Электронная система зажигания

О Л И С А Н И Е (11) 592372ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительный к патенту 51) М, Кл. 2) Заявлено 19 06 73) Приоритет 32038 24 Р 3/О 32) 19.06 733) США Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(31) 0 3) УДК 621.43,044.9 (088.8) 3) Опубликов о 05.02.78.Бюллетень5 ата опубликования описания,О С)1 Иностранец Роберт Юджин Ка(72) Автор изобрете Иностранная фирма71) Заявитель йшн" ТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГА 4) выходом зистора. гера и входом составного т Изобретение касается электрооборудованиядвигателей внутреннего сгорания автомобилей,в частности относится к электронным системамзажигания.Известные электронные системы зажигания,состоящие из датчика угла поворота коленчатого вала, транзисторного усилителя (коммутатора), на выходе которого включена катушказажигания 11,Такие системы зажигания обеспечивают повышенную энергию искрового разряда,Известны также бесконтактные электронныесистемы зажигания, обеспечивающие повышенную точность момента искрообразования 2.Известные системы зажигания обеспечивают на каждой свече в короткий промежутоквремени одиночные искры, что недостаточно для эффективного воспламенения горючейсмеси.Цель изобретения - повышение надежности и КПД системы зажигания, на выходе которой включается обмотка управления высокочастотного автогенератора.Указанная цель достигается тем, что триггер, формирующий импульсы управления выходным каскадом системы зажигания, выполнен на элементах НЕ - И, а блок управлениявысокочастотным генератором включен между Таким образом, изобретение относится главным образом к системе зажигания двигателя внутреннего сгорания, в которой создается высокочдстотная энергия искрового разряда регулируемой продолжительности. Энергия образуется с помощью высокочастотного автогенератора, имеющего обмотку, управляющую 10 его включением и выключением в начальный иконечный моменты каждого искрового интервала. Система зажигания состоит из фототранзистора и связанного с двигателем согласующего (по времени) устройства, управляющего работой фототранзистора в строгом соответствин с работой двигателя. В качестве такого устройства используется устройство, состоящее из диода инфракрасного излучения, фототранзистора и приводимого от двигателя прерывателя. Это устройство соединяется с транзистором цепью, включающей триггер с регенерацией.В этой цепи имеется первый усилитель, расположенный между фототранзистором и триггером, и второй усилитель, расположенный межд триггером и транзистором, В системе также установлено устройство задержки времени, ко.25 торое переключает составной транзистор по истечении определенного отрезка времени приостановленном прерывателе и работающем фототранзисторе, управляемом от диода инфракрасного излучения. Устройство задержки времени состоит из переключаемого моностабильного мультивибратора, а в вышеупомянутойцепи имеется вентиль НЕ - И с двумя входами - один от мультивибратора, а второи - оттриггера, который, в свою очередь, соединяетсяс одним из входов мультивибратора. В системеимеется реле, переключатель зажигания и дополнительная цепь, с помощью которой релесоединяется с управляющей обмоткой для остановки генератора при выключении переключателя зажигания.На фиг. 1 показана схема электроннойсистемы зажигания; на фиг. 2 - вариант схемыэлектронной системы зажигания с некоторымидополнительными элементами (некоторые элементы из первой схемы в этой схеме отсутствуют); на фиг. 3 - схема электронной системызажигания, другой вариант.Все предлагаемые схемы предназначены длярегулирования процесса генерирования искровых сигналов с помошью автогенератора незатухаюших высокочастотных колебаний. Такойавтогенератор (на чертежах не показан) имеет управляющую обмотку, с помощью которойпроизводится включение и выключение генератора, а следовательно, определяются начальнаяи конечная фазы искрового сигнала,Электронная система зажигания выполненав виде печатной платы, которая отличаетсявысокой надежностью и малыми габаритами.