*** * L -.1 InL Cl F02P 15/00 - Twórcy wynalazku: Wojciech Pawlowski, Zbigniew Slupecki, Zdzislaw Wojdanowski Uprawniony z patentuj Krakowska Fabryka Aparatów Pomiarowych "MERA-KFAP", Kraków /Polska/ UKLAD ELEKTRONICZNY DO POPRAWY PARAMETRÓW ELEKTRYCZNYCH ZAPLONU ISKROWEGO ORAZ URZADZENIE- ELEKTRONICZNE DO POPRAWY PARAMETRÓW ELEKTRYCZNYCH ZAPLONU ISKROWEGO Dziedzina techniki. Przedmiotem wynalazku jest uklad elektroniczny do ooprawy para¬ metrów elektrycznych zaolonu iskrowego w silnikach spalinowych. Uklad wedlug wynalazku jest przeznaczony do przylaczania do istniejacego ukladu elektrycznego tego zaplonu, przy czym to przylaczenie jest mozliwe tak w nowych silnikach, podczas ich orodukcji, jak i w silnikach juz eksploatowanych. Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie elektroniczne do poprawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego.Stan techniki. Ss znane uklady elektroniczne do poprawy parametrów elektrycznych za¬ plonu iskrowego, pozwalajece n# zwiekszenie energii wyladowania iskrowego i optymaliza¬ cje innych parametrów, takich jak prac, napiecie i czas trwania.Zarazem istotnym skutkiem zastosowania w istniejecym ukladzie elektrycznym zaplonu iskrowego, ukladu elektronicznego do poprawy parametrów elektrycznych tego zaplonu jest zmniejszenie zaleznosci parametrów elektrycznych tego zaplonu od parametrów mechanicz¬ nych pracy przerywacza. Uzyskuje sie dzieki temu urównomiemienie wyladowania iskrowe¬ go, polegajece na utrzymywaniu sie w czasie pracy silnika praktycznie stalych parame¬ trów zaplonu iskrowego, to jest stosunkowo weskiego zakresu wartosci tych parametrów.Te znane uklady np. przytoczone w publikacji: Marian Konopinski "Elektronika w technice motoryzacyjnej", Wyd. Komunikacji i Lacznosci. Warszawa 1977 r., str. 48 i nastepne, wymagaja, badz stosowania specjalnych tranzystorów wysokonapieciowych mocy, przeznaczonych do wysokiego napiecia pracy, badz - przy uzyciu zwyklych tranzystorów mocy - stosowania do ich zabezpieczenia specjalnych wysokonapieciowych stabilitronów mocy. Wytwarzanie tego rodzaju specjalistycznych elementów elektronicznych wymaga opa-2 127 166 nowania przemyslowego trudnych i kosztownych technologii albo ciaglego importowania ta-, kich elementów.Istota wynalazku, Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedogodnosci zwiazanych ze stosowanie* elementów elektronicznych specjalnych, takich jak tranzystory i stabiliza¬ tory wysokonapieciowe, wymagajacych do ich wytworzenia specjalistycznych technologii , a zaraze* uzyskanie parametrów zblizonych do parametrów ukladów realizowanych przy za¬ stosowaniu tych elementów specjalnych.Cel ten osiagnieto przez utworzenie w bloku komutacyjnym poleczonym szeregowo z blo¬ kiem sterujacym zabezpieczenie w postaci galezi zlozonej z quasi-stabilitronu wysokona¬ pieciowego, wykonanego ze zlecza baza - kolektor tranzystora sredniej mocy i co najmniej jednego innego elementu elektronicznego lub elektrycznego /np. rezystora/.Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze blok komutacyjny skladajacy sie z diody, dwóch tranzystorów zabezpieczajacego i komutujacego i opornika emiterowego, posia¬ da diode blokujace polaczona jedna koncówka z opornikiem kolektorowym, zas druga konców¬ ke polaczona z opornikiem emiterowym, kolektorem tranzystora zabezpieczajacego i baza tranzystora komutujacego, przy czym druga koncówka opornika emiterowego jest polaczona z emiterem tranzystora komutujacego i biegunem zasilania ujemnym, natomiast baza tranzys¬ tora zabezpieczajacego jest polaczona z kolektorem tranzystora komutujacego i cewka zaplo¬ nowa.Wedlug drugiego wykonania istota ukladu polega na tym, ze blok komutacyjny skladajacy sie z