NO770256L - Spenningskilde til } p}trykke h¦yspenningspulser over en tennplugg i et tennplugg-pr¦veapparat. - Google Patents

Description

"Spenningskilde til å påtrykke høyspenningspulser over • en tennplugg i et tennplugg-prøveapparat'/

Den foreliggende oppfinnelse angår en spenningskilde til å påtrykke,høyspenningspulser over en tennplugg i et tennplugg-prøveapparat.

I bil- og flyverksteder finnes der normalt prøveapparater til å undersøke tennpluggers funksjon. Slike apparater prøver tennpluggen ved at en høyspenning påtrykkes over dens gnistgap,

samtidig som gapet settes under høytrykk. Dette høytrykk på-settes fra en trykkluftkilde, f.eks. en luftkoajpressor som normalt finnes i de fle3te verksteder, mens høyspenningen påtrykkes fra en spenningskilde plasert i prøveapparatet. "Slukketrykket" for en tennplugg som testes, måles ved at man høyner luft-trykket ved gnistgapet inntil tennpluggen slutter å danne gnister. Kan en slik tennplugg ikke danne gnister når den utsettes for et fastlagt lufttrykk og en fastlagt høyspenning, blir den kassert. -

Der har tidligere vært benyttet forskjellige typer av spénningskllder til å.frembringe høye spenninger i tennplugg-prøveapparater. Ved en vanlig anvendt spenningskilde. benyttes en kontaktbryter og en tennspole. En likestrøm, f.eks. fra et batteri eller, i form av en likerettet vekselstrøm, påtrykkes koritaktbryteren, som i sin tur gir pulser til tennspolens primarvikling. Ved bruk av kontaktbryter.! f år imidlertid tennspolen en fluktuerende topp-utgangsspenning som gir et meget grovt anslag over tennpluggens siukketrykk. Foruten at der bare fås et grovt anslag over tennpluggens siukketrykk, forårsaker kontaktbryterens vibratorkontakt også elektromagnetiske forstyrrelser..Ved en annen type av høyspenningskilde er én likestrømskilde anordnet for å lade opp eh kondensator. Når ladningen over kondensatoren overstiger terskélspenningen for en gjen .. / en gjennombruddsinnretning som f.eks. et neonfylt utladnings-rør, utlades kondensatoren via vedkommende innretning til en tennspoies. primasrvikling. Den resulterende høye sekundærspenning påtrykkes den tennplugg som skal testes. Begge disse typer av; spenningskilder gir bare en generell indikasjon om slukketrykket for en tennplugg som testes. En vanskelighet lig-ger i. de stdré fluktuasjoner i toppverdien av den spenning som påtrykkes den testede tennplugg. En annen ulempe ved tidligere kjente høyspenningskilder for tennplugg-prøveapparater består i vanskeligheten med å justere utgangsspenningens topp-verdi. Da forskjellige typer av tennplugger, som f.eks. fly-og bilteanplugger, testes Ved forskjellige spenninger, har man normalt behøvet forskjellige spenningskilder til å teste forskjellige tennpluggtyper.

Høyspennings-pulskilden ifølge den foreliggende oppfinnelse påtrykker ensartede høyspenningspulser over en tennplugg i et

prøveapparat. Spenningspulsenes størrelse kan justeres, og de tilsvarer hovedsakelig de pulser som påtrykkes tennpluggen under drift i en forbrenningsmotor. Pulsene frembringes ved at man periodisk bryter en tennspoles primærkrets ved hjelp av en elektronisk bryter som simulerer den brytning av strømmen til primærviklingen hos en tennspole i et motor-tenningssystem som skjer ved at bryterspisssene åpnes.

