Электронная система зажигания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1977 года по МПК F02P3/04 

(54) ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Известны тиристорные системы зажигания с накоплением энергии в конденсаторе, заряд которого осуществляется от вторичной обмотки зарядного трансформатора при прерывании тока, протекающего через его первичную обмотку, при этом накопительный конденсатор разряжается на первичную обмотку катушки зажигания при подаче управляющего импульса, синхронизированного с вращением вала двигателя, на тиристор 1. В таких системах зажигания длительность искрового разряда недостаточна, что снижает надежность воспламенения топливной смеси.

Для повышения надежности в предлагаемой системе зажигания зарядный трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной через запирающий диод с первичной обмоткой катушки зажигания.

При создании каждой искры зажигания при протекании тока в воспринимающей обмотке посредством передачи энергии в первичную обмотку поджигающего трансформатора головная часть искры, образованная путем разряда накопительного конденсатора, растягивается в хвостовую часть искры. При этом затраты на получение более длительных искр зажигания при незначительных потерях моп1ности практически не увеличиваются.

Сердечник зарядного трансформатора выполнен с зазором.

При требуемом выборе размеров воздушного зазора сердечника зарядного трансформатора, индуктивностей вторичной обмотки зарядного трансформатора, первичной и вторичной обмоток поджигающего трансформатора, а также межэлектродного промежутка в свечах зажигания длительность хвостовой части искры может быть легко растянута в 4-5 раз по сравнению с длительностью головной части искры, так что искры зажигания приобретают длительность более 1,5 мс, что позволяет поджигать сжатый газ в цилиндре практически во всех имеющих место случаях.

При выбранных для получения повышенных длительностей искр зажигания индуктивностях первичной и вторичной обмоток поджигающего трансформатора передаточное отношение для требуемой высоты головной части искры может быть слишком мало. Поэтому целесообразно первичную обмотку поджигающего трансформатора выполнять из двух частичных обмоток, которые последовательно соединяют со вторичной обмоткой и одну из которых присоединяют к накопительному конденсатору так, что для получения интенсивной головной части искры накопительный конденсатор разряжается только через эту частичную обмотку, а другая частичная обмотка обтекается током вторичной обмотки зарядного трансформатора.

На фиг. 1 дана электрическая схема описываемой системы зажигания; на фиг. 2 - осциллограмма длительной искры зажигания, полученной данной системой.

Воспринимающая обмотка 1 зарядного трансформатора 2 с железным сердечником 3 одним своим концом через выключатель зажигания 4 соединена с положительным полюсом батареи, а другим через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 5 и первичную обмотку 6 трансформатора 7 обратной связи соединена с массой. Отрицательный полюс батареи также сидит на массе. Сопротивление 8 соединяет эмиттер транзистора 5 с его базой, которая подсоединена к датчику 9 управляющих импульсов. Вторичная обмотка 10 трансформатора 7 обратной связи также включена между эмиттером и базой транзистора. В качестве средства, ограничивающего коллекторный ток по максимальному значению, использован управляющий тиристор 11, анод которого подключен к базе транзистора 5, а катод сидит на массе. Параллельно управляющему тиристору 11 подключен делитель напряжения с сопротивлениями, к точке соединения которых подсоединен управляющий электрод этого тиристора так, что управляющий тиристор 11 включен, пока коллекторный ток транзистора 5 имеет величину, при которой базовый ток транзистора создает на делителе напряжение, достаточное для включения тиристора.

Вторичная обмотка 12 зарядного трансформатора 2 одним своим концом подключена к воспринимающей обмотке 1, а другим концом через диод 13 - к накопительному конденсатору 14, вторая обкладка которого через первичную обмотку катущки зажигания 15 соединена с массой. Вторичная обмотка 16 катушки зал игания 15 через распределитель питает свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания. Для разряда накопительного конденсатора 14 через первичную обмотку катущки зажигания служит тиристор 17, анод которого подключен к конденсатору, а катод сидит на массе. Поджигающий электрод тиристора 17 через сопротивление соединен с массой и, кроме того, подключен к датчику 9 управляющих импульсов, который управляется при помощи прерывателя 18 так, что при размыкании контакта прерывателя он выдает соответствующий управляющий импульс.

