Бесконтактная система зажигания двигателей внутреннего сгорания

(11) 555230 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Й ьВТРРСКРМУ СВИДНВЛЬОВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик) Заявлено 23,03,73 (21) 1895171/07 61) М. Кл.е Р 02 Р 5/08 зйявкн Ж,1907493/ рисоедин ЪГсударстеенкый катет6 ата Икнкстра СССРделам каретвейи ткрыткй 53) УДК 021.43.047(71) Заявитель Московский институт радиот втоматики электрони 54) БЕСКОНТАКТНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ключенным диодам,указанных диодоВтветственно с вьеой обмоткой, импуль.(43) Опубликоваио 35.04 зобретение относится к электрообору дованио двигателей внутреннего сгорания.Известны бесконтактные системы зажи ганки с электронным регулированием угла опережения зажигания. Такие системы со держат накопительную цепь с управляемым ключом, бесконтактный датчик, синхронизйрующий работу системы зажигания, и схему регулирования угла опережения зажигания, включенную между датчиком и цепью управ е 9 ленин ключевым элементом.Известные регуляторы опережения важи гания бесконтактных систем сложны и всяк ствие этого недостаточно надежны.Для упрощения системы и повышения ев 15 надежности в предложенной бесконтактной системе зажигания регулятор опережения зажигания выполнен на магнитном усилите ле, рабочие обмотки которого включены пою ледовательно с датчиком и первичной об 99 моткой импульсного трансформатора, а об мотка управления через мостовой выпрями тель подключена параллельно датчику.Для увеличения чувствительности рабочие обмотки магнитного усилителя подклю-ф Я чены к двум согласно ва общие. точки соединенияи обмоток соединены сооходом датчика и первичнного трансформатора.Для обеспечения регулирования угла опережения зажигания по нескольким параметр рам двигателя магнитный усилитель снабжен соответствующим числом обмоток управления.На фиг. 1 изображена электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2- временные диаграммы, поясняющие работу системы зажигания; на фиг. 3 и 4 - схемьа систем зажигания с электронным регулированием угла опережения зажигания (два ва рианта).С валом двигателя 1 (см. фиг 1) механически связан ротор магнитоэлектрическо го датчика 2. К выходной обмотке датчика подключены соединенные последовательно рабочие (первичные) обмотки дросселя насыщения (магнитного усилителя) 3, первич нйя обмотка импульсного трансформатора 4 и регулируемая индуктивность 5 а парал3аеаьно - выпрямигельный мостик 6. К вы йрямительному мостику . через регулируемый резистор 7 подключена обмотка 8 дросселей, насыщения, выполняющая функции обмотки управления. Вторичные обмотки и цтульоного трансформатора 4 через разделительные Вентили (диоды) 9 подключены к управляю пжч электродам тиристоров 10. Питание тй ристоров и накопительных конденсаторов 11 осуществляется от источника высо 1 Е ого (250 - 350 В) напряжения, на пример от преобразователя напряжения 12. В диагоиаль моста, образованного тиристорами и конденсаторами, включена первичная обмотка высоковольтной катущки эв. И жигания 13. Дрэссели насыщения; регули руемая индуктивность и импульсный трансформатор выполнены на сердечниках с узкой прямоугольной петлей гистерезиса,В основе работы схемы лежит интеграль-Ыный закон электромагнитной индукции, в соответствии с которымф ДфоесН,=-а - й и Б .ядр,срогде Еер - среднее значение а д с нзве денной в контуре;Г - время перемагничивания; ЗОч - число витков обмотки;др- изменение магнитного потока.Изменение потокосцепления ЧМдФ в магнитной системе магиитоэлектрического датчика за половину периоде, а также вольт-яб секундная площадь .Е Ф всегда постоянны и не зависят от скорости вращения его вала.Из приведенного закона следует также, что при подключении к датчику индуктивной Е нагрузки например дросселей, изменение потокосцепления в иих эа один полупериод при отсутствии насыщения также всегда пос тоянно. Если же возможное иаяенение пото косцепления дроссепей меньще изменения Е цотокосцепления датчика, то сердечники дрос- селей насыщаются. При етом момент (угол) насыщении 6 дросселей постоянен и опре . делятся параметрами дросселей, т, е. насы-. щение дросселей будет происходить при дос-ь тижении ротором датчика определенногоугло 4- вого положения относительно его статора и нэ будет зависеть от скорости вращения.На фиг, Э Е, Ю показаны зависимости Выходного напряжения датчике при двух зна- Ю "Иннях скоростей Од) и (.д вращения Вго вала. Вольт-секуйдная ллощадь (заштрихованная часть - синусоид) в обоих случаях 1одинакова и равна максимально возможному иаменеюйо потокосцепления дросселей иасы-4щения, а угол насыщения 9 также постоянен и составляфт некоторую часть полупериодаи,.При перемагничивании дросселей в соответствиии с законом алектромагнитной индукции 1 =-ЮдС/дЬ все напряжение датчика уравновешивается э.д,с, самоиндукции (показано пунктиром) дросселей, и по рабочей цепи течет ток холостого хода (ток намагничивания). В момент насыщения , дросселей э.д.с." самоиндукции падает1до нуля, и в рабочей цепи ток скачкообразно нарастает до величины, определяемой зна чением напряжения и активного сопротивления цепи (см. фиг. 2 4 , 3 ).Скачкообразное нарастание тока можноиспользовать для включения тиристора, напрнмерпутем выделения и дифреренци-рования напряжения на резисторе, включенном последовательно с рабочей цепью дросселей. В схеме (смфиг. 