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

1

Изобретение относится к многоискровым бесконтактным электронным системам зажигания и может быть применено в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с батарейным источником питания.

Известна электронная система зажигания для ДВС, в которой для повышения надежности элементов схемы на средних и максимальных оборотах после запуска двигателя уменьшают пробивное напряжение, подаваемое на катушку зажигания 1.

Однако данная система работает только в одноискровом режиме, при котором надежность запуска при низких температурах невысока, а пределы изменения пробивного напряжения и энергии искрового разряда ограничены возможностями схемы.

Известна многоискровая электронная система зажигания, содержащая блок питания, выход которого подключен к накопительному конденсатору и к первичной обмотке катушки зажигания, тиристор, включенный параллельно выходу блока питания, цепь управления тиристором, состоящую из датчика положения коленчатого вала, высокочастотного усилителя, детектора, триггера Шмидта, база выходного транзистора

которого через замыкающий контакт -переключателя режима и конденсатор соединена с выходом формирователя управляющегчсигнала тиристора.

Многоискровой режим работы изпест ;5 го устройства обеспечивает наде хн1-1 :.с пуск двигателя при низких темпер-ат;--;-;;:. 2 .

Однако надежность работы изlv,n)й систе.мы также недостаточно высока, кольку насредних и максимальных оОорот;. после запуска значения пробивного 1;а,;|)нжения и энергии искрового разряда осгаюгся более высокими, чем это необходимо для работы ДВС, что снижает надежность катушки зажигания и сокрашает срок службы свечи. Это усугубляется еше и тем, что сами значения пробивного напряжения и энергии искрового разряда выбираются для надежного запуска двигателя в различных условиях эксплуатации со значительным запасом. Помимо этого, включение многоискровой системы производится здесь оператором, что в ряде случаев невозможно. Кроме того, имеющаяся в известном устройстве цепь управления тиристором с контактным датчиком не позволяет простыми электронными средствами управлять длительностью этого многоискрового режима.

Целью изобретения является повышение иадежности системы при различных рабочих режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в электронную систему зажигания, содержащую блок питания, подключенный к зарядно-разрядной цепи, состоящей из накопительного конденсатора и первичной обмотки катущки зажигания и к тиристору, цепь управления которого включает магнитоэлектрический датчик, диод, ключевой каскад и формирователь импульсов, дополнительно введены два электронных переключателя, дополнительный конденсатор, гасящий резистор, а в цепь управления - расширитель-формирователь, причем магнитоэлектрический датчик, диод, .расширитель-формирователь, например мультивибратор на двух транзисторах с задающим конденсатором, ключевой каскад и формирователь импульсов, например автоколебательный мультивибратор, соединены последовательно, при этом магнитоэлектрический датчик соединен через разделительные диоды с электронными переключателями, замыкающие контакты одного из которых через дополнительный конденсатор соединены с задающим конденсатором расширителя-формирователя, а замыкающие контакты другого шунтируют гасящий резистор, который включен между накопительным конденсатором и первичной обмоткой катушки зажигания.

На чертеже приведена схема электронной cncteMbi зажигания.

Электронная система зажигания содержит блок 1 питания (состоящий из преобразователя и выпрямителя) и накопительный конденсатор 2, подключенный к первичной обмотке 3 катушки 4 зажигания, тиристор 5, подключенный к выходу блока 1 питания, цепь управления тиристором 5, состоящую 1-13 магнитоэлектрического датчика 6, подключенного через диод 7 к расширителюформирователю 8, последовательно подключенного к нему формирователя 9 импульсов и схемы 10 отпирания тиристора.

К магнитоэлектрическому датчику 6 через разделительные диоды И и 2 подключены также электронные переключатели 13 и 14. Через замыкающие контакты 15 и 16 электронного переключателя 13 дополнительный конденеатор 17 подключен к задающему конденсатору 18 расширителя-формирователя 8.

Кроме того, последовательно с первичной обмоткой 3 катушки 4 зажигания включен гасящий резистор 9, зашунтированный через замыкающие контакты 20 и 21 электронного переключателя 14. Цепи питания двух электронных переключателей 13 и 14 подключены к блоку 1 питания. Питание на блок питания и расщиритель-формирователь 8 1 одается от первичного источника постоянного напряжения непосредственно, а на формирователь импульсов - через ключевой каскад 22, соединенный с выходом расширителя-формирователя 8.

Электронные переключатели 13 и 14 являются элементами импульсной техники и используются в электронной системе зажигания для автоматического (без оператора), а также своевременного переключения элементов устройства из напряженного режима пуска в менее напряженный основной, рабочий режим на средних и максимальных оборотах.

Электронная система зажигания работает следующим образом.

При запуске двигателя дополнительный

5 конденсатор 17 через замыкающие контакты 15 и 16 электронного переключателя 13 подключен к основному конденсатору 18 расщирителя-формирователя 8, а гасящий резистор 19 зашунтирован замыкающими контактами 20 и 21 электронного переключателя 14.

В этом случае сигнал, поступающий с магнитоэлектрического датчика 6 по цепи управления тиристором на расширитель-формирователь 8, вызывает его срабатывание

5 с длительностью импульса, соответствующей длительности многоискрового режима, необходимого для надежного запуска двигателя при низких температурах. При этом длительность многоискрового режима может регулироваться изменением величины

дополнительного конденсатора 17. Расщиренный импульс с расширителя-фор.мирователя 8 поступает на базу транзистора ключевого каскада 22, питание через который на формирователь 9 импульсов подается в

5 течение времени, соответствующего длительности импульса расщирителя-формирователя 8. В течение всего этого времени формирователь импульсов 9 выдает серию импульсов необходимой длительности и частоты, которые через схему 10 отпирания тиристоО ра управляют тиристором 5, задавая многоискровой режим работы всей системы. При этом изменением параметров задающего 18 и дополнительного 17 конденсаторов можно регулировать длительность и частоту импуль5 сов формирователя 9 импульсов.