В качестве батареи 1 используется обычный автомобильный аккумулятор на 12 или 24 В. Подаваемое в систему напряжение может меняться от 7,5 до 30 В поэтому, для того чтобысистема работала устойчиво, между положительной клеммой батареи 1 и электронной схемой включен стабилизатор 2 напряжения. Стабилизатор 2 соединяется с батареей через диод3., который защищает систему при случайномизменении схемы подключения зажимов батареи.Для сглаживания шумов источника питанияиспользуется конденсатор 4, который устанавливается на входе стабилизатора 2. На выходестабилизатора 2 установлены два конденсатора, которые зашишают систему от переходныхтоков, образующихся при переключениях ееэлементов.Иомент подачи в цилиндр двигателя искрового сигнала определяется с помощью устройства 5, установленного в распределителе и со.стоящего из диода инфракрасного излучения 6,который сфокусирован на базу фототранзистора 7.Это устройство имеет также вращающийсяпрерыватель 8, который механически связан сколенчатым валом двигателя и вращается так,что его отверстия или пазы периодически совмещаются с фототранзистором, и в эти моментына свечу зажигания двигателя подается искровой сигнал,Г 1 ри попадании инфракрасного света, излучаемого диодом 6 на фототранзистор 7 проис 592372ходит его включение и через резистор 9 начинает проходить ток. Прохождение тока черезрезистор сопровождается снижением напряжения на коллекторе транзистора 7, который соединен с базой транзистора 10, Напряжение наколлекторе 10 транзистора возрастает до напряжения питания, равного выходному напряжению регулятора 2.В схеме имеются два печатных интегральных элемента 11 и 12, представляюших собой10 НЕ - И вентили с двумя положительными входами и открытым коллекторным выходом, Вентили соединены друг с другом по триггернойсхеме Шмитта через резистор обратной связи13, соединяюший выход элемента 12 со входомэлемента 11.При достижении напряжения на входе элемента 11 определенной величины происходитмгновенное переключение триггера Шмитта, сопровождающееся увеличением напряжения наэлементе 12. Вырабатываемый триггером сигнал подается на вход моностабильного мультивибратора 14, являющегося блоком управлениявремени работы автогенератора,Напряжение на выходе из мультивибратора14 возрастает и подается на вход вентиля НЕ -И 15. Мультивибратор 14, переключаясь, оста 25 ется в соответствующем положении в течениезаранее определенного отрезка времени. Этовремя определяется постоянной времени цепи,состоящей из резисторов 16 и 17, транзистора18 и конденсатора 19. Постоянная временимультивибратора определяет время его перезоключения при подаче на него следующего переключаюшего импульса. Однако, если на входв мультивибратор переключающие импульсыне подаются, то мультивибратор автоматическипереключается в первоначальное состояние вконце периода времени, равного его постояннойвремени.Выход второго элемента НЕ - И 12 триггера Шмитта соединен с первым входом вентиля15, второй вход которого соединен с выходоммультивибратора 14. При падении напряжения40 на выходе вентиля 15 происходит выключениедвух транзисторов 20 и21, соединенных друг сдругом по схеме составного транзистора. Приэтом на базу транзистора 22 не подается ток, итранзистор 22 запирается.При запирании транзистора 22 прекращается ток смещения в управляющей обмоткегенератора (см. выше), которая через диод23 и транзистор 22 соединяется с землей.При прекрашении движения тока в управляющей обмотке автогенератор (не показан)10 мгновенно включается, генерируя искровой сигнал, имеющий форму незатухаюшей волны, дотех пор, пока прерыватель 8 не перекроет зазормежду диодом 6 и фототранзистором 7. В этотмомент генератор перестанет вырабатывать искровой колебательный сигнал, так как в тран зистор 10 ток поступать не будет. Коллекторный ток транзистора 10 протекает через резистор 24, что сопровождается падением напряжения на входе первого элемента 11 триггераШмитта, переключением триггера и снижением0 напряжения на его выходе, Низкое напряжениеподается на один из входов вентиля 15, инапряжение на его выходе возрастает, что сопровождается отпиранием транзисторов 20, 21 и22. При отпирании транзистора 22 генераторперестает вырабатывать искровой сигнал, таккак постоянный ток смещения, протекающийчерез транзистор 22, переводит магнитную цепьгенератора в состояние, при котором генераторне может вырабатывать высокочастотный искровой сигнал,При необходимости заглушить двигатель,когда прерыватель 8 находится в положении, вкотором энергия, излучаемая диодом 6, попадает на фототранзистор 7, напряжение на выходеиз триггера Шмитта должно быть достаточновысоким. По истечении определенного промежутка времени, определяемого постоянной времени мультивибратора 14, напряжение на выходе мультивибратора автоматически падает донуля. При этом падает до пуля напряжение навходе вентиля 15, и напряжение на его выходевозрастает, что сопровождается выключениемавтогенератора.