RU198499U1 - Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors - Google Patents
Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors Download PDFInfo
- Publication number
- RU198499U1 RU198499U1 RU2020100516U RU2020100516U RU198499U1 RU 198499 U1 RU198499 U1 RU 198499U1 RU 2020100516 U RU2020100516 U RU 2020100516U RU 2020100516 U RU2020100516 U RU 2020100516U RU 198499 U1 RU198499 U1 RU 198499U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- terminal
- output
- key
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к конденсаторным системам зажигания ДВС. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для ДВС содержит первый зажим, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим, для подключения к отрицательному -Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, импульсный преобразователь напряжения, формирователь импульсов, диод, конденсатор, ключ, первый и второй выходные зажимы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму выводам первичной обмотки катушки зажигания. Новым является введение второго ключа, причем первый вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а выход второго ключа со вторым информационным входом первого ключа и первым выходным зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй выходной зажим которого подсоединён через вновь введённый обратно включенный диод к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа.The utility model relates to condenser ignition systems for internal combustion engines. The capacitor ignition module on complementary transistors for an internal combustion engine contains a first terminal for connecting to the positive terminal + E of the vehicle's on-board network, a second terminal for connecting to the negative -E (common) terminal of the vehicle's on-board network, a pulse voltage converter, pulse shaper, diode, capacitor , a key, the first and second output terminals of the capacitor ignition module on complementary transistors, for connecting, respectively, to the first and second terminals of the primary winding of the ignition coil. New is the introduction of the second key, the first input of which is connected to the first plate of the capacitor, and the output of the second key to the second information input of the first key and the first output terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors, the second output terminal of which is connected through a newly introduced reversely connected diode to the output the first key and the information input of the second key.
Description
Полезная модель относится к автомобильной электронике, в частности, к конденсаторным системам зажигания, и может быть использована в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания для повышения эффективности поджога и сгорания воздушно-топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, в том числе в процессе его запуска и работе на всех режимах. The utility model relates to automotive electronics, in particular to capacitor ignition systems, and can be used in ignition systems of internal combustion engines to increase the efficiency of ignition and combustion of an air-fuel mixture in an internal combustion engine, including during its start-up and operation on all modes.
Известен прибор зажигания для двигателя внутреннего сгорания (Пат. US 5183024 МПК F02P3/08, опубл. 02.02.1993.), содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый выход формирователя импульсов соединён с информационным входом импульсного преобразователя напряжения, первый выход которого подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому из выходных зажимов прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки, соединён с выходом ключа, вход которого подсоединен ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, второй выход формирователя импульсов подсоединен к управляющемк входу ключа.Known ignition device for an internal combustion engine (US Pat. US 5183024 IPC F02P3 / 08, publ. 02.02.1993.), Containing a pulse voltage converter, the first input of which is connected to the first input of the pulse generator and the first terminal of the ignition device for the internal combustion engine for connection to the positive terminal + E of the vehicle on-board network, the second inputs of the pulse voltage converter and the pulse shaper are connected to the second terminal of the ignition device for the internal combustion engine, for connection to the negative –E (common) terminal of the vehicle on-board network, the first output of the pulse former is connected to the information input a pulse voltage converter, the first output of which is connected through a diode to the first plate of the storage capacitor and to the first of the output terminals of the ignition device for an internal combustion engine, for connecting to one of the terminals of the primary winding of the ignition coil, the second output terminal of the device ignition for an internal combustion engine, for connection to the second of the terminals of the primary winding of the coil, is connected to the output of the key, the input of which is connected to the second plate of the storage capacitor, the second output of the pulse voltage converter and the second terminal of the ignition device for the internal combustion engine, the second output of the pulse former is connected to the control key input.
Недостатком известной системы зажигания является небольшая амплитуда первой индуктивной фазы искрового разряда и короткая длительность искрового разряда, не превышающая 0,3 мс, что отрицательно проявляется при пуске двигателя и работе на холостых оборотах.The disadvantage of the known ignition system is the small amplitude of the first inductive phase of the spark discharge and the short duration of the spark discharge, not exceeding 0.3 ms, which is negatively manifested when starting the engine and operating at idle.