dwóch tranzystorów i dwóch oporników posiada baze tranzystora komutujacego, polaczo¬ na z opornikiem kolektorowym i jedna koncówka opornika emiterowego, zas druga koncówka te¬ go opornika jest polaczona z emiterem tranzystora komutujacego i z opornikiem kolektorowym oraz z biegunem zasilania ujemnym, przy czym kolektor tranzystora komutujacego jest pola¬ czony z baza tranzystora zabezpieczajacego mniejszej mocy i z cewka zaplonowa, jak równiez kolektor tranzystora zabezpieczajacego mniejszej mocy jest polaczony z opornikiem kolekto¬ rowym.Wedlug trzeciego wykonania istota ukladu polega na tym, ze blok komutacyjny skladajacy sie z trzech tranzystorów zabezpieczajacego wiekszej mocy, zabezpieczajacego mniejszej mo¬ cy oraz komutujacego i opornika kolektorowego, posiada baze tranzystora komutujacego Dola¬ czona z opornikiem kolektorowym i jedna koncówka opornika emiterowego,. zas druga koncówka tego opornika jest polaczona z emiterem tranzystora zabezpieczejacego wiekszej mocy oraz biegunem zasilania ujemnym, przy czym kolektor tranzystora komutujacego jest polaczony z baza tran¬ zystora zabezpieczajacego mniejszej mocy, kolektorem tranzystora zabezpieczajacego wiek¬ szej mocy i cewka zaplonowa, jak równiez baza tranzystora zabezpieczajacego wiekszej mocy jest polaczona z kolektorem tranzystora zabezpieczajacego mniejszej mocy.Istota urzadzenia elektronicznego do poprawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowe¬ go bedacego przedmiotem wynalazku jest dwukomorowa obudowa sluzaca do mocowania schodza¬ cych w sklad ukladu elementów elektronicznych i elektrycznych oraz ich polaczen, a zara¬ zem do ich chlodzenia, która to obudowa ma ksztalt plyty prostokatnej zakonczonej po obu stronach zebrami chlodzacymi, przy czym otwarta od góry i majaca mniejsza objetosc prosto- padloscienna komora górna utworzona przez górna powierzchnie plyty i boczne powierzchnie dwu zeber zawiera elementy elektroniczne ukladu wydzielajace wieksze ilosci ciepla, w szczególnosci tranzystor komutujacy, natomiast w otwartej od dolu, majacej wieksza obje¬ tosc komorze dolnej, utworzonej przez dolna powierzchnie plyty i boczne powierzchnie dwu zeber, sa usytuowane pozostale elementy elektroniczne wydzielajace mniejsze ilosci ciepla, elementy elektryczne i polaczenia ukladu, oraz komora górna i dolna sa po zamocowaniu w nich elementów elektronicznych, elektrycznych i polaczen ukladu calkowicie wypelnione za¬ lewa uszczelniajaca, jak równiez w skrajnych zebrach chlodzacych obudowy sa u dolu wy¬ ksztalcone listwy mocujace.Rozwiazanie wedlug wynalazku zabezpiecza przed przepieciem tranzystor mocy, komutu¬ jacy prad plynacy przez cewke zaplonowa. Stosowania ukladu powoduje zwiekszenie napiecia na swiecy zaplonowej, powtarzalnosc wysokiego napiecia na swiecy oraz eliminuje wypala¬ nia etyków przerywacza.127166 3 Opis figur rysunku. Bedacy przedmiotem wynalazku uklad jest uwidoczniony na fig.l, która przedstawia schemat ukladu z wyróznieniem bloku sterujecego i komutacyjnego. Fig* 2 i fig. 3 przedstawia schematy innych wykonan bloku komutacyjnego. Fig. 4 przedstawia bedace równiez przedmiotem wynalazku urzadzenie do realizacji ukladu, w widoku z boku, oraz fig. 5 przedstawia to urzadzenie w widoku z góry.Przyklad wykonania wynalazku. 