки зажигания образует первую общую точку с входным зажимом прерывателя, первым выводом конденсатора и входным зажимом вторичной обмотки катушки зажигания, выходной зажим прерывателя образует вторую общую точку со вторым зажимом конденсатора и минусовым выводом аккумулятора. Выходной зажим вторичной обмотки катушки зажигания подключен к входному зажиму распределителя, четыре выходных зажима которого подключены к входным зажимам свечей зажигания, выходные зажимы которых подключены ко второй общей точке.

Согласно изобретению, параллельно первичной обмотке катушки зажигания подключена катушка индуктивности, имеющая от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки катушки зажигания.

Изобретение имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:

1. Благодаря подключению параллельно первичной обмотке катушки зажигания катушки индуктивности, имеющей в 1.1-2 раза большую индуктивность и в 1.1-2 раза большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки катушки зажигания, в первичной обмотке катушки зажигания при размыкании прерывателя ток изменяется не от своего начального значения до нуля, как в устройстве прототипа, а от своего начального значения до отрицательного начального значения величины тока катушки индуктивности. Следовательно, бросок тока в первичной обмотке катушки зажигания заявляемого устройства может в 1.1-2 раза превышать аналогичный бросок тока первичной обмотки катушки зажигания в устройстве прототипа, что приводит к аналогичному увеличению импульса напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания. Следовательно, при одинаковой величине импульсов напряжения, подаваемого на свечи зажигания в изобретении и в устройстве прототипа, число витков вторичной обмотки катушки зажигания в заявляемом устройстве можно уменьшить в 1.1-2 раза, что приводит к уменьшению омического сопротивления вторичной обмотки катушки зажигания в 1.1-2 раза. При этом уменьшаются габариты катушки зажигания и в 1.1-2 раза увеличивается мощность импульса тока в свечах зажигания, что приводит к более полному сгоранию топливной смеси в цилиндрах двигателя.

2. Поскольку катушка индуктивности, так же, как и первичная обмотка катушки зажигания, имеет небольшое число витков, то путем изменения числа витков катушки индуктивности в 1.1-2 раза можно в 1.1-2 раза изменять величину напряжения вторичной обмотки и, следовательно, плавно регулировать величину импульса тока и мощности в свечах зажигания без изменения параметров катушки зажигания.

На фиг.1 представлена принципиальная схема системы зажигания, на фиг.2 - диаграмма тока в катушке индуктивности, на фиг.3 - диаграмма тока в первичной обмотке катушки зажигания, на фиг.4 - импульс тока в свечах зажигания.

Система зажигания содержит аккумулятор 1 (фиг.1), плюсовой вывод которого подключен к входному контакту замка зажигания 2, выходной контакт которого подключен к входному зажиму первичной обмотки 3 катушки зажигания и к входному зажиму катушки индуктивности 4. Выходной зажим первичной обмотки 3 катушки зажигания образует первую общую точку с выходным зажимом катушки индуктивности 4, с входным зажимом прерывателя 5, первым выводом конденсатора 6 и входным зажимом вторичной обмотки 7 катушки зажигания. Выходной зажим прерывателя 5 образует вторую общую точку со вторым зажимом конденсатора 6 и минусовым выводом аккумулятора 1. Выходной зажим вторичной обмотки 7 катушки зажигания подключен к входному зажиму распределителя 8, а четыре выходных зажима распределителя 8 подключены к входным зажимам свечей зажигания 9, выходные зажимы которых подключены ко второй общей точке.