Для создания растянутых по времени искр зарядный трансформатор 2 имеет дополнительную вторичную обмотку 19, которая вместе с воспринимающей обмоткой 1 образует трансформатор. Один конец дополнительной вторичной обмотки 19 соединен с массой, а другой через запирающий диод 20 - с первичной обмоткой катущки зажигания 15. Первичная обМотка катущки зажигания Состоит из двух последовательно включенных частичных обмоток (обмоток с отводом), при этом точка соединения обеих обмоток подсоединена к накопительному конденсатору 14, а свободный конец частичной обмотки, не соединенной с массой, через запирающий диод 20 соединен с дополнительной вторичной обмоткой 19 так, что конденсатор 14 разряжается только через одну

частичную обмотку, а обе частичные обмотки вместе с запирающим диодом 20 и дополнительной вторичной обмоткой 19 зарядного трансформатора 2 создают через массу замкнутую цепь тока. Для демпфирования обратных колебаний обе частичные обмотки щунтированы диодом 21.

Если после замыкания выключателя зажигания 4 при разомкнутом контакте прерывателя 18 на базу транзистора 5 поступает от датчика управляющий импульс, то транзистор начинает проводить, а от батареи протекает ток по воспринимающей обмотке 1 зарядного трансформатора 2, коллекторно-эмиттерному

переходу транзистора 5 и первичной обмотке 6 трансформатора 7 обратной связи. Благодаря протеканию небольщого тока в первичной обмотке 6 трансформатора обратной связи в его вторичной обмотке 10 индуцируется ток,

при помощи которого транзистор быстро становится полностью проводящим, так что быстро возрастает ток через воспринимающую обмотку 1 зарядного трансформатора. Возрастание тока определяется воздущным зазором в

сердечнике зарядного трансформатора 2 и индуктивностями воспринимающей обмотки 1, дополнительной вторичной обмотки 19, а также первичной обмотки катущки зажигания 15. Часть воспринятой обмоткой 1 электрической

энергии затрачивается на возбуждение воздушного зазора, а часть потребляется электрической цепью, состоящей из вторичной обмотки 19, диода 20, первичной обмотки катущки зажигания и массы. Если ток через воспринимающую обмотку 1 достигает силы, при которой базовый ток создает падение напряжения на делителе тиристора 11 настолько больщое, что тиристор 11 открывается, то транзистор 5 быстро вводится в запертое состояние. Протекание тока через воспринимающую обмотку 1 прерывается, и накопленная в зарядном трансформаторе энергия преобразуется в напряжение л; 400 В на обмотке 12. Указанное напряжение заряжает через диод 13 накопительный

конденсатор. При размыкании контакта прерывателя 18 при помощи импульса от датчика 9 управляющих импульсов поджигается тиристор 17 и накопительный конденсатор 14 разряжается через проводящий тиристор на

часть первичной обмотки катущки зажигания 15, а во вторичной обмотке 16 индуцируется высокое напряжение, которое в искрах зажигания создает интенсивную головную часть I {см. фиг. 2). Одновременно при помощи управляющего импульса транзистор 5 становится

проводящим, поэтому ток через воспринимающую обмотку 1 прерывается. Повышение тока в воспринимающей обмотке зарядного трансформатора индуцирует во вторичной обмотке 19 ток, который протекает дополнительно через всю первичную обмотку катушки зажигания 15 и создает хвостовую часть II (см. фиг. 2) в искрах зажигания.

Предлагаемая тиристорная система зажигания показала удовлетворительные результаты. Так, например, в опытном конденсаторном устройстве для зажигания кратковременными искрами при заряде накопительного конденсатора до 400 В, при индуктивности первичной обмотки катушки зажигания 10 мГн, передаточном отношении поджигающего трансформатора 1 :50, искровом промежутке в свечах зажигания 1 мм и давлении газа 10 ати длительность искр составила 300 мкс. Та же тиристорная система зажигания с дополнительной обмоткой 19 зарядного трансформатора 2 обеспечила длительность искр 1050 мкс.

13

Формула изобретения

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

(fl/S.l