3ak pokazano na fig. 1 uklad elektroniczny do popra¬ wy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego zawiera blok sterujacy 1 i blok komuta¬ cyjny 2, polaczone szeregowo.Blok sterujacy 1 sklada sie z tranzystora sterujacego 3 i trzech oporników, odpo¬ wiednio emiterowego 4, bazowego 5 i kolektorowego 8. Kolektor tranzystora sterujacego 3 jest polaczony z opornikiem kolektorowym 8, Baza tranzystora sterujacego 3 jest pola¬ czona z jedna koncówka opornika bazowego 5, zas druga koncówka tego opornika 5 jest po¬ laczona z przerywaczem 17, np. samochodowym, przewodem przerywaczowym 7.Baza i emiter tranzystora sterujecego 3 sa polaczone opornikiem 4, przy czym emi¬ ter tranzystora 3 jest równiez polaczony z biegunem zasilania dodatnim 19 przewodem zasilajacym 6. Blok komutacyjny 2 sklada sie z diody blokujacej 9, dwóch tranzystorów, odpowiednio zabezpieczajacego 11 i komutujacego 14 oraz opornika emiterowego 10.Oedna koncówka diody blokujacej 9 jest polaczona z opornikiem kolektorowym 8, zas druga koncówka tej diody 9 jest polaczona z opornikiem emiterowym 10, kolektorem tran¬ zystora zabezpieczajacego 11 mniejszej mocy i baza tranzystora komutujacego 14. Druga koncówka opornika emiterowego 10 jest polaczona z emiterem tranzystora komutujacego 14 i z biegunem zasilania ujemnym 20 przewodem masowym 12. Baza tranzystora zabezoieczaje- cego 11 mniejszej mocy jest polaczona z kolektorem tranzystora komutujacego 14 i z cewka zaplonowa 18 przewodem cewkowym 13.Oak pokazano na fig. 2, w innym wykonaniu ukladu wedlug wynalazku blok komutacyjny 2 sklada sie z dwóch tranzystorów, zabezpieczajacego 11* mniejszej mocy i komutujacego 14' oraz z dwóch oporników, emiterowego 10* i kolektorowego 15. Baza tranzystora komu¬ tujacego 14* jest polaczona z opornikiem kolektorowym 8 bloku sterujacego 1 i jedna koncówka opornika emiterowego 10*. Druga koncówka tego opornika 10* jest polaczona z emiterem tranzystora komutujacego 14* i z opornikiem kolektorowym 15 oraz biegunem za¬ silania ujemnym 20 przewodem masowym 12. Kolektor tranzystora komutujacego 14* jest polaczony z baza tranzystora zabezpieczajacego 11* mniejszej mocy i z cewka zaplonowa 18 przewodem cewkowym 13. Kolektor tranzystora zabezpieczajacego 11* mniejszej mocy jest polaczony z ooornikiem kolektorow\m 15.Da-k pokazano na fig. 3, w jeszcze innym wykonaniu ukladu wedlug wynalazku blok ko¬ mutacyjny 2 sklada sie z trzech tranzystorów, odpowiednio zabezpieczajacego 11** mniej¬ szej mocy, komutujacego 14** i zabezoieczajacego 16 wiekszej mocy oraz opornika emite¬ rowego 10** Baza tranzystora komutujacego 14** jest polaczona z opornikiem kolektoro¬ wym 8 bloku sterujacego liz jedna koncówka opornika emiterowego 10**. Druga konców¬ ka tego opornika emiterowego 10** jest polaczona z emiterem tranzystora komutujacego 14** i z emiterem tranzystora zabezpieczajacego 16 wiekszej mocy oraz z biegunem zasi¬ lania ujemnym 20 przewodem masowym 12.Kolektor tranzystora komutujacego 14** jest polaczony z baza tranzystora zabezpie¬ czajacego 11** mniejszej mocy, kolektorem tranzystora zabezpieczajacego 16 wiekszej mocy i cewka zaplonowa 18 przewodem cewkowym 13. Baza tranzystora zabezpieczajacego 16 wiekszej mocy jest polaczona z kolektorem tranzystora zabezpieczajacego 11** mniej¬ szej mocy. Oest mozliwe w szczególnych przypadkach wykonanie bloku komutacyjnego 2 bez opornika emiterowego 10.Gak pokazano na fig. 4 i 5, urzadzenie do realizacji ukladu wedlug wynalazku skla¬ da sie z dwukomorowej obudowy, sluzacej do mocowania elementów elektronicznych i elek¬ trycznych oraz ich polaczen wchodzacych w sklad ukladu a zarazem do chlodzenia tych elementów. Obudowa ma ksztalt prostokatnej plyty 21, zakonczonej po obu stronach zebra¬ mi chlodzacymi 22. /4 127 166 Otwarta od góry prostopadloscienna komora górna 23, o mniejszej objetosci, utworzo¬ na przez powierzchnie plyty 21 i boczne powierzchnie dwu zeber 22 zawiera elementy elek¬ troniczne ukladu wydzielajace wieksze ilosci ciepla, w szczególnosci tranzystor komutu¬ jacy 14, natomiast w otwartej od dolu prostopadlosciennaj komorze dolnej 24, majacej wieksze objetosc, utworzonej przez