CS208959B1

CS208959B1 - Connection of capacitor's ignition of petrol explosion engines

Info

Publication number: CS208959B1
Application number: CS89379A
Authority: CS
Inventors: Michal Kristinak
Original assignee: Michal Kristinak
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1981-10-30

Description

(54) Zapojenie kondenzátorového zapalovania výbušných benzínových motorov(54) Wiring of condenser ignition of explosive gasoline engines

Vynález sa týká zapojenia kondenzátorového zapalovania výbušných benzínových motorov s batériovým systémom zapalovania, v ktorých sa elektrická iskra medzi elektródami zapaíovacej sviečky vytvára vybíjaním kondenzátora cez zapalovačů! cievku.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the connection of capacitor ignition of explosive gasoline engines with a battery ignition system, in which an electric spark between the spark plug electrodes is generated by discharging the capacitor through the lighters! coil.

Doterajšie kondenzátorové zapaíovania vytvárajú elektrický výboj vybíjaním kondenzátora spravidla o kapacitě 1 pF a nabitom na napátie 300—350 V cez primárné vinutie bežnej zapaíovacej cievky. Vzhíadom ku kapacitě kondenzátora a indukčnosti zapalovačej cievky 15 mH, je dížka jednej štvrťperiódy přibližné 0,2 ms. Počas tejto doby sa prakticky celá energia nazhromaždená v kondenzátore premení v iskrový výboj medzi elektródami zapaíovacej sviečky. Takto vytvořený iskrový výboj je charakteristický svojou mohutnosťou a krátkým trváním.Current capacitor ignition generates an electrical discharge by discharging a capacitor of generally 1 pF and charged to a voltage of 300-350 V through the primary winding of a conventional ignition coil. Given the capacitor capacitance and ignition coil inductance of 15 mH, the length of one quarter period is approximately 0.2 ms. During this time, virtually all the energy accumulated in the capacitor turns into a spark discharge between the spark plug electrodes. The spark discharge thus created is characterized by its robustness and short duration.

K dokonalému spáleniu pohonnej zmesi vo válci motora a tým aj jej dokonalému využitiu, je třeba medzi elektródami zapaíovacej sviečky dosiahnuť taký elektrický výboj, ktorý je dostatočne mohutný a trvá počas skoro celého horenia zmesi. Požiadavka dlhého výboja vyplývá z nehomogenity zmesi vo válci motora a k jej dokonalému spáleniu je nutný elektrický výboj trvajúci aspoň 1 ms.In order to completely burn the fuel mixture in the engine cylinder and thus to make perfect use of it, it is necessary to achieve an electric discharge between the spark plug electrodes that is sufficiently powerful and lasts for almost the entire combustion of the mixture. The requirement for a long discharge results from the inhomogeneity of the mixture in the engine cylinder, and an electric discharge lasting at least 1 ms is required for complete combustion.

Z uvedeného vyplývá, že doterajšie kondenzátorové zapalovania požiadavku dlhého výboja nespíňajú. Zabezpečia teda zapálenie zmesi vo válci motora, ale nezabezpečia jej dokonalé spálenie. To sa prejavuje zvýšením spotřeby pohonných hmót oproti klasickému induktívnemu zapaíovaniu.As a result, the capacitor ignition of the present invention does not meet the requirement of a long discharge. Thus, they ensure ignition of the mixture in the engine cylinder, but do not ensure perfect combustion. This translates into an increase in fuel consumption compared to conventional inductive ignition.

Nevýhody klasického induktívneho zapaíovania i sú všeobecne známe. Spočívajú predovšetkým i v nevhodnom priebehu elektrického výboja, ktorý má velmi miemu nábežnú hranu a v značnej závislosti energie výboja na otáčkách motora a napatí batérie.The disadvantages of conventional inductive ignition i are generally known. In particular, they consist of an inappropriate discharge of the electric discharge, which has a very slight leading edge and a considerable dependence of the discharge energy on the engine speed and battery voltage.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené kondenzátorovým zapalováním podía vynálezu, ktoréi ho podstata spočívá v tom, že k zapaíovaciemu kondenzátoru, ktorý je paralelné připojený k výstupu meniča jednosměrného napátia a cez spínací tyristor připojený paralelné k zapaíovacej cievke, je paralelné připojený sériový obvod tvořený diódou a kondenzátorom.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the capacitor ignition according to the invention, characterized in that a parallel circuit consisting of a diode and a capacitor is connected in parallel to the ignition capacitor which is connected in parallel to the output of the DC voltage converter and connected via a thyristor parallel to the ignition coil. .

