RU2019727C1

RU2019727C1 - Combined plasma ignition system for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2019727C1
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Исаков
Original assignee: Олег Иванович Исаков
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: system has spark ignition 1 and plasma ignition 3. In addition there are resistor 13 and capacitor 30. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, а именно к системам зажигания для двигателей внутреннего сгорания, и может быть также использовано для маломощной плазменной сварки металлов. The invention relates to electrical equipment of vehicles, namely, ignition systems for internal combustion engines, and can also be used for low-power plasma welding of metals.

Известны устройства для получения в специальных плазменных свечах плазменных ядер поджига горючей смеси. Так, в системе зажигания, содержащей оптимизированный конденсатор, оптимизированную катушку зажигания, в специальных плазменных свечах и специальной камере сгорания реализуется плазменный факел большой мощности, который поджигает горючую смесь в цилиндрах дизельного двигателя внутреннего сгорания [1]. Known devices for producing in special plasma candles plasma nuclei of ignition of a combustible mixture. So, in an ignition system containing an optimized capacitor, an optimized ignition coil, a large power plasma torch is realized in special plasma candles and a special combustion chamber, which ignites the combustible mixture in the cylinders of a diesel internal combustion engine [1].

Недостатком данного устройства являются значительные токи плазмы, которые приводят к двукратному увеличению габаритов оптимизированной катушки зажигания, применению плазменных свечей зажигания, изменению формы камеры сгорания, что необходимо для воспламенения дизельного топлива и не требуется для воспламенения бензинового топлива в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания (ДВС). The disadvantage of this device is significant plasma currents, which lead to a twofold increase in the size of the optimized ignition coil, the use of plasma spark plugs, a change in the shape of the combustion chamber, which is necessary for igniting diesel fuel and not required for igniting gasoline fuel in a carburetor internal combustion engine (ICE).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является комбинированная плазменная система зажигания для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, содержащая искровое зажигание, включающее катушку искрового зажигания и прерыватель, вход первичной обмотки катушки зажигания соединен с источником питания, выход - с прерывателем распределителя, плазменное зажигание с реактивным фильтром подавления радиопомех, свечи зажигания [2]. The closest in technical essence to the claimed solution is a combined plasma ignition system for carburetor internal combustion engines, containing spark ignition, including a spark ignition coil and a chopper, the input of the primary winding of the ignition coil is connected to a power source, the output is with a distributor chopper, plasma ignition with reactive radio interference suppression filter, spark plugs [2].

Принцип работы системы состоит в том, что искра от искрового зажигания поджигает в специальной свече плазму, которая образуется за счет разряда конденсатора плазменной системы зажигания. The principle of the system is that the spark from the spark ignition ignites the plasma in a special candle, which is formed due to the discharge of the capacitor of the plasma ignition system.

Недостатком известной системы является параллельное включение обеих систем зажигания, то объясняется низким напряжением на выходе плазменной системы зажигания и, следовательно, большими токами в системе зажигания. Такое плазменное зажигание нельзя включать перед распределителем либо последовательно с вторичной обмоткой катушки искрового зажигания, потому что за этим последует их отказ. Большие токи плазменного зажигания требуют наличия блока управления работой плазменного зажигания в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, электромеханического регулятора мощности плазменного зажигания, дополнительного источника питания плазменной системы, специального реактивного фильтра подавления радиопомех, мощных высоковольтных разделительных диодов, соединяющих выход плазменного зажигания с проводом на специальную свечу зажигания каждого цилиндра, разделительного диода, соединяющего катушку искрового зажигания с распределителем. Естественно, все это усложняет электрическую схему устройства, снижает надежность системы и существенно увеличивает габариты устройства, что в целом снижает его потребительские свойства и эксплуатационные возможности. A disadvantage of the known system is the parallel inclusion of both ignition systems, which is explained by the low voltage at the output of the plasma ignition system and, therefore, by large currents in the ignition system. Such plasma ignition cannot be switched on in front of the distributor or sequentially with the secondary winding of the spark ignition coil, because this will be followed by their failure. High plasma ignition currents require a plasma ignition control unit depending on the crankshaft speed of the internal combustion engine, an electromechanical plasma ignition power regulator, an additional plasma power supply, a special reactive noise suppression filter, and powerful high-voltage isolation diodes connecting the plasma ignition output to the wire on a special spark plug of each cylinder, an isolation diode connecting lug spark ignition distributor. Naturally, all this complicates the electrical circuit of the device, reduces the reliability of the system and significantly increases the dimensions of the device, which generally reduces its consumer properties and operational capabilities.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных возможностей системы зажигания. The aim of the invention is to increase the operational capabilities of the ignition system.

