RU2000465C1 - Система плазменного зажигани дл двигателей внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Использование: в системах плазменного зажигани  дл  двигателей внутреннего сгорани  и дл  воспламенени  обедненных топливных смесей. Сущность изобретени : система содержит ключ б напр жени  питани , который подключает преобразователь 7 напр жени  к напр жению питани  систе- мц только на врем  замыкани  контакта 4 прерывател . За это врем  зар жаютс  конденсаторы 16. 17 в блоке 8 накоплени  зар да . После размыкани  контакта прерывател  преобразователь 7 напр жени  отключаетс , а накопленна  на конденсаторах 16, 17 энерги  используетс  дл  ионизации искрового промежутка свечи 15 зажигани  и формировани  на нем высоковольтного импульса, сформированного с по- мощью тиристорного ключа 9 искрообразовани . Управление ключом 9 искрообразовани  производитс  формирователем 5 импульса в блоке 1 управлени , который срабатывает при размыкании контакта 4 прерывател . При этом исключаетс  ложное искрообразовэние, что позвол ет снизить потребл емую мощность и повысить надежность искрообразовани . 1 ил.

Description

f4

U/5

ho О О О

О

ел

о

Изобретение относитс  к системам плазменного зажигани  дл  двигателей внутреннего сгорани  и может быть использовано дл  воспламенени  обедненных топливных смесей.

Известна система плазменного зажигани  с плазменной свечой, содержаща  катушку зажигани , преобразователь напр жени , блок накоплени  зар да, блок управлени , распределитель и группу свечей зажигани , выходы распределител  соединены с выводами центрального электрода соответствующих свечей зажигани  группы, первые выводы первичной и вторичной обмоток катушки зажигани  обь- единены. Дл  реализации системы необходимы значительные аппаратурные затраты и применение свечей зажигани  специальной конструкции. В частности, необходимо использование высоковольтных диодов дл  изол ции катушки зажигани  и блока накоплени  зар да.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению  вл етс  система плэз- менного зажигани , содержаща  блок управлени , катушку зажигани , преобразователь напр жени , блок накоплени  зар да , распределитель и группу свечей зажигани , первый выход преобразовател  напр жени  соединен с первым выводом блока накоплени  зар да и с первым выводом вторичной обмотки катушки зажигани , второй вывод которой соединен с входом распределител , выходы которого соединены с выводами центрального электрода соответствующих свечей зажигани  группы. В системе могут быть использованы свечи зажигани  традиционной конструкции, примен емые в обычных системах зажигани . Однако конструкци  катушки зажигани , используемой в системе, несколько усложнена и требует наличи  дополнительного вывода. Недостатком этой системы  вл етс  повышенное потребление мощности от источника напр жени  питани . Это обусловлено посто нным подключением преобразовател  напр жени  к источнику напр жени  питани . Кроме того, традиционное включение прерывател  в данной системе не позвол ет получить высокую скорость нарастани  напр жени  во вторичной обмотке катушки зажигани , что ухудшает надежность искрообразовани  в системе.

Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности. Дополнительна  цель изобретени  - повышение надежности искрообразовани .

Цель достигаетс  тем, что в систему плазменного зажигани  дл  двигателей внутреннего сгорани , содержащую блок управлени , катушку зажигани , преобразователь напр жени , блок накоплени  зар да , распределитель и группу свечей зажигани , первый выход преобразовател  напр жени  соединен с первым выводом блока накоплени  зар да и с первым выводом вторичной обмотки катушки зажигани , второй вывод которой соединен с входом распределител , выходы которого соединены с выводами центрального электрода соответствующих свечей зажигани  группы,

5 введены ключ напр жени  питани , ключ искрообразовани  и восстановительный элемент, соединенный параллельно первичной обмотке катушки зажигани , первый и второй выходы блока управлени  соедине0 ны с коммутирующими входами ключей напр жени  питани  и искрообразовани  соответственно, первый вывод блока накоплени  зар да соединен с первым выводом первичной обмотки катушки зажигани , вто5 рой выход преобразовател  напр жени  соединен с вторым выводом блока накоплени  зар да и с коммутируемым входом ключа искрообразовани , выход которого соединен с вторым выводом первичной обмотки

0 катушки зажигани , вход напр жени  питани  системы соединен с коммутируемым входом ключа напр жени  питани , выход которого соединен с входом преобразовател  напр жени .