Spenningskllden innbefatter en spenningssenkende transformator som er tilsluttet et vekselstrømnett via en trykknappbryter av momentantype. Transformatoren har fortrinnsvis en utgangsspehning på 12 V som via en halvbølgelikeretter og en elektronisk bryter påtrykkes primærviklingen hos en vanlig tennspole for 12 V. Under dé positive halvperioders stigetid blir det likerettede utgangssignal fra transformatoren via den elektroniske bryter tilført tennspolens primærvikling for å frembringe et magnetfelt i spolekjernen. Man regulerer enten den elektroniske bryters ledningsevne eller motstanden i tennspolens primærkret3 for å justere toppverdien av den spenning som påtrykkes over tennpluggen. Når momentahverdien av spenningen under den positive halvperiode har nådd sitt maksimum og begynner å synke, blir den elektroniske bryter slått fra for å bryte primærkretsen til tennspolén. I og med at magnet-feltet i tennspolens kjerne bryter sammen, blir der frembragt

en høy, negativ sekundærspenning, som påtrykkes tennpluggen. Samtidig blir tennpluggen utsatt for et høyt lufttrykk. Man varierer trykket for å bestemme det trykk hvor tennpluggen først mislykkes med å danne gnister. Tennpluggen blir kassert hvis den mislykkes med å danne gnister når høyspenningspulsen og et fastlagt, høyt lufttrykk påtrykkes tennpluggens gnistgap. Da spenningskilden ifølge den foreliggende oppfinnelse innbefatter en elektronisk bryter og således mangler bevegelige deler, som f.eks. vibratorkontakter, blir der ikke frembragt elektromagnetiske forstyrrelser som ved de tidligere kjente spenningskilder for tennplugg-prøveapparater. Ved å foreta regulering av toppspennlngen for de pulser som påtrykkes tennpluggen, er det dessuten mulig å anvende spenningskilden i apparater til å prøve forskjellige typer av tennplugger.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er således å skaffe en høyspenningskilde som bedre enn hittil kjente høy-spenningskilder egner seg for tennplugg-prøveapparater.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en spenningskilde som frembringer høyspenningspulser i likhet méd dem som påtrykkes tennpluggen under drift i en forbrenningsraotor.

Enda en hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en høyspen-ningskilde hvis utgangsspenning er regulerbar for å muliggjøre prøvning av forskjellige typer av tennplugger.

Disse hensikter oppnås ved at spenningskilden ifølge oppfinnelsen har fått de særtrekk som ér angitt 1 patentkravene.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere belyst under

henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser perspektivt et typisk tennplugg-prøveapparat hvor spenningskilden ifølge oppfinnelsen kan anvendes. Fig. 2 er et koblingsskjema for en høyspenningskilde i henhold til oppfinnelsen, bestemt for et tennplugg-prøveapparat, og . flg. 3 er en del av et koblingsskjema for en modifisert utførelsesform for høyspenningskilden på fig. 2.

Tennplugg-prøveåpparatet 10 på fig. 1 består av et hus 11 som på oversiden 13 har en gjenget sokkel 12 til å oppta en tennplugg 14. For prøvning skrus tennpluggen 14 inn i sokkelen

12, og en hylse 15 på enden av en høyspennings-tennkabel 16 plaseres over tennpluggen 14 for å koble kabelen 16 til dens -

midtelektrodé. , En ledning 17 tilkoblet en lufttrykkilde, f.eks. en vanlig luftkompressor som finnes på bilverksteder,

er tilsluttet apparatet 10. Ledningen 17 munner ut via én ventil 18 til å påtrykke et regulerbart lufttrykk over gnist-enden av tennpluggen 14. Det lufttrykk som påtrykkes tennpluggen 14, bestemmes ved innstilling av ventilen 18 og indikeres med en trykkmåler 19 på frontpanelet 20 hos huset 11. Panelet har også et vindu 21 som gjør det mulig å betrakte gnistgapet hos tennpluggen via et speilarrangeraent i huset 11. På panelet 20 sitter dessuten en trykknappbryter 22 til å aktivere en høy-spenningskilde i huset 11. I aktivert tilstand mater spenningskilden høyspenningspulser til kabelen 16. Hvis tennpluggen 14 danner gnister, vil operatøren gjennom vinduet 11 kunne se en gnist mellom tennpluggens jordelektrode .23 og midtelektrodé 24. Overskrides tennpluggens siukketrykk, vil høyspenningen ikke slå over mellom jordelektroden 23 og midtelektroden 24

når bryteren 22 sluttes.