Takýchto sériových obvodov s róznymi kapacitami kondenzátorov je možno k póvodnému kondenzátoru připojit’ niekoTko tak, aby sa zabezpečila energetická vyrovnanost počas trvania celého elektrického výboja.Such series circuits with different capacitor capacities can be connected to the original capacitor several times to ensure energy equilibrium for the duration of the entire electrical discharge.

Připojením sériového obvodu tvořeného kondenzátorom a diódou sa dosiahne vhodného priebehu elektrického výboja vzhíadom k požiadavke dokonalého spaíovania pohonnej zmesi vo valcoch benzínového motora. Dósledkom toho je pravidel208959 ný chod motora, vyšší výkon motora, přibližné asi 1/10 úspora paliva a fahké štartovanie motora.By connecting a series circuit consisting of a capacitor and a diode, a suitable electric discharge course is achieved, taking into account the requirement for perfect combustion of the fuel mixture in the cylinders of the gasoline engine. As a result, engine running, higher engine power, about 1/10 fuel economy, and easy engine starting are the rules.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 spósob pripojenia kondenzátora cez Zenerovu diódu a na obr. 2 je spósob pripojenia kondenzátora cez obyčajnú diódu s připojením ich spoločného spoja na další výstup meniča jednosměrného napátia.In the attached drawing, FIG. 1 shows a method of connecting a capacitor via a Zener diode, and FIG. 2 is a method of connecting a capacitor through a common diode with the connection of their common link to another output of a DC voltage converter.

Na obr. 1 a 2 sú uvedené dva spósoby pripojenia sériového obvodu tvořeného diódou 2 a kondenzátorom 1 k póvodnému zapalovaciemu kondenzátoru 3. Je použitý měnič M jednosměrného napátia, na ktorého vstup je přivedené napátie akumulátorovej batérie Ub benzínového motora a k jeho výstupu je paralelné připojený zapalovací kondenzátor 3 a sériový obvod tvořený kondenzátorom a diódou 2. Ďalší výstup meniča M jednosměrného napátia je připojený na vstup regulačného obvodu R, ktorého výstup je připojený na meniě M jednosměrného napátia v bode ovládania jeho funkcie. Paralelné k zapalovaciemu kondenzátoru 3 je cez spínací tyristor 4 připojená zapalovacia děvka 6. Sekundárné vinutie zapalovače j děvky je vysokonapáťovým rozvodom připojené na zapafovadu sviečku. Na vstup spínacieho obvodu S je připojený přerušovač 5 a vystup spínacieho obvodu S je připojený na riadiacu elektródu tyristorů 4. Na obr. 1 je použitá Zenerova dióda 2 a na obr. 2 je použitá obyéajná dióda 2 s tým, že k spoločnému spojů diódy 2 a kondenzátoru 1 je připojený ďalší výstup meniča M jednosměrného napátia daný napátím Ud, pričom napátie Uď je menšie než . napátie U.In FIG. 1 and 2 show two ways of connecting a serial circuit consisting of a diode 2 and a capacitor 1 to the original ignition capacitor 3. A DC voltage converter M is used, the input of which is the battery voltage Ub of the gasoline engine and is connected to the ignition capacitor 3 in parallel. a serial circuit consisting of a capacitor and a diode 2. Another output of the DC converter M is connected to the input of the control circuit R, the output of which is connected to the DC converter M at the control point of its function. An ignition bead 6 is connected in parallel to the ignition capacitor 3 via a switching thyristor 4. The secondary winding of the bitch lighter is connected to the spark plug by a high voltage distribution. A breaker 5 is connected to the input of the switching circuit S and the output of the switching circuit S is connected to the control electrode of the thyristors 4. In FIG. 1 shows a Zener diode 2 and FIG. 2, a common diode 2 is used, with a common output of the DC converter M given by the voltage Ud being connected to the common connections of the diode 2 and the capacitor 1, the voltage Ud being less than. napátie U.

Obidva spósoby pripojenia kondenzátora 1 uvedené na obr. 1 a obr. 2 sú vo fáze vybíjania kondenzátorov funkčně ekvivalentně. Vo fáze ich nabíjania sa líšia poradím nabíjania tak, že v zapojení podlá obr. 1 sa najprv pabije kondenzátor 3 na napátie dané Zenerovou diódou 2 a až potom sa nabíja kondenzátor 1 so súčasným dobitím kondenzátora 3 na plné napátie. V zapojení podlá obr.The two connection methods of the capacitor 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 are functionally equivalent in the capacitor discharge phase. In the charging phase, they differ in the charging order so that, in the connection according to FIG. 1, the capacitor 3 is initially charged to the voltage given by the Zener diode 2, and only then the capacitor 1 is charged while the capacitor 3 is fully charged. In the circuit according to FIG.

sa prevádza nabíjanie kondenzátorov 1 a 3 súčasne.charge capacitors 1 and 3 are simultaneously charged.

