Электронная система зажигания

(11)937758 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 23.06.82. Бюллетень,Рв 23 Дата опубликования описания 23.06,82(54) ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕИА ЗАЖИГАНИЯ 20.Изобретение относится к системам зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего: сгорания,.а именно к электронным системам зажигания с накоплением энергии в конденсаторе,Известна система электронного зажигания, содержащая транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный конденсатор, включенный между выпрямителем и пер" .вичной обмоткой катушки зажигания, стабилитрон, подключенный параллельно выходу выпрямителя., и тиристор с блоком управления 1.. Однако в этой. системе при запуске двигателя используется внешняя связь замка зажигания с дополнительным тиристором, которая снижает ее надежность обрыв, окисление контактов и так далее ).Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является 2система; содержащая двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, накопительный конденсатор, .включенный между выпрямителем и первичной обмоткой катушки зажигания, тиристор и.стабилитрон, включенные параллельно выходу выпрямителя, и блок управления тиристором, а также две после" довательно соединенные КС-цепи, включенные параллельно выходу выпрямителя, причем параллельно каждому резистору ВС-цепей подсоединены диоды в прямом направлении, а точка соединения конденсатора одной ВС- цепи с резистором другой ВС-цепи подключена к одному из выходов преобразователя напряжения 21,Известная система электронного зажигания не обеспечивает стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора при холодном пускедвигателя и просадке напряжения на аккумуляторной батарее до 6-7 В,Так как зимой напряжение, поддер- . живаемое в автомобильной сети, равно 11,5- 15 В ( в условиях Северадо 155 вольт), амплитудное значение выходного напряжения преобразователя при этом напряжении питания должно быть примерно на 103 ниже напряжения стабилизации стабилитрона для того, цтобы избежать .работы преобразователя в режиме короткого замыкания на стабилитрон при возможных перерегулированиях напряжения в сети и так далее.Поэтому амплитудное значение выходного напряжения преобразователя выбирают из условия, цтобы оно было равным напряжению стабилизации стабилитрона при питании преобразователя напряжения 17 В и более.С пуском двигателя, при просадке напряжения сети до 6-7 вольт, напряжение на выходе мостового вы-: прямителя, равное удвоенной амплитуде выходного напряжения преобразователя, не достигнет напряжения стабилизации,так как это возможно лишь при питании преобразователя напря" женйем 8, 5 В.Это приводит к тому, что напряжение заряда накопительного конденсатора на рабочих режимах двигате" ля практически эастабилизировано, а в режиме запуска меньше стабилизированного на 17-303.Мощность искрообразования уменьшается уже в квадратичной зависимости от этого напряжения.Для увеличения надежности запуска двигателя необходимо утроение ,амплитуды выходного напряжения преобразователя для заряда накопительного конденсатора.Цель изобретения - повышение надежности системы при запуске . холодного двигателя.Поставленная цель достигается тем, цто в электронной системе зажигания, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащей двухтактный транзисторный преобразователь напряжения, выход которого соединен с мостовым выпрямителем, стабилитрон, включенный параллель. но выходу выпрямителя, последователЬно соединенные накопительный ,конденсатор и первичную обмотку катушки зажигания, параллельно ко На временных диаграммах (фиг.2) работы системы при запуске двигателя изображены напряжение Ор(фиг.2 а), на выходе преобразователя 1, напряжение О (фиг,2 б) на накопительном конденсаторе ч, напряжения 0, О (Фиг.2 в,г) на конденсаторах 15 и 16 ВС-цепей, напряжение О (фиг.2 д) на выходе мостового выпрямителя 2, напРЯжение ОЭ 1 р (фиг.2 е) на выхоДе блока 7 управления, напряжение О 1 (фиг.2 ж) . и ток 31 (фиг.2 э) в первичной обмотке катушки 5 зажигания.Система работает следующим образом. 