Известна многоискровая система зажигания (Пат. US 7100589 МПК F02P3/06, F02P15/10, опубл. 5.09.2006), содержащая импульсный преобразователь напряжения, первый вход которой подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму многоискровой системы зажигания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом многоискровой системы зажигания для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединёны, соответственно, с информационным входом импульсного преобразоватея напряжения и информационным входом ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому из выходных зажимов многоискровой системы зажиганпя, для подлючения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим многоискровой системы зажиганпя, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки зажигания, соединен с выходом ключа, вход которого подсоединён ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму многоискровой системы зажигания.Known multi-spark ignition system (US Pat. US 7100589 IPC F02P3 / 06, F02P15 / 10, publ. 5.09.2006), containing a pulse voltage converter, the first input of which is connected to the first input of the pulse shaper and the first terminal of the multi-spark ignition system to connect to the positive terminal + E of the vehicle's on-board network, the second inputs of the pulse voltage converter and the pulse former are connected to the second terminal of the multi-spark ignition system to connect to the negative –E (common) output of the vehicle's on-board network, the first and second outputs of the pulse former are connected, respectively, to the information input of the pulse converter voltage and information input of the key, the first output of the pulse voltage converter is connected through a diode to the first plate of the storage capacitor and to the first of the output terminals of the multi-spark ignition system, to connect to one of the terminals of the primary winding of the ignition coil, the second output clamp it is a multi-spark ignition system, for connection to the second of the terminals of the primary winding of the ignition coil, is connected to the output of the key, the input of which is connected to the second plate of the storage capacitor, the second output of the pulse voltage converter and the second terminal of the multi-spark ignition system.
Недостатком данной системы зажигания является небольшая амплитуда индуктивной фазы многоискрового разряда, что особенно негативно проявляется при пуске двигателя, работе на холостых оборотах и под нагрузкой.The disadvantage of this ignition system is the small amplitude of the inductive phase of the multi-spark discharge, which is especially negative when starting the engine, idling and under load.
Наиболее близким к полезной модели является устройство электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, описанная в (Патент РФ № 2136954, МПК F02P3/04, опубл. 10.09.1999), в котором исключен первый из указанных недостатков, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединены, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и информационным входом ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и первому выходному зажиму устройства электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим устройство электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, для подключения ко второму выводу первичной обмотки катушки зажигания, подсоединен к выходу ключа, вход которого подключён ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания.The closest to the utility model is an electronic ignition device for internal combustion engines, described in (RF Patent No. 2136954, IPC F02P3 / 04, publ. 09/10/1999), in which the first of these drawbacks is excluded, containing a pulse voltage converter, the first input of which connected to the first input of the pulse generator and the first terminal of the electronic ignition device for the internal combustion engine for connection to the positive terminal + E of the vehicle on-board network, the second inputs of the pulse voltage converter and the pulse generator are connected to the second terminal of the electronic ignition device for the internal combustion engine for connection to the negative terminal –E (common) output of the vehicle on-board network, the first and second outputs of the pulse former are connected, respectively, to the information input of the pulse voltage converter and the information input of the key, the first output of the pulse voltage converter is connected through h diode to the first plate of the storage capacitor and the first output terminal of the electronic ignition device for internal combustion engines, for connecting to one of the terminals of the primary winding of the ignition coil, the second output terminal of the electronic ignition device for internal combustion engines, for connecting to the second terminal of the primary winding of the ignition coil , is connected to the output of the key, the input of which is connected to the second plate of the storage capacitor, the second output of the pulse voltage converter and the second terminal of the electronic ignition device for the internal combustion engine.
Недостатком данной транзисторной системы электронного зажигания, как и предыдущих, является маленькая длительность однополярной индуктивной составляющей искрового разряда, не превышающая 0,6 мс, и, соответственно, низкая надёжность поджога на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.The disadvantage of this transistor electronic ignition system, like the previous ones, is the short duration of the unipolar inductive component of the spark discharge, not exceeding 0.6 ms, and, accordingly, the low reliability of arson at various operating modes of internal combustion engines and various alternative types of fuel with normal and powerful modes.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания с увеличенной длительностью и мощностью искрового разряда.The problem to be solved by the claimed utility model is to create a capacitor ignition module based on complementary transistors for internal combustion engines with increased duration and power of the spark discharge.
Технический результат – повышение надёжности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.The technical result is an increase in the reliability of the ignition of the air-fuel mixture at various operating modes of internal combustion engines and various alternative types of fuel under normal and powerful modes.
