CN2185333Y - 汽车用多功能高效晶体管点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车用多功能晶体管点火 装置，能在发动机低温和冷却机起动每一点火正时产 生多个点火脉冲，大大增加点火能量；发动机正常工 作时又按一般晶体管点火装置的点火方式每一点火 正时产生一个点火脉冲；点火系统发生故障时，还可 用以进行高压打火试验，判断故障情况。本实用新型 中装有一个单稳态振荡电路，点火线圈初级回路一侧 装有大功率高反压晶体管组成的大功率开关电路。 本实用新型可与有触点分电器配合使用也可与带有 信号发生器的分电器配合使用。点火能量大，工作可 靠，耐反压，并且正常工作时不致发生点火错乱现 象。

Description

本实用新型属于内燃机点火装置领域，是一种用于汽车汽油发动机的多功能高效晶体管点火装置。

汽车点火系统中，近年来多采用晶体管点火装置，它可使流经分电器“白金”触点的低压电流大大减小或不用触点，提高点火线圈的高电压，增大火花能量，提高了点火的可靠性，降低发动机油耗、减少对环境的污染和对无线电的干扰作用。晶体管点火装置按储能方式，可分为电容式和电感式。电容式晶体管点火装置需要有一个升压变压器，结构复杂，成本较高，并有点火不正时的缺点。按有无“白金”触点分，又有无触点点火装置和有触点点火装置。国产汽车曾应用过BD－71F型有触点电感储能式晶体管点火装置，该点火装置结构简单，成本低，并具有以上所说的晶体管点火装置所具有的优点，但也有某些缺陷，一是每个气缸在点火正时内只有一个火花，这在发动机低温和冷机起动时，点火能量不足；二是当点火系统发生故障时，不允许用点火装置进行打火试验。日本产丰田小客车上使用一种无触点晶体管点火装置，它用分电器中的永磁式信号发生器代替了“白金”触点，避免了机械触点的不良作用，提高了点火的可靠性，但仍在一定程度上存在以上所说的缺点。针对现有晶体管点火装置存在的问题，不少人提出了这样或那样的改进，近年来，提出了大量的专利申请，在这些发明创造中，虽对晶体管点火装置进行了有益的改进，但仍存在一些缺点。例如，中国实用新型专利ZL92236299·8所公开的一种晶体管点火装置，在气缸的一个作功行程中可产生多个连续的强劲火花。该晶体管点火装置虽在低温冷机起动时增大了火花能量，提高了点火可靠性，但在发动机正常运转时，会出现点火混乱现象。中国实用新型专利ZL92218639·4所公开的汽车高能点火器是一种有触点晶体管点火装置，使用了施密特触发电路，其缺点是当触点断开时产生的反向高压易将最后一级晶体管击穿。中国实用新型专利ZL92238254·9是一种无触点电子点火装置，用了七个运算电路，使线路板条密而且细，机械强度差，制造成本高，维修困难。现有晶体管点火装置的缺陷，迄今未获满意解决。

本实用新型的目的在于提供一种在有触点和无触点两种情况下均适用的电感式晶体管点火装置，它能在发动机低温或冷机起动时，每一点火正时提供多个点火脉冲；正常运转时，又按现有晶体管点火装置工作方式，每一点火正时，只产生一个点火脉冲；在点火系统发生故障时，又可利用本实用新型中的点火装置进行高压打火试验，以判断故障的部位。本实用新型又可做为汽车修理时检查点火系统的工具。当将本实用新型中的晶体管点火装置按正确接线接入汽车点火系统中时，可以按指示灯的闪烁情况和高压打火试验情况，判断点火系统的故障部位。

本实用新型的要点在于，在晶体管点火装置的线路中有一个单稳态振荡电路，在发动机低温或冷机起动时，每一点火正时产生多个脉冲，经大功率高反压晶体管开关电路逐级放大，进入点火线圈的初级绕组，当与有触点的分电器配合时，在触点断开到再次闭合之前开关电路多次截止和导通，使高压绕组内产生多次高压，火花塞多次点火，增大了点火能量，实现发动机的快速起动。在用信号发生器代替触点的情况下，信号发生器产生的微弱信号经信号放大器进行放大，使开关电路断开和导通，单稳态振荡电路产生的快速脉冲，在开关电路每次导通和断开之间，在点火线圈初级绕组中低压电流多次快速切断和流动，高压绕组多次感生高压电流，在一个点火正时内为气缸多次点火，实现发动机的快速起动。在发动机正常运转时，单稳态振荡电路电源被切断，停止工作，开关电路的导通和截止完全由触点（有触点的分电器）的断开或闭合，或者信号发生器（有信号发生器的分电器）的信号来控制，触点断开一次或每发出一个信号，点火线圈的低压绕组导通一次，高压绕组也只产生一次高压电流，在一个点火正时内给汽缸点火一次。也就是说，按现有的晶体管点火装置的工作方式进行点火。

