Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02P1/00 

ШтЛ

Quil

Изобретение относится к системам зажигания для двигателя внутреннего сгорания, а именно к системам зажигания, обеспечивающим улучшение пусковых характеристик двигателя путем многократного высокочастотного искрообразования на свече.

Цель изобретения - повышение длительности искры, расширение области эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в систему зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащую контактный прерыватель, соединенный со входом электронного ключа-, выход котор.ого подключен к выходу автогенератора, а выход усилителя соединен с первичной обмоткой высокочастотной катушки зажигания, времязадаю- щую цепочку, введен блок коррекции входного сигнала, инвертированный вход которого подключен к выходу электронного ключа, а первый и второй входы блока коррекции соответственно соединены с шиной цепи питания и с выходом автогенератора, выход блока коррекции соединен с входом усилителя, выполненного в виде двухтактного усилителя высоты частоты с трансформаторной связью, причем питающий вход автогенератора подключен к последовательно соединенным времязадающей цепочке и цепи стабилизации напряжения. Кроме этого блок коррекции содержит два транзистора, база первого транзистора че: рез резистор включена на выход электронного ключа, коллектор через резистор включен на выход шины питания, а эмиттер - на массу, база второго транзистора соединена с коллектором первого и параллельно ей подключена емкость, коллектор включен на выход генератора, эмиттер - на массу. Кроме этого электронный ключ содержит делитель напряжения на двух резисторах, средняя точка, которых, подключена к контактному прерывателю, к емкости и к первому диоду, соединенному со вторым диодом, емкостью и с входом блока коррекции, второй диод соединен со входом автогенерато- ра.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемой системы зажигания; на фиг.2 - пример принципиальной электрической схемы системы зажигания; на фиг.З - схема электронного ключа для использования системы зажигания с бесконтактным прерывателем.

Система (фиг.1) содержит контактный прерыватель 1, включенный на вход электронного ключа 2. который управляет запуском автогенератора 3, питающегося через времязадэющую цепочку 4, содержащую сопротивления 5, 6, диод 7, стабилитрон 8, накопительный конденсатор 9, выход автогенератора 3 подключен к входу усилителя мощности 10 и шунтирован выходом блока

коррекции 11, который одним входом подключен к цЛ1не питания, другим к выходу электронного ключа, на выход усилителя мощности 10 подключена высокочастотная катушка зажигания 12. Система зажигания

подключается через замок зажигания 13 к аккумуляторной батарее 14.

Электронный ключ 2 состоит из делителя напряжения на сопротивлениях 15, 16,

последовательно включенных входном и выходном диодах 17,18 и гасящем конденсаторе 19, параллельно включенном между диодами 17, 18. Автогенератор 3 состоит из транзистора

20, базой включенного на выход электронного ключа 2, трансформатора 21, вторичная обмотка которого через конденсатор 22 подключена на базу транзистора 20, а первичная обмотка подключена на шину питания и коллектор транзистора 20 и параллельно ей подключен конденсатор 23. Усилитель мощности 5 состоит из первого каскада на транзисторах 24, 25, включенных по схеме эмиттерного повторителя,

причем база транзистора 24 подключена к выходу автогенератора 3 к вторичной обмотке трансформатора 21. Высокочастотный трансформатор 26, первичной обмоткой включен на шину питания и коллектора транзисторов 24, 25,второй, выходной каскад усилителя выполнен аналогично первому на транзисторах 27, 28 и на базу транзистора 27 включена вторичная обмотка трансформатора 26.

Между коллекторами транзисторов 27,

28 и питающей шиной подключена первичная обмотка высокочастотной катушки зажигания 12. Также для защиты от перенапряжений транзистора 28 между

коллектором и эмиттером параллельно

включены конденсатор 29 и диод 30, а на первичную обмотку катушки зажигания 12 параллельно подключен конденсатор 31. Для тококомпенсации параллельно шине

0 питания включена емкость 32. Для обеспечения обратной отрицательной связи между выходом усилителя мощности 10с коллектором транзистора 28 на базу транзистора 25 подключен резистор 33.

5 Блок коррекции 11 состоит из входного транзистора 34, база которого через резистор 35 подключена между диодами 17, 18, коллектор через резистор 36 подключен к шине питания, эмиттер - на массу, и шунтирующего транзистора 37, база которого подключена к коллектору транзистора 34, коллектор - на базу, эмиттер - на массу.