Гасящий резистор 19 при этом зашунтирован замыкающими контактами 20 и 21 электронного переключателя 14, и значение напряжения первичной обмотки 3 катушки 4 зажигания передается в ее вторичную

0 цепь.

После запуска двигателя при числе оборотов примерно об/мин с дальнейшим ростом числа оборотов происходит увеличение переменного напряжения, снимаемого через разделительные диоды 11 и 12 с магнитоэлектрического датчика 6 на входы электронных переключателей 13 и 14.

В определенный пороговый момент времени при значении напряжения, соответствующего примерно 300-ь500 об/мин, происходит автоматическое (без оператора) одновременное срабатывание электронных переключателей 13 и 14 и их замыкающие контакты 15 и 16 и 20 и 21 размыкаются.

При размыкании замыкающих контактов 15 и 16 электронного переключателя 13 дополнительный конденсатор 17 расщирителя-формирователя 8 отключается от основного конденсатора 18 и расширитель-формирователь 8 начинает выдавать ,импульс, соответствующий по длительности одноискровому режиму, формирователь 9 импульсов выдает при этом на тиристор 5 за один оборот двигателя один импульс, т. е. электронная система зажигания переходит в одноискровый режим работы с меньшим значением энергии искрового разряда, чем при пуске.

Диапазон изменения энергии искрового разряда при этом практически пропорционален числу уменьшения импульсов искры при переходе из многоискрового режима в одноискровый и может быть уменьшен в 10 и более раз.

При размыкании замыкающих контактов 20 и 21 электронного переключателя 14 включается гасящий резистор 19, что приводит к уменьшению пробивного напряжения, снимаемого с вторичной обмоткой катушки 4 зажигания. Величина изменения прибивного напряжения определяется значением сопротивления гасящего резистора 19 и может быть уменьщена в 1,5 раза.

Уменьшение фобивного напряжения и энергии искрового разряда производится до такого уровня, чтобы обеспечить устойчивую работу разогретого двигателя в рабочем режиме на всех оборотах и в то же время улучшить условия работы катушки зажигания и увеличить срок службы свечи в течение наиболее длительного по времени рабочего цикла ДВС.

В случае применения такого режима работы в других системах зажигания (помимо тиристорной) следует исходить также из указанного соображения для каждой кон-кретной системы.

В случае применения в автомобилях предлагаемая систе.ма зажигания может быть упрощена, при этом электронные переключатели 13 и 14 и цепь их запуска исключаются, а включение и выключение дополнительного конденсатора 17 и шунтирование или расшунтирование гасящего резистора 19 может производиться через контакты реле при подключении статора в момент запуска двигателя к источнику питания. Контакты 15 и 16 и 20 и 21 замыкаются, и система работает в многоискровом режиме запуска при повышенном значении пробивного напряжения.

При выключении стартера схема автоматически переключается в одноискровый реЖИМ при пониженном значении пробивного напряжения.

После выключения двигателя электронные переключатели 13 и 14 возвращаются в начальное положение; контакты 15 и 16 г и 20 и 21 замыкаются и электронная система зажигания в режиме запуска снова готова к надежному запуску двигателя.

Таким образом, для электрор.ной системы зажигания большой запас пробивного напряжения и многоискровость для режима 0 пуска двигателя обеспечивает его надежный запуск, особенно в условиях низких температур. Меньщее пробивное напряжение при достаточно длительном рабочем цикле значительно уменьшает опасность пробоя катушки зажигания, особенно в процессе эксплуатации (например в условиях тропической влаги), а меньшая эпесиия искрового разряда увеличивает срок службы свечп, тем самым обеспечивая высокую надежность работы электронной системы зажигания и, 0 что особенно важно, надежность элементов системы зажигания, работающих в наиболее тяжелых режимах (15000-30000 В на катушках зажигания и 10000°С в искрово.м разряде на свечах).

Формула изобретения Электронная система зажигания, содержащая блок Питания, подключенный к зарядно-разрядной цени, состоящей из накопительного конденсатора и первичной об.мотки катущки зажигания, и к.тиристору, цепь

0 управления которого вк.чючает магнитоэлектрический датчик, диод, ключевой каскад и формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности системы при различных рабочих режимах, в нее дополнительно введены два электронных переключателя, дополнительный конденсатор, гасящий резистор, а в цепи управления - расширитель-формирователь, причем магнитоэлектрический датчик, диод, расширитель-формирователь, например мульд тивибратор на двух транзисторах с задающим конденсатором, ключевой каскад и формирователь и.мпульсов, например автоколебательный мультивибратор, соединены последовательно, при этом магнитоэлектрический датчик соединен через разделительные диоды с электронными переключателями, замыкающие контакты одного из которь1х через дополнительный конденсатор соединены с задающим конденсатором расширителя-формирователя, а замыкающие конQ такты другого шунтируют гасящий резистор, который включен между накопительным конденсатором и первичной обмоткой катущки зажигания.

Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР JVo 402680, кл. F 02 Р 3/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 601447, кл. F 02 Р 3/04, 1978 (прототип). ..ЛУ--j .4WVYW-V J cs IT