Батарейная система зажигания Советский патент 1982 года по МПК F02P3/04 

(54) БАТАРЕЙНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Известны бесконтактные батарейные системы зажигания двигателей внутреннего сгорания 1.

Недостатком таких- систем зажигания является зависимость вторичного напряжения от первичного. В холодное время года даже при нормальном состоянии аккумуляторной батареи напряжение последней при запуске двигателя стартером может снизиться настолько, что энергия искрообразования оказывается недостаточной 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 повышается и вторичное напряжение, что вызывает необходимость применения более высоковольтных элементов системы зажигания.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности является батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая транзисторный

преобразователь напряжения на трансформаторе с триггером, выпрямитель, накопительный конденсатор, тизистор, катушку, зажигания и схему стабилизации 2.

Недостатком такой системы зажигания является ненадежность ее работы при экстремальных условиях с обычными источниками тока или при работе с источниками тока малой мощности, так как схема сравнения этой системы рассчитана на определенную амплитуду тока, а при малых токах амплитуда линейно нарастающего тока силового ключа не достигает установленного значения и силовой ключ остается постоянно открытым, что ведет к общему отказу схемы.

15

Цель изобретения - обеспечение бесконтактного электронного распределения и повышение надежности работы системы при экстремальных условиях.

Указанная цель достигается тем, что в

20 батарейной системе зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащей транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе, соединенный через силовой транзисторный ключ со схемой

стабилизации, причем вторичная обмотка трансформатора соединена с накопительным конденсатором через выпрямитель, тиристор, подключенный параллельно накопительному конденсатору через первичную обмотку катушки зажигания, а вход тиристора через трансформатор и схему управления соединен с бесконтактным датчиком, схема управления образована формирователем импульсов с логическим блоком распределения и логическим блоком объединения, который соединен через разделительннй конденсатор со схемой стабилизации. При этом схема стабилизации выполнена на одновибраторе и онтроне с терморезистором.

На чертеже представлена схема батарейной системы зажигания.

Устройство содержит соединенный с коленчатым валом двигателя .металлический диск 1 с выступами, соответствующими фазам газораспределения двигателя и входящими в-воздущный зазор датчика 2, представляющего собой генератор синусоидальных колебаний с трансформаторной связью. Датчик 2 через детектор 3 и формирователь 4 импульсов связан с логическим блоком 5 распределения импульсов. Формирователь импульсов, представляющий собой комбинацию логических схем., в свою очередь связан через дифференцирующие цепочки, содержащие конденсаторы 6 и 7, резисторы 8 и 9, логический блок 10 объединения и разделительный конденсатор 11 со схемой стабилизации, содержащей .одновибратор на транзисторах 12 и 13. оптрон 14 на фотодиоде и светодиоде 15 и терморезистор 16, которая соединена через силовой транзисторный ключ на транзисторах 17 и 18 с транзисторным преобразователем напряжения на трансформаторе 19 и через вьшрямите,льпый диод 20 с накопительным конденсатором 21, разряд которого поступает на соответствующие катущки 22 и 23 зажигания.

Устройство работает следующим образом.

Металлический диск 1 с выступами, соответствующими фазам газораспределения двигателя, жестко соединенный с коленчатым валом двигателя, при вращении вала ступом входит в воздущный зазор датчика 2, представляющего собой высокочастотный генератор с трансформаторной связью, и за счет экранирующего эффекта вызывает срыв работы этого генератора, при выходе выступа диска из воздушного зазора датчика 2 работа генератора восстанавливается. Попеременный срыв и восстановление работы генератора приводит к проявлению последовательности высокочастотных импульсов, которые детектором 3 преобразуются в логический уровень «О, соответствующий срыву работы генератора датчика 2, или в логический уровень «1 соответствующий восстановлению работы

генератора датчика 2. С детектора 3 эти импульсы поступают на вход формирователя 4 импульсов, который расщепляет их на два одинаковых по длительности, но противоположных по логическому уровню. Если на входе формирователя и.мпульсов имеется логическая «1, что соответствует работе генератора датчика 2, то на одном из выходов формирователя импульсов будет логический «О, а на другом - ло гическая «1, наоборот, когда выступающая часть диска 1 входит в воздушный зазор датчика 2, что соответствует срыву работы генератора, импульс на входе формирователя 4 отсутствует и на выходе формирователя 4 логические уровни соответственно поменяются местами. Таким образом, при вращении металлического диска 1 с выступами, соответствующими фазам газораспределения двигателя, на выходе формирователя импульсов 4 попеременно создаются импульсы различных логических уровней «1 или «О, которые с обоих его выходов подаются на раздельные входы логического блока 5 распределения.