Цель достигается тем, что в систему плазменного зажигания введены удвоитель напряжения и инвертор с самовозбуждением, трансформатор которого имеет обмотку управления и две симметричные первичные обмотки, соединенные с коллекторами двух транзисторов p-n-p-типа, базы которых подключены к обмотке управления и последовательно соединены с двумя диодами и первым и вторым сопротивлениями, подключенными к шине общего источника питания, вторичная обмотка трансформатора соединена с вторичной обмоткой катушки зажигания через удвоитель напряжения и параллельно подключенные к его диодам третье и четвертое сопротивления, при этом вторичная обмотка катушки зажигания использована в качестве фильтра радиопомех, выходной вывод которой подсоединен к распределителю, подключенному к свечам зажигания каждого цилиндра двигателя. The goal is achieved by the fact that a voltage doubler and a self-excited inverter are introduced into the plasma ignition system, the transformer of which has a control winding and two symmetrical primary windings connected to the collectors of two pnp-type transistors, the bases of which are connected to the control winding and are connected in series with two diodes and the first and second resistances connected to the bus of the common power source, the secondary winding of the transformer is connected to the secondary winding of the ignition coil through a doubler I parallel diodes connected to its third and fourth resistance, wherein the secondary winding of ignition coil is used as a filter for interference, an output terminal which is connected to a distributor connected to the spark plugs of each cylinder of the engine.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемая система отличается тем, что в ней имеются дополнительные узлы - инвертор, удвоитель напряжения, отсутствует дополнительный источник питания плазменного зажигания, разделительные диоды, дроссель и резистор фильтра, блок управления плазменным зажиганием, специальные свечи зажигания. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the proposed system is characterized in that it has additional nodes - an inverter, a voltage doubler, no additional plasma ignition power source, isolation diodes, a choke and filter resistor, a plasma ignition control unit, special spark plugs.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает на широкую известность таких устройств, как инвертор с самовозбуждением, удвоитель напряжения, а также параллельное включение диодам резисторов в удвоителе напряжения, подключение вторичной обмотки катушки искрового зажигания к диоду и конденсатору удвоителя напряжения, применение транзисторов инвертора типа p-n-p. Однако использование указанных признаков в заявленном техническом решении для формирования плазменного факела в свече зажигания проявляют новые свойства, заключающиеся в исключении взаимного влияния искрового и плазменного зажигания, в устойчивости запуска инвертора плазменного зажигания независимо от скорости нарастания напряжения питания при емкостной нагрузке и коротком замыкании в свечах зажигания, использование обычных свечей зажигания, что позволяет обеспечить гарантированный запуск инвертора, повысить эксплуатационную безопасность, существенно подавить радиопомехи, сохранить ресурс обычных свечей зажигания, избежать доработок двигателя внутреннего сгорания, получить в увеличенном зазоре между электродами свечи зажигания плазменный факел, что, помимо упрощения электрической схемы системы, повышает экономичность, экологичность ДВС. Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows the wide popularity of such devices as a self-excitation inverter, voltage doubler, as well as parallel connection of resistor diodes in a voltage doubler, connection of the secondary winding of the spark ignition coil to the voltage doubler diode and capacitor, and the use of pnp type inverter transistors . However, the use of these signs in the claimed technical solution for the formation of a plasma torch in the spark plug exhibit new properties, which include eliminating the mutual influence of spark and plasma ignition, in the stability of the start of the plasma ignition inverter, regardless of the rate of rise of the supply voltage under capacitive load and short circuit in the spark plugs , the use of conventional spark plugs, which ensures a guaranteed start of the inverter, increase operational b zopasnost significantly suppress the interference, keep the resource conventional spark plugs, to avoid modifications of the combustion engine, to obtain a larger gap between the spark plug electrodes a plasma torch, which, in addition to simplifying the electric circuit system, increases efficiency, environmentally friendly engine.

