CN1026348C - 汽车双向中频点火器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的双向中频点火器，其特征在于产生的火花是由容性火花和感性火花组成，并叠加于同一脉冲中，除了有电路性能可靠和有自护功能外，还有在汽车怠速状况时延时点火功能以减少尾气排放对环境的污染。使汽车节油率比现点火器高50%，尾气排放降低50%-99%，动力性提高5%，点火率为100%。冷起动性好，在零下30℃正常起动，不需预热。加强了高速性能。

Description

本发明涉及一种用于汽车的双向中频点火器。

在CN10131398中涉及了一种《双火花源高频点火器》，该点火器是由两个相对独立的受控电流流（容性）和受控电压源（感性）组成的点火系统。其工作原理是由双开关功率输出，双源同步电路和点火线圈一次电路先产生感性脉冲，再由逆变电路和高频中压谐振电路产生高频容性信号，既感性火花在前，容性火花在后，二者独立作用而又紧密衔接，并在点火时间内连续不断发出交变火花，从而达到使混合气体快速、充分的燃烧，产生较大暴发力，降低尾气排放和节油的效果，但是这种点火器还不很完善，至少表现在以下几方面：（一）从晶体管脉冲点火的机理来分析，这种感性火花在前，容性火花在后的点火方式，对提高点能量和效果，并不是最有效的方式。（二）由于该点火装置没有怠速点火延迟系统，对降低汽车怠速尾气排放的效果不稳定。（三）该点火器没有无触装置，还需由白金触点的开闭来控制。（四）该点火器内有体积较大的逆变变压器和电容器，不利于模块化生产。

在US-4228778中披露了一种由高压电容放电和磁储能放电组成的持续火花放电点火系统。采用电容放电火花在前，电感放电火花在后的方法提高了内燃机的点火能量。从其结构看，是靠若干模拟开关的接通和断开来提供脉冲，而不是两个相对独立的能量连续提供系统，从火花表现形式看，属 单向脉冲，且间隔时间较长，脉冲个数仅几个，就火花性能而言，其幅值不高，能量分散，不能在最初的0.7毫秒的有效时间内充分发挥效能，另外在功能方面该点火器没有怠速延时点火和无触点控制系统。

本发明的目的是要寻找一种输出能量大，火花质量好，能进一步稳定地提高节油效果，冷起动性、动力性、加速性均好;能大幅度稳定地减少排气污染，并能使其通用性强，能适合模块化、组件化生产的新型无触点控制的汽车点火器。

本发明的目的是这样实现的;由桥式开关功率输出电路，前置交变开关控制电路和双稳态振荡电路组成了两组独立的开关电源，使容性火花和感性火花在同一脉冲中相叠加，并使这种脉冲正负交变，产生一串中频信号加于点火线圈一次电路，使点火线圈二次发出能量极大、幅值很高的中频火花。点火时间控制电路是用来调整点火时间的长短和点火时刻的。它的工作状态既可受控于无触点开关电路的信号，又可受控于白金触点的开关信号，从而提高了点火器的通用性。点火怠速延时自动控制电路是用来控制发动机进入怠速工作状况时，对点火时刻的自动延时，而当发动机进入其它工作状况时，点火时刻自动退出延时，以保证发动机怠速尾气排放的大幅度稳定的下降。无触点开关电路是用来替代分电器中白金触点的功能，延长了分电器的使用寿命，提高开关信号的稳定性，它既可单独作为单脉冲点火，又可控制其它各种晶体管点火器。过电压保护电路是用来调整点火能量的大小当电源达到18伏时，点火能量适当减小，当电压超过22伏时，点火器停止工作，以避免在运行中由于调节器失灵使发电机电压升高等原因损坏点火器和点火线圈。

双向中频点火器，由两组相对独立的受控开关电源组成点火系统，在需要点火时刻，两组开关电压源交替工作，产生一连串中频脉冲而且火花的持续时间可以调整，既能量具有连续性，不受转速的影响，容性能量和感性能量在同一脉冲中，在这种脉冲中容性能量用于在极短的时间内提高脉冲幅值，以利击穿电极间隙感性能量在较长的时间内保证脉冲火花的热值，从而使每个脉冲都具有很高的能量叠加，使混合气更充分的迅速燃烧，并用有效的怠速点火控制使尾气排放大幅度稳定的下降，使发动机的油耗更低，动力性、加速性均有明显的提高。并适合稀燃发动机的点火要求，从而达到本发明的目的。

附图中虚线框内电路是本实用新型的原理电路图。

下面结合附图详细说明本实用新型一个实施例的电路结构及其原理和功能。

如图，汽车双向中频点火器是先由无触点开关电路Ⅰ中的电磁线圈1接收到从分电器中磁极2传感过来的点火分配信号，由二极管3，电阻4，稳压二极管5对这一分配信号进行整形，整形后的开关信号输入给运算放大器6的输入端，经运算放大器6对该信号放大，用这一放大后的开关信号通过二极管7控制于三极管8的开关状态，其中电阻9是运算放大器6的偏值电阻，电阻10、11是三极管8的偏流电阻，二极管12是用来防止反峰电压的，电容13是用来保护三极管8的。由于无触点开关电路是组件的型式装于分电器内，因此既可直接代替原有白金触点的功能，用于电感式的脉冲点火，又可用于控制双向中频点火器或其它晶体管点火器。

