Комбинированное устройство зажигания и электропитания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02P3/06 F02P5/04 

со ел ю -ч1

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, преимущественно мотоциклов, мопедов, и преДНсГЗначено для питания электроэнергией цепи системы зажигания, получения электрических сигналов, управляющих работой полупроводникового ключа в схеме .системы зажигания, и питания цепей светосигнальной аппаратуры.

Известно устройство, представляющее собой магнитоэлектрический генератор для электронных систем зажигания и электропитания, содержащее статор, с размещенными на его зубцах обмотками электропитания и обмотками для заряда накопительного конденсатора электронной системы зажигания, ротор с полюсами чередующей ся полярности и магнитоэлектрический датчик с автономной магнитной системой для управления полупроводниковым ключом системы зажигания, ротор которого укреплен на валу генератора а статор с ,управляющей обмоткой размещен на статоре генератора 3.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, трудность в изготовлении и большие осевые габариты в связм с наличием автономной магнитной системы.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство зажигания и электропитания, которое не имеет специальных узлов датчика, а для получения сигнала, управляющего полупроводниковым ключо системы зажигания, используется магнитная система генератора.

Сигнал, управляющий полупроводниковым ключом системы зажигания, в таких устройствах вырабатывается за счет несимметричной магнитной систем Устройство зажигания включает статор с числом зубцов 2п-8 и ротор с постоянными магнитами с числом полюсов 2П-2-6 при одинаковом полюсном делении ротора и статора. На зубцах статора размещены обмотки питания осветительных цепей, две зарядные и дв управляющие обмотки, расположенные на одних и тех же зубцах статора, удаленных друг от друга на Два полюсных деления, причем зарядные и управляющие обмотки соединены последовательно и противофазнр i Ротор устройства снабжен несколькими постоянными магнитами с полюсными наконечниками чередующейся полярности и имеет, неполярный участок на расстоянии двух-полюсных делений по окружности ротора, где отсутствуют магниты.

Когда при вращении ротора под обоими зубцами статора с зарядными и управляющими обмотками проходят намагниченные полюса ротора, суммарное напряжение как на выходе зарядных,, так и управляющих обмоток, равно нулю

в связи с особенностью включения каждой пары обмоток. При поочередном прохождении неполярного (немагнитного) участка ротора под указанными зубцами статора в управляющих обмотках

вырабать1ваются два несимметричных импульса переменного напряжения, положительная полуволна одного из которых (полезного) с большей амплитудой используется для управления полупроводниковым ключом (управляемым диодом) системы зажигания, а положительная полуволна второго (паразитного) импульса с вдвое меньшей амплитудой подавляется RC-фильтром, включенным

в цепь управления полупроводникового ключа. Аналогично вырабатывается напряжение на зарядных обмотках, в связи с чем заряд накопительного кон-1 денсатора системы зажигания осуществляется при прохождении под зубцами статора с зарядными обмотками только неполярного участка ротора C2j.

Однако подавление положительной полуволны паразитного,импульса, соизмеримого по амплитуде с управляющим сигналом, приводит к уменьшению последнего на величину амплитуды паразитного импульса, что обуславливает .

значительную величину начальной (минимальной) частоты бесперебойного искрообразования системы зажигания . и, в конечном счете, необходимость значительных усилий для раскрутки