На фиг. 1 представлена электрическая схема комбинированной системы плазменного зажигания; на фиг.2 - комбинированная система плазменного зажигания, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - график зависимости энергии оптимизированных конденсаторов от числа оборотов коленчатого вала ДВС. In FIG. 1 is an electrical diagram of a combined plasma ignition system; figure 2 - combined plasma ignition system, front view; figure 3 is the same, a top view; figure 4 is a graph of the energy dependence of optimized capacitors on the number of revolutions of the crankshaft of the internal combustion engine.

Комбинированная система плазменного зажигания содержит (фиг.1) искровую систему зажигания 1 с электромеханическим прерывателем 2, плазменную систему зажигания (ПЗ) 3 с подсоединенным между шинами общего для систем 1 и 3 источника питания 4 однофазным инвертором 5 с самовозбуждением, состоящим из трансформатора 6 с обмоткой управления 7, соединенной с базами мощных транзисторов 8, 9 p-n-p-типа, включенных с общим эмиттером, база каждого из транзисторов 8, 9 соединена с катодом диодов 10, 11, аноды диодов 10, 11 соединены с резисторами 12, 13, которые соединены с общей шиной источника питания 4 и с общей точкой симметричных коллекторных обмоток 14, 15 трансформатора 6, вторичная обмотка 16 трансформатора 6 связана с удвоителем напряжения, при этом один вывод соединен с анодом диода 17 и катодом диода 18, другой вывод вторичной обмотки 16 соединен со средней точкой конденсаторов 19, 20, анод диода 18 соединен с общей шиной источника питания 4 и конденсатором 20, катод диода 17 соединен с плюсовой обкладкой конденсатора 19 и входным выводом вторичной обмотки 21 катушки искрового зажигания 24, в которой вторичная обмотка 21 служит реактивным фильтром подавления радиопомех, выходной вывод вторичной обмотки 21 катушки искрового зажигания 22 соединен с распределителем зажигания 23, подвижный контакт 24 которого поочередно подсоединяет выход искровой системы зажигания 1 и плазменной системы зажигания 3 со свечами зажигания 25 - 28, выключатель плазменного зажигания 29 соединен с общей точкой эмиттеров мощных транзисторов 8, 9 инвертора 5 и плюсовой шиной источника питания 4, конденсатор 30 включен между общей точкой эмиттеров мощных транзисторов 8, 9 и общей шиной источника питания 4, с плюсовой шиной которого соединена первичная обмотка 31 катушки искрового зажигания 22. The combined plasma ignition system contains (Fig. 1) a spark ignition system 1 with an electromechanical chopper 2, a plasma ignition system (PZ) 3 with a single-phase inverter 5 with a self-excitation consisting of a transformer 6 s connected between the buses of a power source 4 common to systems 1 and 3; a control winding 7 connected to the bases of high-power transistors 8, 9 pnp-type connected to a common emitter, the base of each of the transistors 8, 9 is connected to the cathode of the diodes 10, 11, the anodes of the diodes 10, 11 are connected to the resistors 12, 13, which is connected s with a common bus of the power supply 4 and with a common point of the symmetrical collector windings 14, 15 of the transformer 6, the secondary winding 16 of the transformer 6 is connected to a voltage doubler, while one terminal is connected to the anode of the diode 17 and the cathode of the diode 18, the other terminal of the secondary winding 16 is connected with the midpoint of the capacitors 19, 20, the anode of the diode 18 is connected to the common bus of the power source 4 and the capacitor 20, the cathode of the diode 17 is connected to the plus side of the capacitor 19 and the input terminal of the secondary winding 21 of the spark ignition coil 24, in which the secondary the coil 21 serves as a reactive noise suppression filter, the output terminal of the secondary winding 21 of the spark ignition coil 22 is connected to the ignition distributor 23, the movable contact 24 of which alternately connects the output of the spark ignition system 1 and the plasma ignition system 3 with spark plugs 25 - 28, the plasma ignition switch 29 connected to the common point of the emitters of the power transistors 8, 9 of the inverter 5 and the positive bus of the power supply 4, the capacitor 30 is connected between the common point of the emitters of the power transistors 8, 9 and the common bus power source 4, with the positive bus is coupled to the primary winding 31 of the coil 22, ignition spark.

