Способ получения импульсов зажигания двигателя внутреннего сгорания и система для его осуществления - SU919604A3
Код документа: SU919604A3
Чертежи
Описание
кхцую источни1 энергии индуктивного характера, причем имеется переключающее устройство в цепи первичной обмотки заряжающего трансформатора, управляющее устройство для переключающего устройства и управляющее устройство для разрядного устройства , кроме того, имеется по меньщей мере одна обмотка, образующая источник энергии индуктивного характера на заряжающем трансформаторе и/Или трансформаторе зажигания, и управляющее устройство переключающего устройства, относящегося к обоим источникам энергии, связанное с упт равляющим устройством разрядного устройства для осуществления начала разряда источников энергии одновременно или со сдвигом по времени при переходе переключаю1цего устройства в бл кирующую фазу l . Недостатком указанных способов и Систем для получения импульсов з жигания является нестабильность воспламенения, так как заряд источНИКОВ разряда зависит от частоты вр щения вала двигателя. Цель изобретения - стабилизация воспламеняющей искры путем устранения зависимых от частоты вращения замедлений заряда источников разряда . Поставленная цель достигается в способе тем, что оба источника энергии заряжают независимо один от другого при помощи общего перекл чающего устройства. В системе для получения импульсов зажигания поставленная цель достигается тем, что источник энергии емкостного характера соединен непосредственно с заряжающей ег обмоткой заряжающего трансформатора а источник энергии индуктивного характера соединен с искровым про межутком непосредственно или через трансформатор зажигания. На фиг. 1 изображен первый вариант исполнения предлагаемой системы; на фиг. 2 - графики напряжеНИИ для пояснения работы схемы на фиг. I; на фиг. 3 - другой вариант исполнения системы; на фиг. - тре тий вариант выполнения; на фиг.5четвертый вариант выполнения; на фиг. 6 - пятый вариант выполнения; на фиг. 7 - шестой вариант выполнения; на фиг. 8 - седьмой вариант
выполнения; на фиг. 9 - график напряжений для пояснения работы схемы на фиг, 7; на фиг. 10- графики напряжений для пояснения работы схемы на фиг. 8; на фиг. 11-tJ -варианты исполнения системы; на фиг.15график напряжений для пояснения принципа работы электрической схемы на фиг. k; на фиг. 16- вариант
схемы системы, работа которой аналогична схеме на-фиг. It; на фиг. 17-18 - вэоис нты исполнения схем системы.
Схема системы (фиг. 1) для получения импульсов зажигания содержит транзистор 1, включенный по схеме Дарлингтона, силовая часть которого включена в цепь первичной об- .мотки зарядного трансформатора 2. вход 3 транзистора I подаются сигналы 3, (фиг. 2). Вторичная обмотка k подключена к конденсатору 5. Ко входу 3 подключена схема 6 управления, соединенная с управляющим электродом тиристора 7. Трансформатор 8 зажигания соединен с искровым разрядником 9. Схема управ ления может выполняться в виде стабилитрона 10 (фиг. 3) . Вместо тиристора 7 может быть применен динистор 11 (фиг. k) . Трансформатор 2 может снабжаться дополнительной обмоткой 12 (фиг. 5) , подключаемой через диод 13 к дополнительному конденсатору И, включенному в цепь вторичной обмотки 15 трансформатора 8 зажигания, содержащего первичную обмотку 16. При включении транзистора 1 ко входу 3 в трансформаторе 2 создается магнитное поле, исчезающее при запирании транзистора 1 по входу 3. При этом во вторичной обмотка индуцируется напряжение, заряжающее конденсатор 5. Во время заряда конденсатора 5 сумма энергии магнитного поля в трансформаторе 2 и электрической энергии конденсатора 5 постоянна, причем энергия на конденсаторе увеличивается (фиг. 2 , где 3 - ток на Бходе 3; магнитная энергия в трансформаторе 2; Е - электрическая энергия в конденсаторе 5). В момент t транзистор 1 открывается , а в мьмент t - запирается. в момент t. энергия электрического поля конденсатора 5 равна энер гии магнитного поля трансфбрматора Если в момент времени t через схему 6 управления отпирается TWристор 7, через который обмотка 16 трансформатора 8 зажигания соединена со вторичной обмоткой k зарядного трансформатора 2 и с конденсато