Батарейная система зажигания Советский патент 1974 года по МПК F02P3/04 

1

Известны батарейные системы зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащие транзисторный нреобразователь напряжения на трансформаторе с триггером, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, катушку зажигания и схему стабилизации. Недостатком такнх систем зажигания является зависимость вторичлого напряжения от первичного. В холодное время года даже при нормальном состоянии аккумуляторной батереи напряжение последней при запуске двигателя стартером может снизиться настолько, что энергия искрообразования оказывается недостатоЧ:Ной для надежного запуска двигателя. При буферном режиме работы (при движении автомобиля) напряжение заряженной батареи может превышать свое номинальное значение в 1,2-1,3 раза. При этом, соответственно, новьинается и вторичное напряжение, что вызывает необходимость применения более высоковольтных элементов системы зажигания.

Предлагаемая система зажигания обеснечивает стабильность вторичного нанряжения в широком диапазоне температур от - 60 до -|-70°С. Это достигается тем, что схема стабилизации выполнена на двух транзисторах, база одного из которых подключена к точке соединения первичной обмотки трансформатора преобразователя и резистора, а база другого - к точке соедииения стабилитрона и резистора, причем коллектор этого транзистора соединен через конденсатор с базой первого транзистора триггера. При этом триггер выполняет лишь функции переключающего устройства, порог срабатывания которого регламентируется схемой стабилизации.

Применение схемы стабилизации и ограниченце функции триггера позволяют повысить термостабильность системы зажигания и упростить процесс ее регулировки после изготовления.

На чертеже дала принцяпиальиая электрическая схема описываемой системы зажигания.

Система зажигания состоит из триггера на транзисторах 1 и 2 с сонротивлением 3 обратной связи, силового транзисторного ключа 4, преобразователя напряжения, включающего в себя трансформатор 5 н диод 6, схемы стабилизации, выполненной на транзисторах 7 и 8 и стабилитроне 9, прерывателя 10, накопительного конденсатора 11, тирнсторного ключа 12, разрядного диода 13 н катушки 14 зажигания. Триггер на транзисторах 1 и 2 предназначен для управления тра;НЗИст{ р НЫМ ключом 4, уг равляюшим, в свою очередь, преобразователем напряжения. Схема стабилизации служит для фиксации момента разрыва

тока в преобразователе. Прерыватель 10 обеспечивает синхронизацию работы системы за жигания. В конденсаторе 11 запасается энергия искрообразования.

Система зажигания работает следующим

образом.

После включения питания благодаря наличию резистора 3 триггер устанавливается в первое устойчивое состояние - транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт. Следовательно, траизистор 4 также закрыт - силовой ключ разомкнут, и ток в цепи первичной обмотки трансформатора 5 отсутствует. Транзистор 7 открыт, а транзистор 8 закрыт.

Если константы прерывателя 10 замкнуты, то конденсатор 15 заряжается через резистор 16. Диод 17 закрыт. Накопительный конденсатор 11 разряжен, тиристор 12 выключен.

В момент размыкания контактов прерывателя заряженный конденсатор 15 через резистор 18 и диод 17 подключается ко входу триггера. Диод 17 открывается, и положительное напряжение с конденсатора 15 поступает на базу транзистора 1, вследствие чего триггер переходит во второе устойчивое состояние, когда транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт. Отпирание транзистора 2 вызывает отпирание транзистора 4, который подключает первичную обмотку трансформатора 5 к источнику питания. Через первичную обмотку трансформатора 5 начинает протекать линейно нарастающий ток. На обеих половинах вторичной обмотки трансформатора возникают импульсы напряжения. Положительное напряжение с начала вторичной обмотки через конденсатор 19, резистор 20 и диод 21 поступает на управляющий электрод тиристора 12. Однако, так как напряжение на аноде тиристора в это время равно цулю (накопительный конденсатор 11 не заряжен), тиристор остается выключенным. Отрицательное напряжение с конца вторичной обмотки через диод 6 к конденсатору 11 не проходит.

По мере нарастания тока через первичную обмотку трансформатора 5 напряжение на резисторе 22 увеличивается и, когда о«о достигает величины напряжения стабилизации стабилитрона 9, транзистор 8 схемы стабилизации открывается, а транзистор 7 закрывается. Отрицательный скачок напряжения с коллектора транзистора 7 через конденсатор 23 поступает на базу транзистора 1 триггера, вследствие чего триггер снова переходит в первое устойчивое состояние - транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. Транзистор 4 также закрывается, и ток в цепи первичной обмотки трансформатора 5 прекращается. При этом энергия, накопленная в магнитном поле трансформатора, создает в его обмотках выбросы напряжений. Положительный выброс напряжения с конца вторнчной обмотки через диод 6 заряжает накопительный конденсатор 11 до напряжения 350-400 В.

Пренебрегая потерями или считая, что вся

энергия, накопленная в магнитном поле трансформатора (L/p2/2), в момент разрыва тока переходит в энергию электрического поля конденсатора (), получают выражение для -напряжения на накопительном конденсаторе

и, /р 1/ ,

где /р - величина тока разрыва;

L - индуктивность первичной обмоткн

трансформатора;

С - емкость накопительного конденсатора 11.

Таким образом, напряжение заряда накопительного конденсатора определяется величиной тока разрыва и не зависит от напряжения питания.

После замыкания контактов прерывателя конденсатор 15 снова заряжается, а после размыкания повторяются описапные процессы с той разницей, что в момент размыкания контактов прерывателя тиристор 12 переключается и подключает заряженный до напряжения 350-400 В накопительный конденсатор 11 к первичной обмотке катушки зажигаПИЯ.

Схема стабилизации, фиксирующая момент разрыва тока в преобразователе, обеспечивает постоянство тока разрыва при изменении в широких пределах как температуры

(от -60 до -f80°C), так и напряжения питания (от 6,5 до 17В), вследствие чего напряжение заряда накопительного конденсатора и вторичное напряжение становятся практически не зависящими от указанных факторов.

Предмет изобретения

Батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе с триггером, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор,

катушку зажигания и схему стабилизации, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостабильности, схема стабилизации выполнена на двух транзисторах, база одного из которых подключена к точке соединения первичной обмотки трансформатора преобразователя и резистора, а база другого - к точке соединения стабилитрона и резистора, причем коллектор этого транзистора соединен через конденсатор с базой первого транзистора

трнггера.