dolne powierzchnie plyty 21 i boczne powierzchnie dwu zeber chlodzacych 22, se usytuowane pozostale elementy elektroniczne, wydzielajece mniejsze ilosci ciepla, i elementy elektryczne oraz poleczenia ukladu, to jest elementy 1 do 13 i 15 do 22* Komora górna 23 i dolna 24 se po zamocowaniu w nich elementów elek¬ tronicznych, elektrycznych oraz poleczen ukladu wypelnione calkowicie zalewe uszczelnia¬ jace 26. W skrajnych zebrach chlodzacych 22 obudowy se u dolu wyksztalcone listwy mocuje- ce 25.Opis dzialania ukladu. W ukladzie wedlug wynalazku przedstawionym na fig* 1 blok sterujecy 1 sluzy do wysterowania tranzystora komutujecego 14. Zwarcie styków przerywa¬ cza powoduje wysterowanie tranzystora sterujecego 3 i przeplyw predu sterujecego na baze * tranzystora komutujecego 14. W momencie pojawienia sie impulsu predowego z bloku steru¬ jecego 1 na bazie tranzystora komutujecego 14 zaczyna on przewodzic 1 pred plynie przez cewke zaplonowe 18. Gdy impuls ten zaniknie tranzystor komutujecy 14 zostanie zatkany i na cewce zaplonowej 18 pojawi sie wysokie napiecie powodujace przeskok iskry. Jesli przepiecie powstale w momencie zatkania tranzystora komutujecego 14 przekroczy napie¬ cie Zenera tranzystora zabezpieczajacego 11 mniejszej mocy. zacznie on przewodzic pred i wysteruje tranzystor komutujecy 14 i zabezpieczy go przed przebiciem.W ukladzie wedlug wynalazku przedstawionym na fig. 2 jesli orzepiecie powstale w momencie zatkania tranzystora komutujecego 14' przekroczy napiecie Zenera tranzystora zabezpieczajecego 11 ' mniejszej mocy, tranzystor komutujecy 14 * - zostanie zwarty do mocy i zabezpieczony przed przebiciem.••V ukladzie wedlug wynalazku przedstawionym na fig. 3 jesli przepiecie powstale w momencie zatkania tranzvstora komutujecego 14" przekroczy napiecie Zenera, tranzystor zabezpieczajecy li" mniejszej mocy zacznie przewodzic i spowoduje wysterowanie tran¬ zystora zabezpieczajecego 16 wiekszej nocy, który zawiera zlecze kolektor - emiter tranzystora komutujecego 14" i zabezpiecza go przed przepieciem.Korzystne skutki wynalazku. Go korzystnych skutków bezposrednich rozwiezania wedlug wynalazku nalezy zwiekszenie energii ry ladowania iskrowego oraz optymalizac-ja oarame- trów tego wyladowania, warunkujacych prawidlowosc powstawania i Przebiegu zaplonu, ta¬ kich jak czas trwania, pred i naoieciG. Tranzystor komutujacy 14 oraz tranzystory za¬ bezpieczajace, mniejszej mocy ii i wiekszej mocy 16 nie stanowie wysoko specjalistycz¬ nych elementów elektronicznych, ^le noge cyc wykonane Przy pomocy zwyklych i ogólnie znanych technologii, co umozliwia latwosc wykonania ukladu wedlug wynalazku jak równiez urzedzenia do realizacji tego ukladu.Do zalet rozwiezania wedlug wynalazku nalezy równiez latwosc jego instalowania we wszelkiego rodzaju silnikach spalinowych czterotaktowych. Do korzystnych skutków po¬ srednich rozwiezania wedlug wynalazku nalezy poprawa parametrów nieelektrycznych - eksploatacyjnych silnika, w szczególnosci zwiekszenie przyspieszenia i zmniejszenie jednostkowego zuzycia paliwa.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad elektroniczny do poprawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego skla- dajecy.sie z bloku sterujecego oraz bloku komutacyjnego poleczonych szeregowo, zna¬ mienny tym, ze blok komutacyjny /2/ sklada sie z diody blokujecej /9/, tran¬ zystora zabezpieczajecego /li/, tranzystora komutujecego /14/ oraz opornika emiterowe- go /10/, przy czym jedna koncówka diody blokujecej /9/ jest poleczona z opornikiem ko-127166 5 lek torowym /8/# zas druga koncówka te] diody /9/ jest polaczona z opornikiem emiterowym /10/, kolektorem tranzystora zabezpieczajecego /li/ i baze tranzystora komutujecego /14/ przy czym druga koncówka opornika emiterowego /10/ jest poleczona z emiterem tranzystora komutujacego /l4/ 1 biegunem zasilania ujemnym /20/, natomiast baza tranzystora zabezpie¬ czajacego /li/ jest polaczona z kolektorem tranzystora komutujecego /14/ i cewke zaplo¬ nowe /18/. 