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

(S) БАТАРЕЙНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к электронным системам зажигания бензиновых двигателей внутреннего сгорания.

Известна батарейная система зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения, триггер, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, катушку зажигания и схему стабилизации 1.

Недостатком такой системы зажигания является отсутствие режима многоискровости, обеспечивающего лучшее ., сгорание топливной смеси в цилиндрах двигателя.

Ближайшей к изобретению по технической .сущности является батарейная система зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения на трансформаторе, триггер, выпрямитель, накопительный конденсатор, тиристор, схему стабилизации, каскад

многократного искрообразоёания на транзисторе и даух резисторах, катушку зажигания и прерыватель t2.

Недостатком известной системы зажигания является недостаточная ее эффективность из-за того, что режим многократного искрообразования продолжается все время пока контакты прерывателя разомкнуты. Это может вызвать появление искры сразу в двух ци10линдрах двигателя, что нарушит его работу.

Целью изобретения является повышение эффективности системы зажигания.

15

Цель достигается за счет того, что в батарейную систему зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащую преобразователь напряжения на трансформаторе, одна часть выход20ной обмотки которогб через выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, параллельно которому подключены последовательно соединенные

,и тиристор, точка соединения которых подключена к отрицательной шине питания, при этом вход тиристора подключен к другой части выходной обмотки трансформатора через RC-цепочку и диод, триггер, выход которого подключен к входу транзистора преобразователя, а его выход через контрольный резистор соединен с схемой стабилизации, каскад многоискровости, соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора через контакты реле, и контакты прерывателя, подключенные к входу триггера, дополнительно введены счетчик импульсов, транзистор, два дополнительных диода, два резистора и две дифференцирующие RC-цепочки, примем первый дополнительный диод включен в цепь контактов прерывателя, второй в цепь коллектора транзистора каскада многоискровости, общая точка соединения катода первого дополнительного диода с прерывателем через первую дифференцирующую цепочку подключена к входу сброса счетчика импульсов и через первый дополнительный резистор - к положительной шине питания общая точка соединения катода второго дополнительного диода с коллектором транзистора каскада многоискровости через вторую дифференцирующую цепочку подключена к счетному входу счетчика импульсов и через второй дополнительный резистор - к положительной .шине питания, а выход счетчика импуль сов подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор которого соеди нен с базой транзистора каскада много искровости, а эмиттер - с отрицйтельНОЙ шиной питания. На фиг. 1 изображена принципиальная элект|эическая схема батарейной системы зажигания; на фиг. 2 - диаграммы импульсов в различных точках схемы. Система зажигания содержит транзис торный преобразователь напряжения, состоящий из триггера на транзисторах 1 и 2, резисторах , силового транзистора 7 и трансформатора 8 с тремя обмотками: первичной 9, вторичной 10 и дополнительной 11; выпрямитель на диоде 12; накопительный конденсатор 13; тиристор , катушку 15 зажигания с двумя обмотками: первичной 16 и вто ричной 17; схему стабилизации на транзисторе 18, резисторе 19 контрольном

прерывателя; схему управления триггером, состоящую из резисторов 23-25, конденсатора 2б и диода 27; каскад многоискровости, состоящий из транзисторов 28 и 29, резисторов 30-3+, конденсаторов 35 и 36; диодов 37 и 38, счетчика 39 импульсов, электромагнитного реле 0 с замыкающими контактами 1 и выключателя k2; схему управления тиристорой,.состоящую из резистора k}, конденсатора и диода 45.

На фиг. 2, иллюстрирующей режим многократного искрообразования, приняты следующие обозначения: - напряжение на контактах 22 прерывателя; ,д-напряжение на входе сброса счетчика 39 импульсов; JвX счет напряжение на счетном входе счетчика 39; Og|,,x- напряжение на выходе счетчика 39; оБия через обмотку 9 трансформатора 8; Чобм.11 напряжение на обмотке 11; . и,- напряжение искрообразоватеяя (на свече зажигания). Устройство работает следующим образом. После включения питания триггер устанавливается в условно первое устойчивое состояние, когда транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт. Это обеспечивается соответствующим выбором величин сопротивлений резисторов 3 и i, включенных в базы транзисторов 1 и 2. Ток коллектора транзистора 2 протекает через резистор 6 и эмиттерный переход транзистора 7, открывая его. Через контрольный резистор 20 и первичную обмотку 9 трансформатора 8 начинает протекать линейно нарастающий ток. По мере нарастания тока увеличивается падение напряжения на контрольном резисторе 20. Это напряжение поступает к базе транзистора 18 и открывает его Положительный импульс с коллектора транзистора 18 через диод 21 поступает к базе транзистора 2 триггера, вследствие чего триггер переключается во второе устойчивое состояние, транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. В результате транзистор 7 также закрывается, разрывая цепь тока первичной обмотки 9 трансформатора 8. Энергия, накопленная в

магнитном поле сердечника трансформатора 8, создает в его обмотках импульсы напряжения. Положительный импульс с конца обмотки 10 (начала обмоток на фиг. 1 обозначены точками) отпирает диод 12 и заряжает накопительный конденсатор 13 до напряжения 300-400 В.

Допустим, что в момент включения питания выключатель k2 разомкнут, что соответствует режиму однократного искрообразования, а контакты.22 прерывателя замкнуты. В этом случае реле 0 обесточено, его контакты 41 разомкнуты, транзистор 29 каскада многоискровости заперт и на работу системы не влияет. Конденсатор 2б через резисторы 24 и 25 диод 37 и замкнутые контакты 22 прерывателя заряжается до напряжения , определяемого соотношением между сопротивлениями резисторов 24 и 25.