Комбинированная система плазменного зажигания размещена в бескорпусном моноблоке 32 ( фиг.2), залитом эпоксидным компаундом, и крепится к кузову автомобиля с помощью профилей 33. Мощные транзисторы 8, 9 закреплены на игольчатых радиаторах 34 (фиг.3), резисторы 12, 13 размещены между профилями 33. Провод от распределителя зажигания 24 вставляется в съемный переходник 35 (фиг.2), который соединен с вторичной обмоткой 21 катушки искрового зажигания 22, к клеммам 36 присоединены провода электрооборудования системы зажигания автомобиля, тумблер выключателя 29 выведен на боковую поверхность моноблока 32. The combined plasma ignition system is placed in a single-piece monoblock 32 (Fig. 2), filled with an epoxy compound, and is attached to the car body using profiles 33. Powerful transistors 8, 9 are mounted on needle radiators 34 (Fig. 3), resistors 12, 13 are placed between the profiles 33. The wire from the ignition distributor 24 is inserted into a removable adapter 35 (Fig. 2), which is connected to the secondary winding 21 of the spark ignition coil 22, the wires of the electrical equipment of the car ignition system, the toggle switch 29 are connected to the terminals 36 brought to the side surface of the monoblock 32.

Описываемая система зажигания работает следующим образом. The described ignition system operates as follows.

При включенном выключателе 29 напряжение от источника питания 4 подается на инвертор 5. Через запускающие цепочки из диодов 10, 11, резисторов 12, 13 начинает протекать начальный ток и падение напряжения на резисторах 12, 13 создает отпирающее смещение на входах транзисторов 8, 9, которые приоткрываются, в результате чего через коллекторные обмотки 14, 15 трансформатора 6 начинают протекать различные по величине и фазе начальные токи, пропорциональные коэффициентам усиления транзисторов 8, 9. When the switch 29 is turned on, the voltage from the power source 4 is supplied to the inverter 5. Through the starting chains of the diodes 10, 11, resistors 12, 13, the initial current starts flowing and the voltage drop across the resistors 12, 13 creates a trigger bias at the inputs of transistors 8, 9, which open slightly, as a result of which, through the collector windings 14, 15 of the transformer 6, the initial currents of different magnitude and phase begin to flow, proportional to the gain of the transistors 8, 9.

Больший ток в одной из коллекторных обмоток 14, 15 индуцирует в обмотке управления 7 фазу отпирающего тока, совпадающего с фазой начального большего тока одного из транзисторов 8, 9. Инвертор 5 запускается и переходит в автоколебательный режим, для гарантированного запуска которого при работе на емкостную нагрузку и возможном коротком замыкании на его выходе при любой скорости нарастания напряжения служат запускающие цепочки на диодах 10, 11 и резисторах 12, 13. A larger current in one of the collector windings 14, 15 induces a trigger current phase in the control winding 7, which coincides with the phase of the initial larger current of one of the transistors 8, 9. The inverter 5 starts and goes into self-oscillating mode, for which it can be guaranteed to run when working on a capacitive load and a possible short circuit at its output at any rate of voltage rise are triggering chains on diodes 10, 11 and resistors 12, 13.

Величина резисторов 12, 13 выбирается такой, чтобы автоколебания не срывались при напряжении источника 4 питания 1-2 В, начальном токе смещения не более 40 мА и коротком замыкании на выходе инвертора 5. The value of the resistors 12, 13 is chosen so that the self-oscillations do not break when the voltage of the power supply 4 is 1-2 V, the initial bias current is not more than 40 mA and a short circuit at the output of the inverter 5.