本实用新型由铝制外壳，装在外壳中的印刷线路板及装在线路板上的晶体管、电阻、电容组成。本实用新型的电路图如附图1所示，其线路结构如下：它有一个单稳态振荡电路IC1，蓄电池［1］通过点火开关SW，二极管D1和电阻R3与IC1连接并向其供电，IC1的输出端后面按顺序串联着以晶体三极管BG1、BG2组成的两个放大电路，以及一个由晶体三极管BG3、BG4和BG5组成的达林顿放大电路，达林顿放大电路的输出端连接点火线圈［4］。在与有触点的分电器配合的情况下，BG1放大电路的输出端（在这里是BG1的集电极）和BG2的基极同时通过接线端3连接分电器［5］的触点K；在与无触点分电器配合的情况下，BG1放大电路的输出端和BG2的基极同时通过接线端3和16连接分电器的信号发生器F1，这时，BG1放大电路后面有一信号放大器IC2。单稳态振荡电路IC1由集成块NE555组成。信号放大器IC2由霍尔元件组成。在本实用新型中，晶体三极管BG1、BG2、BG3、BG4和BG5均是大功率开关管，这是本实用新型突出的优点和特点。在BG2的集电极和BG3的集电极之间串联着电阻R7和发光二极管D3。单稳态振荡电路IC1的输出端与BG1的基极之间串联着电阻R4和二极管D2。为了给BG2和BG3提供偏流，电路中分别设置了电阻R5和R6，通过接线端2和4以及D1同蓄电池［1］连接。

本实用新型的工作原理如下：        在与有触点的分电器相配合的情况下，当低温或冷机起动时，点火开关SW打到B，点火开关内部的连接使A、B两点接通，蓄电池通过二极管D1，经接线端4电阻R3向单稳态振荡电路提供工作电流，在本实用新型的实例中，该振荡电路是由NE555组成，即附图1中的IC1，电路产生的快速脉冲经电阻R4、二极管D2到三极管BG1的基极，使    其导通或截止，当触点K闭合时，BG1输出的脉冲电流和通过电阻R5供给三极管BG2基极的电流同时被短接，BG2截止，这时，蓄电池通过接线端2经电阻R6向三极管BG3基极提供偏流，由三极管BG3，BG4和BG5等组成的达林顿大功率开关电路导通，点火线圈的低压绕组N1中有电流。随着发动机的转动，触点K被顶开，蓄电池通过R5向BG2提供偏流，BG2导通，BG3基极电位下降，BG3，BG4，BG5同时被截止，点火线圈初级绕组N1中电流被切断，N1中电流的变化引起次级绕组N2中产生高压电，经分火头送至气缸火花塞点火。在BG1导通的瞬时，BG1输出的快速脉冲使BG2在触点没有闭合前多次快速截止和导通，并驱动BG3，BG4和BG5开关电路多次快速导通和截止，点火线圈多次产生高压脉冲，在一个点火正时火花塞多次点火，实现发动机在低温和冷机下快速起动。

发动机被起动后，进入正常运行，点火开关转至A点，这时，蓄电池不再供给工作电流，振荡电路停止工作，BG1处于截止状态，触点K闭合时，蓄电池电流经A点，接线端2，电阻R5给BG2提供的偏流被短接，BG2截止，蓄电池经R6给BG3提供偏流，BG3导通，BG4，BG5也导通，点火线圈初级绕组N1中有电流，触点K断开时，BG2基极有偏流，导通，而BG3，BG4和BG5截止，N1中无电流，N1中电流的变化在N2中感生高压电，触头每开合一次，火花塞点一次火。

在与带有信号发生器的分电器配合的情况下，BG1后面有一个信号放大器，在本实用新型的实例中，信号放大器用霍尔元件组成，即附图1中的IC2，这时，11和12两点连在一起，接电源，13，15两点连在一起，连接接线端3，又经16连信号发生器f1，14，15两点断开。信号发生器f1产生的微弱信号经16，接线端3和15，13送入放大器进行放大，使振荡电路产生的，经BG1放大的脉冲电流导通或断开，BG2也随之断开或导通，在断开和导通之间，振荡电路产生的快速脉冲在各级开关电路中多次导通和截止，使点火线圈产生多次高压点火脉冲，火花塞在一个点火正时，多次点火，使发动机实现低温或冷机起动。在发动机正常运转时，如前所述，振荡电路电源被切断，BG2由电源通过R5提供的偏流，由信号发生器控制，使BG2按信号周期截止和导通，BG3、BG4和BG5随之导通和截止，N1中电流的变化使N2中感生出高压电，按信号的周期给火花塞点火，使在一个点火正时，点火一次。