Кроме того, в системе зажигания регулирование интервалов искровых высокочастотныхсигналов осуществляется непосредственно в зависимости от угла поворота коленчатого вала ине зависит от его оборотов. При низких оборотах коленчатого вала напряжение на коллекторе транзистора 10 будет возрастать сравнительно медленно. Однако, когда это напряжениедостигнет определенной величины, все равно засчет наличия обратной связи произойдет переключение триггера Шмитта, т. е. система обеспечит надежность зажигания двигателя.Мультивиоратор 14 работает на малых оборотах двигателя. Если двигатель не запускается из-за недостаточной мощности искры и отверстие прерывателя 8 остается расположенным перед фототранзистором 7, мультивибратор автоматически переключается, выключаягенератор, что уменьшает разрядку аккумулятора.Схема, показанная на фиг. 2, принципиально не отличается от схемы, показанной нафиг. 1, и в ней используются те же самые элементы. Однако в эту схему включено реле 25 с катушкой 26, которая соединена через замок зажигания 27 с источником питания. Подвижный контакт реле 25 поворачивается в указанное положение (фиг, 2), когда ток в катушке 26 отсутствует. При включении замка зажигания 27 в катушку 26 поступает токи контакт 28 размыкаетвыходную цепь транзистора 22, Это реле предназначено для облегчения подсоединения высоковольтного автогенератора (не показан). Кроме того, данная схема отличается тем,что один из элементов триггера 29 четырехвходовый, а транзисторы 30, 31 соответствуют транзисторам 20 и 21 схемы (фиг. 1).На фиг. 3 показана схема, аналогичнаясхеме, показанной на фиг. 2, но отличающаяся от вышеописанных схем тем, что в ней вместо оптического согласующего устройства (фиг. 1) используется прерыватель 32, который механически связан с кулачком двигателя 33.В этой схеме имеется транзистор 34, который включен в схему аналогично транзистору 10 (фиг. 1), т. е, с резистором 24 в цепи коллектора, и при протекании тока через этот резистор напряжение на входе в триггер Шмитта падает. Для образования искрового сигнала необходимо открыть выключатель 32. При этом происходит включение транзистора 34 за счет увеличения напряжения, подаваемого на его базу через резистор 35 и диод 36.20Формула изобретения1. Электронная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая 25 датчик угла поворота коленчатого вала, усилитель сигнала датчика, триггер, оконечный со.ставной транзистор, во входную цепь которого включен элемент НЕ - И, а в выходную -- управляющая обмотка высокочастотного авто- генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, триггер выполнен на двух элементах НЕ - И с двумя входами, причем первый вход одного пз них подключен к выходу указанного усилителя, второй через резистор соединен с выходом другого элемента, который подключен ко входу элемента НЕ -- И составного транзистора.2. Электронная схема зажигания по и. 1,отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена блоком выключения высо 40 кочастотного автогенератора, выполненным на управляемом мультивибраторе, вход которого соединен с выходом триггера, а выход -- со вторым входом элемента НЕ - И, включенного во входную цепь составного транзистора. 45Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США, кл. 123 - 48 Е, Ло 3599618,1971.2. Патент Англии, кл. Г13 хо 1252324, 50 1971.592372 Составитель А. БорзиковТехред О. Луговая Корректор Л. Федорчу Тираж Подписное Редактор В. Фельдман Заказ 238/3 ИИПИ Государственногопо делам из1 13035, Москва, Ж Филиал ПГ 1 П Патенкомитета Собретений.35, Раугвсг Ужгоро овста Министров окрысин ая наб., д. 4(5 д, ул. Гроектная.