ром 5 последний мгновенно разряжается на обмотку 16, что вызывает быстрое нарастание напряжения на разряднике 9 и его пробой. Энергия в разряднике 3, необходи мая для существования длительного разряда, поступает от обмотки Ц неп средственно. Путем изменения времени tj - t (фиг. 2) можно изменять соотношение емкостного разряда и ин дуктивного разряда. На фиг. 3 отпирание тиристора 7 осуществляется в момент пробоя стабилитрона 10. В примере на фиг. k в качестве накопителя энергии используется, по мимо зарядного трансформатора 2 об мотка 16. На фиг. 5 в цепь вторичной об . мбтки 15 включен дополнительный кон }денсатор Н, заряжаемый до 1-2 кВ о дополнительной обмотхи 12, что позв ляет увеличивать энергию и длитель ность разряда. Вариантам системы на фиг;. 7 и 8 присуще наличие диодов 17 и 18, преобразователя 19 и генератора 20 импульсов (последние на фиг. 8 не показаны). Преобразователь 19 содержит мощный транзистор 1, обмотку 21 обратной связи, подключенную одним концом к базе транзистора 1, а другим концом к точке 22. Управление системой осуществляется от генератора 20 импульсов с прерывателем 23, который может быть заменен также и электронным ключом . Через добавочное сопротивление 2 прерыватель 23 получает положительное смещение от источника (D() напряжения, так что при размыкании прерывателя 23 и в точке 25 происходит сканок напряжения на величинуU| . Этот скачок передается конденсатору 26 и на управляющий электрод тиристора 7 через резистор 27 а также через диод 28 и резистор 29 8 точку 22 запуская преобразователь 19. Конденсатор 30 заряжается отрицательным потенциалом и не позволяет преобразователю 19 самопроизвольно включаться. Диод 31 служит для .разряда конденсатора 26 при замкнутом прерывателе 23. Система на фиг. 7 работает следующим образом. Магнитное поле, создаваемое при замыкании прерывателя 23 в трансформаторе 2, исчезает по истечении заданного времени, зависящего , в основном, от габаритов трансформатора 2, а также конденсатора 30. При этом напряжение образуется не только на обмотке 4, но и в дополнительной обмотке 12, имеющей большое число витков. Конденсатор 1 заряжается примерно до k кВ и егс энергия выделяется в разряднике 9 после его пробоя. Разряд носит затяжной индуктивный характер из-за большой индуктивности обмотки 15 трансформатора 8. ( На фиг. 9 показаны соотношения напряжений на обмотке 12 (14д) и на разряднике 9 (Up). В момент времени t,j прерыватель 23 размыкается, тиристор 7 отпирается и в это время к разряднику 9 прикладывается крутой импульс высокого напряжения Up, зажигающий искровой разряд. Одновременно , вследствие включения преобразователя 19, в момент времени tj имеет место отрицательный скачок напряжения , не оказывающий никакого действия из-за диодов 17 и 13. Это отрицательное напряжение Uuj у обмотки 12 существует до тех пор, по- . ка трансформатор 2 не достигнет насыщения , вследствие чего транзис тор 1 блокируется в момент времени Ц. PaisHocTb между tj и Ц определяется габар(1тами трансформатора 2, сопротивлением обмотки 21 и величиной конденсатора 30. Эта разность во.времени выбрана такой, чтобы она превышала продолжительность горения Тр искрового разряда, причем последняя определяется постоянной времени, зависящей от дополнительного конденсатора И и его зарядного напряжения, а также индуктивности вторичной обмотки 15. Если в таком случае транзистор 1 блокирует в момент времени t , то вследствие исчезновения магнитного поля в зарядном трансформаторе 2 возникает импуль.с напряжения U (фиг. 9) продолжительностью tg- 1ц, заряжающий конденсаторы 5 и 14, так что в следующий момент времени tp, когда замкнутый за это время прерыватель 23 снова размыкается, может произойти новое зажигание искры. Схема (фиг. 8) отличается от схемы (фиг. 7) тем, что диод 13 и диод 18 имеют разные направления включения и отсутствует конденсатор 14, а также изменено направление намотки обмотки 15 так, что она противоположна обмотке 1б. Вариант исполнения системы (фиг. упрощен в сравнении с фиг. 7, так как обмотка k одновременно выполняет функцию обмотки 12. В этом ва- . рианте (фиг. 8) коэффициент трансформации напряжения трансформатора 2 необходимо выбирать таким, чтобы при запирании транзистора 1 в об мотке k наводилось напряжение, дос таточное для пробоя разрядника 9. ГЦзи этом конденсатор 5 должен быть таким, чтобы он заряжался до напряжения 400 В, достаточного/для иск рообразования. На фиг. 10 приведены диаграммы напряжения на обмотке 4 (1.