Den spenning som påtrykkes tennpluggen 14 under prøvning,

. såvel som det trykk som innstilles ved hjelp av ventilen 18, avhenger av tennpluggens type og tilsiktede anvendelse. En spenning av størrelsesorden 17 kV kan f.eks. være tilstrekkelig for å prøve en tennplugg 14 bestemt for en bil, mens en spenning av størrelsesorden 21 kV kan kreves for prøvning av en tennplugg 14 bestemt for et fly. Når apparatet tas i drift, festes tennpluggen 14 i sokkelen 12 hos apparathuset 11, og

hylsen 15 plaseres over tennpluggen. Operatøren trykker deretter knappen 22 inn og åpner gradvis ventilen 18 inntil tennpluggen 14 slutter å danne gnister, noe han kan se gjennom åpningen 21. På dette tidspunkt sammenligner hah det indi-kerte trykk på måleren 19 med et diagram.. Det maksimale trykk, hvor én god tennplugg 14 vil fortsette å danne gnister, bestemmes av størrelsen av gapet mellom jordelektroden 23 og midtelektroden 24. Det kan f.eks. fastslås at en god biltennplugg med et gnistgap på 0,625 mm vil fortsette å danne gnister ved trykk opp til 0,7 MPa, at.en god tennplugg med et gnistgap på 0,75 mm vil fortsette å danne gnister ved trykk opp til maksi-maksimalt 0,55 MPa, og at en god tennplugg med et gnistgap på 0,875 mm vil fortsette å frembringe gnister ved trykk opp til 0,48.MPa, etc. Hvis tennpluggen for et vilkårlig, på forhånd

bestemt gnistgap fortsetter å danne gnister ved trykk høyere enn disse verdier; antas tennpluggen å være god. På den annen side blir tennpluggen 14 kassert hvis den ikke danner gnister ved de nevnte trykk.

På fig..2 ses en høyspennlngs-matekrets 30 ifølge oppfinnelsen. Den er bestemt til å drives fra en vanlig veksel-strømlednihg. Kretsen 30 er forsynt med en ledningssnor 31 med en plugg 32 for tilslutning til en slik vekselstrømskilde, f.eks. en kilde for 110 V, 60 Hz, som anvendes i visse land, f.eks. USA og Kanada, eller en kilde for 220 V, 50 Hz, som anvendes i andre land. Kretsen 30 er plasert i et jordet metall-hus representert ved den stiplede linje 33. Ledningssnoren 31 er ført gjennom en strekkavlastningsbøssing 34 montert på huset 33. Ledningssnoren 31 innbefatter en sikkerhetsjordet ledning 35 forbundet méd gods i metallhuset 33. En annen ledning 36 i ledningssnoren 31 går gjennom bøssingen 34 og gjennom én annen avlastningsbøssing 37 til trykknappbryteren 22, som er av mbmentantvirkende typei Bryteren 22 er via en ledning 38

forbundet med den ene ende 39 av primærviklingen 40 på en spenningsreduserende transformator 41. En tredje ledning 42 i ledningssnoren 31 er forbundet med det ene av to uttak 43, 44 på primærviklingen 40. Når kretsen 30 mates fra en kilde for 110 V, 60 Hz, er ledningen 42 tilsluttet uttaket 43 som vist på figi 2. Når kretsen 30 mates fra et nett for 220 V, 50 Bz, må ledningen 42 være tilsluttet uttaket 44. Uttaket 43 eller 44 på primærviklingen 40 velges for å gi en fastlat spenning,

f.eks. 12 V, over sekundærviklingen 45 på transformatoren 41. Den ene ende 46 av sekundærviklingen 45 er via en ledning 47 forbundet med den jordede ende 48 av primærviklingen 49 på on konvensjonell høyspennings-tennspole 50. Den annen ende av sekundærviklingen 45 på transformatoren 41 er via en diode 42 tilsluttet en klemme 53 for over denne å påtrykke positive halvperipdé-pulser åv de utgående vekselstrømssignaler fra transformatoren 41. Klemmen 53 er via et par Darlington-koblede transistorer 54 og 55 tilsluttet den annen ende 56 av av priiaærvlklingen 49 på ténnspolen. Kollektorene hos dø to transistorer 54 og 55 er koblet til klemmen 53, mens emitteren hos transistoren 54 er tilsluttet basis hos transistoren 55, og dennes emitter er tilsluttet enden 56 av tennspolens primær-