5Блок накоплени  зар да содержит последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала системы и вторым выводом блока нэкопле0 ни  зар да соответственно, а вторые выводы соединены с первым выводом накоплени  зар да.

Блок управлени  содержит прерыватель и формирователь импульса, выход пре5 рывател  соединен с первым выходом блока управлени  и через формирователь импульса - с вторым выходом блока управлени .

Конструктивные признаки, введенные в прототип, позвол ют получить усматривэе0 мый положительный эффект и, следовательно ,  вл ютс  существенными признаками предлагаемого иэобоетени . Авторам не известны источники информации, в которых введенна  совокупность признаков испопь5 зуетс  дл  достижени  усматриваемого положительного эффекта, т.е. предлагаема  система соответствует критерию существенные отличи .

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом

Система плазменного зажигани  дл  двигателей внутреннего сгорани  содержит блок 1 управлени , который может иметь различные варианты конструктивной реализации . Предлагаемый вариант блока 1 управлени  содержит прерыватель 2, состо щий из искрогас щего конденсатора 3, который подключен параллельно контактам 4, и формирователь 5 импульсов. Выход прерывател  2 соединен с первым выходом блока 1 управлени  и через формирователь 5 импульсов - с вторым выходом блока 1 управлени . Кроме того, система содержит ключ 6 напр жени  питани , преобразователь 7 напр жени , блок 8 накоплени  зар да , ключ 9 искрообразовани , восстановительный элемент 10, катушку 11 зажигани  с первичной 12 и вторичной 13 обмотками, распределитель 14 и группу свечей 15 зажигани .

Блок 8 накоплени  зар да может быть выполнен в виде последовательно соединенных первого 16 и второго 17 конденсаторов , первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала системы и вторым выводом блока 8 накоплени  зар да соответственно, а вторые выводы соединены с первым выводом блока 8 накоплени  зар да.

Первый и второй выходы блока 1 управлени  соединены с коммутирующими входа- ми ключей напр жени  питани  6 и искрообразовани  9 соответственно, вход напр жени  питани  системы соединен с коммутируемым входом ключа 6 напр жени  питани , выход которого соединен с входом преобразовател  7 напр жени , первый и второй выводы которого соединены с первым и вторым выводами блока 8 накоплени  зар да соответственно, первый вывод которого соединен с первыми выводами первичной 12 и вторичной 13 обмоток катушки 11 зажигани , второй вывод вторичной обмотки 13 которой соединен с входом распределител  14, выходы которого соединены с выводами центрального электрода соответствующих свечей 15 зажигани  группы, второй вывод блока 8 накоплени  зар да соединен с коммутируемым входом ключа 9 искрообразовэни , выход которого соединен с вторым выводом первичной обмотки 12 катушки 11 зажигани , параллельно которой подключен восстановительный элемент 10.

Формирователь 5 импульсов вырабатывает импульс фиксированной длительности при размыкании контакта 4 прерывател  2. При этом дл  устранени  дребезга контакта 4 о составе формировател  5 импульсов содержитс  схема устранени  дребезга,

котора  может быть выполнена в пиде порогового элемента с гистерезисной характеристикой . Ключ 6 напр жени  питани  подключает преобразователь 7 напр жени  5 к напр жению Н1 питани  системы нэ врем  замыкани  контакта 4 прерывател  и может быть выполнен в виде транзисторного ключа. Ключ 9 искрообразовани  выполнен в виде тиристорного ключа, дл  управлени  0 которым в составе формировател  5 импульсов должен содержатьс  разделительный трансформатор. Восстановительный элемент 10 выполнен в виде диода. Преобразователь 7 напр жени  формирует 5 напр жени  Н2 и НЗ, которые используютс  дл  формировани  плазмы и искры соответственно .

Система работает следующим образом. Предположим, что в исходном состо 0 нии контакт 4 прерывател  2 разомкнут. В этом случае коммутируемые ключами б и 9 цепи разомкнуты, т.е. преобразователь 7 отключен от напр жени  Н1 питани  системы и тока не потребл ет.

5 При замыкании контакта 4 прерывател  2 сигнал с первого выхода блока 1 поступает на коммутирующий вход ключа 6, который подключает напр жение HI питани  системы к входу преобразовател  7. Преобразо0 ватель 7 начинает работать и формирует на первом и втором выходах напр жени  Н2 и НЗ, которые зар жают конденсаторы 16 и 17 в блоке 8. При этом напр жение Н2 с первого вывода блока 8 поступает через вторич5 ную обмотку 13 катушки 11 и соответствующий выход распределител  14 на искровой промежуток соответствующей свечи 15 зажигани  и обеспечивает ионизацию этого искрового промежутка.