Ц) при холостом ходе трансформатора 2, нап ряжения на обмотке i под нагрузкой (LU) и напряжения на разряднике 9 ( LV). В момент времени t включается преобразователь 19, образуется псджигающее напряжение 1. (около 25 кВ Одновременно образующееся в обмотке 4 напряжение поддерживает .горение искры в разряднике 9 через диод.18. При выключении преобразователя 1 в момент tj возникает имлульс и , заряжающий конденсатор 5 до напряжения Uc , которое в момент tj дост гает 300 В. При повторном включении преобразователя 19 этот цикл повторяется . Преимущество системы на фиг. 8 п сравнению с фиг. 7 в том, что она обеспечивает большую продолжительность горения при неи&бежном напря жении горения в течение всей фазы включения (от t до tg). Системы на фиг. И и 12 отличаются от систем на фиг. 7 и 8 соответственно тем, что управление тран зистором 1 и тиристором 7 осуществл ется одновременно по одному и тому же проводу, например, вычислительной машиной. В этих схемах выключение преобразователя 19 или первичной обмотки трансформатора 2 может быть произведено сразу же по затухании искрового разряда, так как зарядный импульс в момент t или t образует-, ся только при переходе трансформато-ра 2 в насыщение. Этим время включения первичной обмотки трансформатора 2 сокращается до минимума и снижается потребление энергии системой . Перемычка В может быть заменена реле времени, чем осуществляется задержка искры относительно момента включения трансформатора 2. У варианта (фиг. 11) можно осуществить зажигание искры в любой точке между двумя соседними импульсами и . Система фиг, 13 отличается от фиг. 8 или 12 тем, что заряд конденсатора 5 происходит во время фазы включения трансформатора 2, а зажигание искры в разряднике 9 в фазе выключения трансформатора 2. Пример исполнения системы фиг.1| представляет собой комбинацию из схем фиг. 7 и 8 по исполнению вторичной цепи трансформатора 2, а первичная цепь трансформатора 2 представляет собой транзистор 1 с отрицательной обратной связью по току, управляемый от прерывателя 32. Диаграммы напряжений нз фиг. 15 поясняют работу систем на фиг. 13 и 14, где Цц),- напряжение на обмотке 4; - напряжение на кондеисаторе 5Х У«в - напряжение на конденсаторе 14; Иг - напряжение на разряднике 9.J При размыкании контактов прерывателя 32 отпирается тиристор 7 в момент tte, напряжение U переходит от значения 1-2 кВ до величины 25 кВ. Одновременно при этом конденсатор 5 разряжается (). Пунктирная характеристика U указывает на то, как произошла бь1 разрядка конденсатора 14 при отсутствии диода 33 а сплошная кривая представляет действительную характеристику разряда конденсатора 14. Из графиков видно, что увели чивается длина хвоста искры и ( фиг. 15). Поскольку при возникновении Импульса U блокировки (фиг. 15) появляющегося при размыкании прерывателя 32 в момент t , происходит повторная зарядка обоих конден1 - торов 5 и Ц, напряжение U возрастает до значения, например, -1-2.к необходимо, чтобы напряжение U) в момент времени t перед появление импульса блокировки спало до нуля или имело Небольшое значение, чтобы прекратилась искра, а энергия блокировочного импульса U поступала в конденсаторы и k для нового иск рового разряда в мбмент времени t Это достигается тем, что прерыватель 32 остается разомкнутым дольше, чем необходимо для насыщения трансформатора 2. Вариант системы фиг. Т отличает ся тем преимуществом, что требуется только одна обмотка 4. Принцип работы схемы такой же, как у схемы на фиг. lA, с теми же. параметрами катушек. Система на фиг. 16 работает следующим образом. В фазе блокировки преобразователя точка 3 положительна, а точка 35 отрицательна. В течение этой фазы конденсаторы 5 и И заряжаются через диоды 17 и 13. Зажигание искры происходит в момент t|o (фиг. 15) или соответственно в t,j, когда включается первичный ток в трансфор маторе 2 или сразу после, этого. При включении в