Трансформатор 6 повышает напряжение источника питания 4 до 1,650 - 1,750 кВ, умножитель напряжения на диодах 17, 18 и накопительных конденсаторах 19, 20 переменное напряжение выпрямляет, удваивает до величины 3,3 - 3,5 кВ. Постоянное повышенное напряжение через высоковольтную обмотку 21 катушки искрового зажигания 22 поступает на подвижный электрод 24 распределителя 23, через воздушный промежуток между подвижным электродом 24 распределителя 23 в виде тлеющего разряда поступает на электрод одной из свеч зажигания 25 - 28. Transformer 6 increases the voltage of power supply 4 to 1,650 - 1,750 kV, the voltage multiplier on diodes 17, 18 and storage capacitors 19, 20, the AC voltage rectifies, doubles to a value of 3.3 - 3.5 kV. The constant increased voltage through the high-voltage winding 21 of the spark ignition coil 22 is supplied to the movable electrode 24 of the distributor 23, through the air gap between the movable electrode 24 of the distributor 23, it enters the electrode of one of the spark plugs 25 - 28 in the form of a glow discharge.

Воздушный зазор между электродами распределителя 24 и свечей зажигания 25 - 28 велик для зажигания плазмы, но воздушная среда между электродами ионизирована и подготовлена к пробою электрической искрой от искрового зажигания 1. При проворачивании коленчатого вала ДВС в высоковольтной обмотке 21 катушки искрового зажигания 22 индуцируется высокое напряжение до 30 кВ, с которым суммируется напряжение с накопительных конденсаторов 19, 20 плазменной системы зажигания 3, воздушные промежутки между электродами распределителя 23 и одной из свеч зажигания 25 - 28 пробиваются, электрическая искра искровой системы зажигания 1 поджигает плазменный факел, конденсаторы 19, 20 плазменного зажигания 3 разряжаются, инвертор 5 переходит в режим короткого замыкания и поддерживает горение плазмы не более 1,0 мс. The air gap between the electrodes of the distributor 24 and the spark plugs 25 - 28 is large for igniting the plasma, but the air between the electrodes is ionized and prepared for breakdown by an electric spark from spark ignition 1. When cranking the ICE crankshaft in the high-voltage winding 21 of the spark ignition coil 22, a high voltage is induced up to 30 kV, with which the voltage from the storage capacitors 19, 20 of the plasma ignition system 3 is summed, the air gaps between the electrodes of the distributor 23 and one of the spark plugs 25-28 breaks out, the electric spark of the spark ignition system 1 ignites the plasma torch, the capacitors 19, 20 of the plasma ignition 3 are discharged, the inverter 5 goes into short circuit mode and supports plasma burning for no more than 1.0 ms.

При увеличении оборотов ДВС выше средних, если не снижать напряжение на конденсаторах 19, 20, резерв по тепловой нагрузке обычных свечей зажигания 25 - 28 будет исчерпан и начнется капельное зажигание. Для управления энергией плазменного зажигания 3 в зависимости от числа оборотов коленчатого вала ДВС выполняют оптимизированные характеристики плазменного зажигания 3, которыми являются выходная мощность инвертора 3, величина емкостей 19, 20 и величина напряжения на выходе инвертора 3. При заданных оптимизированных характеристиках зависимость энергии, отдаваемой плазменным зажиганием 3, от числа оборотов коленчатого вала ДВС приведена на фиг.4, где n₁ соответствует числу оборотов в стартерном режиме; n₂ - средним оборотам; n₃ - максимальным оборотам коленчатого вала ДВС (5500 об/мин).If the engine speed is higher than average, if you do not reduce the voltage on the capacitors 19, 20, the reserve for the thermal load of ordinary spark plugs 25 - 28 will be exhausted and drip ignition will begin. To control the energy of the plasma ignition 3, depending on the number of revolutions of the ICE crankshaft, the optimized characteristics of the plasma ignition 3 are performed, which are the output power of the inverter 3, the capacitance value 19, 20 and the voltage value at the output of the inverter 3. For given optimized characteristics, the dependence of the energy given off by the plasma ignition 3, from the number of revolutions of the ICE crankshaft is shown in figure 4, where n ₁ corresponds to the number of revolutions in the starter mode; n ₂ - average speed; n ₃ - the maximum speed of the engine crankshaft (5500 rpm).