Технический результат достигается за счет того, что в конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй вход импульсного преобразователя напряжения и второй вход формирователя импульсов соединены со вторым зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединёны, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и первым информационным входом первого ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подключён к первой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена ко второму зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и через обратно включенный диод 5 ко второму выходу импульсного преобразователя напряжения, первый и второй выходные зажимы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму выводов первичной обмотки катушки зажигания, при этом введенен второй ключ, причем первый вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а выход второго ключа - со вторым информационным входом первого ключа и первым выходным зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй выходной зажим которого подсоединён через вновь введённый обратно включенный диод к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа.The technical result is achieved due to the fact that in the capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing a pulse voltage converter, the first input of which is connected to the first input of the pulse shaper and the first terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors, for connection to the positive terminal + E of the vehicle's on-board network, the second input of the pulse voltage converter and the second input of the pulse former are connected to the second terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors, for connection to the negative –E (common) terminal of the vehicle's on-board network, the first and second outputs of the pulse former are connected, respectively, with the information input of the pulse voltage converter and the first information input of the first key, the first output of the pulse voltage converter is connected to the first plate of the storage capacitor, the second plate cat orogo is connected to the second terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors and through the reversely connected
Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что первый ключ содержит P -канальный транзистор исток которого соединён с катодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом ключа, выход 7 которого подсоединён к стоку P-канального транзистора, затвор которого подключён к аноду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор к первому информационному входу ключа , второй информационный вход которого соединен через обратно включенный диод и третий резистор с затвором P-канального транзистора.The capacitor ignition module on complementary transistors is characterized by the fact that the first switch contains a P-channel transistor, the source of which is connected to the cathode of the zener diode, one of the terminals of the first resistor and the first input of the switch, the
Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что второй ключ содержит N -канальный транзистор, исток которого соединён с анодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом ключа, выход которого подсоединён к стоку N-канального транзистора, затвор которого подключён к катоду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор и обратно включенный диод к информационному входу ключа.The capacitor ignition module on complementary transistors is characterized by the fact that the second switch contains an N-channel transistor, the source of which is connected to the anode of the zener diode, one of the terminals of the first resistor and the first input of the switch, the output of which is connected to the drain of the N-channel transistor, the gate of which is connected to the cathode zener diode, the second terminal of the first resistor and through the second resistor and back-connected diode to the information input of the key.
Сущность предлагаемого конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания заключается в увеличении амплитуды и длительности тока при формировании первой индуктивного фазы искрового разряда путём формирования тока разряда накопительной ёмкости через первичную обмотку катушки зажигания в заданный момент времени, и формирования второй индуктивной фазы искрового разряда обратного направления путём прерывания тока разряда накопительной ёмкости через первичную обмотку катушки зажигания в момент достижения им максимального значения. The essence of the proposed capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines is to increase the amplitude and duration of the current during the formation of the first inductive phase of the spark discharge by forming the discharge current of the storage capacity through the primary winding of the ignition coil at a given time, and forming the second inductive phase of the reverse spark discharge. directions by interrupting the discharge current of the storage capacity through the primary winding of the ignition coil at the moment it reaches its maximum value.
Введение второго ключа и его связей с первым ключом, формирователём импульсов и общей шиной позволило организовать два ключа на двух комплементарных транзисторах, работающих как триггер, которые могут находиться в двух состояниях - открытом или закрытом, что соответствует одновременному протеканию тока или отсутствию тока через транзисторы. The introduction of the second key and its connections with the first key, the pulse shaper and the common bus made it possible to organize two keys on two complementary transistors operating as a trigger, which can be in two states - open or closed, which corresponds to the simultaneous flow of current or the absence of current through the transistors.