На фиг.З дана принципиальная схема инвертора для обеспечения работоспособности системы зажигания с бесконтактным прерывателем. Инвертор состоит из транзистора 39, входных сопротивлений 40V 41.

Система зажигания работает следующим образом.

Напряжение от аккумуляторной батареи 14 через замок зажигания 13 подается на высокочастотную катушку зажигания 72, усилитель мощности 10, блок коррекции 11.

времязадагощую цепочку 4 и электронный . ключ 2. При замкнутых контактах прерывателя 1 шунтируется резистор 15 и на базу транзистора 20 автогенератора 3 черед ди- оды 17,18 подается логический О. Транзистор 20 закрыт. Этот же сигнал, снимаемый с диода 17, через резистор 35 подается на

базу транзистора 34 блока коррекции 11. Транзистор 34 закрыт, следовательно транзистор 37 открыт базовым током через ре- зистор-36 и шунтирует вход усилителя 10, на .входе и ыходе, которого, сигнал отсутствует..

На конденсаторе 9 времязадающей цепочки 4 имеется стабилизированное стабилитроном 8 напряжение. .

В момент размыкания контактов преры-. . вателя 1 расшунтируется сопротивление 15, на базу транзистора 20 через диоды 17, 18 подается логическая 1 в виде падения напряжения на сопротивлении 15. Транзистор 20 открывается и коммутирует ток в первичной обмотке трансформатора 21, а во вторичной обмотке трансформируется импульс тока, который через конденсатор 22 запирает базу транзистора 20, что вызывает

автоколебательный процесс с частотой колебаний, определяемой емйости конденсатр.ра 23 и индуктивностью первичной обмотки трансформатора. Длительность генерирования импульсов зависит от частоты прерывания прерывателя 1 и определяется величиной заряда конденсатора 9, напряжения смещения на базу транзистора 20 и величины сопротивлений 5, 6 времязадающей цепочки 4. Величина заряда конденсатора 9 также зависит от емкости конденсатора 9 и стабилизированного напряжения, определяемого стабилитроном 8 времязадающей цепочки 4. Таким образом, длительность пачки высокочастотных импульсов увеличивается с уменьшением частоты прерывания прерывателя 1 и с уменьшением напряжения на аккумуляторной батарее 14, С выхода вторичной обмотки трансформатора 21 генерируемый сигнал поступает на вход усилителя мощности 10. Но амплитуда сигнала корректируется транзистором 37 блока коррекции 11, на .базу которого через резистор 36 подается напряжение, регулирующее коллекторно5 змиттерную проводимость шунтирующего транзистора 37. С увеличением питающего напряжения на аккумуляторной батарее 14 увеличивается проводимость шунтирующего транзистора 37 и падает амплитуда сиг0 нала, приходящего на вход усилителя,

осуществляя авторегуляцию по амплитуде

выходного сигнала усилителя мощности 10.

Сигнал управления, снимаемый с диода

17 электронного ключа 2, поступает через

5 сопротивление 35 на базу транзистора 34, . открывает его, что приводит к падению напряжения на резисторе 36 и на базе транзи- стора 37. Это вызывает падение проводимости коллекторно-эмиттерного

0 перехода транзистора 37. Следовательно, с регулированием входного сопротивления на входе усилителя мощности 10с выхода генератора 3 проходящий сигнал корректируется по амплитуде шунтирующим сопро5 тивлением коллекторно-эмиттерного перехода транзистора 37. После корректировки сигнал поступает на вход усилителя мощности 10 на первый каскад на транзисторах 24, 25, усиливается и через высоко0 частотный трансформатор 26 передается на вход выходного, каскада на транзисторах 27, 28. Усиленный выходным каскадам сигнал поступает на высокочастотную катушку зажигания 12.