45 5 а55 торым подключен тиристор с блоком управления, а также две ВС-цепи с диодами, подключенными параллельно из резисторам, первая из которых соединена с положитепьным полюсом йэстового выпрямителя и первым выходом преобразователя напряжения, аконденсатор второй - подключен кего отрицательному полюсу, введендиод, включенный в прямом направлении между точкой соединения положительного полюса мостового выпрямителя со стабилитроном и точкойсоединения накопительного конден сатора и тиристора, причем резис.тор второй КС-цепи соединен с вторымвыходом преобразователя.На фиг, 1 изображена принципиальная схема, системы; на фиг. 2 - вреуз менные диаграммы работы системыпри запуске двигателя.Система содержит двухтактныйтранзисторный преобразователь 1 напряжения, выход которого соединен с д мостовым выпрямителем 2, стабилитрон3, включенный параллельно выходу выпрямителя З,последовательно соединенные накопительный конденсатор 1 ипервичную обмотку катушки 5 зажигания,параллельно которым подключен тиристор 6 с блоком 7 управления, в так"же две КС-цепи 8 и 9 с диодами 1 Ои 11, подключенными параллельно резисторам 12 и 13, диод 11, включенныйв прямом направлении между мостовым 3%выпрямителем 2 и точкой соединениянакопительного конденсатора М и тиристора 6, йрицем резистор 13 второйкС-цепи соединен с вторым выходом аопреобразователя 1, а кС-цепи 8 и 9содержат конденсаторы 15 и 16, авыпрямитель 2 выполнен на диодах17-20.58 6тые диоды 20 и 19 соответственночерез резисторы 12 и 13 с постоянной времени 7 813 С 16 = Ю 2 С 15при условии, цто 112, = М 3,С 15 = С 16, где 812, 813 - сопротивления резисторбв 12 и 13, С 15,С 16 - емкость конденсаторов 15 и 16.Постоянная времени Т выбранадостаточно большой, чтобы величи,ной напряжения разряда конденсаторов КС-цепей за время полупериодаработы преобразователя 1 можнобцло пренебречь.Поэтому каждую КС-цепь можно счи"тать как эквивалентный источник,с ЭДС, равной амплитуде выходногонапряжения преобразователя и внутренним сопротивлением, равным сопротивлению резистора кС-цепей.Этот процесс происходит до момента времени 23 (фиг.2 б) пока ток,протекающий через диодц 19 и 20,не снизится до величины тока короткого замыкания ВС-цепи.После этого диоды 19 и 20 закрываются обратно приложенным напряжением и в дальнейшем в процессе заряда накопительного конденсатора 4 неучаствуют до момента возникновенийискры.После закрытия диодов 19 и 20 впроцессе заряда накопительного конденсатора 4 до момента 24 участвуюткак выходное напряжение преобразова"теля 1, так и последовательно соединенные с ним эквивалентные источники с ЭДС, равной напряжению, до которого зарядились конденсаторы 15 и 16йС-цепей 8 и 9 за первый полупериодработы преобразователя 1.В момент 24, при очередной сменеполярности выходного напряжения пре" .образователя, через диоды 17 и 18мостового выпрямителя 2 и открытыйдиод 14 происходит совместный заряднакопительного конденсатора 4 и кон"денсаторов 15 и 16 ВС-цепей, и кмоменту 25 они полностью заряжаютсядо амплитудного значения выходногонапряжения преоаэователя.1Далее диоды 17 и 18 мостового выпрямителя 2 в процессе заряда накопи"тельного конденсатора не участвуютдо очередного момента искрообраэо 1 вания.Начиная с момента 25, через каждыйполупериод работы преобразователя происходит заряд накопительного конденсатора 4 под действием суммы ЭДС 5 9377При запуске холодного двигателя,когда электрический стартер потребляет максимальный ток, напряжение нааккумуляторной батарее не показан)просаживается до 6-7 В, Это ведет ктому, что напряжение на выходе двух-.тактного транзисторного преобразователя 1 при запуске двигателя будетниже в 2, 5-3 раза, чем напряжения стабилизации стабилитрона 3, так как 16выходное напряжение преобразователя 1 при номинальном напряженииавтомобильной сети 14-15,5 В ) выбирается ниже, чем напряжение стабилизации, примерно на 10, чтобы исклю%чить работу преобразователя в режимекороткого. замыкания на стабилитрон.Для обеспечения заряда накопитель"ного конденсатора 4 до напряжениястабилизации при пуске двигателя необходимо заряжать накопительный кон-,денсатор 4 от источника с напряжением,равным утроенной амплитуде выходногонапряжения преобразователя 1,Для этого в системе через 23.каждый полупериод работы преобразователя 1 .