Iskrownik w kole zamachowym Przedmiotem wynalazku jest iskrownik w kole zamachowym z pojemnosciowym ukladem zaplonowym, w szczególnosci z pojemnosciowym ukladem zaplonowym sterowanym tyrystorowo, skladajacy sie ze stalych magnesów w kole zamachowym i z co najmniej jednego wspólpracujacego z nimi rdzenia z cewka.Znany jest iskrownik w kole zamachowym, posiadajacy pojemnosciowy uklad zaplonowy, zawierajacy cewke ladujaca umieszczona na rdzeniu zelaznym, ladujaca kondensator, który natychmiast po naladowaniu przesyla swoja energie do pierwotnego uzwojenia cewki zaplonowej, w której wtórnym uzwojeniu wzbudza sie wysokie napiecie zaplonowe. Kondensator jest normalnie zabudowany, wraz z pozostalymi nieobrotowymi skladowymi czesciami iskrownika, na plycie twornika, podczas gdy cewka zaplonowa jest umieszczona na zewnatrz iskrownika i jak najblizej odnosnej swiecy zaplonowej silnika spalinowego, a to w celu unikniecia strat energii w wyniku nadmiernej dlugosci kabla.Energia zmagazynowana w kondensatorze za kazdym obrotem kola zamachowego jest przesylana do pier¬ wotnego uzwojenia cewki zaplonowej przez urzadzenie sterujace, które w z góry wyznaczonym czasie tj\ gdy ma nastapic zaplon, zamyka obwód pomiedzy kondensatorem i uzwojeniem pierwotnym. Urzadzenie sterujace moze zawierac konwencjonalny przelacznik mechaniczny, lecz normalnie sklada sie z cewki wyzwalajacej polaczonej z cewka ladujaca, oraz tyrystora, który w chwili zaplonu zamyka obwód pradowy pomiedzy kondensatorem i pierwotnym uzwojeniem cewki zaplonowej.Ladowanie kondensatora i przelaczanie tyrystora powinny byc bardzo dokladnie nastawione w celu otrzy¬ mania maksymalnej skutecznosci zaplonu w calym zakresie predkosci obrotowych tj. od startu przy biegu jalowym o predkosci 400 obr/min, az do maksymalnej predkosci eksploatacyjnej przy 10 000 obr/min. Konden¬ sator powinien otrzymywac pelen ladunek cewki ladujacej przy kazdym oddzielnym obrocie silnika i jedynie wówczas powinien byc rozladowywany za pomoca pierwotnego uzwojenia cewki zaplonowej. Przy tym prze¬ biegu nie powinno zachodzic nawet nieznaczne przemieszczenie rozdzielcze pomiedzy rozladowaniem i ladowa- * niem i co jest najwazniejsze, przebieg wyzwalania nie powinien wplywac na przebieg ladowania kondensatora w sposób powodujacy niekompletne ladowanie.2 79735 W innej znanej konstrukcji iskrownika w kole zamachowym rdzen jest utworzony z warstw blachy transfor¬ matorowej i ma trzy ramiona biegunowe polozone w równych odstepach. W kole zamachowym, na przyklad znajduje sie uklad biegunów zawierajacy dwa trwale magnesy, których wielkosc i polozenie sa tak dobrane, ze odleglosc pomiedzy ich liniami srodkowymi zgadza sie z rozkladem na biegunie zelaznego rdzenia, podczas gdy jednoczesnie odleglosc pomiedzy dwiema przeciwleglymi bocznymi powierzchniami stalych magnesów jest nieco mniejsza niz szerokosc ramion biegunowych zelaznego rdzenia.Cewka ladujaca znajduje sie na srodkowym ramieniu biegunowym rdzenia zelaznego i dodatni impuls ladujacy, o stosunkowo wysokim napieciu wynoszacym okolo 400 V, jest wytwarzany przy kazdorazowym przejsciu ukladu magnesów, przy czym przed i po dodatnich impulsach laddwania wystepuja ujemne impulsy o niskim napieciu. Ujemne impulsy sa blokowane przez pierwsza diode, podczas gdy zazwyczaj druga dioda zawiera cewke ladujaca celem wyeliminowania nadmiernych napiec blokujacych na pierwszej diodzie.W celu zapewnienia ladowania kondensatora w kazdych okolicznosciach, cewka wyzwalajaca w znanych konstrukcjach iskrownika w kole zamachowym jest zabudowana na pierwszym ramieniu biegunowym rdzenia .zelaznego, patrzac w kierunku obrotu kola zamachowego, czyli przed