5 Обратно, при замыкании контактов прерывателя схема возвращается в исходное положение. При этом сформированный пре- . рывателем 1 сигнал с высокой крутизной . сглаживается конденсатором 19, транзи0 стор 20 закрывается плавно, не вызывая колебательного процесса в цепи первичной обмотки трансформатора 21. Емкость 32 с. служит для тококомпенсации питания системы, а емкость 31 -для погашения высших

5 частот на первичной обмотке катушки зажигания 12. Инвертор (фиг.З) .на транзисторе 38 и сопротивлениях 39. 40 обеспечивает возможность использования системы зажигания с бесконтактным прерывателем. На

0 вход Б инвертора поступает импульс прямоугольной формы от датчика Холла. Положительный сигнал логической 1 через

сопротивление 39 поступает на базу транзистора 38 и открывает его. Это состояние

5 схемы соответствует замкнутым контактам прерывателя 1 при использовании контактной системы прерывания. При срыве положительного сигнала в состояние логического О транзистор закрывается и схема переходит в состояние, соответствующее при размыкании прерывателя 1. Резистор 40 служит для надежности срабатывания транзистора 38.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить длительность искры до 20 мс, кроме того оно обладает более широкой областью эксплуатации, так как может использоваться как в бесконтактных так и в контактных системах зажигания.

Формула изобретения Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, минусовая клемма которой соединена с общей шиной, плюсовая клемма соединена последовательно с замком зажигания и времязадающей цепочкой, электронный ключ, выход которого соединен последовательно с автогенератором, усилителем мощности, плюсовая клемма питания которого соединена с выходом замка зажигания и выходной клеммой первичной обмотки кату шки зажигания, выходная клемма вторичной обмотки которой соединена с входной клеммой свечи, контактный прерыватель, первая клемма которого соединена с общей шиной, отличающаяся тем, что, с целью увеличения длительности искры и расширения области использования за счет обеспечения работы с бесконтактными прерывателями, введены в электронный ключ и автогенератор второй вход, блок коррекции входного сигнала, вход которого соединен с выходом электронного ключа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом автогенератора и входной клеммой первичной обмотки катушки зажигания, которая соединена с выходом замка зажигания и первым входом электронного ключа, выход времязадающей цепочки соединен с вторым входом автогенератора, входная клемма вторичной обмотки катушки зажигания соединена с общей шиной, а вторая

клемма контактного прерывателя соединена с вторым входом электронного ключа.

2.Система по п. 1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что блок коррекции входного сигнала

содержит первый и второй транзисторы, причем база первого транзистора соединена через первый резистор с входом блока коррекции входного сигнала, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с

общей шиной, коллектор первого транзистора через базу - коллектор второго транзистора соединен с первым выходом блока коррекции входного сигнала, через второй резистор с вторым выходом блока коррекции входного сигнала и, через первый конденсатор с общей шиной.

3.Система по п. 1, о т л и ч-а ю ща я с я тем, что электронный ключ содержит делитель напряжения, который включает третий

и четвертый резисторы, соединенные последовательно, вход которого является первым входом электронного ключа, выход которого соединен с общей шиной, выходная клемма третьего резистора является

вторым входом электронного ключа и соединена через первый диод с выходом электронного ключа и через второй конденсатор; с общей шиной.

4.Система по п. 1,отличающаяся тем, что усилитель мощности выполнен в

виде двухтактного усилителя мощности с транформаторной связью.

5. Система по п. 1,отличающаяся тем, что автогенератор содержит второй диод, вход которого является входом автогенератора, выход которого соединен через базу - эмиттер третьего транзистора с общей шиной, через базу - коллектор, первичную обмотку трансформатора-, параллельно

которой подключен третий конденсатор; - с первым-входом автогенератора и через четвертый конденсатор, вторая клемма которого; является выходом автогенератора, вторичную обмотку трансформатора - с общей шиной.

Использование: в области автомобилестроения, а именно в системах зажигания для двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: система содержит контактный прерыватель 1, включенный на вход электронного ключа 2, который управляет запуском автогенератора 3, питающего через времязадающую цепочку 4, содержащую сопротивления 5, 6, диод 7, стабилитрон 8, накопительный конденсатор 9, выход автогенератора 3 подключен к входу усилителя мощности 10 и шунтирован выходом блока коррекции 11, который одним входом подключен к шине питания, другим к выходу электронного ключа 2, на выход усилителя мощности 10 подключена высокочастотная катушка зажигания 12. Система зажигания подключается через замок зажигания 13 к аккумуляторной батарее 14. Особенностью изобретения является введение блока 11 коррекции входного сигнала, что позволило повысить .длительность искры, расширить область использования. 4 з.л.ф-лы, 3 ил.

f. 39

Фиг.З