2. Uklad elektroniczny do poprawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego sklada¬ jacy sie z bloku sterujecego oraz bloku komutacyjnego poleczonych szeregowo znamien¬ ny t y m, ze blok komutacyjny /2/ sklada sie z tranzystora zabezpieczajacego /li V mniejszej mocy i tranzystora komutujecego /14*/ oraz opornika odpowiednio emiterowego /10#/ i opornika kolektorowego /15/, przy czym baza tranzystora komutujecego /14*/ jest poleczona z opornikiem kolektorowym /8/ i jedne koncówke opornika emiterowego /l0'/r zas druga koncówka tego opornika /10*/ jest poleczona z emiterem tranzystora komutujecego /14*/ i z opornikiem kolektorowym /15/ oraz z biegunem zasilania ujemnym /20/, przy czym kolektor tranzystora komutujecego /14#/ jest poleczony z baze tranzystora zabezpie- czajecego /li'/ mniejszej mocy i z cewke zaplonowe /18/, jak równiez kolektor tranzysto¬ ra zabezpieczajecego /li'/ mniejszej mocy jest poleczony z opornikiem kolektorowym /15/. 3. Uklad elektroniczny do poprawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego skleda- jecy sie z bloku sterujecego oraz -bloku komutacyjnego poleczonych szeregowo znamie¬ nny t y m, ze blok komutacyjny /2/ sklada sie z tranzystora zabezpieczajecego /li*/ mniejszej mocy, tranzystora komutujecego /14**/ i tranzystora zabezpieczajecego /16/ wie¬ kszej mocy oraz opornika emiterowego /lO"/, przy czym baza tranzystora komutujacego /14*V -jest poleczona z opornikiem kolektorowym /8/ i jedne koncówke opornika emiterowe¬ go /10#V, 2as druga koncówka tego opornika /10#V Jest polaczona z emiterem tranzysto¬ ra zabezpieczajecego /16/ wiekszej mocy oraz biegunem zasilania ujemnym /20/, przy czym kolektor tranzystora komutujecego /14*V jest poleczony z baze tranzystora zabezoiecza- jecego /li"/ mniejszej mocy, kolektorem tranzystora zabezpieczajecego /16/ wiekszej mo¬ cy i cewke zaplonowe /18/, jak równiez baza tranzystora zabezpieczajecego /15/ wiekszej mocy jest poleczona z kolektorem tranzystora zabezpieczajecego /li"/ mniejszej mocy. 4. Urzadzenie elektroniczne dó poorawy parametrów elektrycznych zaplonu iskrowego znamienne tym, ze ma dwukomorowa obudowe sluzac? do mocowania wchodzacych w sklad ukladu elementów elektronicznych i elektrycznych oraz Ich poleczen, a zarazem do ich chlodzenia, która to 'obudowa ma ksztalt plyty prostokatnej /21/ zakonczonej po obu stronach zebrami chlodzacymi /22/, orzy czym otwarta od góry i majaca mniejsza obje¬ tosc prostopadloscienna komora córna /23/, utworzona przez górna oowierzchnie plyty /21/ i boczne powierzchnie dwu zeber /22/ zawiera elementy elektroniczne ukladu wydzielajace wieksze ilosci ciepla, -w szczególnosci tranzystor komutujacy /14/, natomiast w otwartej od dolu, majecej wieksze objetosc, prostopadlosciennej komorze dolnej /24/, utworzonej przez dolne powierzchnie plyty /21/ i boczne powierzchnie dwu zeber /22/, sa usytuowa^- ne pozostale elementy elektroniczne, wydzielajace mniejsze ilosci ciepla i elementy elektryczne oraz polaczenia ukladu, oraz komora górna /23/ i dolna /24/ sa po zamocowa¬ niu w nich elementów elektronicznych, elektrycznych i polaczen ukladu calkowicie wypel¬ nione zalewe uszczelniajaca /25/, jak równiez w skrajnych zebrach chlodzacych /22/ obu¬ dowy se u dolu wyksztalcone listwy mocujace /25/.127 166 eh127 16612" 166 25 ¦ 22 \422X\2A H %.; fig.5 Pracownia Poligraficzna UP PRL Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL PL