“система зажигания для двигателя внутреннего сгорания

спа%и+ еь теве нича си ОПИС Е ИЗОБРЕТЕНИЯ АЙИ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет (31) 1 0884/7 7/02 Государдтеенный комнт СССР дд делам изддретеннй и открытий(72) Автор изобретен ИностранецГунтер Харти 71) Заявитель(54) СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение относится к области двигателестроения.Известна система зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая трансформатор, первичная обмотка которого соединена с источником электрической энер гии через коммутирующее устройство, а вторичная - по меньшей мере с двумя искровыми разрядниками для воспламенения горючей смеси в двигателе 1. Однако такая система имеет сравнительно ограниченные функциональные возможности, так как позволяет осуществлять зажигание только в двухцилиндровом двигателе.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы зажигания. Это достигается тем, что в предлагаемой системе зажигания коммутирующее устройство выполнено с возможностью изменения направления тока через первичную обмотку трансформатора, а каждый иск ровый разрядник б.покирован по меньшей мере одним выпрямительным диодом.Коммутирующее устройство может быть выполнено в виде двух механических выключателей или в виде электронного пере. кл юч ател я. Электронный переключатель может бытьвыполнен на двух транзисторах с источником управляющего сИгнала, эмиттеры которых соединены с массой двигателя, 5коллекторы через выпрямительные диоды - с разными концами первичной обмотки тран.сформатора, а базы - - с источником управляющего сигнала для поочередного включения транзисторОв.Кроме того, соединение эмиттеров с 1 О массой может быть осуществлено черезрезисторы обратной связи, а параллельно базам транзисторов могут быть включены диоды Зенера.Параллельно первичной обмотке транс"форматора может быть включено демпфирующее устройство для гашения резонансных колебаний, которое может быть выполнено в виде резистора, варистора, конденсатора, а также в виде триака, включенного по схеме Диммера, или в виде мостовой схемы и параллельно соединенных конденсатора, однопереходного транзистора и тиристора, причем управляющий электрод тиристора электрически соединен с одно- переходным транзистором, а управляющий электрод последнего - с конденсатором,.чены к источнику управляющего сигнала, подающегося поочередно на клеммы 35 и 36 Зо 35 40 45 50 55 На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемой системы зажигания; на фиг.2 - то же, второй вариант выполнения; на фиг. 3 то же, третий вариант выполнения; на фиг, 4, а - е - несколько возможных вариантов выполнения демпфируюшего устройства; на фиг, 5 - графики характеристик напряжений и токов во времени для пояснения работы коммутирующего устройства на фиг. 3 в сочетании с демпфирующим устройством на фиг. 4, г; на фиг. 6 - графики характеристик напряжений во времени для пояснения принципа действия демпфирующего устройства на фиг. 4,е.Система (см. фиг. 1) содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого соединена с источником электрической энергии (на чертежах не показан) через коммутирующее устройство, выполненное в виде двух механических выключателей 3 и 4, а вторичная обмотка 5 соединена с двумя искровыми разрядниками 6 и 7, каждый из которых последовательно блокирован выпрямительными диодами 8 и 9, включенными в противоположных направлениях. При вращении двигателя связанное с ним кулачковое устройство (на чертеже не показано) поочередно замыкает и размь 1 кает механические выключатели 3 и 4, благодаря чему при каждом цикле изменяется направление тока через первичную обмотку 2 и, соответственно, полярность высокого напряжения, наводимого при размыкании каждого из выключателей во вторичной обмотке 5. Импульсы положительной полярности пробивают искровой разрядник 6, а импульсы отрицательной полярности - искровой разрядник 7, благодаря чему зажигается смесь в цилиндрах двухцилиндрового двигателя. Система (см. фиг. 2) содержит трансформатор 10, первичная обмотка 11 которого выполнена с выведенной средней точкой 12, подсоединенной к положительному полюсу источника питания. Коммутирующее устройство выполнено в виде электронного переключателя на двух транзисторах 13 и 14, эмиттеры которых электрически соединены с массой двигателя, коллекторы через выпрямительные диоды 15 и 16 - с разными концами первичной обмотки трансформатора, а базы - с источником управляющегосигнала (в данном случае с плюсом источника питания) через резисторы 17 и 18 для поочередного включения транзисторов при помощи механических выключателей 19 и 20, управляемых кулачковым устройством 21, Вторичная обмотка 22 трансформатора выполнена с двумя изолирован"ньгми концами, подсоединенным к двум искровым разрядникам 23 и 24, блокированным параллельно выпрямительными диодами 25 и 26.