biegunem z cewka ladujaca. Takie urzadze¬ nie zapewnia szeroki margines bezpieczenstwa odnosnie czasu ladowania kondensatora, poniewaz kolo zamacho¬ we, które np. daje tylko jeden zaplon na kazdy obrót, obraca sie prawie o caly obrót, np. o okolo 320° przed wyzwalaniem, czyli przed rozladowaniem kondensatora. Z drugiej zas strony uklad taki przedstawia powazne trudnosci eliminacji wplywu wyzwalania na bezposrednio nastepujace ladowanie. Trudnosci te sa spowodowane faktem, ze krzywa napiecia wyzwalania oraz krzywa napiecia ladowania, z powodu reakcji twornika, nie sa zupelnie stale, lecz ulegaja wzajemnemu przecinaniu przy wzrastajacych obrotach. Tak wiec napiecie wyzwalaja¬ ce nie moze opasc w czasie przylozenia napiecia otwarcia tyrystora przed rozpoczeciem sie ladowania. W rezul¬ tacie tyrystor nie przerywa obwodu dla umozliwienia ponownego naladowania kondensatora.Brak przerwania obwodu przez tyrystor moze spowodowac powazne przeciazenie elementów elektronicz¬ nych, az do ich uszkodzenia. Oznacza to w praktyce, ze uklad zaplonowy, w którym cewka wyzwalajaca jest umieszczona na pierwszym ramieniu biegunowym, patrzac w kierunku obrotu kola zamachowego, bedzie praco¬ wac zadawalajaco tylko wtedy, gdy zakres obrotów jest ograniczony np. od 700 do 900 obr/min.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych uprzednio wad i opracowanie iskrownika w kole zamacho¬ wym pracujacego zadowalajaco w calym zakresie stosowanych obrotów. Cel ten osiagnieto opracowujac iskrow¬ nik w kole zamachowym posiadajacy pojemnosciowy Uklad zaplonu sterowany tyrystorowo i zawierajacym stale magnesy i co najmniej jeden rdzen cewkowy o trzech ramionach biegunowych i co najmniej jedna cewke lado¬ wania i jedna cewke wyzwalajaca. Ulepszenie polega na umieszczeniu cewki ladujacej na srodkowym ramieniu biegunowym rdzenia cewkowego oraz cewki wyzwalajacej na ostatnim ramieniu biegunowym rdzenia cewkowe¬ go, patrzac w kierunku obrotu kola zamachowego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 uwidacz¬ nia przekrój iskrownika, fig. 2 przekrój poprzeczny wedlug linii I-I na fig. 1, przedstawiajacy uklad biegunów dwóch stalych magnesów na kole zamachowym, fig. 3 jest przekrojem podobnym do przekroju na fig. 2 przed¬ stawia uklad biegunów stalych magnesów kola zamachowego w drugim polozeniu w stosunku do rdzenia cewko¬ wego, fig. 4 przedstawia schemat ukladu zaplonowego wspólpracujacego z iskrownikiem w kole zamachowym, przedstawionym na fig. 1-3, a fig. 5 przedstawia wykres krzywej napiecia ladowania kondensatora przedstawio¬ nego na schemacie na fig. 4.Na fig., i przedstawiono iskrownik w kole zamachowym 1 skladajacy sie z kola zamachowego 2 i plyty twornikowej 3 zamocowanej na stale, wspólosiowo wewnatrz kola zamachowego 2. Kolo zamachowe 2 za pomoca stozkowej piasty 4 i klina 5, jest pewnie, lecz w sposób rozlaczalny zamontowane na wale 6 silnika spalinowego. Plyta twornikowa jest przymocowana w gniezdzie prowadzacym 7 w sciance 8 skrzyni korbowej za pomoca srub 9 ze sprezystami podkladkami 10.Jak przedstawiono na fig. 2, w plycie twornikowej 3 sa umieszczone wydluzone otwory 11 na sruby 9, co umozliwia przekrecenie plyty twornikowej w rózne polozenia katowe, a to dla ulatwienia dokladnego ustawie¬ nia czasu zaplonu. Kolo zamachowe 2 umocowuje sie na wale 6 za pomoca nakretki 12 i sprezystego pierscie¬ nia 13.Do wystepu 14 na plycie twornikowej 3 za pomoca srub 15 jest przymocowany rdzen cewkowy 16 posiadajacy trzy ramiona biegunowe 17, 18, 19. Posrednie, czyli srodkowe ramie 18 zaopatrzone jest w cewke ladujaca 21 nawinieta na korpus 20, zas ramie biegunowe 17, jest zaopatrzone w cewke wyzwalajaca 23, nawinieta