点火时间控制电路Ⅱ是受控于无触点开关电路Ⅰ的开关信号，或直接受控于分电器中白金触点的开关信号，这一开关信号经二极管14、15、电容16，电阻17形成时间脉冲信号，这一信号通过三极管18，电阻19放大后，经二极管20，三极管21反相放大，通过二极管22、23去控制双稳态振荡电路Ⅴ的工作状态。过电压保护电路Ⅲ是由稳压二极管24，电阻25组成的，当电压升高，超过20伏时，稳压二极管导通，这一导通电流通过电阻25输入给点火时间控制电路Ⅱ中的三极管21，使三极管21处于饱和状态，从而使双稳态振荡电路Ⅴ停止工作，前置交变开关控制电路Ⅵ和桥式开关功率输出电路也停止工作，因此而防止了各电路因工作过载而损坏。

双稳态振荡电路Ⅴ是受控于点火时间控制电路Ⅱ中的三极管21，当三极管21处于饱和状态时，分别通过二极管22，23使双稳态振荡电路Ⅴ中的三极管26处于截止状态，三极管27集电极处于低电位。当点火时间控制电路Ⅱ中的三极管21处于截止状态时，双稳态振荡电路Ⅴ立刻进入振荡的工作状态，由三极管26、27的集电极交替输出矩 形波信号，双稳态振荡电路Ⅴ中的电阻28、29分别是三极管26、27的偏置电阻，电阻30、31，电容32、33的参数，决定了该电路的振荡频率。通过调整它们的参数，来保证两组矩形波信号的一致性。

前置交变开关控制电路Ⅵ是由两部分组成，其中一部为正向电流前置控制电路（1）。它是由双稳态振荡电路Ⅴ中的三极管26的集电极输出的矩形波信号，经电阻34输入给三极管35的基极，控制于三极管35的开关状态，这一开关信号一路经电阻36、二极管37控制于桥式开关功率输出电路Ⅶ中的三极管38的导通与截止，从而控制点火线圈70的正向电流的通断。另一路控制三极管39的开关状态，由三极管39集电极输出的开关信号，经二极管40控制于桥式开关功率输出电路Ⅶ中的三极管41的开关状态，并且使三极管41的开关状态与三极管38的开关状态同步。前置交变开关控制电路Ⅵ的另一部分为反向电流前置控制电路，它是由双稳态振荡电路Ⅴ中的三极管27集电极输出的矩形波信号，经电阻42输入给三极管43，控制于三极管43的开关状态，由三极管43的集电极输出，一路经电阻44、二极管45，控制于桥式开关功率输出电路Ⅶ中的三极管46的开关状态，另一路接于三极管47的基极，由三极管47的集电极输出的开关信号经二极管48控制于桥式开关功率输出电路Ⅶ中的三极管49。并使三极管46、49的开关状态同步，从而控制点火线圈70的反向电流的通断。前置交变开关控制电路Ⅵ中的电阻50、51、52、44分别为三极管35、39、43、47的偏置电阻。电容53、54是为了两个输出信号之间有相应的延时时间，从而保证桥式开关功率输出电路Ⅶ中各三极管不会因过电流而损坏。

桥式开关功率输出电路Ⅶ是受控于前置交变开关控制电路Ⅵ的两组相位差为180度的开关信号，这两组相位差180度的开关信号，分别保证了三极管38的开关状态与三极管41的开关状态相同步，三极管46的开关状态与三极管49的开关状态相同步。这两组开关信号还保证了当三极管38、41导通时，三极管46、49必然截止，当三极管46、49导通时三极管38、41就必然截止的交替工作状态，从而使点火线圈70一次端形成一个正、反向交变电流，并使点火线圈二次端产生一连串的交变的中频电感火花，电容55、56、57、58是分别用来保护三极管49、41、46、38不至因电感浪涌电压所击穿而损坏，同时电容55、56、57、58还可为点火火花的前期提供一个幅值很高的、时间极短的容性火花。容性能量的大小取决于各电容的容量参数。怠速点火延时自动控制电路Ⅳ是由点火时刻控制电路Ⅱ中的三极管18集电极输出的开关信号，作为怠速点火延时自动控制电路Ⅳ的信号源，这一信号经三极管59放大后由三极管59的集电极输出，经隔离二极管60，加到电阻61，电容62的两端，在这两端形成一个随着三极管59输出的开关信号频率变化而变化的电压信号。当开关信号频率较低时，既表明发动机工作在怠速状态下，这时电压信号的电压就偏高，这一高电位的信号升高到一定值时，稳压二极管63导通，这时三极管64也开始导通，由于三极管64的导通，使得接于集电极的电容65的一端接地，而电容65的一端接地，而电容65的一端接于点火时刻电路中的电阻17与66的中点，使电容65构成了一个充电回路，它的充电回路是这样的：当A点触点断开需要点火时，电阻17与66之间的中点电位开始升高，由于该点接入电容65，这一电位开始经电容65，通过三极管64构成一个充电回路，由此该点电位的升高，要取决于充电的时间长短，又由于点火时刻取决于该点电位的高低，电位高时点火，电位低时停止点火，由于电容65的延时作用，使得发动机在怠速时，每次点火得到了一个短时的延时，因此可大大减少发动机怠速时的尾气排放，电容65的放电回路是在触点A闭合时，由电容65的正极电阻66、二极管14、接地端，经二极管67到电容65的负极端，它的放电时刻是由触点A的开闭与否来控制的，电路中的电阻68、69是三极管59、64的偏置电阻。

