Устройство электронной системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02P1/00 

Ю

п

1Z

Изобретение относится к бесконтакным электронным системам зажигания, в которых для получения управляющих электрических импульсов используются совмещенные конструкции, состоящие из источника питания и автономным датчиком момента зажигания с возбуждением от постоянного магнита и применяемые в одноцилиндровых двигате лях внутреннего сгорания различного назначения.

Цель изобретения упрощение конструкции устройства, а также улучшение вькодных характеристик.

На фиг, 1 изображено устройство электронной системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1| на фиг. 3 - кривая ЭДС холо- стого хода датчика момента загкигания при рабочем направлении вращения коленчатого вала двигателя; на фиг. 4 то же, при реверсном направлении вра дения коленчатого вала; на фиг. 5 - .характеристики угла момента искрооб™ разования системы зажигания при рабочем и реверсном направлениях вращени коленчатого вала двигателя.

Устройство состоит из источника переменного тока и датчика момента зажигания.

Источник переменного тока содержит многополюсный статор 1, на полюсных выступах которого расположены

обмотки 2 для заряда накопительного конденсатора 3 и обмотки 4 для питания электроэнергией различного рода аппаратуры транспортного средства. На пакете статора генератора устано влена стальная крышка 5.

Роторы 6 генератора и 7 датчика имеют общий для них постоянный магнит 8, выполненный в виде двух Дилин дров с разными диаметрами, располо- женных относительно друг друга вдоль общей для них оси вращения. Одно из оснований цилиндра ротора датчика является общим с одним из оснований цилиндра ротора генератора На полюс ных выступах звездообразной.части магнита ротора генератора по высоте расположены полюсные пластины 9 а вдоль цилиндрической поверхности магнита ротора датчика установлены две полюсные пластины 10,

По крайней мере одна полюсная пластина ротора датчика выполнена с длиной дуги, не менее чем длина

ю

15

0 25

30

5

Q

с

0

5

дуги, заключенная между двумя полюсными делениями статора датчика.

Магнит звездообразной части ротора генератора и магнит ротора датчика намагничены в одной плоскости с разным магнитным шагом.

Статор датчика 1 выполнен в виде Ш образного сердечника с полюсным делением tg . На среднем полюсе статора датчика расположена обмотка 12 для управления полупроводниковым ключом в схеме электронной системы зажигания. Статор датчика жестко закреплен на стальной крьппке генератора.

На фиг, 1 приведен один из возможных вариантов выполнения злектрон- ной части системы зажигания для уяснения принципа работы устройства в целом. Она содержит выпрямительные диоды 13 и 14, полупроводниковый ключ 15, накопительный конденсатор 3, катушку 16 зажигания.

Устройство работает следую1цим об разом.

При вращении коленчатого вала двигателя вращается жестко связанный с ним ротор источника переменного тока, возбуждая в статорной обмотке 2 переменное напряжение, которое через выпрямительный диод 14 положительными полуволнами заряжает накопительный конденсатор 3,

При прохождении полюсных пластин 10 ротора датчика мимо среднего полюса статора датчика обмотку I2 пронизывает знакопеременный магнитный поток, который возбуждает в ней напряжение, имеющее форму, изображенную на фиг, 3, В определенный момент времени, когда необходимо поджигание рабочей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, положительный импульс напряжения U, (фиг. 3) через выпрямительньш диод I3 подается на управляющий электрод полупроводникового ключа-тиристора 15 и отпирает его силовой переход анод - катод.

В результате этого накопительный конденсатор 3 разряжается, на первичную обмотку катушки 16 зажигания, трансформируя .во вторичной обмотке импульс высокого напряжения, который пробивает воздушньй зазор между электродами свечи зажигания и приводит к возникновению искрового разряда, поджигающего рабочую смесь в цилиндре двигателя.

Характеристика изменения угла момента искрообразования электронной системы зажигания при управлении тиристором от импульса напряжения U( и рабочем направлении вращения коленчатого вала двигателя представлена на фиг. 5 кривой G, f (п. рабочей) расположенной в первом квадранте.

Угол момента искрообразования сиетемы зажигания практически постоянен во всем рабочем диапазоне частот от п, до п„о(. и соответствует установочному углу - прямая 04 - одноцилиндрового двухтактного двигателя внутрен- него сгорания, в связи с чем при работе некоторых двигателей возможен момент, когда рила давления газов на поршень при сгорании рабочей смеси еще до прихода его в верхнюю мертвую точку (на фиг. 5 обозначена как9 0) будет больше силы инерции приведенных маховых масс кривошипно-ша- тунного механизма. В этом случае происходит самопроизвольное изменение на направления вращения - реверсирование двигателя, которое возможно в определенной полосе частот, например, от п, до п, лежащих ниже частоты устойчивых оборотов холостого хода двигателя. Изменение направления вращения коленчатого вала двигателя приводит к изменению полярности напряжения на выходе обмотки датчика, что поясняется фиг. 4. Импульсы напряже- ния Uj и Uj становятся положительными и, воздействуя на управляющий переход тиристора 15 через выпрямительный диод 13, дважды приводят его в проводящее состояние. В связи с этим на выходе системы зажигания получаются два искровых разряда, сдвинутых относительно друг друга на угол oil + cti , Искровой разряд между электродами свечи зажигания, получа- емый от воздействия импульса напряжения (тока) Uj , не поддерживает работу двигателя в реверсном режиме, так как значение углов, при которых ои происходит, находятся в зоне поздних углов, изменение которых по частоте соответствует характеристике 0. f (п. реверса), расположенной от верхней мертвой точки двигателя, на величину угла, равного Я& 0 4 установочный угол момента искрообразования системы зажигания для ра- . бочего направления вращения, eig изменение угла момента искрообразовани