vikling. Ennvidere er en motstand 57 og et potensioraeter 58koblet i serie mellom klemmen,53 bg viklingsenden 56. Basis hos transistoren 54 er tilsluttet det forskyvbare uttak på potensiometéret 58 samt kollektoren hos en transistor 59. Denne transistors emitter er tilsluttet enden 56 av tennspolens primærvikling, mens dens basis via en motstand 60 er tilsluttet den annen ende 48 av denne vikling. Tennspolen 50,innbefatter videre en sekundærvikling 61 som er jordet ved sin ene ende 62, og som ved sin annen ende 63 er tilsluttet tennplug-r gen 14 via høyspennings-tennkabelen 16 og hylsen 15. Når bryteren 22 momentant sluttes, blir nettspenningen påtrykket over primærviklingen.40 på den spenningsreduserende transformator 41. Dette fører til at der mellom endene 46 og 51 av sekundærviklingen 45 opptrer en lav vekselspenning på

f.eks. 12 V. Dioden 52 likeretter denne spenning, så bare positive halvbølger av spenningen blir påtrykt mellom klemmen 53 og ledningen 47. Motstanden 57 og potensiometeren 58 gir forspenning til de Darlingtonkoblede transistorer 54 og 55

for å bringe dem i ledende tilstand, så hver positiv halvperiode biir påtrykt tennspolens primærvikling 49. Under den positive halvbølges stigetid vil der bygges opp strøm i tennspolens primærvikling 49, så der oppstår et magnetfelt i tennspolens kjerne 64. Når den positive halvbølge passerer sitt maksimum og begynner å synke mot nullgjennoragang, begynner det magnetfelt.som er lagret i tennspolens kjerne, å bryte sammen, hvorved der oppstår en negativ spenning over tennspolens primærvikling 49. Den negative spenning gir slik forspenning til basis-emitterstrekningen hos transistoren 59 at denne blir ledende. Når dette inntrer, kortsluttes basis-emitterstrekningen hos de Darlingtonkoblede transistorer 54 og 55, så disse blir ikke-ledende. Ved å bryte primærkretsen hos tennspolen 50 simulerer man den måte hvorpå én tennspoles primærkrets blir brutt ved hjelp av bryterspissene i en forbrennings-motors tennsystem. Hår primærkretsen for tennspolen 50 brytes, forårsaker det plutselige sammenbrudd av det lagrede magnetfelt i tennspolens kjerne 64 en negativ høyspenhingspuis over sekundærviklingen 61,, og denne puls tilføres tennpluggen 14

via kabelen 16. Det skal fremheves at transistoren 59 gjøres ledende for i sin tur å gjøre de Darlingtonkoblede transis-

torer 54 og 55 ikke-ledende på samme tidspunkt under hver positiv halvpériode. Dette gir en stabil utgahgsspenning fra kretsen 30, egnet for nøyaktig tenning av tennplugger.

Størrelsen av den negative spenningspuls som frembringes over sekundærviklingen 61 hos tennspolen, bestemmes av maksimalverdien av den strøm som flyter i tennspolens primærvikling 49 innen primærviklingskretsen brytes. Ved å justere potensiometeret 58 regulerer man ledningstilstanden av de Darlington-koblede transistorer 54 og 55 til å bevirke ønsket utgangsspenning. Utgangsspenningen fra kretsen 30 justeres innledningsvis ved at man tar en ny tennplugg og innstiller jord- og rnidtelek-trodene for å danne et gnistgap av fastlagt størrelse. Tennpluggen monteres deretter i sokkelen 12 på prøveapparatet 10, og kabelen 16 tilsluttes tennpluggen. Deretter justeres ventilen 18 på å utsette tennpluggens gnispgap for et fastlagt trykk. Bryteren 22 sluttes manuelt for å mate høyspennings-kretsen 30, og potensiometeret 58 justeres inntil tennpluggen slutter å virke. En vanlig biltennplugg justeres f.eks. til et gnistgap på 1,125 mm og,utsettes for, et trypp på 0,96 MPa. Deretter justeres potensiomtéret 58 inntil lysbuen akkurat slukkes mellom tennpluggens midtelektrodé og jordelektrode. På dette tidspunkt blir utgangsspenningen fra kretsen 30 justert til 21 kV. Denne spenning gjør det mulig å anvende apparatet 10 til å prøve tennpluggen for fly. Ved å endre tennpluggens gnistgap til 0,875 ram, utsette tennpluggen for et trykk av 0,85 MPa og justere potensiometeret 58 slik at gnistdannelsen opphører»får man en resulterende spenning på 17.kV. En slik spenning egner seg for prøvning av biltenhplugger. Av det ovenstående vil det fremgå at høyspenningskretsen 30 egner seg for å brukes i tennplugg-prøveapparater bestemt for prøvning av forskjellige typer av tennplugger, som arbeider ved forskjellige spenninger.