, двигателей, запускаемых кик-стартером, особенно двигателей с большим объемом цилиндра. Кроме того, наличие паразитного импульса на управляющих обмотках не позволяет использовать на высоких частотах вращения весь период между моментами искрообразования за полный оборот ротора генератора Для заряда накопительного конденсатора, так как при достаточно большей частоте вращения паразитный импульс будет отпирать полупроводниковый ключ системы зажигания, вызывая тем самым дополнительный разряд накопительного конденсатора. HefltocTatROM также является ограни ченный .диапазон частоты бесперебойного искрообразования с начальной ча стотой бесперебойного искрообразования., не обеспечивающей надежный запуск двигателей, раскручиваемых кик-стартером, и невысокой максималь ной частотой бесперебойного искрообразования, ограничивающей применение указанного устройства на высокооборотных двигателях. Кроме того, на личие неполярного участка на протяжении двух полюсных делений в роторе устройства обуславливает значительно падение мощности осветительных цепей Цель изобретения - расширение диапазона частоты бесперебойного искрообразования системы зажигания, Указанная цель достигается тем, что в комбинированном устройстве зажигания и электропитания для ДВС включащем статор с равномерно расположенными зубцами, на которых размещены обмотки для заряда накопитель ного конденсатора, обмотки для питания цепей освещения и управляющие обмотки, соединенные последовательно противофазно и.рарположенные на двух статорных зубцах, и ротор с постоянным- магнитом, магнит ротора расположен между двумя, клювообразными полюс ными пластинами с количеством клювов на одной из них больше, чем на другой, по меньшей мере на единицу, при чем у полюсной пластины с большим числом клювов, по меньшей мере, один из клювов выполнен с шириной, увеличенной относительно оси полюсного деления в одну из сторон в пределах полюсного деления. .На фиг. 1 приведена конструкция комбинирюванного устройства зажигани и электропитания для ДВС; на фиг . 2 и 3 , варианты выполнения ротора уст ройства; на фиг. k - графики, соответствующие работе устройства с рото ром, выполненным согласно фиг. 2; на .фиг. 5 то же, выполненным согласно фиг. 3. Комбинированное устройство зажигания и электропитания для ДВС содер жит многополюсный статор Л и ротор 2 Статор 1 устройства представляет собой кольцевой магнитопровод с равномерно расположенными зубцами 3. На двух смежных зубцах k и 5 статора 1 находятся соответственно управляющие обмотки 6 и 7 с одинаковым числом витков, включенные последовательно и противофазно и предназначенные для управления полупроводниковым ключом, например тиристором 8, электронной системы зажигания 9- На зубце 10 расположена зарядная обмотка 11 , питающая цепь заряда накопительного конденсатара 12. На остальных зубцах статора расположены обмотки для питания светосигнальной аппаратуры. Ротор 2 устройства включает кольцевой магнит цилиндрической формы 13, намагниченный в осевом направлении, который расположен между двумя полюсл ными пластинами И и 15 с равномерно расположенными клювами чередующейся полярности, одинаковыми по размерам и форме. Исключение составляет участок ротора 2 между клювами 16 и 17 одноименной полярности полюсной пластины 15, где расположены клювы 18 и 19 одноименной полярности полюсной пластины 1. Причем клювы 16 и 17 удалены друг от друга на два полюсных деленияТ. На фиг. 3 приведен вариант выполнения ротора 2 с клювом 18, . ширина которого увеличена относительно оси полюсного деления в сторону , клюва 19 в пределах полюсного деления. Устройство зажигания работает следующим образом. При вращении ротора 2, когда мимо зубцов 4 и 5 с управляющикн обмотками 6 и 7 проходит участок ротора 2 с клювами чередующейся полярности, заключенный между клювa lt 16. и 17. магнитные потоки и пронизывающие соответственно зубцы Аи 5 (фиг. J, а интервал А), одинаковы по форме, равны по величине, находятся в фазе, но изменяются в противоположных направлениях. Вследствие этого возникающие в управляющих обмотках 6 и 7 соответственно напряжения и( и и (фиг. А,с5Г,вв интервале А) также равны по величине, одинаковы по форме и находятся в фазе относит тельно друг друга. В результате суммарное напряжение выходе управ-ляющих обмоток, соединенных противофазно, равно нулю (фиг. , 2. ). При прохождении под зубцами i и 5 участка jboTopa между клювами 16 и 17 с клювами 1В и 19 одноименной поляр- . ности магнитные потоки Ф и ф изменяются (на фиг. k, в интервале Б). Изменение магнитных .