na korpusie 2Z Kierunek obrotu kola zamachowego 2 jest pokazany za pomoca strzalki Pi na fig.2, zas cewka wyzwalajaca 23, jest umieszczona na ostatnim ramieniu biegunowym 17 rdzenia cewkowego 16, patrzac w kierunku obrotu Pi kola zamachowego.79735 3 Kolo zamachowe jest zaopatrzone w dwa stale magnesy 24 i 25 z nabiegunnikami 26 i 27 z miekkiej blachy zelaznej. W korzystnej realizacji kolo zamachowe 2 wykonane jest z miekkiego zelaza, a zatem stanowi magnetyczny przewodnik. Trwale magnesy 24 i 25 sa namagnesowane z orientacja odpowiednia do biegunów pólnocnych i poludniowych, jak wskazuja litery N i S na fig. 2 i 3. W miejscu 28 czyli w miejscu diametralnie przeciwleglym wzgledem stalych magnesów 24 i 25 kolo zamachowe jest pogrubione dla zrównowazenia cieza¬ rów magnesów. Alternatywnie, w miejscu 28, moze byc przewidziany blok jako przeciwwaga. Dodatkowy ciezar przylozony do kola zamachowego odpowiada sumie ciezarów magnesów trwalych 24 i 25 oraz nabiegunników 26 i 27 tak, aby utrzymac równowage dynamiczna w czasie obracania sie kola zamachowego 2.Gdy uklad magnesów trwalych i nabiegunników przechodzi obok rdzenia cewkowego 16, nastepuje zmia¬ na strumienia, jak to wskazuja strzalki P2 i Pa. W pierwszym chwilowym polozeniu, pokazanym na fig. 2, w którym stale magnesy leza naprzeciw ramion biegunowych 18 i 19, maksymalny strumien magnetyczny uzyskuje sie na ramionach 18 i 19 jak to pokazuja strzalki P2. Gdy kolo zamachowe przechodzi do drugiego chwilowego polozenia, jak to pokazano na fig. 3, wtedy stale magnesy 24 i 15 znajduja sie naprzeciw ramion biegunowych 17 i 18. Przenikajacy przez nie strumien magnetyczny oznaczaja strzalki P3. Przedstawione strzalkami P2 i P3, dwa maksymalne strumienie magnetyczne dzialaja w kierunkach przeciwnych, co oznacza, ze maksymalna zmia¬ na w skojarzeniu strumieni zachodzi pomiedzy pierwsza pozycja, jak na fig. 2, a drugim polozeniem jak na fig. 3.W tym odstepie czasu wytwarzane jest napiecie ladowania w cewce ladujacej 21, jak to pokazuje krzywa L na wykresie z fig. 5 i jak opisano nizej. Gdy magnesy trwale 24 125, w polozeniu pokazanym na fig. 3/mijaja ramiona biegunowe 17 i 18, wytwarzany jest równiez impuls napiecia w cewce wyzwalajacej 23. Impuls ten, jak pokazano linia kreskowa Sna wykresie, fig. 5, (posiada mniejsze napiecie, niz napiecie ladowania wytwarzane przez cewke 21./Sposób wjaki napiecie ladowania L i napiecie wyzwalania S dzialaja w ukladzie zaplonowym jest pokaza¬ ny na schemacie ukladu na fig. 4, na którym cewka ladujaca 21 na ramieniu bigunowym 18 i cewka wyzwalajaca 23 na ramieniu biegunowym 17 sa zaznaczone schematycznie. Jak widac uklad sklada sie z kondensatora 29, tyrystora 30, cewki zaplonowej 31 i swiecy zaplonowej 32 podlaczonej do wtórnego uzwojenia cewki 31.Ponadto uklad zawiera pierwsza diode ?3 i druga diode 34 oraz obwód bocznikujacy, który zawiera staly opór 35 ido wyboru, kondensatcr dopasowany do ukladu pojemnosciowego, oraz diode 35'polaczona szeregowo odpowiednio pomiedzy cewka wyzwalajaca 23 a tyrystorem 30 i pomiedzy cewka wyzwalajaca a oporem 35.Na wykresie na fig. 5 napiecie V jest odlozone wzdluz osi rzednych (os Y), zas czas t, czyli katowy obrót kola zamachowego 2 jest podany wzdluz osi odcietych X. Czas biegnie w tym samym kierunku jaki jest kierunek obrotu kola zamachowego 2, tj. w kierunku pokazanym przez strzalke Pi. Jak widac z poprzednio opisanej zaleznosci dotyczacej realizacji wedlug fig. 2 i 3 ze napiecie ladowania L, poczawszy od pewnego czasu to, jak pokazano na fig. 5 osiaga najpierw szczytowy impuls napiecia ujemnego Lt, a nastepnie powraca do wartosci 0 w czasie 11. Nastepnie napiecie ladowania