Особенностью данного технического решения конденсаторного модуля зажигания на комплентарных транзисторах является то, что при срабатывания триггера в заданный момент времени по сигналу с формирователя импульсов происходит резкое возникновение магнитного потока, образованного протеканием тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания, что приводит к возникновению ЭДС во вторичной обмотке катушки зажигания, пробою искрового промежутка и формированию вторичного тока первой высокоэнегетической индуктивной фазы искрового разряда. В момент достижения максимального значения тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания или минимального значения напряжения на накопительном конденсаторе формируется лавинообразное выключение триггера и, соответственно, исчезновение тока в первичной обмотке катушки зажигания. Резкое изменение магнитного потока, вызванное исчезновением тока в первичной обмоке катушки зажигания, наводит во вторичной обмотке катушки зажигания ЭДС противоположного знака относительно ЭДС во вторичной обмотке при включении триггера, что приводит, соответственно, к повторному пробою искрового промежутка свечи зажигания и изменению направления вторичного тока второй индуктивной фазы искрового разряда.A feature of this technical solution of the capacitor ignition module on complementary transistors is that when the trigger is triggered at a given moment in time, according to a signal from the pulse shaper, a sharp magnetic flux occurs, formed by the discharge current of the storage capacitor through the primary winding of the ignition coil, which leads to the occurrence of EMF during the secondary winding of the ignition coil, breakdown of the spark gap and the formation of the secondary current of the first high-energy inductive phase of the spark discharge. At the moment of reaching the maximum value of the discharge current of the storage capacitor through the primary winding of the ignition coil or the minimum value of the voltage across the storage capacitor, an avalanche-like switch off of the trigger is formed and, accordingly, the disappearance of the current in the primary winding of the ignition coil. A sharp change in the magnetic flux caused by the disappearance of the current in the primary winding of the ignition coil induces in the secondary winding of the ignition coil EMF of the opposite sign relative to the EMF in the secondary winding when the trigger is turned on, which leads, accordingly, to a repeated breakdown of the spark gap of the spark plug and a change in the direction of the secondary current of the second inductive phase of the spark discharge.
Вторая индуктивная фаза вторичного тока искрового разряда, обусловленная только параметрами вторичной цепи катушки зажигания независимо от параметров разомкнутой первичной цепи, обеспечивает более эффективное поддержание процесса горения воздушно – топливной смеси, т.к. имеет существенно большую продолжительность при меньшей амплитуде тока по сравнению с первой высокоэнергетической индуктивной фазой вторичного тока искрового разряда, но превышает по энергетическим параметрам индуктивную фазу искрового разряда традиционных транзисторных модулей зажигания.The second inductive phase of the secondary spark discharge current, caused only by the parameters of the secondary circuit of the ignition coil, regardless of the parameters of the open primary circuit, provides a more efficient maintenance of the combustion process of the air-fuel mixture, since has a significantly longer duration at a lower current amplitude as compared to the first high-energy inductive phase of the secondary spark discharge current, but exceeds the energy parameters of the inductive phase of the spark discharge of traditional transistor ignition modules.
На Фиг. 1 изображена блок-схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащего первый зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному -Е выводу бортовой сети автомобиля, импульсный преобразователь напряжения 3, формирователь импульсов 4, диод 5, накопительный конденсатора 6, первый ключ 7, второй ключ 8, диод 9, выходные зажимы 10 и 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, сответственно, к первому и второму из выводов первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг.3 и Фиг.4). FIG. 1 shows a block diagram of a capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing the
На Фиг. 2 изображена структурная схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащая импульсный преобразователь напряжения 3, первый вход 3-1 которого подключён к первому входу 4-1 формирователя импульсов 4 и первому зажиму 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля. Второй вход 3-2 импульсного преобразователя напряжения 3 и второй вход 4-2 формирователя 4 импульсов соединены со вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля. Информационный вход 4-3 формирователя импульсов 4 подключается к бескотактному датчику, например датчику Холла. Первый выход 4-4 и второй выход 4-5 формирователя импульсов 4 соединёны, соответственно с информационным входом 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 и первым информационным входом 7-1 первого ключа 7, первый выход 3-4 импульсного преобразователя напряжения 3 подсоединён к первой обкладке накопительного конденсатора 6, первому входу 8-1 второго ключа 8, выход которого соединён с вторым информационном входом 7-2 первого ключа 7 и с первым выходным зажимом 10, для подключения к одному из выводов первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг. 3 и Фиг. 4). Второй выходной зажим 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения ко второму выводу первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг. 3 и Фиг. 4), подсоединен через обратно включенный диод 9 к информационному входу 8-2 второго ключа 8 и выходу 7-3 ключа 7, вход 7-4 которого соединен со вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй обкладкой конденсатора 6 и через обратно включенный диод 5 со вторым выходом 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3. К выходам 3-4 и 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3 подключена выходная обмотка 3-6 импульсного трансформатора 3-7, входные обмотки 3-8 и 3-9 которого подключены к блоку управления 3-10 импульсного преобразователя напряжения 3.FIG. 2 shows a block diagram of a capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing a
Диод 9 предотвращает самопроизвольное стабатывание триггера образованного полевыми комплементарными транзисторами 7-5 и 8-3.
