Устройство батарейного зажигания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02P3/04 

Изобретение относится к системам зажигания, в частности к системам зажигания с накоплением энергии Е конденсаторе, и может быть-использовано в автомобильной промыашенности для воспламенения рабочей сме си в цилиндрах двигателей внутренне го сгорания. Известно устройство батарейного зажигания, обеспечиваю1пее стабилиза цию выходного напряжения систекы за жигания при изменении напряжения пи тания 1. Недостаток известного устройства заключается в том, что выходное нап ряжение системы зажигания в зависимости от частоты вращения не изменяется, так как время открытого состояния транзистора 4 остается на всех частотах постоянным. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электронное устройство зажигания, содержащее триггер, предоконечньЯ( усилитель, выходной каскад, импульсный трансформатор, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, времязгшгиощий конденсатор и диод .21. Недостатком известного устррйетва является то, что выходное напряжение в зависимости от частоты вращения двигателя изменяется по одном определенному закону. Однако различные типы двигателей- могут иметь характеристику пробивных напряжений, падающую в зависимости от частоты вращения, постояннуй или возрастающую. Следовательно, коэффициент. . запаса по вторичному напряжению дет необоснованно завышенным на отдельных рекимах. Цель изобретения - расширение диапазона: регулирования выходного напряжения системы зажигания-в зависимости от частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания. Указанная цель достигается тем, что в устройстве батарейного зажигания для двигателей внутреннего сгорания , содержащем триггер, вход которого.связан с датчиком положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, предоконечный усилитель, выходной каскад, нагрузкой которого является первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель с накопительным

конденсатором, параллельно кoтopo 1y включены последовательно соединенные первичная обмотка катушки зажигания и тиристор, управляющий электрод которого связан с дополнительной обмоткой импульсного трансформатора, времяэадающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с одним из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора, а вторая через разделительный диод с одним из входов триггера, точка соединения время задающего конденсатора и разделительного диода соединена с другим выводом первичной обмотки,импульсного трансформатора через цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и Диода, которая шунтирована другой цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резисто ра и диода, включенного встречно первому.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройст ва батарейного зажигания для двигателей внутреннего сгорания; на фиг. 2 - графики изменения вторичного напряжения системы зажигания в зависимости от частоты следования искр; на фиг. 3 И 4 - осцилограммы напряжения Uc времязадаюшем конденсаторе.

Устройство батарейного зажигания для двигателей внутреннего сгорания содержит триггер на транзисторах 1 и 2, предоконечный усилитель на тран зисторах 3 и 4, выходной каскад на транзисторе 5,. импульсный трансформатор 6, выпрямитель с накопительным конденсатором 7, тиристор 8, времязадающий конденсатор 9, разделительный диод 10, две соединительные цепочки, состоящие из резисторов 11, 12 и диодов 13 и 14.

Устройство батарейного зажигания работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала на базу транзистора 1, триггер переключается в другое устойчивое состояние, при котором транзистор 2 открыт, транзистор:. закрыт. Транзисторы 3, 4 и 5 открываются и через первичную обмотку импулБсного трансформатора 6 начинает протекать ток. Одновременно заряжается времязадающий конденсатор 9, подключенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформа ора б через диод 13 и резистор 11. Когда напряжение на обкладках конденсатора 9 достигнет определенной величины U (фиг. 3 и 4), триггер перебрасывается в другие устойчивое состояние, транзистор 2 открывается и последовательно запирает транзисторы 3, 4 и. 5. Импульсом напряжения, возникающем при разрыве тока в цепи импульсного трансформатора б, заряжаетсянакопительный конденсатор 7. Разряд накопительного

конденсатора 7 на первичную обмотку катушки зажигания происходит при подаче управляющего импульса на вход триггера (базу транзистора 1) и опрокидывании триггера в первоначально положение (транзистор 2 заперт). Одновременно с зарядом конденсатора 7 после запирания транзистора 5 происходит перезаряд конденсатора 9 ло напряжения. Ug обратной полярности (фиг. 3). Если время Т между соседними импульсами велико, то конденсатор 9 успевает разрядиться полностью через первичную обмотку импульсного трансформатора б, диод 13 и резистор 11. В этом случае время заряда конденсатора 9, соответствующее вре.мени накопления энергии в индуктивности первичной обмотки импульсного трансформатора б, определяется временем -Ь . Если время Т между искрами мало, что соответствует большой частоте следования искр, то конденсатор 9 не успеет полностью разрядиться. Таким образом, заряд его после отпирания транзистора 5 начнется « отрицательного значения. Следовательно, для заряда конденсатора 9 до того же уровня потребуется большее время (-Ь 7 -Ь ), как это показано на фиг. 3 (штриховая линия). Соответственно увеличится время накопления энергии в первичной обмотке трансформатора б, а, следовательно, увеличится и амплитуда тока в момент запирания транзистора 5. B-fo приведет к увеличени выходного напряжения, развиваемого катушкой зажигания.

Таким образом, с увеличением частоты следования искр, т.е. оборотов двигателя, выходное напряжение, развиваемое системой зажигания, будет увеличиваться.

Значение напряжения 0 (фиг. 3) зависит от величины сопротивления резистора 12, Если величина этого резистора будет достаточно большой, то конденсатор 9 не успеет перезарядиться до противоположной полярности, как показано на,,фиг. 4. В этом случае с увеличением оборотов двигателя время:накопления энергии будет уменьшаться (-ь, -Ь) ) , а, следовательно, будут снижаться и выходны характеристики.

На фиг. 2 показаны примеры харак. теристик , - f Си) дпя различных значений сопротивления резистора 12.

Изменяя величину резистора 12 в цепи разряда времязадающего конденсатора 9 можно получить систему зажигания, у которой выходное напряжв ние с увеличением частоты вращения вала двигателя может у величиваться (фиг. 2а), оставаться постоянным (фиг. ) или уменьшаться (фиг. 2) т.е. расширяется диапазон регулирования выходного напряжения систёмь зажигания в зависимости от частоты вращения. Аналогичный характер изменения пробивных напряжений имеют и различные типы двигателей внутреннего сгорания.

Таким образом, с помощью данного устройства можно проектировать системы зажигания, имеющие постоянный, коэффициент запаса по вторичному напряжению. Это дает возможность получить технико-экономический эффект, несколько повысить - КПД системы г зажигания на отдельных режимах и снизить на этих же режимах нагрузку на высоковольтную изоляцию, системы зажигания, а, следовательно, и повысит надежность системы зажигания в Целом. Кроме того, на этих же режимах улучшается энергетический баланс бортовой сети автомобиля.

Формула изобретения

Устройство батарейного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее триггер, вход которого связан с датчиком положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, предоконечный усилитель, вЫходной каскад, нагрузкой которого является первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена через

выпрямитель с накопительным конденсатором, параллельно которому включены последовательно соединенные первичная обмотка катушки зажигания и тиристор, управляющий электрод которого связан с дополнительнойобмоткой импульсного трансформатора, времязадающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с одним из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора, а вторая

0 через разделительный диод с одним из входов триггера, отличаю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения cHCTeNM зажигания в

5 зависимости от частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, точка соединения времязадающего конденсатора и разделительного диода соединена с выводом первичной

0 обмотки импульсного трансформатора через цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и диода, которая шунтирована другой цепочкой, состоящей из последовательно

5 соединенных резистора и диода, включенного встречно первому.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 0 № 541041, кл. F 02 Р, приоритет

16.06.75..

2.Патент США 3853107, кл. 123-148, опублик. 1974.