Транзисторная конденсаторная система зажигания Советский патент 1982 года по МПК F02P3/08 F02P3/06 

(54) ТРАНЗИСТОРНАЯ КОНДЕНСАТОРНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано в системах запуска газотурбинных двигателей и в карбюраторных поршневых двигателях внутреннего сгорания.

По соновному авт. св. 289217 известна емкостная система зажигания, используемая преимущественно в реактивных двигателях для розжига топливовоздушной смеси, содержащая силовой транзистор/ индукционную катушку с первичной управляющей и вторичной обмотками, высоковольтный выпрямитель, накопительный конденсатор, разрядное устройство и запальную свечу. В цепи базы силового транзистора имеется стабилизирующий транзистор, смещение на базе которого осуществляется полупроводниковыми диодами и обмоткой отрицательной обратной связи по напряясеник питания 1.

Недостатком данной системы зажигания является отсутствие ограничения величины напряжения на вторйчиой обмотке индукционной катушки. При работе система зажигания в режиме открытой цепи, т. ё. при отсутствии запальной свечи или при значиЗАЖИГАНИЯ

тельном повышении ее пробивного на- пряжения на вторичной обмотке индукционной катушки, накопительном конденсаторе и выпрямителе возникают напряжения, значительно превышающие рабочие напряжения указанных элекюнтов, что снижает надежность их работы и системы зажигания в целом. Применение элементов с рабочими напря10жениями, близкими к величине напряжения в режиме открытой цепи .приводит к недопустимому увеличению веса и габаритов cиcтe ФJ эгикигания. Снижение напряжения режима откры15той цепи до уровня рабочего напряжения элементов вторичной цепи приводит к недопустимому снижению выходной мощности, т. е. к снижению надежности розжига топливовоздуш20ной смеси. Из-за .отсутствия ограничения напряжения на вторичной обмотке неприемлемо применение такой системы зажигания для поршневых карбюраторных двигателей, где систе25ма всегда до момента постуйления сигнала с механического или бесконтактного прерывателя работает в режиме, близком к открытой цепи.

Целью изобретения является повышение надежности транзисторной емкостной системы зажигания при работе ее в режиме открытой цепи и применение системы в карбюраторных поршневых двигателях. Эта цель достигается тем,, что в транзисторной емкостной конденсаторной системе зажигания, содержащей силовой транзистор, индукционную катушку с обмотками первичной, втори ной и обратной связи, высоковольтный выпрямите ь, накопительный конденсатор, разрядное устройство, между обмоткой обратной связи силового транзистора и его базой стабилизирующий транзистор, база которого соединена с обмоткой положительной обратной связи через параллельно соединенные резистор и конденсатор, а параллельно переходу эмиттер - база включена обмотка отрицательной обратной связи последовательно с диодами, размещенными на общем теплоотводе с транзисторами, между первым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора и базой стабилизирующего транзистора включена цепь, состоящая из последовательно включенных двух диодов и стабилитрона, причем между диодами включен один вывод конденсатора, другой вывод которого соединен с вторым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора, база которого соединена с ь.нодом стабилитрона. Такое схемное решение позволяет устанавливать заданную величину напр жения на накопительном конденсаторе. Эта величина не зависит от напряжения питания, от времени нахожде ния во включенном состоянии и зависит только от напряжения срабатывания стабилитрона и соотношения витков обмотки индукционной катушки В результате исключается вероятност возникновения недопустимых перенапря жений на элементах вторичной цепи, и таким образом повышается надежнос системы зажигания. На фиг. 1 приведена схема системы зажигания для реактивных двигате лей; на фиг. 2 -вторичная цепь для поршневых карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Основными элементами системы явл ются, индукционная катушка, имеющая сердечник 1, первичную обмотку 2, обмотки 3 и 4 положительной обратно связи, обмотку 5 отрицательной обра ной связи и вторичную обмотку 6, В цепи первичной обмотки 2 имеется силовой транзистор 7, в цепь эмитте база которого включен стабилизирующий транзистор 8. Полупроводниковые диоды 9-1-и 9-2 термически связаны обоими транзисторами за счет размещения их на общем теплоотводе. Рези TOPFJ 10 - 12 служат для установления режимов работы силового 7 и стабилизирующего & транзисторов и диодов 9-1 и 9-2.Для сокращения времени переключения силового транзистора 7 имеются форсирующие .конденсаторы 13 и 14 и полупроводниковый диод 15. Вторичная обмотка 6 соединена через высоковольтный выпрямитель 16 с накопительным конденсатором 17, к которому через разрядное устройство 18 подключена запальная свеча 19. К клеммам 20 к 21 подключается источник электропитания. Цепь из последовательно включенных диодов 22 и 23 стабилитрона 24 между концом обмотки 4 и базой транзистора 8 служит для стабилизации напряжения на всех бмотках индукционной катушки. Конденсатор 25 после заряда до напряжения включения стабилитрона 24 снижает первичный ток индукционной катушки и тем самым поддерживает схему в режиме стабилизации напряжения на обмотках. Вторичная цепь как общеизвестная для поршневых карбюраторных двигателей содержит вторичную обмотку 26, соединенную через выпрямитель 27 с накопительным конденсатором 28, к которому через разрядное устройство - тиристор 29 подключена катушка зажигания а:втомобиля с первичной 30 -и вторичной 31 обмотками. На клемму 32 подается пусковой импулкс. Схема работает следующим образом. При открытом силовом транзисторе 7 по первичной обмотке 2 протекает увеличивающийся во времени ток, который наводит ЭДС в остальных обмотках индукционной катушки. Силовой транзистор 7 поддерживается в открытом состоянии за счет токов, протекающих через его базу, по трем цепям: через стабилизирующий транзистор 8 и резистор 12, через резистор 11, через диоды 9-1 и 9-2, резистор 10 и обмотку 5. Запирание силового транзистора 7 начинает происходить в тот момент, когда необходимый для поддержания его в открытом состоянии ток становится больше, чем ток, обеспечиваемый по трем указанным цепям. Запирание силового транзистора 7 уменьшает ЭДС в управляющих обмотках, что ведет к уменьшению тока в цепи его базы, и. силовой транзистор 7 лавинообразно запирается. В период снижения тока коллектора силового транзистора 7 полярность напряжения на всех обмотках индук.ционной катушки изменяется на обратную, при этом транзистор 7 активно запирается через диод 15, который подсоединяет непосредственно на базу силового транзистора 7 запирающее напряжение с управляющих обмоток 3 и 4. Время переключения силового