На фиг. 2 показаны также внутренние связи первого 7 и второго 8 ключей. In FIG. 2 also shows the internal connections of the first 7 and second 8 keys.
Первый ключ 7 содержит P-канальный транзистор 7-5, исток которого соединён с одним из выводов первого резистора 7-6, катодом стабилитрона 7-7 и первым входом 7-4 ключа 7, выход 7-3 которого подсоединён к стоку P-канального транзистора 7-5, затвор которого подключён к аноду стабилитрона 7-7, второму выводу первого резистора 7-6, и через второй резистор 7-8 - к первому информационному входу 7-1 ключа 7, второй информационный вход 7-2 которого соединён через обратно включенный диод 7-9 и третий резистор 7-10 с затвором P-канального транзистора 7-5. Второй информационный вход 7-2 ключа 7 также соединен с выходом 8-8 ключа 8 и первым выходным зажимом 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах.The
Второй ключ 8 содержит N -канальный транзистор 8-3, исток которого соединён с анодом стабилитрона 8-4, одним из выводов первого резистора 8-5 и первым входом 8-1 ключа 8, выход 8-3 которого подсоединён к стоку N -канального транзистора 8-3, затвор которого подключён к катоду стабилитрона 8-4, второму выводу первого резистора 8-5 и, через последовательно соединённые второй резистор 8-6 и обратно включенный диод 8-7, к информационному входу 8-2 ключа 8. The
На Фиг. 3 и Фиг. 4 приведены принципиальные схемы одновыводной и двухвыводной катушек зажигания, где: 12 и 14, соответственно, первичная и вторичная обмотки катушки зажигания 13, искровой зазор 15 свечи зажигания.FIG. 3 and FIG. 4 shows the schematic diagrams of single-lead and double-lead ignition coils, where: 12 and 14, respectively, the primary and secondary windings of the
На Фиг. 5 приведены принципиальная схемы формирователя импульсов, который управляется, например, от датчика Холла или от микропроцессорний системы управления зажиганием, с сответствующей синхронизацией от коленчатого (распределительного) вала ДВС. FIG. 5 shows a schematic diagram of a pulse generator, which is controlled, for example, from a Hall sensor or from a microprocessor-based ignition control system, with appropriate synchronization from the crankshaft (camshaft) of the internal combustion engine.
На Фиг. 6 – Фиг. 9 приведены временные диаграммы работы формирователя импульсов 4 с датчиком Холла.FIG. 6 to FIG. 9 shows the timing diagrams of the operation of the
На Фиг. 6 приведена временная диаграмма напряжения на датчике Холла. FIG. 6 shows a timing diagram of the voltage across the Hall sensor.
На Фиг. 7 приведена временная диаграмма падения напряжения на диоде 4-8, подключённого к катоду и управляющему электроду тринистора 4-14, относительно анода диода 4-8. FIG. 7 shows a timing diagram of the voltage drop across diode 4-8, connected to the cathode and control electrode of SCR 4-14, relative to the anode of diode 4-8.
На фиг. 8 приведена временная диаграмма напряжения на конденсаторе 4-13 относительно анода диода 4-8.In FIG. 8 shows a timing diagram of the voltage across the capacitor 4-13 relative to the anode of the diode 4-8.
На Фиг. 9 приведена временная диаграмма напряжения на зажиме 4-5 относительно зажима 4-2 формирователя импульсов 4, формируемого на вторичной обмотки 4-17 импульсного трансформатора 4-16, открывающий транзистор 7-5 первого ключа 7. Аналогичный импульс, но положительной полярности с выхода 4-4 относительно зажима 4-2 формирователя импульсов 4, поступает на вход 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 и выключает его на время разряда конденсатора 6 через первичную 11 обмотку катушки 12 зажигания.FIG. 9 shows a timing diagram of the voltage at terminal 4-5 relative to terminal 4-2 of the
На Фиг. 10 – Фиг. 15 приведены временные диаграммы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах.FIG. 10 to FIG. 15 shows the timing diagrams of the capacitor ignition module on complementary transistors.