При увеличении числа оборотов коленчатого вала ДВС напряжение на конденсаторах 19, 20 линейно снижается с 3,5 до 1,0 кВ, энергия, отдаваемая конденсаторами 19, 20, снижается пропорционально квадрату напряжения на них, чем обеспечивается падающая характеристика энергии ПЗ 3 при оборотах коленвала ДВС выше средних. With an increase in the number of revolutions of the ICE crankshaft, the voltage across the capacitors 19, 20 decreases linearly from 3.5 to 1.0 kV, the energy given off by the capacitors 19, 20 decreases in proportion to the square of the voltage on them, which ensures a falling characteristic of the energy of PZ 3 at crankshaft revolutions ICE is above average.

Электрическая эрозия тонкого бокового электрода обычной свечи зажигания снижена подключением катодов диодов 17, 18, ПЗ 3 к вторичной обмотке 21 катушки зажигания 22, что позволяет электрически разгрузить боковой и нагрузить массивный центральный электрод обычной свечи зажигания. The electrical erosion of the thin side electrode of a conventional spark plug is reduced by connecting the cathodes of the diodes 17, 18, PZ 3 to the secondary winding 21 of the ignition coil 22, which allows you to electrically unload the side and load the massive central electrode of a conventional spark plug.

Мощные транзисторы 8, 9 инвертора 5 выбраны кремниевые типа p-n-p для повышения надежности инвертора 5, потому что при возможном эксплуатационном коротком замыкании радиаторов 35 с транзисторами 8, 9 типа n-p-n произойдет мгновенный их пробой. Power transistors 8, 9 of the inverter 5 are selected as silicon p-n-p type to increase the reliability of the inverter 5, because with a possible operational short circuit of the radiators 35 with transistors 8, 9 of the n-p-n type, their instantaneous breakdown will occur.

Конденсаторы 19, 20 устраняют коммутационные перегрузки инверсными токами транзисторов 8, 9. Capacitors 19, 20 eliminate switching overload by inverse currents of transistors 8, 9.

В случае отказа ПЗ 3 из-за выхода из строя любого элемента ПЗ 3 система зажигания сохраняет свою работоспособность за счет нормального функционирования искрового зажигания 1. In the event of a failure of the PZ 3 due to the failure of any element of the PZ 3, the ignition system remains operational due to the normal functioning of spark ignition 1.

Защита транзисторов 8, 9 от воздействия искровой системы зажигания обеспечивается закорачиванием переменной составляющей искрового зажигания 1 на общую шину питания через диоды 17, 18 и конденсаторы 19, 20 ПЗ 3, защиты транзисторов 8, 9 от пиковых напряжений при работе на емкостную нагрузку не требуется, для защиты транзисторов 8, 9 от электрических помех введен конденсатор 30. Protection of transistors 8, 9 from the effects of the spark ignition system is provided by shorting the variable component of spark ignition 1 to a common power bus through diodes 17, 18 and capacitors 19, 20 PZ 3, protection of transistors 8, 9 from peak voltages when working on a capacitive load is not required, a capacitor 30 is introduced to protect transistors 8, 9 from electrical noise.

Путем изменения номиналов резисторов 12, 13, изменения числа витков в обмотках трансформатора 6 можно получить четыре качественно отличных процесса горения в зазоре между электродами свечей зажигания 25 - 28 на открытом воздухе. By changing the values of the resistors 12, 13, changing the number of turns in the windings of the transformer 6, four qualitatively different combustion processes in the gap between the electrodes of the spark plugs 25 - 28 in the open air can be obtained.

1. Автоколебания инвертора 5 срываются и возобновляются сразу после прекращения искры искрового зажигания 1. В этом случае конденсаторы 19, 20 работают как вольтодобавка и наблюдается имитация электронной системы зажигания. 1. The self-oscillations of the inverter 5 break down and resume immediately after the cessation of the spark ignition 1. In this case, the capacitors 19, 20 work as a voltage boost and an imitation of the electronic ignition system is observed.

2. Автоколебания инвертора 5 не срываются, но между электродами свечей зажигания 25 - 28 на весь период горения плазмы образуется поток электронов в виде тонкой прямой нити красного цвета. Ток через электроды свечей зажигания на порядок меньше требуемого. 2. The self-oscillations of the inverter 5 do not break, but between the electrodes of the spark plugs 25 - 28 for the entire period of plasma burning an electron stream is formed in the form of a thin straight red thread. The current through the electrodes of the spark plugs is an order of magnitude less than required.