Дифференцирующие цепочки (6,7 и 8, 9) преобразуют передние фронты импульсов с обоих выходов формирователя импульсов в короткие импульсы, длительность которых зависит от постоянной времени дифференцирующих цепочек, логический блок 10 объединения объединяет эти короткие импульсы в единую последовательность импульсов, и на выходе логического блока 10 объединения эти импульсы через разделительный конденсатор 11 запускают ждущий одновибратор на транзисторах 12 и 13. Транзистор 13 одновибратора способствует малому времени восстановления схемы и, кроме того, его высокое входное сопротивление хорошо согласуется с обратным сопротивлением фотодиода 14, который в со.четании со светодиодом 15 представляет собой оптронэлектронное следящее устройство, автоматически изменяющее длительность импульса одновибратора в сторону уменьшения при повышении напряжения источника тока и наоборот. Это стабилизирует ток разрыва в цепи силового ключа (17 и 18). При увеличении напряжения источника тока увеличивается ток, проходящий через светодиод 15, что соответственно увеличивает излучаемую им лучистую энергию. Это приводит к изменению обратного сопротивления фотодиода 14, что уменьщает длительность импульса с выхода одновибратора. Уменьшение длительности импульса компенсирует увеличение напряжения источника тока и сохраняет неизменным напряжение на накопительном конденсаторе 21. При снижении напряжения источника тока происходит увеличение длительности импульса одновибратора до величины, заданной переменным резистором 24.

Терморезистор 16 компенсирует температурйые изменения, вызванные изменениями температуры внешней среды.

В исходном состоянии транзисторы 12 и 13 одновибратора открыты. Импульс запуска (логический «О) закрывает транзистор 12, при этом закрывается транзистор 13 и находится в закрытом состоянии до тех пор, пока конденсатор 25 не разрядится через резистор 26 и обратное сопротивление фотодиода 14. до напряжения отсечки транзистора 13. Этим определяется длительность положительного импульса на коллекторе транзистора 12, на время действия которого открывается силовой ключ на транзисторах 17 и 18 и в цепи первичной обмотки трансформатора 19 возникает линейно нарастающий ток, величина которого зависит от напряжения источника тока и времени, в течение которого находится в открытом состоянии силовой ключ (17 и 18). После оконч-ания импульса, который действует на коллекторе транзистора 12, силовой ключ (17 и 18) закрывается и как результат разрыва тока почти вся, энергия магнитного импульсного трансформатора 19 через выпрямительный диод 20 переходит в энергию электрического поля накопительного конденсатора 21. Окончание переходных процессов и заряд накопительного конденсатора 21 фиксируется импульсом отрицательной полярности, получаемым с помощью конденсатора 27 и резистора 28 с эмиттера транзистора 18 через фазоинверсный трансформатор 29, и теперь уже как импульс положительной полярности подается на объединенный вход 30 логического блока 5 распределения, где на раздельных входах 31 и 32 уже имеются импульсы с формирователя 4 импульсов.

Логический блок 5 распределения допускает прохождение импульса с фазоинверсного трансформатора 29 только по тому каналу, на входе которого в данный момент имеется с формирователя 4 импульсов логическая «1. Это зависит от положения металлического диска 1 с выступами, соответствующими фазам газораспределения двигателя, что в свою очередь зависит от положения поршня в цилиндре.

Допустим, что на входе 31 логического блока распределения имеется логическая «1 с формирователя импульсов 4, тогда на входе 32 логического блока распределения 5 будет логический «О. Логический блок распределения пропустит импульс с фазоинверсного трансформатора 29 только по каналу, имеющему логическую «1, который откроет транзистор 33. Во вторичной обмотке трансформатора 34 относительно средней точки возникнет импульс, действующий в цепи управления электрод-катод

тиристора 35. Тиристор 35 открывается и разряжает накопительный конденсатор 21, через первичную обмотку катушки 22 зажигания.

При повороте коленчатого вала двигателя, когда логическая «I с формирователя импульсов 4 будет на входе 32 другого канала логического блока распределения 5, импульс фазоинверсного трансформатора 29 откроет транзистор 36, во вторичной обмотке трансформатора 34 относительно средней точки возникнет импульс действующий в цепи электрод-катод тиристора 37. Тиристор 37 открывается и разряжает накопительный конденсатор 21 через первичную обмотку катущки зажигания 23.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными устройствами обеспечивает бесконтактное электронное распределение и стабилизацию напряжения заряда накопительного конденсатора при изменениях напряжения источника тока в пределах рт 5 до 30 В.

Кроме того, предлагаемое изобретение обеспечивает одновременное электронное бесконтактное распределение и электронное бесконтактное зажигание.

Формула изобретения

принятые во внимание при экспертизе

№ 439622, кл. F 02 Р 31/04, 1973 (прототип) .

. .Ж