При вращении двигателя связанное с ним кулачковое устройство при помощи механических выключателей 19 и 20 поочередно закрывает и открывает транзисторы 13 и 14, благодаря чему в первичной обмотке 11 трансформатора 10 ток протекает в разных направлениях, При закрытии транзисторов 13 и 14 соответственно меняется полярность высокого напряжения во вторичной обмотке 22 трансформатора, При этом пробивается тот разрядник, на потенциальный электрод которого подается положительный импульс. Отрицательный импульс соответственно блокируется диодом 25 или 26.На фиг, 3 показан вариант выполнения системы, при котором обеспечивается зажигание в четырехцилиндровом двигателе. Система содержит трансформатор 27, первичная обмотка 28 которого так же, как и в схеме на фиг. 2, имеет выведенную среднюю точку, подсоединенную к положительному полюсу источника питания. Аналогично фиг, 2 коммутирующее устройство выполнено на двух транзисторах 29 и 30, коллекторы которых через выпрямительные устройства 31 и 32 подключены к концам первичной обмотки 28 трансфЬрматора, Базы транзисторов через резисторы 33 и 34 подклюспециальным переключающим устройством,связанным с колнечатым валом двигателя. В отличие от схемы на фиг. 2 электрические соединения эмиттеров с массой осуществлены через резисторы 37 и 38 обратной связи, а параллельно базам транзисторов включены диоды Зенера 39 и 40. Параллельно первичной обмотке трансформатора включено демпфирующее устройство 41, предназначенное для гашения резонансных колебаний.Каждый из двух концов вторичной обмотки 42 трансформатора соединен с двумя искровыми разрядниками 43 и 44 и соответственно 45 и 46, а каждый из разрядников последовательно блокирован выпрямительными диодами 47 - 50, причем выпрямительные диоды, блокирующие разрядники и соединенные с одним из концов вторичной обмотки трансформатора, включены в противоположных направлениях.Схема на фиг. 3 в основном работает аналогично схеме на фиг. 2, однако имеются и отличия, заключающиеся в том, что управляющее напряжение поочередно подводится к базам транзисторов 29 и 30 при по- моши специального устройства (на чертеже не показано), аналогичного показанному, например, на фиг. 2, а также в том, что благодаря наличию диодов Зенера 39 и 40 и резисторов 37 и 38 обратной связи конечная величина. тока переключения в первичной обмотке трансформатора не зависит от напряжения питания,Во вторичной обмотке, в зависимости от того, какой из транзисторов 29 или 30 закрывается, наводятся импульсы разной по- полярности. Если, например, на верхнем кон10 15 20 30 40 45 50 55 35 це вторичной обмотки наводится положительный импульс, то искровой разряд образуется в разрядниках 44 и 46, которые оказываются благодаря наличию диодов 48 и 50 включенными последовательно, а если наводится отрицательный импульс, то пробиваются разрядники 43 и 45. Таким образом осуществляется зажигание в четырехцилиндровом двигателе без механического распределителя.Демпфируюшее устройство 41 предназначено для гашения резонансных колебаний, которые могут возникать после пробоя разрядников и вызывать образование напряжения другой полярности и соответственно образовывать искровой разряд на другой паре разрядников в несоответствующий момент времениНа фиг, 4, а - е изображено несколько возможных вариантов выполнения демпфирующего устройства, однако система. может и не иметь его, в частности его может замейить особая демпфируюшая обмотка, расположенная на трансформаторе зажигания, или сердечник трансформатора с большими потерями.Демпфируюшее устройство может быть выполнено в виде резистора (см. фиг. 4, а), варистора (см, фиг. 4, б), конденсатора (см. фиг. 4, в) или триака (см. фиг. 4, г). Управляющий электрод 51 триака может получать поджигаюший импульс в начале второй полуволны колебаний напряжения во вторичной обмотке трансформатора, что поясняется временньгми диаграммами импульсов, изображенными на фиг. 5.На фиг. 5 приняты следующие обозначения:1 г 9 - ток управления во времени транзистора 29;1 зо - ток управления транзистора 30; Цг - напряжение на вторичной обмотке 42 трансформатора 27 при отсутствии демпфируюшего устройства;11 - напряжение управления триака;1.14 г - напряжение на вторичной обмотке 42 при наличии триака в качестве демпфируюшего звена;1144,46 - напряжение на искровых разрядниках 44 и 46;1 Аз,4 - напряжение на искровых разрядниках 43 и 45.Демпфируюшее устройство, выполненное в виде триака (см, фиг. 4,г), работает следующим образом.Транзистор 29 (см. фиг. 3) включается импульсом тока 1 га (см. фиг. 5) в момент времени 1, и выключается в моментЕсли демпфирующее устройство отсутствует, то после выключения транзистора 29 в момент 1 г во вторичной обмотке трансформатора образуются свободно затухаюшие колебания с несколькими полуволнами 52 - 55 разной полярности. Если в момент, определяемый временем 1 з, на управляющий электрод триака подать отпирающий импульс И то во вторичной обмотке трансформатора образуется импульс 1 г без свободно затухающих колебаний. Соответственно на искровых разрядниках 44 и 46 образуется положительный импульс 56, Лцалогично получают отрицательный импульс 57 ца искровых разрядниках 43 и 45.