потоков ф и Ф обуславливает соответственно форму напряжений U и U. в управляющих обмотках 6 и 7 (фиг. Ц, ff v( -в соответственно). В результате сложения нахбдящихся в фазе и смещенных по фазе полуволн напряжения Ц и U2 на .выходе управляющих обмоток возникает импульс напряжения (фИг. А, 2) с двумя положительными пиками и.и Uj один из которых Ujr реализуется как с: сигнал управления Ом (фиг. ,д) моментом искрообразования, причем его амплитуда равна разности амплитуд полуволн напряжения и в обмотке 6 (фиг. k,ff)n U2 в обмотке 7 (фиг., а второй } являегся паразитным, уменьшающим время заряда накопитель, ного конденсатора 12 от зарядной обмотки 11, (график напряжения на выходе которой показан на фиг. , 6) на время ut t - (фиг. ,1с). При вращении ротора с клювом 18 , изменение магнитных потоков ф и ф (фиг. 5,q ), пронизывающих соответственно управляющие обмотки 6 и 7, обуславливает, форму напряжений U, (фиг. 5,) в управляющей обмотке 6 и напряжения U (фиг. 5, в) в управляющей обмотке 7, при которой полувол ны напряжений смещены по фазе на угол Ъ так, что полуволна Ц. появляется после достижения полуволной U максимума амплитуды, а полуволны одинаковой амплитуды находятся в фазе. В результате на выходе управляющих обмоток 6 и 7 появлется импульс переменного напряжения с одним положитель ным пиком и (фиг. 5,2.), амплитуда которого равна полной амплитуде полуволны напряжения U управляющей обмот ки 6, в связи с чем увеличивается . мощность управляющего сигнала U« (фиг. 5) и за один оборот ротора 2 на управляющий электрод тиристора 8 подается с выхода управляющих обмоток 6 и 7 только управляющий сигнал а без паразитных импульсов, соизмеримых по величине с управляющим сигналом. Это позволяет использовать для заряда накопительного конденсатора 12 все время t (фиг. 5, ) между моментами искрообразования. В устройстве вырабатывается электрический сигнал управления полупроводниковым ключом электронной системы зажигания без паразитных импульсов, присущих известному устройству, что устраняет необходимость их подавления и, следовательно, исключает снижение мощности управляющего сигнала. Это расширяет диапазон частот бесперебойного искрообразования за счет низкой Минимальной частоты бесперебойного искрообразования. Кроме того, обеспечивается возможность заряда накопительного конденсатора в течение всего периода между моментами искрообразования, за счет чего увеличива- . ется максимальная частота бесперебойного искрообразованил. Таким образом, устройство зажигания и электропитания для ДВС позволяет получить диапазон частоты бесперебойного искрообразования, удовлетворяющей требованиям как низкооборотных, так и высокооборотных двухконтактных две. Кроме.того, участок ротора занимает зону только одного зубца статора. 13 Фиг,1 18

Фиг.З tf

)

1

%1

КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЖИГАНИЯ И ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающее статор с равномерно расположенными зубцами, на которых размещены обмотки для заряда накопительного конденсатора, обмотки для питания цепей освещения и управляющие обмотки, соединенные последовательно противофазно и расположенные на двух зубцах статора, и ротор с постоянным магнитом, |О т. л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения диапазона частоты бесперебойного искрообразования, магнит ротора расгголожен между двумя клювообразными полюсными пластинами с количеством клювов на одной из них большем, чем на другой, по меньшей .мере на единицу, приуем у полюсной пластины с болыиим числом клювов, по меньшей мере, один из клювов выполнен с ширино й, увеличенной относительно (Л оси полюсного деления в одну из сторон в пределах полюсного деления с:

«)

tfw

t f)

«1 «)

«ir I)

«И if

Cej

;

«