3. Автоколебания не срываются, но образуется слаботочная дуга в виде тонкой прямой нити синего цвета. Ток через электроды свечей зажигания несколько больше указанного в п.2. 3. Self-oscillations do not break, but a low-current arc forms in the form of a thin straight blue thread. The current through the electrodes of the spark plugs is slightly greater than that specified in paragraph 2.

4. Собственно плазма в виде плазменного факела большого диаметра ярко-белого свечения с синими областями. В нормальных условиях при атмосферном давлении и напряжении питания 12,5 В в зазоре между электродами не менее 7 мм после первой искры искрового зажигания 1 поддерживается устойчивое горение плазменного факела диаметром до 6 мм. 4. Actually plasma in the form of a plasma torch of large diameter bright white glow with blue areas. Under normal conditions, at atmospheric pressure and a supply voltage of 12.5 V in the gap between the electrodes of at least 7 mm after the first spark ignition 1, stable burning of the plasma torch with a diameter of up to 6 mm is maintained.

Высокая температура и большая площадь боковой поверхности плазменного факела позволяют существенно улучшить эксплуатационные характеристики ДВС. High temperature and a large area of the side surface of the plasma torch can significantly improve the performance of ICE.

В предлагаемом техническом решении облегчен запуск ДВС, средняя экономия топлива составляет 13 %, содержание СО в выхлопных газах пониженное, обеспечены устойчивость сгорания топлива на малых оборотах коленвала ДВС, и отсутствие детонации на оборотах коленвала ДВС выше средних, снижены требования к сортности применяемого топлива, сохранен ресурс свечей зажигания, которыми комплектуется ДВС, ощутимо увеличен крутящий момент на валу ДВС. Предусмотренная повышенная безопасность эксплуатации ПЗ облегчает выполнение работ с зажиганиями. The proposed technical solution facilitates the start of internal combustion engines, the average fuel economy is 13%, the CO content in the exhaust gases is reduced, the stability of fuel combustion at low engine speeds is ensured, and the absence of detonation at the engine speeds is higher than average, the requirements for the grade of fuel used are reduced, and saved the life of spark plugs, which is equipped with ICE, significantly increased torque on the ICE shaft. The envisaged increased operational safety of the PP makes it easier to carry out work with ignitions.

Существенное упрощение схемы позволяет реализовать систему в габаритах 65 х 85 х 150 (фиг.2, 3) с установкой и подключением по месту обычной катушки искрового зажигания. A significant simplification of the circuit allows you to implement the system in dimensions 65 x 85 x 150 (Fig.2, 3) with installation and connection in place of a conventional spark ignition coil.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет получить следующие преимущества: повысить надежность системы зажигания, обусловленную упрощением электрической схемы зажигания, избежать изменений в электрической схеме автомобиля, исключить доработки ДВС для размещения узлов плазменного зажигания в автомобиле, использовать обычные свечи искрового зажигания, которыми комплектуется ДВС. Compared with the prototype, the proposed technical solution allows to obtain the following advantages: to increase the reliability of the ignition system due to the simplification of the ignition circuit, to avoid changes in the electric circuit of the car, to exclude modifications to the internal combustion engine to place the plasma ignition units in the car, to use the usual spark plugs that the ICE is equipped with .

Claims

COMBINED PLASMA IGNITION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE, containing spark ignition and plasma ignition connected in series, which contains an inverter including a transformer, which has a control winding, a primary winding, which consists of two parts, the output of which is secondary, the secondary is , the first and second transistors, the collectors of which are connected respectively to the beginning and end of the primary winding, the bases of which are connected to the beginning and the end of the control winding, the first and second diodes, the first resistor, a power source, the positive terminal of which is connected to a common bus, characterized in that, in order to increase reliability, a second resistor and capacitor are introduced into the plasma ignition inverter, the base of the first and second transistors respectively connected through a series-connected first diode and a first resistor, a second diode and a second resistor with a common bus, emitters of the first, second transistors are connected directly through the entered switch with plus oic terminal and via a capacitor to the common bus, both sides of the transformer primary windings are symmetrical, and their midpoint connected to the common bus.