Батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02P3/04 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах зажигания для двигателей внутреннего сгорания.

Известна батарейная система зажигания по основному авт. св. № 439622, содержа-, щая транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе с триггером, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, катушку зажигания, прерыватель и блок стабилизации.

Недостатком известной системы является то, что она работает лишь в режиме однократного искрообразования.

Цель изобретения - обеспечение многократного искроообразования со стабилизированной энергией в широком диапазоне температур. Поставленная цель достигается тем, что в батарейную систему зажигания, содержащую транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе с триггером, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, катушку зажигания, прерыватель и блок стабилизации, дополнительно введены транзистор, два резистора, обмотка трансформатора, выключатель к электромагнитное реле, обмотка которого включена через выключатель между плюсовой и минусовой шинами источника питания, коллектор транзистора подключен к

подвижному контакту ирерывателя, эмиттер - к неподвижному, а база подключена двумя параллельными цепочками, одна из которых образована резистором, другая -

резистором, нормально разомкнутыми контактами электромагнитного реле и обмоткой трансформатора, включенной согласно с вторичной обмоткой, к минусовой шине питания.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема батарейной системы зажигания.

Батарейная система зажигания содержит транзисторный преобразователь напряжепня, СОСТОЯЩИЕ, например, из триггера на транзисторах 1 и 2, резисторах 3-6, силового транзистора 7 с резистором 8 и трансформатора 9 с тремя обмотками: первичной 10, вторичной 11 и дополнительной 12;

выпрямитель па диоде 13, накопительный конденсатор 14; тиристор 15; катушку зажигания 16 с двумя обмотками: первичной 17 и вторичной 18; блок стабилизации на транзисторе 19, резисторах 20-24, диоде

25 и терморезисторе 26; контакты 27 прерывателя; схему управления триггером, состоящую из резисторов 28-30, конденсатора 31 н диода 32; схему управления тиристором, состоящую из резистора 33, конденсатора 34 и диода 35, каскада многократHoro искрообразования, включающего транзистор ЗЬ, резисторы 3/ и Зй, электромагнитное реле btJ с нормально разомкнутыми контактами 40 и выключатель 4i (наиример, контакты реле стартера). Система работает следующим образом. 11осле включения питания триггер усганавливается в условно нервое устойчивое состояние, когда транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт. Это обеспечивается соответствующим выбором величин сопротивлений резисторов 3 и 4, включенных в иазы транзисторов i и 2. Ток коллектора транзистора 2 протекает через эмиттерный переход транзистора 7 и открывает его. Через резистор 24 и первичную обмотку Ю трансформатора У начинает протекать линейно нарастающий ток. ilo мере нарастания тока через обмотку 10 трансформатора 9 нанряжение на резисторе 24 увеличивается. Это напряжение через делитель на резисторах 21-23 и терморезисторе 26 поступает к базе транзистора 1У, через диод 25 поступает к базе транзистора 2 триггера, вследствие чего триггер переключается во второе устойчивое состояние, транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. В результате транзистор 7 также закрывается, разрывная цепь тока первичной обмотки 10 трансформатора 9. Энергия, накопленная в магнитном поле сердечника трансформатора 9, создает в его обмотках импульсы напряжения. Положительный импулье с конца обмотки 11 (начала обмоток на чертеже обозначены точками) отпирает диод 13 и заряжает накопительный конденсатор 14 до высокого напряжения ЗоО- 400 В.

Допустим, что в момент включения питания выключатель 41 разомкнут, что соответствует режиму однократного искрообразования, а контакты прерывателя 27 замкнуты. В этом случае обмотка реле ЗУ обесточена, контакты 40 реле разомкнуты и транзистор 36 каскада многократного искрообразования закрыт. Конденсатор 31 через резисторы 29, 30 и замкнутые контакты 27 прерывателя заряжается до напряжения, определяемого соотпошением между сопротивлениями резисторов 29, 30. После размыкания контактов 27 прерывателя конденсатор 31 через диод 32 и резисторы 28 и 5 подключается к эмиттерному переходу транзистора 1 плюсом к его базе. Вследствие этого транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается, т. е. триггер переключается в первое устойчивое состояние. В результате транзистор 7 также открывается и повторяются выщеописанные процессы, происходившие после включения питания. Положительный импульс с начала обмотки 11 трансформатора 9, появляющийся в момент размыкания контактов 27 прерывателя и отпирания транзистора 7, через конденсатор 34 и диод

35 поступает па управляющий электрод тирпстора 15. 11оследнии переключается и подключает заряжспиый до Зой-400 Б пакопптольпый копдс1 сатор к иер;зпчной об5 ,чо-;ке 17 катущкь зажигания iG. iio вюpri4LOii обмот ;.е ib катушки зажигания 16 возникает импульс высокого папряжеипя, который поступает к распределителю п затем к свечам зажигания.

