Электронная система зажигания Советский патент 1981 года по МПК F02P3/06 

1

Изобретение относится к системам зажигания, преимущественно для двигтелей внутреннего сгорания, а именно к электронным системам зажигания с накоплением энергии в конденсаторе.

Известны системы электронного зажигания, содержащие источники питания, накопительный конденсатор соединенный через диод с выходной обмоткой трансформатора источника, тиристор, блок управления тиристором и катушку зажигания l.

Недостатком этих систем является пониженная мощность искрообразования при пуске двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система, содержащая двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный KOHffeHcaTop, включенный между выпрямителем и первичной обмоткой катушки зажигания, тиристор и стабилитрон, включенные параллельно выходу выпрямителя,и блок управлени я тиристором Г23 .

Недостатком указанной системы является наличие в ней внешней связ

замка зажигания с дополнительным тиристором, установленным между общим шинопроводом и входом мостового выпрямителя, которая снижает надежность системы..

Цель изобретения - повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, что электронная система зажи0гания, содержащая двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный конденсатор, включенный между выпгбя5 мителем и первичной обмоткой катушки зажигания, тиристор и стабилитрон, включенные параллельно выходу выпрямителя, и блок управления тиристором, снабжена двумя после0 доватёльнй соединенными RC- цепями, включенными параллельно выходу выпрямителя, причем параллельно каждому резистору КС-цепей подсоединены диоды в прямом направлении,

5 а точка соединения конденсатора одной RC-цепи с резистором другой RC-цепи подключена к одному из выходов преобразователя напряжения. На фиг.1 изображена принципиальная схема системы; на фиг.2 - времонные fluarpaNiMH работы системы при запуске двшзтели; на фиг.З - времен ные диаграмма работы системь-а на оборотах двигателя, близких к максимальным. Система содержит двухтактный транзисторный -преобразователь 1 напряжения, мостовой выпрямитель 2, накопительный конденсатор 3, катушку 4 зажигания, тиристор 5, стабилитрон б и блок 7 управления тиристором 5, две . РС -цепи 8 и 9 с резис торами 10 и 11, диоды 12 и 13 и конденсаторы 14, 15. Диоды мостового выпрямителя 2 обозначены на фиг.1 позициями 16 - 1 На временных диаграммах (фиг.2) работы системы при зацуске двигателя изображены: напряжение на вь1ходе двухтактного транзисторного преобразователя 1 напряжения (фиг.2а), напряжения Uc-, 4:is конденсаторах 14 и 15 RC-цепей 8 и 9 соответственно (фиг,26,в) напряжение DC на накопительном конденсаторе 3 (фиг.2г) выходное напряжение блока 7 управления тиристором 5 (фиг.2д) напряжение ток I Д на первичной обмотке катушки 4 зажиг ния (фиг.2е,ж). На временных диаграммах (фиг.З) работы системы на оборотах двигателя близких к гиаксимальным, изображены; напряжение i ч выходе двухтактно го транзисторногО преобразователя 1 напряжения (фиг.З,а), напряжение Uj-, на накопительном конденсаторе 3 (фиг.36) выходное напряжение U бл 7 управления тиристором 5 (фиг.Зв) напряжение и ток о. первич ной обмотке катушки 4 зажигания (фиг.Зг, д). Система работает следующим образом. При запуске холодного двигателя, когда электрический стартер потребл ет максимальный ток, напряжение на аккумуляторной батарее (не показан просаживается до 7/8 В, что ведет к снижению выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1 (подключенного к выход батареи) до значения, примерно, равного 50% Ццо. Обороты двигателя при этом находятся в пределах 120-450 об/мин что соответствует частоте искрообра вания на выходе катушки 4 зажигания от 4 до 15 Гц (для четырехцилиндрового двигателя). В момент 20 (фиг.2а) подачи пита ния на двухтактный транзисторный пр образователь 1 напряжения начинает ся экспоненциальный заряд накопител ного конденсатсра 3 (фиг.2г) и подключенного к нему параллельно через диод 12 (фигЛ) конденсатора 14 RC-цепи 8 с постоянной времениС R (СЗ+С14), (фиг2б), где R., - выходное сопротивление двухтактного транзисторного преобразователя 1 напряжения ; емкость накопительного конденсатора 3 , Этот процесс продолжается до конца по,лупериода работы двухтактного транзисторЕЮго преобразователя 1 напряжения. В момент 21 (фиг.2в), т.е. при смене полярности выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1, происходит заряд конденсатора 15 через диод 13 до тех пор noica напряжение на нем не сравняется с напряжением на накопительном конденсаторе 3. Постоянная времени заряда / CIS, где С15 - емкость конденсатора 15. До момента равенства указанных напряжений диод 18 закрыт, и напряжение на накопительном конденсаторе 3 остается неизменным (фиг.2г). В момент 22 (фиг.2в) , соответствующий равенству напряжения на конденсаторах 3 и 15, открывается диод 18 мостового выпрямителя 2, и до момента 23 происходит совместный заряд накопительного конденсатора 3 и включенного с ним параллельно через диод 13 конденсатора 15. В интервале времени 21-23 (фиг.2б) напряжение на конденсаторе 14 остается практически неизменным, так как постоянная времени его разряда fi, RlO-Cl4, где R 10 - сопротивление резистора 10, выбирается намного больше времени полупериода выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1. В момент 23 (фиг.2б) при смене полярности выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1 происходит заряд конденсатора 14 через диод 12 с постоянной времени С).- 4 до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением на накопительном конденсаторе 3 (фиг.2г). В момент 24 (фиг.2б), соответствующий равенству напряжений на конденсаторах 3 и 14, открывается диод 19 мостового выпрямителя 2, и до момента 25 происходит совместный заряд накопительного конденсатора 3 и включенного с ним параллельно через диод 12 конденсатора 14. В интервале времени 23 - 25 (фиг.2в) напряжение на конденсаторе 15 остается практически неизменным, так как постоянная времени его разряда % R11- 015, где R11 - сопротивление резистора 11, выбирается намного больше времени полупериода выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1.