V prvej fáze sa pomocou meniča M jednosměrného napátia nabíja kondenzátor 3 o kapacitě 0,5—2 |iF na napátie 250—350 V. Súčasne sa nabíja kondenzátor 1 o kapacitě váčšej ako má kondenzátor 3 a na napátie nižšié ako sa nabíja kondenzátor 3. Nabíjanie kondenzátora 1 sa prevádza cez Zenerovu diodu 2, na ktorej sa vytvoří příslušný úbytok napátia. Počas nabíjania kondenzátorov je tyristor 4 uzavretý. Nabitím kondenzátorov 1 a 3 na uvedené napátia, vypne sa prostredníctvom regulačného obvodu R měnič M jednosměrného napátia, čím sa končí prvá fáza činnosti zapojenia. Nabíjanie oboch kondenzátorov by nemálo trvať dlhšie ako 3,5 ms.In the first phase, a capacitor 3 having a capacity of 0.5-2 µF is charged to a voltage of 250-350 V by means of a DC voltage converter M at the same time. The charging of the capacitor 1 is carried out via the Zener diode 2, on which the corresponding voltage drop is generated. The thyristor 4 is closed while the capacitors are charging. By charging the capacitors 1 and 3 to the aforementioned voltages, the unidirectional voltage converter M is switched off by means of the control circuit R, thus terminating the first phase of the wiring operation. Charging of both capacitors should not take longer than 3.5 ms.

Druhá fáza začína rozopnutím kontaktov preru-The second phase begins with the opening of the

Claims

subject

1. Connecting the capacitor ignition of explosive gasoline engines with a battery-powered seeder 5, thereby opening the thyristors 4 via the switching circuit S. Opening the thyristors starts to discharge the capacitor 3 via the primary coil winding. The voltage at the capacitor 3 will drop according to the known rule up to the value to which the capacitor 1 is charged when the capacitor 1 is connected through the Zener diode 2 in the forward direction to the discharge process. Discharging the capacitor 3 from the initial voltage to a voltage equal to the voltage in which the charged capacitor 1 takes about 0.18 ms and causes a spark discharge between the spark plug electrodes through the ignition coil 6. Discharging of the capacitor 1 with simultaneous complete discharge of the capacitor ra 3 should take at least 0.8 ms and should trigger a spark discharge on the candle to an arc discharge while keeping it at the desired time. To do this, it is necessary to select a capacitor capacity of at least 32 yF and a voltage to which it is charged so that the energy accumulated in the capacitor is not unacceptably high. In practice, a voltage of 30 V is sufficient.

Upon complete discharge of the capacitors, self-induction on the secondary coil winding produces a reverse polarity voltage that no longer charges the capacitors 1, 3, and this energy is consumed for an additional electrical discharge between the electrodes of the reverse polarity plug and loss in the high voltage distribution. After the capacitors are discharged, the thyristors 4 are closed and the DC voltage converter M is switched on by means of the control circuit R, thereby recharging the capacitors 1 and 3. This again constitutes the first phase in which each cycle of electrical discharge between spark plug electrodes starts.

The object of the invention can be used with corresponding variations of supplementary circuits in any explosive gasoline engine with a battery ignition system. At the same time, all the capacitor or thyristor ignition of the prior art can be modified using the circuit according to FIG. 1 and FIG. 2 provided that the DC voltage converter M is of sufficient power.

The existing capacitor ignition can be modified without further energy demands by replacing the original ignition capacitor of 1 (xF / 350 V) with a capacitor of 0.5 | xF / 350 V, to which we connect three Zener diodes KZ755 in series and capacitor 24 | xF / 160 V. This modification achieves a spark discharge lasting at least 0.8 ms, which is reflected in the description of the improved engine characteristics.The modification assumes charging of the supplemented capacitor to at least 50 V, ie charging of the original capacitor to at least 330 V, condenser ignition.

OF THE INVENTION a ignition system, wherein an ignition capacitor is connected in parallel to the output of the DC voltage converter and connected in parallel to the ignition coil via a thyristor, characterized in that at least one serial circuit comprising the capacitor (1) is connected parallel to the ignition capacitor (3). ) and a diode (2).

2. The connection of capacitor ignition of explosive gasoline engines according to point 1, characterized in that the diode (2) is formed by a Zener diode.

3. The connection of capacitor ignition of explosive gasoline engines according to point 1, characterized in that the capacitor (1) is connected in parallel to the other output of the DC converter M.