使用本发明所述的双向中频点火器与现有的点火器相比具有：

1.节油效率显著，现有最新点火器节油15%以上，本发明点火器在此基础上又节油5%。

2.由于混合气燃烧充分，从而大幅度稳定地减少排气污染，尾气排放污染降低50%-90%。

3.动力性好，比现有最新点火器提高5%。提高了发动机的输出功率。

4.比现有技术发动机点火率高，加强了高速性 能，点火率为100%。

5.起动性能好，冷车可一次起动成功，不需“加热”和“摇车”等辅助措施，冷起动性在零下30℃情况下，仍可正常起动，不需预热。

6.加速性能好，在同档次，相同操作情况下，获得最高速度的加速时间减少60%，因而提高了汽车的超车能力和爬坡能力。

7.使用寿命长，由于装有怠速点火延时自动控制电路和过电压保护电路，能对装置本身进行保护。

8.体积小适合模块化，组件化生产的要求。

9.通用性好，无触点开关电路与点火器可分别单独使用。

Claims (7)

1、一种用于汽车的双向中频点火器，包括具有一次侧和二次侧的点火线圈，用来供电的直流电源，无触点开关电路(Ⅰ)，其接通或断开由分电器中磁极感应的点火分配信号确定，点火时刻控制电路(Ⅱ)，根据所述无触点开关电路的开关状态，发出点火时刻信号，其特征在于，还包括多谐振荡器电路，响应所述点火时刻控制电路的点火时刻信号，产生两个中频振荡脉冲信号，控制电路(Ⅵ)，接收所述两个中频振荡脉冲信号，输出两组控制信号，用来控制桥式功率输出电路(Ⅶ)，向点火线圈一次侧提供频率为所述中频频率的交变电流，怠速点火延时电路(Ⅳ)，用来当所述无触点开关电路(Ⅰ)的开关频率低时，推迟点时刻，以及过压保护电路(Ⅲ)，用来当所述直流电源电压超过规定值时，使所述振荡器停止振荡，从而使点火器停止工作。

2、如权利要求1所述的中频点火器，其特征在于，所述桥式功率输出电路（Ⅶ）由四只三极管（38，41，46，49）和点火线圈一次侧呈桥式连接构成，每只三极管的集电极和发射极之间并联着电容器（55-58）。

3、如权利要求1所述的双向中频点火器，其特征在于，其中的点火时刻控制电路（Ⅱ）包括由第一三极管（18）和第二三极管（21）构成的两级放大电路，第一三极管（18）的集电极通过二极管（20）与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与两个二极管的阴极（22，23）相连，该两个二极管的阳极分别与所述多谐振荡器中的一个三极管（26）的基极以及另一个三极管（27）的集电极相连。

4、如权利要求1所述的双向中频点火器，其特征在于，所述控制电路（Ⅵ）包括两组各由两极放大器（43，47，35，39）组成的开关电路，其中前一级三极管（43，35）的基极分别与所述多谐振荡中两个三极管的集电极相连，由所述开关电路每组中两个三极管的集电极输出两个相位相反的控制信号。

5、如权利要求1所述的双向中频点火器，其特征在于，所述怠速点火延时电路（Ⅳ）中的三极管（59）的基极通过电阻与点火时刻控制电路（Ⅱ）中三极管（18）的集电极连接，并通过电容（65）与点火时刻控制电路（Ⅱ）中的电阻（17）和（66）的节点相连。

6、如权利要求1所述的双向中频点火器，其特征在于，所述无触点开关电路（Ⅰ）有产生点火分配信号的电磁线圈（1），对点火分配信号进行整流和稳压的二极管（3），电阻（4）和稳压管（5），对稳压后的点火分配信号进行放大的运算放大器（6），其基极与运算放大器输出端相连的复合三极管（8），其集电极作为一个端子（A），用来连接点火时刻控制电路（Ⅱ）。

7、如权利要求1所述的双向中频点火器，其特征在于点火时刻控制电路（Ⅱ）的工作状态也可以由分电器中的白金触点控制。

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