Ш Резистор 33 предпазначсн д,ля разряда конденсатора 34 после каждого цикла работы системы, терморез1 С1Ор 26 повыщает термостабильпость системы зажигания.

iipn включении выключатеоМя 41 (напри15 мер, при включении реле стартера) реле 39 срабатывает, его контакты 40 замыкаются и конец дополнптсльпой обмотки 12 трапсформатора 9 через резистор 38 подключается к базе транзистора 36. При этом 20 система работает в 1мкогократного пскрообразования. Первый цикл искрообразования происходит в момент размыкания контактов 27 прерывателя аналошчно выщеоппсанному. Затем искрообразование 25 происходит в течение всего времени, пока коптакты 27 прерывателя разомкпуты. В момент размыкания контактов 27 прерывателя, как было показано вьппе, триггер переключается в первое устойчивое состоя30 нпе, транзистор 1 закрывается, а транзисторы 2 и 7 открываются. При этом первичная обмотка 10 трансформатора 9 через резистор 24 подключается к источнику питания. Вследствие этого в обмотке 12 3 трансформатора 9 возникает отрицательный импульс напряжеппя, который через замкнутые контакты 40 реле 39 м резистор 38 поступает на базу транзистора 36, при этом последний остается в запертом состоя0 НИИ.

После разрыва цепи тока первичпой обмотки 10 трансформатора 9 в обмотке 12 возникает положительный импульс напряжения, длительность которого равна длительности заряда накопительного конденсатора 14 через диод 13. Этот импульс через замкнутые контакты 40 реле 39 и резистор 38 поступает к базе транзистора 36 и открывает его.

0 Таким образом, по окончании каждого цикла нарастания тока в первичпой обмотке 10 трансформатора 9 транзистор 36 открывается и остается открытым в течение времени заряда накопительного конденсатора 14. По окончании заряда накопительного конденсатора 14 иоложительный импульс в обмотке 12 исчезает и транзистор 36 закрывается. Вследствие того, что транзистор 36 включен параллельно контактам 0 27 прерывателя, отпирание трапзистора 36 при разомкнутых контактах 27 равносильно замыканию контактов прерывателя, а запираппе - размыканию, и калсдая новая искра в системе возникает по окончании процссса заряда накопительного конденсатора

14, т. е. тогда, когда система накопила номинал;;и)1о .. ергяю и готова к следующему циклу искрообразования. При этом частота искрообразования определяется лишь быстродействие:, самой системы зажигания, т. е. врсмсн.м нарастания тока в обмотке 10 трансформатора 9 и временем заряда иа ;опителы1ого конденсатора. Как следует из описания работы системы в отличие от известных в ней отсутствуют какие-либо вспомогательные измерительные цепи, служащие для определения готовности системы к каждой последующей искре во время многократного ис.срообразования. Окончание заряда накопительного конденсатора определяется прекращением тока через выпрямитель на диоде 13 и появлением импульса Б обмотках трансформатора 9. Благодаря крутому заднему фронту этого импульса (несколько мкс) энергия каждой отдельной искры в режиме многократного искрообразования оказывается независящей ни от разброса параметров транзистора 36, ни от колебаний температуры окружающей среды. После замыкания контактов 27 прерывателя искрообразование в системе прекращается, так как замкнутые контакты 27 прерывателя шунтируют транзистор 36.

Способность предлагаемой системы зажигания работать в режиме многократного искрообразования со стабилизированной энергией в широком диапазоне температур выгодно отличает ее от известных систем, расширяя возможности ее практического применения.

Формула изобретения

Батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания по авт. св. № 439622, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения многократного искрообразования со стабилизированной энергией в широком диапазоне температур, в нее дополннтельно введены транзистор, два резистора, обмотка трансформатора, выключатель и электромагнитное реле, обмотка которого включена через выключатель между плюсовой и минусовой шинами источника питания, коллектор транзистора подключен к подвижному контакту прерывателя, эммитер - к неподвижному, а база подключена двумя параллельными цепочками, одна из которых образована резистором, другая - резистором, нормально разомкнутыми контактами электромагнитного реле и обмоткой трансформатора, включенной согласно с вторичной обмоткой, к минусо0 вой шине источника.