På fig. 3 ses en del av en høyspennings-matekrets 70 i en modifisert,utførelsesform. Som det fremgår ved sammenligning av fig. 2 og 3, erstatter kretsen 70 en del av kretsen 30 på fig. 2, nemlig delen mellom de med x avmerkede ender 46 og 51 av sekundærviklingen på dennes spehningsreduserende transformator, 41 bg de likeledes med x avmerkede7utgangsledninger fra tennspolen 50. Like komponenter i kretsen 70 på fig. 3 og 1 kretsen på fig. 2 er forsynt med. samme henvisningstall. Kretsen 70 på fig. 3 skiller seg fra den tilsvarende del av kretsen 30 på fig. 2 ved den måte maksimalverdien av priraærstrøra-men i tennspolen 50 reguleres på. I kretsen på fig. 2 skjer reguleringen ved at man regulerer minimaliarpedansen av de Darlington-koblede transistorer 54 og 55 mens disse transistorer leder. I delkretsen 70 på fig. 3 reguleres maksimalverdien av strømmen i tennspolen 50 ved at man regulerer motstanden i dennes primærkrets.

Som det fremgår av fig. 3f er enden 51 av sekundærviklingen på transformatoren 41 via dioden 52 tilsluttet koliek-torene hos dé Darlingtonkoblede transistorer 54 og 55. Ut-gangen fra dioden 52 er også via en motstand 71 tilsluttet såvel basis hos transistoren 54 som kollektoren hos transistoren 59. Kår transistoren 59 er ikke-ledende, gir motstanden 71 basisen hos transistoren 54 en forspenning for bestemmelse av den minimale lednlngsimpedans av transistorene 54 og 55. Ut-gangen fra deDarlingtonkoblede transistorer 54 og 55, altså emitteren hos transistoren 55, er via en variabel motstand 72 forbundet med enden 56 av tennspolens primærvikling 49. Den variable motstand 72 bestemmer motstanden i primærkretsen for tennspolen 50 og dermed den maksimale strømstyrke i primærviklingen 49 når transistorene 54 og 55 leder; Emitteren hos transistoren 59 er sammen med emitteren hos transistoren 55 til- . sluttet den variable motstand 72. Etter at hver positiv halv-bølge som passerer gjennom dioden 52, har nådd sin maksimalverdi

og begynner å synke, blir transistoren 59 forspent til ledende tilstand.på samme tidspunkt under hver slik halvperiode for å gjøre de Darlingtonkoblede transistorer 54 og 55 ikke-ledende. På dette tidspunkt brytes primærkretsen på effektiv måte, og der opptrer en høyspenningspuls over sekundærviklingen 61 hos tennspolen 50. Da kretsen 70 således er innkoblet i kretsen 30 på fig. 3 mellom de med x avmerkede punkter, vil kretsen på fig. 2 virke hovedsakelig på samme måte unntatt når det gjelder måten hvorpå den maksimale primærstrøm i tennspolen 50 innstilles. Det turde være åpenbart for fagfolk at det også er mulig å anvende andre kretsanordnlngér for innstilling av den maksimalemomentåhverdi av primærstrømmen i tennspolen 50.