线路中的D3为发光二极管，当BG2导通时，D3才有电流流过，并发光，用以指示点火装置的工作情况，当点火装置正常工作时，D3不断的闪烁。

在点火系统发生故障时，可使用本实用新型的晶体管点火装置进行检查试验。这时，发动机停止工作，打开分电器，将“白金”触点顶起（在无触点的情况下，信号发生器不发出信号）将点火开关打到A，接线端4的备用插头接通接线端2（由于D1不通反向电流，发动机不会被起动），电路自动进入脉冲状态，BG1快速导通和截止，BG2快速截止和导通，BG3、BG4和BG5快速导通和截止，点火线圈初级电流的变化，引起次级高压脉冲电流，将分电器中央高压线拔出，可进行高压打火试验，以判断点火系统故障情况。

附图1是本实用新型原理线路图，它是有触点和无触点两种点火装置共用的，其中，R1，R2，R3，R4和R7是金属膜电阻，R5，R6和R8是大功率线绕电阻；C1，C2和C是电解电容，C3，C4和C5是介质电容；D1和D2是二极管，D3是发光二极管，三极管BG1，BG2，BG3，BG4，和BG5均为大功率开关管，集成块IC1是NE555，IC2是霍尔元件，虽然单稳态振荡电路和信号放大器均可用散件组合安装，但最好是集成电路，这样做结构牢固，安装方便。D1装在接线图中，Rf是点火线圈的附加电阻。附图2是接线图，其中［1］是起动机，［2］是蓄电池，［3］是起动机继电器，［4］是点火开关，［5］是导线，呈绿色，［6］是备用插头，［7］晶体管点火装置总成，［8］是导线，呈白色，［9］是导线，呈黄色，［10］是点火线圈的附加电阻，［11］是点火线圈，［12］是高压线，［13］是分电器，［14］是分电器电容，［15］是分电器“白金”触点，［16］是信号发生器，［17］是指示灯，［18］是点火装置安装孔，［19］是导线，呈兰色。在有触点的情况下，无信号发生器f1。在无触点的情况下无触点K。

附图3是晶体管点火装置外壳尺寸图、线路中各元件（除D1，Rf外）装在予先制好的印刷线路板上，印刷线路板装在外壳中，外壳用铝合金压铸而成，外部有多道散热片。

本实用新型可用于触点式分电器也可用于带有信号发生器的分电器，但在有触点式点火装置中没有信号放大器。本实用新型用途广，适应性强。结构较简单，安装、制造方便。结构牢固，使用可靠。

在点火系统发生故障时，还可进行停机打火试验，以制断故障情况。本实用新型还可做为汽车修理行业检修点火系统的工具。

本实用新型在蓄电池电压为8－16V时能正常工作。最大功率为90W，在有触点的情况下，触点电流不超过35mA，仅为传统点火装置触点电流的1／150，可大大延长触点寿命。点火线圈高压可达30KV。传统点火装置高电压形成时间为120－200mS，现有晶体管点火装置为80－100mS，而使用本实用新型高电压形成时间可缩短为60－80mS。本实用新型中单稳态振荡电路发生脉冲的频率是每毫秒320－350个。使用本实用新型还有一个优点：当发动机停车时，如忘记关掉点火开关，电路继续工作，由于R5，R6和R8是线绕电阻，电阻值随温度而升高，电流逐渐减小，不致将装置烧坏。由于本实用新型点火精确，点火能量大，混合气得到完全燃烧，积炭减少，提高了发动机和火花塞的寿命。耗油量可降低10％，发动机怠速时CO含量也可大大降低。

Claims (11)

1、一种汽车用多功能高效晶体管点火装置，由铝制外壳、装在外壳中的印刷线路板及装在线路板上的晶体管、电阻、电容组成，其特征是，它有一个单稳态振荡电路IC1，蓄电池[1]通过点火开关SW、二极管D1和电阻R3与IC1连接，单稳态振荡电路IC1的输出端后面按顺序串联着以晶体三极管BG1、BG2组成的两个放大电路，以及一个由晶体三极管BG3、BG4和BG5组成的达林顿放大电路，达林顿放大电路的输出端连接点火线圈[4]。

2、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是BG1放大电路的输出端和BG2的基极同时通过接线端3连接分电器的触点K。

3、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG1放大电路的输出端和BG2的基极同时通过接线端3和16连接分电器［5］的信号发生器F1。

4、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG1放大电路后面有一信号放大器IC2。

5、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，单稳态振荡电路IC1由集成块NE555组成。

6、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，信号放大器IC2由霍尔元件组成。

7、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG1、BG2、BG3、BG4和BG5均为大功率开关管。

8、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG2集电极和BG3集电极之间串联着电阻R7和发光二极管D3。

9、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，单稳态振荡电路IC1的输出端与BG1的基极之间串联着电阻R4和二极管D2。

10、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG2基极有一个通过接线端2和4与蓄电池［1］连接的偏流点电阻R5。

11、权利要求1所说的晶体管点火装置，其特征是，BG3的基极有一个可通过接线端2和4与蓄电池［1］连接的偏流电阻R6。

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