Пьезоэлектрический генератор для конденсаторной системы зажигания Советский патент 1983 года по МПК F02P3/12 

Изобретение относится к технике горючих смесей, а именно к пьезоэлектрическим системам зажигания, и может быть использовано, например, для розжига камер сгорания двигателей летательных аппаратов. Известна пьезоэлектрическая систе ма зажигания, содержащая резонансный контур, коммутирующий транзистор, ди од,- конденсатор фазочастотной коррекции обратной связи, выпрямитель, накопительный конденсатор, запальную искровую свечу, пьезотрансформатор 1. Однако в такой системе зажигания пьезоэлектрический генератор выполнен по схеме с самовозбуждением. Основными недостатками известного генератора являются срыв автоколебаний при коротком замыкании генератора и малая мощность преобразования. Указанные недостатки приводят к низкой воспламеняющей способности искры так как из-за срыва автоколебаний невозможно применение больших емкостей накопительного колденсатора, определяюищх энергию разряда. Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический генератор, содержащий источник постоянного напряжения, частотозадающий генератор, усилитель мощности, пьезоэлектрический трансформатор, выпрямитель и датчик входного тока, включенный между усилителем мсщности и источником постоянного напряжения 2. Недостатком данного устройства является невозможность розжига нескольких не зависикых камер сгорания, например, двигателей управления. Для осуществления розжига нескольких камер сгорания необходимо использование нескольких пьезоэлектрических генераторов, из которых содержит частотозгщакадий генератор, усилитель мощности, пьезоэлектрический генератор, выпрямитель. Это приводит к существенному увеличению массы и габаритов системы зажигания и увеличению потребляемой мсадности ..-На борту летательного аппарата мояеет быть большое количество двигателей управления и ориентации, которые можно разбить на такие группы, что двигатели, входящие в состав одной группы, одновременно.работать не могут. Следовательно, розжиг камер сгорания двигателей, входящих в одну группу, можно осуществить от одного пьезоэлектрического генератора системы зажигания, используя один задающий генератор и усилитель мощности, питаниций пьезоэлектрические трансформаторы. Включение того или иного пьезо.электрического трансформатора может быть выполнено с помощью N-канальног коммутирующего устройства. Однако устройства, позволяющие осуществить коммутацию напряжений высокой частоты, требуемой для питания пьезоэлектрических трансформаторов, значитель но усложняют схему, увеличивают массу и габариты. Цель изобретения - .расширение области применения пьезоэлектрического генератора, а также уменьшение массы и габаритов. Указанная цель достигается тем, что в пьезоэлектрический генератор для конденсаторной системы зажигани содержащий источник постоянного напряжения, частотозадающий генератор усилитель мощности пьезоэлектрический трансфО матор и выпрямитель, вве ден блок управления, выход которого соединен с управляющим входом частотозадающего генератора, а к выходу усилителя мощности подключены N пьезоэлектрических трансформаторов и выпрямителей. Введение блока управления и N пье зоэлектрических трансформаторов и выпрямителей по количеству камер сгорания в.группе) позволяет расширить область применения и уменьшить массу и габариты системы зажигания, так как для питания всех каналов используются только один частотозадающий генератор и один усилитель мощности. Эт.о возможно, благодаря введению блока управления, который, воздействуя на вход частотозадающего генератора, устанавливает частоту выходного напряжения, соответствующую резонансной частоте пьезоэлектрического трансформатора, подключенного к камере сгорания, в которой необходимо осуществить розжиг. На фиг. 1 представлен пьезоэлектрической генератор конденсаторной системы эажигания; на фиг. 2 - зависимости выходных напряжений пьезоэлектрических трансформаторов от час то ть1 задающего генератора. Пьезоэлектрический генератор соде жит источник 1 постоянного напряжения, частотозадающий генератор 2, усилитель 3 мощности, N пьезоэлектри ческих трансформаторов 4, N выпрямителей 5 и блок б управления. Устройство работает следующим образом. При необходимости розжига камеры сгорания К-го двигателя из N, входящих в группу, блок 6 управления устанавливает частоту задающего генеpatopa 2 равной резонансной частоте К-го пьезоэлектрического трансформатора 4(f2 ) . Пьезоэлектрические трансформаторы 4 имеют высокую добротность. На фиг. 2 приведены за:висимости выходных напряжений трех пьезоэлектрических трансформаторов, имеющих различ.ную толщину пластины. При подаче напряжениячастотой f на группу пьезоэлектрических трансФорматоров 4 высокое напряжение, достаточное для заряда накопительного конденсатора и искрообразования, вырабатывает лишь К-й пьезоэлектрический трансформатор, имеющий резонансную частоту, равную частоте Задающего генератора 2. Выходные напряжения остальных пьезоэлектрических трансформаторов 4 малы, так как рабочие точки этих трансформаторов имеют Другие резонансные частоты. При необходимости розжига камеры сгорания (К+1) двигателя блок 6 управления устанавливает частоту задающего генератора 2, соответствующую резонансной частоте (К+1) пьезоэлектрического трансформатора. При этом выходное напряжение (К+1) из N пьезоэлектрических трансформаторов максимальное к достаточное для искрообразования и розжига камеры сгорания (К+1) двигателя. Таким образом, предлагаемый пьезоэлектрический генератор позволяет осуществить розжиг нескольких камер сгорания, что стало возможно благодаря введению блока управления. Использование лишь одного частотозадающего генератора и одного усилителя мощности существенно уменьшает массу и.габариты устройства. Выигрыш в массе и габаритах тем больше,.чем большее число камер сгораний подвергается розжигу. Например, если условно принять массу частотозадающего генератора и усилителя мощности за М, массу пьезоэлектрического трансформатора и выпрямителя за т, то при использовании известного генератора для розжига N камер сгорания двигателей одной группы общая масса пьезоэлектрических генераторов составляет N {М+ +т). При использовании для этих же целей предлагаемого устройства масса пьезоэлектрического генератора равна М + Nm. Так как увеличение массы при введении блока управления совершенно незначительно, то очевидно, что N(M+m)M+Nm. Предлагаемое техническое решение позволяет существенно снизить массу и габариты пьезоэлектрического генератора конденсаторной системы зажигания, что особенно выгодно при уста