Устройство работает следующим образом. Аккумулятор 1 при замыкании контактов замка зажигания 2 в нулевой момент времени создает в катушке индуктивности 4 ток 10 I_L(0_-)_К (фиг.2), а в первичной обмотке 3 катушки зажигания ток 11 I_L(0_-)_П (фиг.3), которые протекают от плюса к минусу аккумулятора 1 через замкнутые зажимы прерывателя 5. Первичная обмотка 3 катушки зажигания и катушка индуктивности 4 включены параллельно, и величины токов в них определяются их добротностью. Поскольку добротность катушки индуктивности 4 выше добротности первичной обмотки 3 катушки зажигания, то ток 10 I_L(0_-)_К больше тока 11 I_L(0_-)_П. В момент времени t₀ прерыватель 5 размыкается, первичная обмотка 3 катушки зажигания включается последовательно с катушкой индуктивности 4 и по ним будет протекать общий ток I_L(0₊)_К (фиг.1). В соответствии с обобщенным законом коммутации суммарное потокосцепление первичной обмотки 3 катушки зажигания и катушки индуктивности 4 в момент времени t₀ не может измениться скачком, следовательно в катушке индуктивности 4, имеющей большую индуктивность и более высокую добротность, чем первичная обмотка 3 катушки зажигания, формируется импульс тока 12, равный разности токов

(I_L(0_-)_К - I_L(0₊)_К), причем ток не изменяет своего направления. В первичной обмотке 3 катушки зажигания ток меняет свое направление на противоположное и формируется импульс тока 13, равный разности токов (I_L(0_-)_П - (- I_L(0₊)_К) (фиг.3). Под действием импульса тока 13 во вторичной обмотке 7 катушки зажигания возникает импульс тока 14 (фиг.4), подающийся через зажимы распределителя 8 на зажимы свечей зажигания 9. Возникающее перенапряжение на прерывателе 5 при его размыкании уменьшается при помощи конденсатора 6.

Проведенные расчеты показывают, что при одинаковой величине индуктивностей катушки индуктивности 4 и первичной обмотки 3 катушки зажигания и добротности катушки индуктивности 4, превышающей добротность первичной обмотки 3 катушки зажигания в два раза, величина мощности импульса тока 14 в свечах зажигания 9 в 1.8 раза превышает величину мощности импульса тока 14 устройства прототипа при одинаковых параметрах вторичной обмотки 7 катушки зажигания.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для выработки импульсов высокого напряжения, образующих искру между электродами свечей зажигания и распределения высоковольтных импульсов по цилиндрам двигателя в необходимой последовательности. Технический результат: уменьшение сопротивления вторичной обмотки катушки зажигания и увеличение мощности импульса тока в свечах зажигания. Система зажигания содержит аккумулятор, плюсовой вывод которого подключен к входному контакту замка зажигания, а выходной контакт замка зажигания подключен входному зажиму первичной обмотки катушки зажигания. Выходной зажим первичной обмотки катушки зажигания образует первую общую точку с входным зажимом прерывателя, первым выводом конденсатора и входным зажимом вторичной обмотки катушки зажигания, выходной зажим прерывателя образует вторую общую точку со вторым зажимом конденсатора и минусовым выводом аккумулятора. Выходной зажим вторичной обмотки катушки зажигания подключен к входному зажиму распределителя, четыре выходных зажима которого подключены к входным зажимам свечей зажигания, выходные зажимы которых подключены ко второй общей точке. Параллельно первичной обмотке катушки зажигания подключена катушка индуктивности, имеющая от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки катушки зажигания. 4 ил.

Система зажигания, содержащая аккумулятор, плюсовой вывод которого подключен к входному контакту замка зажигания, а выходной контакт замка зажигания подключен к входному зажиму первичной обмотки катушки зажигания, выходной зажим которой образует первую общую точку с входным зажимом прерывателя, первым выводом конденсатора и входным зажимом вторичной обмотки катушки зажигания, выходной зажим прерывателя образует вторую общую точку со вторым зажимом конденсатора и минусовым выводом аккумулятора, выходной зажим вторичной обмотки катушки зажигания подключен к входному зажиму распределителя, четыре выходных зажима которого подключены к входным зажимам свечей зажигания, выходные зажимы которых подключены ко второй общей точке, отличающаяся тем, что параллельно первичной обмотке катушки зажигания подключена катушка индуктивности, имеющая от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки катушки зажигания.