- На фиг. 4, д изображено демпфируюшее устройство, выполненное-в виде триака, включенного по схеме Диммера. Подача отпираю- шего импульса на триак в этой схеме происходит по истечении заданного времени, зависящего от резистора 58, конденсатора 59 и диака 60.На фиг. 4, е показано демпфируюшее устройство, выполненное в виде мостовой схемы, выход которой подключен к параллельно соединенным конденсатору 61, однопереходному транзистору 62 и тиристору 63. Управляющий электрод тиристора электрически соединен с одцопереходным транзистором, а управляющий электрод последнего - с конденсатором. В схему последовательно с конденсатором и однопереходным транзистором включены также подстроечные резисторы 64 - 66. Работа схемы поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг. 6,где приняты следуюшие обозначения:Ц, - напряжение во вторичной обмотке 42 при отсутствии демпфирующего устройства;1.16., - напряжение на выоде мостовой схемы (в точках 67 и 68 на фиг. 4,е);1.3, - напряжение на конденсаторе 61;1.) - напряжение на резисторе 66.Схема работает следуюгцим образом.Импульсы затухаюших колебаний 69 - 72 (см. фиг. 6) выпрямляются мостовой схемой. Выпрямленные импульсы 73 - 76 интегрируются резистором 64 и конденсатором 61, включенными параллельно выходу мостовой схемы (см. фиг. 4, е), и в определенный момент получают напряжение 1.)со на конденсаторе. Как только напряжением.3,на выходе моста спадает до напряжения, равного примерно напряжению заряда конденсатора (в моментна фиг. 6), открывается однопереходной транзистор 62, что в свою очередь способствует открытию тиристора 63 и гашению резонансных колебаний. В данном случае подаются резонансные колебания 70 - 72 (см. фиг. 6), следующие за первым импульсом напряжения 69, Путем подбора величин конденсатора 61 и резистора 66 возможно поддерживать тиристор в открытом состоянии столько времени, сколько требуется для подавления всех резонансных колебаний, в данном случае до момента 1. Формула изобретения 1. Система зажигания для двигателявнутреннего сгорания, содержащая трансформатор, первичная обмотка которогосос. динена с источником электрической энергии через коммутирующее устройство, а вторичнаяпо меньшей мере с двумя искровыми разрядниками для воспламенения горючей смеси в двигателе, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, коммутирующее устройство выполнено с возможностью изменения направления тока через первичную обмотку трансформатора, а каждый искровой разрядник блокирован по меньшей мере одним выпрямительным диодом.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство выполнено в виде двух механических выключателей,3, Система по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство выполнено в виде электронного переключателя.4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что электронный переключатель выполнен на двух транзисторах с источником управляющего сигнала, эмиттеры которых соединены с массой двигателя, коллекторы че. рез выпрямительные диоды - с разными концами первичной обмотки трансформатора, а базы - с источником управляющего сигнала для поочередного включения транзисторов.5, Система по п. 4, отличающаяся тем, что электрическое соединение эмиттеров с массой осуществлено через резисторы обратной связи, а параллельно базам транзисторов включены диоды Зенера.6. Система по п. 1, отличающаяся тем,что параллельно первичной обмотке трансформатора включено демпфирующее устройство для гашения резонансных колебаний.7. Система по и. 6, отличающаяся тем,что демпфируюшее устройство выполнено вв виде резистора.8. Система по п. 6, отличающаяся тем,что демпфирующее устройство выполненов виде варистора.9. Система по и. 6, отличающаяся тем,что демпфирующее устройство выполнено ввиде конденсатора.1 О. Система по п. 6, отличающаяся тем,что демпфирующее устройство выполнено ввиде триака, включенного по схеме Диммера,11. Система по п, 6, отличающаяся тем,что демпфируюшее устройство выполнено ввиде параллельно соединенных конденсато 20 ра, однопереходного транзистора и тиристора и соединенной с ними мостовой схемы,причем управляющий электрод тиристорасоединен с однопереходным транзистором,а управляющий электрод последнего - сгЗ онднсаорИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Каталог в справочн АвтомобилиСССР. Выпуск 111, Автотракторное электрооборудование и приборы, М.,30 НИИИАВТОПРОМ, 1969, с. 45.Сост а в ител ь А. Ш вТехред О. ЛуговаяТираж 627Государственного ком итделам изобретений и оосква, Ж, РаушскаяПатент, г. Ужгород,ецовКорректор СПодписноеета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул. Проектная,