В интервале времени 20-26 конденсаторы 14, 15 и 3 заряжаются до амплитудного значения выходного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя.

С момента 26 диоды 18 и 19 мостового выпрямителя 2 запираются обратным напряжением, и в дальнейшем процессе накопительного конденсатора 3 они не участвуют до очередного момента искрообразования.

Ввиду того, что постоянные времени Tj RC-цепей 8 и 9 выбраны дотаточно большими, и напряжение на конденсаторах 14 и 15 практически отается неизменным (с момента времени 26), то последовательно соединенные RC-цепи можно принять за источники напряжения с внутренним сопротивлением, соответственно рав ным R1О и R11.

Поэтому начиная с момента 26, в процессе заряда накопительного конденсатора 3 каждый полупериод участвуют как напряжение транзисторного преобразователя 1, так и включенный последовательно с ним один из эквивалентных источников напряжения.

Причем, постоянная времени заряда накопительного конденсатора 3 с этого момента времени определяется

03 (Rftbiy- ,), где . внутреннее сопротивление одного из эквивалентных источников, равное сопротивлению резистора подключенной в данный полупериод RC-цепи.

Заряд накопительно-го конденсатора 3 заканчивается в момент 27 (фиг.2г), при этом напряжение на нем равно удвоенному выходному напряжению двухтактного транзисторного преобразователя 1.

В момент 28 (фиг.2д) по команде блока 7 управления тиристором управляющий импульс открывает тиристор 5, и происходит процесс искрообразования.

Эпюры напряжения и тока в первичной обмотке катушки 4 зажигания показаны на фиг.2е,ж.

На максимальных оборотах двигателя .(фиг.З) при повышенной частоте время участия эквивалентных источников в процессе заряда накопительного конденсатора 3 очень мало (интервал 27-28, фиг.36) , и удвоение напряжения практически отсутствует.

На средних оборотах двигателя, с целью предотвращения повышения напряжения на накопительном конденсаторе 3 выше номинального в период совместной работы двухтактного транзисторного преобразователя 1,и эквивалентных источников.

параллельно тиристору 5 включен стабилитрон 6,.

Пробивное напряжение стабилитрона выбрано несколько выше номиналь ного напряжения двухтактного транзисторного преобразователя 1.

Таким образом, при пониженном напряжении аккумуляторной батареи (до 50% ) и пониженной частоте искрообразования (при пуске двигаQ теля) , удвоение напряжения на накопительном конденсаторе 3 обеспечивает номинальную мощность искры.

На средних и максимальных оборотах мощность искры также номинальная, так как напряжение на накопительном конденсаторе 3 ограничивается стабилитроном 6.

Валластным сопротивлением, включенным последовательно со стабилитроном 6, является сумма выходного сопротивления R двухтактного транзисторного преобразователя 1 напряжен 1я и внутреннего сопротивления одного из эквивалентных

5 источников, подключенного в данный полупериод к стабилитрону.

За счет того, что в схеме стабилизация напряжения заряда накопительного конденсатора 3 осущестQ вляется без изменения активных элементов (транзисторов, тиристоров и так далее) , резко повышается ее эксплуатационная надежность.

Формула изобретения

35

Электронная система зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащая двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный конденсатор, включенный между выпрямителем и первичной обмоткой катушки зажигания, тиристор и стабилитрон, включенные параллельно выходу выпрямителя, и блок управления тиристором, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности, снабжена двумя последовательно coeдинeнны и RC-цепями, включенными параллельно выходу выпрямителя, причем параллельно каждому резистору RC-цепей подсоединены диоды в прямом направлении, а точка

соединения конденсатора одной RCцепи с резистором другой RC-цепи подключена к одному из выходов преобразователя напряжения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 470652, кл. F 02 р 3/04.

2.Патент ГДР 112158, кл. 46 с 71, опублик.1975.

(IB

/2

Л6

J

Hh

О

v

/I

. /

f i/n

/ ///

я 21 n 2 Л «

сел;

f 0

il

пр

г

L

/i

Д

Tf

се«г