в процессе заряда накопительного конденсатора 4 участвуют три11 юследовательно соединенных источника, 1 напрйжения, ЭДС каждого иэ которыхравна амплитуде выходного напряжения преобразователя.В момент времени 21 фиг.2) .подачи напряжения питания на преобра"зователь 1 при запуске двигателяначинается совместный заряд накопительного конденсатора 4 фиг.2 б)через диоды 17 и 18 мостового выпрямителя 2, диод 14 и конденсаторов 15 и 16 кС-цепей 6 и 9 черезоткрытые диоды 10 и 11 с постоянной времени, В/С 4+С 15+С 16/,где й - внутреннее сопротивление"Щфпреобразователя 1,С 4 - емкость накопительногоконденсатора 4,С 15- емкость конденсатора15 ЙС-цепи 8,С 16- емкость конденсатора 16йС-цепи 9.В момент 22 при смене полярностивыходного напряжения преобразователяпроисходит заряд накопительногогконденсатора 4 экспоненциальноубывающим током через диоды 19 и 20мостового выпрямителя 2.МПри этом предварительно заряженные конденсаторы 15 и 16 кС-цепей 8 и 9 будут разряжаться на откры 937758 8преобразователя и соединенных с нимпоследовательно эквивалентных источников, образованных ВС-цепями 8 и 9 спостоянной времени.7С 4(Впав+ 812 + 813)В остальные полупериоды происходит подзаряд конденсатора 15 Ю-цепи 8 через диоды 18 и 10 .и конденсатора 16 РС-цепи 9 через диоды 11 и 17.При этом напряжение на выходе 1 Омостового выпрямителя 2 фиг.2 д)в эти полупериоды будет равно амплитудному значению выходного напряжения преобразователя.Накопительный конденсатор 4 в это ивремя разряжаться не будет, так какэтому препятствует закрытый диод 14.В момент. времени 26 происходит полный заряд накопительного конденса-,тора Ч до утроенного напряжения на щвыходе преобразователя 1В момент 27 подается управляющийимпульс фиг.2 е ) на тиристор 6, ипроисходит искрообразование.Напряжение и ток в первичной узобмотке катушки 5 зажигания показаны на фиг.2 ж, зНа максимальных оборотах двигателя и повышенной частоте искрообразования, и номинальном напряжениисети ток заряда накопительного конденсатора 4 в основном. проходит через диоды 17-20 мостового выпрямителя 2, а время участия эквивалентных источников в процессе зарядарезко уменьшается.Стабилитрон 3 ограничивает напряжение заряа накопительного конденсатора 4 на уровне напряжения егостабилизации.,При этом балластным сопротивлением для параметрического стабилизагора со стабилитроном будет являться сумма выходного сопротивленияпреобразователя и резисторов 12 и 13ВС-цепей.45Таким образом, в предлагаемомизобретении при холодном пуске двигателя с просадкой напряжения автомобильной сети до 6-7 В и пониженной частоте искрообразования утроение напряжения на накопительном кон" денсаторе 4 обеспечивает номинальную мощность искры,Вследствие того, что в системе стабилизация напряжения заряда накопительного конденсатора 4 в диапазоне изменения питающей сети от 6 до 15,5 В осуществляется без применения активных элементов транзисторов, тиристоров и так далее) резко повышается ее эксплуатационная надежность.Формула изобретенияЭлектронная система зажигания,преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащая двухтактный транзисторный преобразовательнапряжения, выход которого соединенс мостовым выпрямителем, стабилитрон,включенный параллельно выходу выпрямителя, послеДовательно соединенныенакопительный конденсатор и первичную обмотку катушки зажигания,параллельно которым подключен тиристор с блоком управления, а такжедве ВС-цепи с диодами, подключенными. параллельно их резисторам, перваяиз которых соединена с положительным полюсом мостового выпрямителяи первцм выходом преобразователя,а конденсатор второй подключен кего отрицательному полюсу, о т л ич а ю. щ а я с я тем, что,. с цельюповышения надежности, введен диод,включенный в прямом направлении между точкой соединения положительногополюса мостового выпрямителя состабилитроном и точкой соединениянакопительного конденсатора и тиристора; причем резистор второйКС-цепи соединен о вторым выходомпреобразователя.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 470652, кл, Г 02 р 3/04, опублик.19752, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2725674/18-21,кл. Р 02 р 3/06, 1979.лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ффее Тир Госуд лам и Моск ж 552 Подписноерственного комитета СССРобретений и открытийа, Ж,. Раушская на 6., д. 4