На Фиг. 10 показан запускающий импульс напряжения с выхода 4-5 относительно выхода 4-2 формирователя импульсов 4. FIG. 10 shows a triggering voltage pulse from output 4-5 relative to output 4-2 of
На Фиг. 11, Фиг. 12 и Фиг. 13 показаны, соответственно, напряжения на конденсаторе 6, на зажиме 10 относительно зажима 11 первичной обмотки 12 и ток через первичную обмотку 12 катушки зажигания 13.FIG. 11, Fig. 12 and FIG. 13 shows, respectively, the voltages across the
На Фиг. 14, Фиг. 15 показаны, соответственно, падение напряжения и ток искрового разряда в зазоре 15 свечи зажигания (Фиг. 3 и Фиг.4).FIG. 14, Fig. 15 shows, respectively, the voltage drop and the spark discharge current in the
Рассмотрим работу формирователя импульсов изображенного на Фиг. 5.Consider the operation of the pulse shaper shown in FIG. five.
Исходное состояние: по команде с датчика Холла или микропроцессорного блока управления зажиганием поступающей на вход 4-3, транзистор 4-6 открывается и от источника энергии бортовой сети +Е протекает ток (фиг. 6, момент времени t0) через зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, резистор 4-7, диод 4-8, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2, для подключения источника энергии бортовой сети автомобиля –Е (общая шина). А также, по следующей цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е, зажим 1, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, диод 4-9, резистор 4-10, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах. Кроме того, по следующей цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е, зажим 1, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, диод 4-9, резистор 4-11, стабилитрон 4-12, диод 4-8, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах. Конденсатор 4-13 заряжается до напряжения, по величине равного напряжению стабилизации стабилитрона 4-12.Initial state: on command from a Hall sensor or microprocessor ignition control unit supplied to input 4-3, transistor 4-6 opens and current flows from the on-board network energy source + E (Fig. 6, time t 0 ) through
В момент времени t0, t2, t4 (Фиг. 6) датчик Холла срабатывает, транзистор 4-6 выключается и к диоду 4-8 прикладывается напряжение конденсатора 4-13 в обратной полярности и диод 4-8 закрывается, а к управляющему электроду тринистора 4-14 это напряжение прикладывается в прямом направлении, и он открывается. Напряжение с конденсатора 4-13 прикладывается к катоду диоду 4-8 относительно его анода по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-13, резистор 4-11, резистор 4-10, катод диода 4-8. К управляющему электроду тринистора 4-14 ток подтекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-13, резистор 4-11, резистор 4-10, управляющий электрод тринистора 4-14, катод тринистора 4-14, нижняя обкладка конденсатора 4-13. Амплитуда напряжения положительного импульса на катоде диода 4-8 и на управляющем электроде тринистора 4-14 определяется напряжением срабатывания управляющего электрода тринистора 4-14 (Фиг. 7). К первичной обмотке 4-15 импульсного трансформатора 4-16 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 4-13 (фиг. 8). Конденсатор 4-13 в течение 100-200 мкс разряжается на первичную обмотку 4-15 импульсного трансформатора 4-16, и на вторичной обмотке 4-17 формируются импульсы запуска (Фиг. 9) длительностью не менее 50 мкс, поступающие на выход 4-5 ключа 4 через диод 4-18. Амплитудное значение напряжения и тока запускающих импульсов для конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах зависит от ёмкости конденсатора 4-13, напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля или напряжения стабилизации стабилитрона 4-12 (при его наличии), коэффициента трансформации импульсного трансформатора 4-16 и сопротивления нагрузки цепи запуска электронного ключа 7. Дребезг у датчика Холла отсутствует и, соответственно, включение и выключение транзистора 4-6 не влияет на форму, амплитуду и длительность запускающего импульса, т.к. первый же импульс при закрытии транзистора 4-6 (Фиг.7, в момент времени t0, t2, t4) запускает тринистор 4-14, и в дальнейшем независимо от состояния транзистора 4-6 тринистор 4-14 остается открытым на все время разряда и перезаряда конденсатора 4-13, за счет остаточной энергии электромагнитного поля импульсного трансформатора 4-16. Даже после разряда конденсатора 4-13 и выключения тринистора 4-14, повторного запуска тринистора 4-14 не произойдет, т.