После размыкания контактов 22 прерывателя , включенного на входе тркггера, конденсатор 26 через диод 27 и резисторы 23 и 5 подключается к эмиттарному переходу транзистора 1 плюсом к его базе. Вследствие этого транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается, т. е. триггер переключается в первое устойчивое состояние. ,В результате транзистор.7 также открывается и повторяются описанные процессы, происходившие после включения питания. Положительный импульс с начала обмотки 10 трансформатора 8, появляющийся в момент размыкания контактов 22 прерывателя и oтп фaния транзистора 7, через конденсатор 44 и диод 45 поступает на управляющий электрод тиристора 14. Тиристор 14 переключается и подключает заряженный до напряжения 300-400 В накопительный конденсатор к первичной обмотке 16 катушки 15 зажигания. Во вторичной обмотке 17 катушки возникает импульс высокого напряжения, который поступает к распределителю, а затем к свечам зажигания.

Резистор 43 предназначен для разряда конденсатора 44 после каждого цикла работы системы.

При включении выключателя 42 (что происходит, например, при включении стартера) реле 40 срабатывает, его контакты 41 замыкаются и конец обмотки 11 трансформатора 8 через резистор 34 подключается к базе транзистора 29. При этом система работает в режиме

многократного искрообразования (фиг. 2 Первая искра появляется, как и обычно, в момент t размыкания контактов 22 прерывателя (фиг. 2). При этом положительный импульс с контактов 22 прерывателя через дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 36 и резистора 30, поступает на вход сброса счетчика 39 импульсов, вследствие чего положительное напряжение на его выходе исчезает и транзистор

28запирается. Одновременно с появлением искры в системе в момент t начинается нарастание тока в обмотке 9 трансформатора 8, а в остальных обмотках 10 и 11 возникают импуг1ьсы напряжения длительностью t , равной времени нарастания тока .

В момент tj ток в обмотке 9, достигнув заданного значения, прекращается и в обмотках трансформатора возникают импульсы другой полярности, длительность которых Т2 определяется временем заряда накопительного конденсатора 13 через диод 12 (примерно 1 мс Этот импульс с конца обмотки 11 в положительной полярности через замкнутые контакты 41 реле 40 и ограничивающий резистор 34 поступаетна базу транзистора 29 и открывает его. После окончания заряда накопительного конденсатора 13 положительный импульс в обмотке 11 исчезает (tj) и транзистор

29закрывается (фиг. 2). Во время t действия отрицательного импульса транзистор 29 остается в запертом состоянии. ,

Вследствие того, что транзистор 29 через диод 38 включен параллельно контактам 22 прерывателя, отпирание транзистора 29 при разомкнутых контактах 22 прерывателя равносильно замыканию контактов, а запирание - размыканию. Следовательно, каждая новая искра в системе возникает после окончания процесса заряда накопительного конденсатора 13, т. е. когда система накопила номинальную энергию и готова к следующему циклу искрообразования. При этом частота искрообразования определяется быстродействием самой системы. Период искрообразования (фиг. 2) равен Т + Tj.

В момент запирания транзистора 29 ta (фиг. 2) положительный импульс с его коллектора через дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 35 и резистора 31, поступает на счетный 79 вход счетмика 39 емкость которого в Дс(нном случае равна 2. Следовательно, первый импульс, по ступающий на счетный вход счетчика в момент tj, не изменяет его выходного напряжения. Ори приходе же второго импульса в момент t напряжение на выходе счетчика станоёится положительным, вследствие чего транзистор 28 открывается и шунтирует базу транзис тора 29. В результате этого последний закрывается и остается закрытым независимо от характера сигнала, поступающего с обмотки 11. Многократно искрообразование в системе прекращается, Тйким образом, количество искр в режиме многократного преобразованная N можно определить по формуле N п + 1 I. где п емкость счетчика. . Резисторы 32 и 33 предназначены для подачи положительного запирающего напряжения на диоды 37 и 38, что обеспечивает развязку цепи коллектора транзистора 29Способность предлагаемой системы зажигания вырабатывать после размыка ния контактов прерывателя определенjHoe заранее заданное количество импульсов искрообразования выгодно от.личает ее от ранее известных систем, (повышая эффективность системы и расши ряя возможности ее практического применения. Формула изобретения Батарейная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая транзисторный преобразова,тель напряжения на трансформаторе, од на часть выходной обмотки которого че рез выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, параллельно ко торому подключены последовательно со единенные первичная обмотка катушки зажигания и тиристор, точка соединения которых подключена к отрицатель,ной шине питания, при этом вход тири 2 тора подключен к другой части выходной обмотки трансформатора через RCцепочку и диод, триггер, выход которого подключен к входу транзистора преобразователя, а его выход через контрольный резистор соединен с схемой стабилизации, каскад многоискровости, соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора через контакты реле, и контакты прерывателя, подключенные к входу триггера, о т л и Чоющаяся тем, что, с целью повышения эффективности, дополнительно введены счетчик импульсов, транзистор; два дополнительных диода, два резистора и две диффepeнциpyю l иe RC-цепочки, причем первый дополнительный диод включен в цепь контактов прерывателя, второй - в цепь коллектора транзистора каскада многоискровости, общая точка соединения катода первого дополнительного диода с прерывателем через первую дифференцирующую цепочку подключена к входу сброса счетчика импульсов и через первый дополнительный резистор к положительной шине питания, общая точка соединения катода второго дополнительного диода с коллектором транзистора каскада мнргоискровости через вторую дифференцирурующую цепочку подключена к счетному входу счетчика импульсов и через второй дополнительный резистор - к положительной шине питания, а выход счетчика импульсов подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с базой транзистора каскада многоискровости, а эмиттер - с отрицательной шиной питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР «39622, кл. F 02 Р 3/0, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 712526, кл. F 02 Р З/Оч, 1980.

V.

фиг 2