трансформаторе 2 первичного тока точка 3 становится отрицательной, а точка 35. - положительной . При этом ток проходит от обмотки Ц через диоды 31 и 33 во вторичную обмотку 15 трансформатора Бив разряднике 9. Вариант системы на фиг. 17 по принципу действия соответствует варианту , изображенному на фиг. 13, за исключением того, что требуется все го лишь один трансформатор 2, являющийся одновременно трансформатором зарядки и зажигания. Коэффициент трансформации трансформатора 2 равен 50 или 100. Конденсатор 5 может разряжаться через тиристор 7 и первичную обмотку трансформатора 2. В этом случае во вторичной обмотке 4 образуется крутой отрицательный импульс напряжения , вызывающий искры в разряднике 9. Энергия ддя хвоста искры сообщается в разрядник 9 за счет исчезающего магнитного поля транс1 10 форматора 2. При включении тока е первичной обмотке трансофрматора 2 конденсатор 5 заряжается от обмотки через диод 17, который является высоковольным. На фиг. 18 изображен вариант исполнения системы для -раздельного зажиг гания двух искровых разрядников, corv ответствующий по принципу работы варианту фиг. 8. Однако к источникам энергии индуктивного и емкостного характера подключено по дополнительному тиристору 36 и 37 и по трансформатору 38 и ,39 зажигания. Формула изобретения 1. Способ получения импульсов зажи гания двигателя внутреннего сгорания , при котором одновременно или в короткой последовательности в разч рядном устройстве вызывают разряд подключенного к разряднику источника электрической энергии емкостного характера и разряд подключенного к разряднику источника электрической энергии индуктивного характера, так что энергия для начала разряда в основном поступает от источника энергии емкостного характера , а энергия для поддержания искрового разряда в основном поступает от источ характера, причем разряд источников энергии в разряднике регулируют при помощи управляющего устройства таким об-, разом, что начало разряда источни I ков энергии вызывают переходом обW /г щего переключающего устройства в локирующую фазу одновременно или со сдвигом во времени, отлича(Ьщ и и с я тем, что, с целью стабилизации воспламеняющей искры путем устранения зависимых от частоты вращения замедлений заряда источников разяда , оба источника энергии заряжают независимо один от другого при помощи общего переключающего устройства . 2. Система для получения импульсов зажигания двигателя внутреннего сгоранияJ содержащая разрядное устройство, в котором одновременно или со сдвигом по времени инициируется разряд через трансформатор зажигания от источника энергии емкостного характера и источника энеочто гии индуктивного характера, так энергий для начала иСкры подается в основном от источника энергии емкостного характера, а энергия для поддержания разряда в основном подается от источника энергии индуктивного характера i заряжающий трансформатор,, имеющий по меньшей мере одну обмотку для зарядки . источника энергии емкостного характера и по меньшей мере рдну обмотку, образующую источник энергии индуктивного характера , причем имеется переключающее устройство в цепи первичной обмотки заряжающего трансформатора, управляющее уст г-15
ройство для переключающего устройства и управляющее устройство для разрядного устройства, кроме того, имеется по меньшей мере одна обмотка , образующая источник энергии индуктивного характера на заряжаюидем трансформаторе и/или трансформаторе зажигания, и управляющее уст91
трансформапосредственно или через тор зажигания.
Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе
1. Глезер Г. Н. и др. , Автомобильные электронные системы зажигания . М., Машиностроение, 1967. 1|2 ройство переключающего устройства. относящегося к обоим источникам энергии , связанное с управляющим устройством разрядного Устройства для осуществления начала разряда источников энергии одновременно или со сдвигом по времени при переходе переключающего устройства в блокирующую фазу, о-тличающаяся тем, что источник энергии емкостного ха|эактера соединен непосредственно с заряжающей его обмоткой заря жающего трансформатора, а источник энергии индуктивного характера соедйнен с искровым промежутком не
Реферат
Формула