к. конденсатор 4-13 разряжен, и остаётся разряженным до момента срабатывания (включения) транзистора 4-6 (Фиг. 6, момент времени t1 или t3). При включении транзистора 4-6 по команде с датчика Холла (Фиг. 6, с момента времени t1, t3), формируется заряд конденсатора 4-13 (фиг. 8) до заданного значения напряжения (напряжения источника энергии за вычетом падения напряжения на диодах 4-8 и 4-9 или до напряжения стабилизации стабилитрона 4-12, и осуществляется не менее, чем за 2 мс при максимальном значении напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля (13,8-14,4В). At the time t0, t2, t4 (Fig. 6) the Hall sensor is triggered, the transistor 4-6 is turned off and the voltage of the capacitor 4-13 is applied to the diode 4-8 in reverse polarity and the diode 4-8 is closed, and to the control electrode of the SCR 4 -14 this voltage is applied in the forward direction and it opens. The voltage from the capacitor 4-13 is applied to the cathode of the diode 4-8 relative to its anode along the circuit: the upper plate of the capacitor 4-13, the resistor 4-11, the resistor 4-10, the cathode of the diode 4-8. The current flows to the control electrode of the SCR 4-14 through the circuit: the upper plate of the capacitor 4-13, the resistor 4-11, the resistor 4-10, the control electrode of the SCR 4-14, the cathode of the SCR 4-14, the lower plate of the capacitor 4-13. The amplitude of the voltage of the positive pulse at the cathode of the diode 4-8 and at the control electrode of the SCR 4-14 is determined by the voltage of the response of the control electrode of the SCR 4-14 (Fig. 7). The voltage of the charged capacitor 4-13 is applied to the primary winding 4-15 of the pulse transformer 4-16 (Fig. 8). Capacitor 4-13 is discharged to the primary winding 4-15 of the pulse transformer 4-16 within 100-200 μs, and trigger pulses (Fig. 9) with a duration of at least 50 μs are formed on the secondary winding 4-17, arriving at the output 4-5
При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при включённом транзисторе 4-6, запуск электронного ключа 4 не происходит, т.к. к управляющему электроду тринистора 4-14 приложено отрицательное (закрывающее) напряжение по величина равное падению напряжения на диоде 4-8. In the event of impulse noise in the on-board network of the car when the transistor 4-6 is on, the
При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при выключенном транзисторе 4-6, запуск тринистора 4-14 не происходит, т.к. конденсатор 4-13 разряжен. Для устойчивой работы тринистора 4-14 между управляющим электродом и катодом установлен резистор 4-19.In the event of impulse noise in the vehicle's on-board network when the transistor 4-6 is off, the SCR 4-14 does not start, because capacitor 4-13 is discharged. For the stable operation of the SCR 4-14, a 4-19 resistor is installed between the control electrode and the cathode.
Рассмотрим работу конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с использованием временных диаграмм, изображённых на Фиг. 10 - Фиг. 15.Let us consider the operation of the capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines (ICE) using the timing diagrams shown in Fig. 10 to FIG. 15.
При пуске и работе ДВС сигналы с датчика Холла или микропроцессорной системы управления зажиганием поступают на вход 4-3 формирователя импульсов (Фиг. 2, Фиг.5), и в момент закрытия транзистора 4-8 на выходе 4-4 формирователя импульсов 4 формируется положительный импульс запуска, поступающий на информационный вход 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 (не показан). На выходе 4-5 относительно выхода 4-2 формирователя 4 формируется отрицательный импульс запуска (Фиг. 10), который поступает на первый информационный вход 7-1 относительно первого входа 7-4 первого ключа 7. Полевой транзистор 7-5 открывается, и положительный потенциал напряжения с нижней обкладки конденсатора 6, ранее заряженного от импульсного преобразователя напряжения 3, прикладывается через открытый ключ 7 к переходу затвор-исток полевого транзистора 8-3 второго ключа 8, который открывается по цепи: нижняя обкладка конденсатора 6, первый вход 7-1 первого ключа 7, исток - сток полевого транзистора 7-5, выход 7-3 ключа 7, информационный вход 8-2 второго ключа 8, диод 8-7, резистор 8-6, затвор-исток полевого транзистора 8-3 второго ключа 8, вход 8-1 второго ключа 8, первая обкладка конденсатора 6. Транзистор 8-3 открывается, т.е. оба ключа 7 и 8 открываются. То есть триггер, составленный из двух ключей 7 и 8 с соответствующими внешними связями на двух комплементарных полевых транзисторах 7-5 и 8-3, переходит в устойчивое открытое состояние. Конденсатор 6 с первичной обмоткой 12 катушки зажигания 13 образуют колебательный контур, причём ток протекает по цепи: вторая обкладка конденсатора 6, ключ 7, диод 9, второй выходной зажим 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, первичная обмотка 12 катушки зажигания 13, первый выходной зажим 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй ключ 8, первая обкладка конденсатора 6. При протекании тока через первичную обмотку 12 катушки зажигания 13, формируется вторичной обмоткой 14 искровой разряд в зазоре 15. Напряжение на зазоре 15 и ток через зазор 15 свечи зажигания имеют, соответственно, вид, показанный на Фиг. 14 и фиг. 15. Напряжение на конденсаторе 6 изменяется по гармоническому закону косинуса (Фиг. 12), а ток изменяется по