0 При размыкании контакта 4 прерывател  2 выключаютс  ключ 6 и соответственно преобразовател  7, однако зар ды, накопленные на конденсаторах 16 и 17 блока 8, сохран ютс  и поддерживают напр жени 

5 на искровом промежутке соответствующей свечи 15 зажигани  и на коммутируемом входе ключа 9.

Формирователь 5 импульсов подавл ет дребезг контакта 4 прерывател  2 и фор0 мирует импульс нормированной длительности на коммутирующем входе ключа 9. Этот импульс открывает ключ 9, и происходит разр д конденсатора 17 на первичную обмотку 12 катушки 11. что приводит к индуци5 рованию на ее вторичной обмотке 13 высоковольтного импульса и по влению дуги в ионизированном искровом промежутке свечи 15. выбранной распределителем 14, Горение дуги поддерживаетс  в течение ра- бочего хода поршн  двигател  внутреннего

сгорани  за счет энергии, накопленной в катушке 11 и конденсаторе 16. Восстановительный элемент 10 - диод - способствует выделению энергии, накопленной в катушке 11. на искровом промежутке соответствующей свечи 15.

Далее работа системы повтор етс  дл  следующего цилиндра двигател  внутреннего сгорани , выбранного распределителем 14.

Таким образом, потребление энергии системой происходит в основном в момент замыкани  контакта 4 прерывател  2, когда происходит интенсивный зар д конденсаторов 16. 17 блока 8. В дальнейшем преобразователь 7 работает практически на холостом ходу, а п момент размыкани  контакта 4 питание преобразовател  7 вовсе прекращаетс , что преп тствует поддержанию горени  плазменной дуги в искровом промежутке свечи 15 за пределами такта рабочего хода поршн . Это обсто тельство позвол ет сохранить энергетические характеристики системы вплоть до предельных оборотов двигател . Следовательно, система обеспечивает высокий коэффициент полезного действи , т.к. практически вс  энерги , накопленна  в блоке 8. рассеиваетс  в искровом промежутке свечи 15. Сис- обеспечивает крутой фронт нарастани  высоковольтного напр жени  на вторичной обмотке 13 катушки 11 за счет использовани  тиристорного ключа 9, что преп тствует развитию утечек внутри свечи 15 в момгнт пробо  искпового промежутка. Использование формировател  5 импульсов со схемой устранени  дребезга исключает ложное искрообразование и способствует увеличению ресурса двигател . В системе могут быть использованы стандартные прерыватель 2, катушка 11, распределитель 14 и свечи 15, что позвол ет снизить стоимость системы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Система плазменного зажигани  дл  двигателей внутреннего сгорани , содержаща  катушку зажигани , перва  клемма вторичной обмотки которой соединена через распределитель с первыми клеммами группы свечей, вторые клеммы которых соединены с общей шиной, преобразователь напр жени , выход которого соединен последовательно с выпр мителем и блоком накоплени  зар да, который включает первый и второй конденсаторы, соединенные последовательно с общей шиной, причем перва  клемма первого конденсатора  вл етс  первой входной и выходной клеммой блока накоплени  зар да, а втора  клемма его - второй входной клеммой, и вторую выходную клемму, блок управлени , который включает прерыватель и клемму дл  подключени  источника питани , отличающ а   с   тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности источника питани , введены ключ преобразовани , который выполнен в виде управл емого тиристора, вход и выход которого соединены соответственно с первой выходной клеммой блока накоплени  зар да и первой клеммой первичной обмотки катушки зажигани , втора  клемма которой соединена с второй выходной клеммой блока накоплени  зар да, введен восстановительный элемент, который выполнен в виде диода, вход которого соединен с первой клеммой первичной обмотки катушки зажигани , а выход - с второй клеммой вторичной обмотки катушки зажигани , в блок управлени  введен формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом прерывател , перва  и втора  выходна  клемма которого соединены соответственно с управл ющим входом ключа искрооб- разовани  и введенного ключа напр жени  питани , вход и выход которого соединены

   соответственно с клеммой дл  подключени  источника питани  блока управлени , и с входом преобразовател  напр жени , причем треть  выходна  клемма формировател  импульсов соединена с входом ключа

   искрообразовани , а втора  выходна  клемма блока накоплени  зар да соединена с его второй входной клеммой.