L wzrasta do dodatniej szczytowej wartosci L2 w chwili t2, nastep¬ nie spada do wartosci 0 w chwili t3, dalej osiaga ujemny szczyt napiecia L3 o wartosci w przyblizeniu takiej samej jak szczyt napiecia Lt i wreszcie osiaga wartosc 0 w chwili U- Napiecie ladowania L jest prostowane przez pierwsza diode 33 w ten sposób, ze tylko dodatnia wzrastajaca czesc impulsu napiecia L2 jest przesylana do kondensatora 29 aby go naladowac.W podobny sposób jest wytwarzane napiecie w cewce wyzwalajacej 23, zaznaczone linia kreskowana S, majaca dwa ujemne maksyma napiecia, mianowicie Si i S3 oraz dodatnie maksymum napiecia S^. Jak widac z fig. 2, 3 i 5, magnetyczny strumien przenikajacy przez rdzen 16 ma wartosc zero w chwili t2 i przy maksymal¬ nych napieciach ujemnych impulsów napiecia Lt i L3, oraz maksymalna zmiana strumienia zachodzi w chwilach tt it3. Z tego wynika, ze punkt odpowiadajacy chwili t3 jest wspólnym punktem dla krzywej ladowania L i krzywej napiecia S wyzwalajacego, w którym oba napiecia sa równezeru. x Poziom napiecia, przy którym tyrystor 30 jest przelaczany za pomoca napiecia wyzwalajacego, jest zazna¬ czony na fig. 5 pozioma linia S4, która przecina krzywa Sdla napiecia wyzwalajacego w chwili t3, gdy tyrystor 30 zamyka obwód utworzony przez kondensator 29 i uzwojenie pierwotne cewki zaplonowej 31, oraz w chwili U, gdy napiecie wyzwalajace spada ponizej poziomu S4, wskutek czego tyrystor otwiera ponownie.Stad widac wyraznie, ze gdy kondensator jest naladowany, to wówczas tylko zakreskowana czesc krzywej napiecia L jest wykorzystana i ze odstep czasu w którym odbywaja sie opisane przebiegi jest zawarty pomiedzy chwila t2, gdy kondensator jest calkowicie naladowany i chwila t3, gdy kondensator w czasie wyzwolenia tyrystora 30 przez napiecie S4 jest rozladowany przez pierwotne uzwojenie cewki zaplonowej 31, wskutek czego wytwarza sie iskra w swiecy zaplonowej 32.W praktyce okazalo sie ze odstep czasu od t3 do t2 jest dostatecznie dlugi, aby wyeliminowac wszelka interferencje pomiedzy przebiegiem napiecia wyzwalajacego, jak to pokazuje krzywa S i napieciem ladowania4 79735 przedstawionym przez krzywa L, nawet jesli eksploatacyjna predkosc obrotowa jest bardzo wysoka, np. wynosi 13 000 obr/min.W znanych rozwiazaniach, w celu osiagniecia dopuszczalnych maksymalnych wartosci eksploatacyjnych predkosci obrotowych, np. 9 000 obr/min, konieczne byloby zwiekszanie predkosci startu i biegu jalowego np. do 700 obr/min. Urzadzenie wedlug niniejszego wynalazku eliminuje koniecznosc takiego ograniczenia od¬ nosnie zakresu predkosci i predkosc biegu jalowego moze byc obnizona np. do 400 obr/min, podczas gdy jednoczesnie maksymalna predkosc eksploatacyjna moze wynosic 13 000 obr/min.Aczkolwiek wynalazek zostal opisany w odniesieniu do jego szczególnej realizacji to jednak rozumie sie, ze i wynalazek nie jest ograniczony tylko do niej lecz moze byc zmodyfikowany w zakresie dolaczonych zastrzezen.I tak, zamiast iskrownika w kole zamachowym, o konstrukcji przewidujacej tylko jeden zaplon w czasie kazdego obrotu, wynalazek moze byc zastosowany do iskrownika w kole zamachowym w którym za kazdym obrotem moze zachodzic jeden lub dwa zaplony przy czym na plycie twornikowej umieszczona jest liczba rdzeni cewko* .wych odpowiadajaca liczbie zadanych zaplonów, a kazdy z rdzeni cewkowych zaopatrzony jest w cewke laduja¬ ca i w cewke wyzwalajaca.W odmianie kolo zamachowe moze byc zaopatrzone w wiele ukladów magnesów ulozonych parami ,posia-. dajacych nabiegunniki dla kazdego z zadanych punktów zaplonowych, przy czym rozdzielanie iskier do posz¬ czególnych swiec zaplonowych dokonywane jest za pomoca rozdzielacza. PL PL