гармоническому закону синуса (Фиг. 13). Через половину периода колебательного процесса напряжение на конденсаторе достигает значения, при котором приложенный потенциал к переходам затвор - исток обоих полевых транзисторов не может удержать их открытыми и триггер на комплементарных транзисторах 8-3 и 7-5 лавинообразно закрывается. При этом ток в первичной обмотке 12 катушки зажигания 13 резко исчезает, а во вторичной обмотке 14 возникает высоковольтный импульс напряжения обратного знака (Фиг. 14) и происходит повторный пробой в искровом зазоре 15 свечи зажигания. Ток (Фиг. 15) через искровой зазор 15 также меняет направление на обратное значение, однако длительность его существенно больше, чем длительность тока в первой фазе разряда и превышает традиционную длительность искрового разряда транзисторных систем зажигания из-за большего значения тока разрыва.When starting and operating the internal combustion engine, the signals from the Hall sensor or the microprocessor-based ignition control system are fed to the input 4-3 of the pulse shaper (Fig. 2, Fig. 5), and at the moment of closing the transistor 4-8 at the output 4-4 of the pulse shaper 4 a positive a start pulse arriving at the information input 3-3 of the pulse voltage converter 3 (not shown). At the output 4-5 relative to the output 4-2 of the
Таким образом, построение конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах по предложенной схеме обеспечивает увеличенную длительность и мощность искрового разряда, что приводит к повышению надёжности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.Thus, the construction of a capacitor ignition module on complementary transistors according to the proposed scheme provides an increased duration and power of the spark discharge, which leads to an increase in the reliability of the ignition of the air-fuel mixture in various operating modes of internal combustion engines and various alternative types of fuel under normal and powerful modes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100516U RU198499U1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100516U RU198499U1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198499U1 true RU198499U1 (en) | 2020-07-13 |
Family
ID=71616233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100516U RU198499U1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198499U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136954C1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-09-10 | Военный автомобильный институт | Internal combustion engine electronic ignition device |
US7100589B2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-09-05 | Denso Corporation | Multi-spark type ignition system |
RU116578U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH |
-
2020
- 2020-01-13 RU RU2020100516U patent/RU198499U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136954C1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-09-10 | Военный автомобильный институт | Internal combustion engine electronic ignition device |
US7100589B2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-09-05 | Denso Corporation | Multi-spark type ignition system |
RU116578U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5220901A (en) | Capacitor discharge ignition system with inductively extended discharge time | |
KR930007999B1 (en) | Ignition system for internal combustion engine | |
CN109196220B (en) | Multi-charge ignition system and method of operating a multi-charge ignition system | |
RU116578U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH | |
CN108350849B (en) | Multi-charging ignition system and control method thereof | |
CN108350851B (en) | Method and device for controlling an ignition system | |
RU198499U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198498U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
GB1204460A (en) | Ignition system for an internal combustion engine | |
RU198501U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198503U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198583U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198505U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
JP2015063931A (en) | Ignition device | |
RU198506U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198504U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198500U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
KR20200020920A (en) | Ignition | |
RU196453U1 (en) | Ignition Capacitor Module for Complementary Transistors | |
RU198495U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198497U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
US4438751A (en) | High voltage generating circuit for an automotive ignition system | |
US3485227A (en) | Switching circuit | |
US3410257A (en) | Spark ignition systems | |
US3654910A (en) | Capacitor discharge ignition circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200427 |