системы зажигания при изменении направления вращения с рабочего на ре- версное, т.е. при управлении тиристором соответственно от импульса U,, а затем от U . Учитывая, что полюсная пластина 10 вьтолнена с длиной дуги не менее чем 2 с д статора датчика, искровой разряд, полученный на выходе системы зажигания при управлении импульсом Uj 5 также не поддержи вает работу двигателя в реверсном режиме, так как он происходит в зоне ранних углов, изменение которых по частоте соответствует характеристике 0 f (п. реверса), расположенной от верхней мертвой точки ( б 0) двигателя на величину угла ( oi, - б) и проходящей ниже прямой 6 граница возможного реверсирования двигателя по углу. cxL, - изменение угла момента искрообразования системы зажигания при изменении направления вращения с рабочего на реверсное, т.е. при управлении тиристором соответственно от импульса U, а затем - от Uj (фиг. 4).

При выполнении полюсной пластины 10 с длиной дуги менее 2 од характеристика угла, при котором происходит искровой разряд, в зависимости от частоты вращения смещается относительно прямой бу в сторону верхней мертвой точки. На фиг. 5 представлена характеристика изменения угла момента зажигания б , f (п. реверса) при длине дуги меньше 2 с д , расположенная в зоне возможного реверсирования двигателя по углу от

Эвмт о до е. ,

Таким образом, выполнение ротора генератора и ротора датчика из одно - го магнита в виде двух цилиндров, намагниченных в одной плоскости, а так ж е выполнение по меньшей мере одной из полюсных пластин ротора датчика с длиной дуги не Менее, чем два полюсных деления статора датчика, позволяет упростить конструкцию устройства и обеспечить безреверсную работу одноцилиндрового двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Кроме того, выполнение ротора генератора и ротора датчика из одного магнита не только упрощает конструкцию, но и снижает трудоемкость изготовления генератора в сравнении с известным устройством за счет исключения сборки автономного ротора датчика на отдельной втулке из исключения цветного сплава с постоянным магнитом кольцеобразной формы и клю- вообразными полюсными наконечниками с последующей установкой и креплени-- ем ротора датчика на роторе генера тора.

Применение полюсных наконечников ротора датчика простой прямоугольной формы вместо полюсных наконечников сложной клювообразной формы позволя ет сэкономить конструкционную сталь, а исключение отдельной втулки ротора датчика позволяет сэкономить цветной металл.

Формула изобретения

1. Устройство электронной системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащее статор генера

тора со стальной крышкой и расположенным на последней статором датчика момента зажигания с двумя полюсными делениями и обмоткой управления, многополюсный магнит ротора генератора и магнит ротора датчика с двумя дуговыми полюсными пластинами, отличающееся тем, что, с целью упрощения КОНСТРУ1СЦИИ и улучшения выходных характеристик, магнит ротора датчика и магнит ротора генератора выполнены в виде одной детали и намагничены в одной плоскости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из полюсных пластин магнита ротора датчика выполнена с длиной дуги не менее, чем длина дуги,между двумя полюсными делениями статора датчика.

Изобретение позволяет упростить конструкцию и улучшить выход- ные характеристики. На стальной крьш- ке статора генератора расположен статор датчика момента зажигания с двумя полюсными делениями и обмоткой управления. Многополюсный магнит ротора 7 датчика и магнит ротора 6 генератора вьшолнены в виде одной детали и намагничены в одной плоскости. По меньшей мере одна из полюсных пластин 10 ротора 7 выполнена с длиной дуги не менее длины дуги между двумя полюсными делениями. В случае изменения направления вращения коленчатого вала двигателя, когда происходит изменение полярности напряжения на выходе обмотки датчика, искровой разряд между электродами свечи зажигания, получаемый от воздействия положительного импульса напряжения с выхода обмотки датчика, не поддерживает работу двигателя в реверсивном режиме, т.к. значения углов, при которых он происходит, находятся в зоне поздних углов. 1 з.п. ф-лпы, 5 ил.

Фиг. 2

UepaS cpaf

Фиг.З

f

. t.

n iSfiiL

Фиг.