1)для-этой целииспользуется импульсный трансформатор 4,который, кроме етого, позволяет развязатьуправляющие цепи тиристоров при их включении по мостовой схеме, а также исполызовать оба полупериода напряжения генератора,Число витков и размеры сердечница импульсного трансформатора выбираются так,чтобы ток холостого хода в цепи был недостаточен для его перемагничивания. Например, при идентичных сердечниках дросселей и импульсного трансформатора числовитков первичной обмотки последнего должно бьиь меньше числа витков рабочей обмОтки каждого дРосселн ( юю и, )рВ момент насыщения сердечников дросселейскачкообразно нарастающий ток в цепи бысчро перемагничивает сердечник импульсноготрансформатора, и на его обмотках возникают короткие прямоугольные импульсы нащаженняф(см. фиг. 2 д ), которые используются для управления тиристорами.Иэ приведенного следует, что управляющие импульсы Ц возникают в момент насыщения 8 сердечников дросселей или прнопределений угловых положений вала двигателя,В качестве примера рассматривается работа описываемого устройства в четырехгактиом четырехцилинцровом двигателе.За два полных оборота вала такого двигателя поочередно на свечи цилиндров должиы быть поданы импульсы высокого напряжеиия с интервалом Я (угол поворота ваола 180 ) в моменты, соответствующие. верхним мертвым" точкам. Предположим, чтос млом двигателя жестко связан ротор датчика, имеющий одну пару полюсов, Двумоборотам вала двигателя соответствует четыреполупериода напряжения датчика и,соответственно, четыре импульса трансформатора 4. Если обеспечить взаимное расположение ротора и статора генератора так,чтобы момент насыщения Эо сердечниковдросселей соответствовал ВМТ в одном изцилиндров, то соответствие будет обеспечено и для остальных цилиндров, Вторичныеобмотки трансформатора 4 включены так,что через диоды 9 в каждый полупериод щ,.поочередно проходят положительные импульсына управаиощие электроды тиристоров 10. Ка,тушка зажигании 1 3 включена в диагональ моста,образованного двуми тиристорами 10 и двумя накопительными конденсаторами 11. При р,включении управляющим импульсом одногоиз тиристоров по первичной обмотке катущки зажигания одновременно протекают токизаряда одного конденсатора и разряда другого конденсатора. иВ следующий полупериод, включаетсядругой тиристор, и по первичной обмотке катушки зажигания также потечет двойной ток,однако конденсаторы меняются ролями, Доотоинством такой схемы является то, что не Ипроисходит шунтирования источника питанияпри открытиии тиристора и энергия расходуется только на заряд конденсатора.С катушки зажигания импульс высокогонапряжения через распределитель поступает ЗОна свечи зажигания соответствующих цилиндров,Следовательно, за два оборота валадвигателя система вырабатывает четыре импульса напряжения зажигания в моменты, 85соответствующие ВМТ цилиндров, т.е. обенечивает работу двигателя.Опережение зажигания в функции оборотов двигателя достигается изменением угла насьпцения дросселей (в сторону уменьшенин 9 путем подмагничивании сердечниковпостоянным током. Для этого обмоткауправления 8 дросселя 3 включена в цепьвыпрямительного мостика 6, подключенного к датчику 2. Напряжение датчика и, следовательно, ток в обмотке управления дросседей, пропорциональны скорости вращениявала двигателя. При атом угол насыщения8 дросселей уменьшается, а угол опережения зажигания сС увеличивается также пропорционально скорости вращении вала двигателя.На фиг. 3 и 4 изображены схемы систем зажигания с электронным регулирова 55нием углаопережения зажигания, обеспечивающих большую чувствительность схемырегулирования. На фиг. 3 изображена схема сис, темы зажигания, в которой регулятор угла опережения вь;полнея по схеме маг нитного усилителя 3 с внутренней обратной связью. В этой схеме крайние выводы рабочих обмоток подключены к двум сог ласно включенным диодам 14, в общие точки соединения указанных диодов и обмоток соединены соответственно с выходом датчика 2 и первичной обмоткой импульсного. трасформатора.На фиг. 4 показана схема системы зажигания с другим вариантом схемы магнитного усилителя 3, который снабжен соответствующим числом обмоток управления.Благодаря применению глубокой положи тельной обратной связи мощности управляющих и корректирующих сигналов могут быть резко снижены. Для обеспечения регулиро ванин угла опережения зажигания от других параметров двигателя усилитель 3 снабжен дополнительной обмоткой управления 15.Формула изобретения1. Бесконтактная система зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащая магнитоэлектрический датчик, связанный с валом двигателя, регулятор опережения зажигания и ключевой алемент, связывающийемкостный элемент с первичной обмоткой катушки зажигания и имеющий в цепи управлепия импульсный трансформатор, о гл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения и увеличения надежности, регулятор опережения зажигания выполнен на магнитном усилителе, рабочие обмотк."н когорого включены последовательно с датчи- ком и первичной обмоткой импульсного трансформатора, а обмотка управления через мостовой выпрямитель подключена параллельно датчику.2, Система по п 1, отличающ а я с я тем, что, с целью увеличении чувствительности, рабочие обмотки магнил. ного усилителя подключены к двум согласно включенным диодам, а общие точки сое динения указанных диодов и обмоток соединены соответственно с выходом датчика и первичной обмоткой импульсного трансформатора.3, Система по и 1, отличающ а я с я тем, что, с целью обеспечения регулирования угла опережения зажигания по несколькиМ параметрам двигателя, магнитный усилитель снабжен соответствующим числом обмоток управления, 558230555230 итель А Борзик И. Асталош Составная Техре ктор, А. Зла датор Т з 437/ ЦНП фПатент", г, Ужгород, уа. Проектная, 4 7 Тираж ИИПИ Государственн по делам 113035, Москва, ЖПодписноевета Министров СССоткрытийнаб., д. 4/5 690 го комитета Со изобретений и -35, Раушская