Skjønt der er beskrevet en foretrukken utførelsesfona for den for anvendelse i et tennplugg-prøveapparat bestemte hØyspenningskrets sammen med en spesiell utførelsesform for prøveapparatet, sier det seg selv at høyspenningskretsen ifølge oppfinnelsen såvel soia prøveapparatet alt etter forskjellige behov kan varieres og. modiferes innen rammen av oppfinnelsens hovedtanke, slik denne kommer til uttrykk i patentkravene. Videre turde det si seg selv at prøvekretsen 30 kan inngå i ett eneste apparat som utfører såvel prøvefunksjonen som ren-gjørings- og rekondisjoneringsfunksjoner for tennplugger.

Claims (10)

1. Spenningskilde til påtrykning av høyspenningspulser over en tennplugg (14) i et tennplugg-prøveapparat (10), karakterisert ved at den. innbefatter

- en transformator (41) med primar- og sekundærviklinger (40 resp. 45), - organer (31, 32) til å koble primærviklingen (40) til en vekselstrømskilde, - en halvbølgelikerettet (52), - en elektronisk bryter (54, 55), en tennspole (50) med primær- og sekundærviklinger (49 resp. 61), ,'" - organer (16) til å koble tennspolens (50) sekundærvikling (61) til tennpluggen (14), - organer (47, 53) som sammenkobler transformatorens (41) sekundærvikling (45), likeretteren (52), den elektroniske bryter (54, 55) og tennspolens (50) primærvikling (49) til en sluttet seriekrets, hvorved halvperioder av fastlagt polaritet mates fra transformatorens (41) sekundærvikling (45) via 1 ilter et tern (52) og den elektroniske bryter (54, 55) til tennspolens (50) primærvikling (49) når den elektroniske bryter (54, 55) sluttes, samt en anordning (59) til periodisk å åpne den elektroniske bryter (54, 55) for over tennspolens (50) sekundærvikling (61) å tilveiebringe en høy spenning for påtrykning over tennpluggen (14).

2. Spenningskilde som angitt i krav 1, ka r ak t e r i - sert ved at transformatoren (41) er en spenningsreduserende transformator.

3. Spenningskilde som angitt i krav 1, karakterisert ved at den elektroniske bryter (54, 55) utgjøres av et par Darlingtonkoblede transistorer.

4. : ... Spenningskilde som angitt i krav 3, karakterisert ved at den enhvidere innbefatter organer (57, 58) til å innstille deD arlingtonkoblede transistorers forspenning for dermed å innstille den maksimale momentanspenningsverdi som fås over tennspolens (50) sekundærvikling (61) hver gang den elektroniske bryter (54, 55) åpnes. ,

5. Spenningskilde som angitt i krav 4, karakterli-ser t v e d at innretningen (59) til periodisk å åpne den elektroniske bryter (54, 55) innbefatter organer til å for-spenne de Darlingtonkoblede transistorer til ikke-ledende til- - stand på et fastlagt tidspunkt av hver halvperiode med den nevnte fastlagte polaritet.

6. Spenningskilde som angitt i krav 1, karakterisert ved at den innbefatter regulerihgsorganer (72) til å regulere den maksimale momentanverdi av den spenning som opptrer over tennspolens (50) sekundærvikling 61).

7. Spenningskilde som angitt 1 krav 6, karakterisert ved at de nevnte reguleringsorganér (72) innbefatter organer til å begrense maksiroalstrømmen i tennspolens (50) primærvikling (49).

8. Spenningskilde som angitt i krav 7, karakterisert v é d at de nevnte organer til begrensning av maksi-malstrømmen innbefatter en variabel motstand samt organer til å tilslutte denne variable motstand i den nevnte sluttede seriekrets.

9. Spenningskilde som angitt i krav 7, k a r ak te r i sert ved at organene til å begrense maksimalstrømmen innbefatter organer til regulering'av impedansen av den elektroniske bryter (54, 55) i sluttet tilstand.

10. Spenningskilde som angitt i krav 1, k a r a k t e. r i s e r t v e d at innretningen til periodisk å åpne den: elek- tremiske bryter (54, 55) er avpasset for å åpne denne på et fastlagt tidspunkt av hver halvperiode med den nevnte fastlagte polaritet.