транзистора 7 сокращается с помощью форсирующих конденсаторов 13 и 14, напряжение на которых остается запирающим при переключении.

Накопленная в сердечнике 1 магнит ная энергия с помощью вторичной обмотки 6 и высоковольтного выпрямителя 16 передается в накопительный конденсатор 17. Одновременно через диод 22 заряжается конденсатор 25 до напряжения на обмотках 3 и 4.

В тот момент, когда, накопительный конденсатор 17 перестает заряжаться, в управляющих рбмотках появляется ЭДС, которая открывает силовой .транзистор 7, и цикл повторяется. За каждый цикл накопительный конден|сатор 17 и конденсатор 25 подзаряжаются.

При достижении на накопительном конденсаторе 17 напряжения, равного пробивному напряжению разрядного устройства 18, происходит пробой последнего, и энергия накопительного конденсатора 17 выделяется в запальной свече.

В случае отсутствия свечи или увеличения ее пробивного напряжения, когда разрядное устройство 18 не пробивается, накопительный конденсатор 17 и конденсатор 25 подзаряжаются до большего напряжения. При определенном напряжении на конденсаторе 25 срабатывает стабилитрон 24, и после этого на переходы база-эмиттер силового и стабилизирующего транзисторов 7 и 8 подается запирающее напряжение. В результате снижается ток силового транзистора 7, и тем самым поддерживается напряжение на накопительном конденсаторе 17 на уровне, не превышающем величины опасного напряжения для элементов вторичной цепи.

Стабилизация напряжения на обмотках индукционной катушки предотвращает появление перенапряжений во вторичной цепи системы зажигания и таким рбразом повышает надежность системы зажигания.

В случае применения системы зажигания на поршневом карбюраторном двигателе внутреннего сгорания вторичную цепь выполняют в соответствии с фиг. 2. Принцип заряда накопительного конденсатора 28 через выпрямитель 27 соответствует изложенному. Уровень рабочего напряжения на накопительном конденсаторе 28 устанавливается с помощью стабилитрона 24 с учетом коэффициента трансформгщии обмоток 2 - 4 и 26.

При входном пусковом импульсе, поданном на клемму 32 от обычной контактной системы с дополнительными компонентами формирования импульса или от магнитного или фотоэлектрического датчиков, накопительный конденсатор 28 через тиристор 29 разряжается на первичную обмотку 30 ка тушки зажигания, и далее через вторичную обмотку 31 и через высоковольт

ный распределитель импульс напряжения прикладывается к свечам зажига ния.

Стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе обеспечива-.

ет стабильность энергии (.на оптимальном уровне ) на свечах зажигания и таким образом на;дежный запуск при значительно разряженной (до 4В аккумуляторной батарее и особенно в ус.ловиях отрицательных температур

например минус 40°С или минус 60°С7.

При действии стабилизации силовой транзистор частично прикрывается, и ток силового транзистора уменьшается, например с 6А до 0,5А, т. е. значительно снижается потребляемый ток от источника питания, и силовой .транзистор работает почти в ненагруженном режиме.

i Кроме того, при наличии стабилизации во вторичных цепях не тре- . буется запасов по электропрочности изоляции, т. е. сокращается-расход изоляционных материалов и снижается вес системы примерно на 15-20%.

При этом обеспечивается повышение надежности системы зажигания.

Формула изобретения

40

Транзисторная конденсаторная система зажигания по авт. св.№289217, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, меж5 ДУ первым выводом обмотки положительной обратной связи силового транзистора и базой стабилизирующего транзистора включена цепь, состоящая из последовательно соединенных двух диодов и стабилитрона, причем между диодами включен один вывод конденсатора, другой вывод которого соединен с вторым выводом обмотки положительной обратной связи

С силового транзистора, база которого соединена с анодом стабилитрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 289217, кл. F 02 Р 3/08, 15.09.67.

«4

К распределителю

f .