RU2094646C1 - Высокочастотная электроразрядная система воспламенения - Google Patents
Высокочастотная электроразрядная система воспламенения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094646C1 RU2094646C1 RU94005040A RU94005040A RU2094646C1 RU 2094646 C1 RU2094646 C1 RU 2094646C1 RU 94005040 A RU94005040 A RU 94005040A RU 94005040 A RU94005040 A RU 94005040A RU 2094646 C1 RU2094646 C1 RU 2094646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- voltage
- coil
- ignition system
- candle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение может использоваться в системах, где требуется поджиг топлива для любых типов двигателей и для горелок любого жидкого и газообразного топлива. Основной задачей является унификация системы вне зависимости от типа двигателей и топлива. Сущность изобретения: система воспламенения содержит: высокочастотный задающий генератор, колебательную систему и излучатель, представляющий собой электроразрядную свечу и являющийся частью колебательной системы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и к авиационной промышленности, в частности к системам воспламенения реактивных двигателей, а также может быть использовано в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания.
Известна система электроискрового зажигания для воспламенения топливной смеси двигателей [1] содержащая непрерывный генератор ВЧ, примененный в качестве высоковольтного преобразователя, со свечей зажигания.
Однако в известной системе в преобразователе, выполненной по общеизвестной схеме блокинг-генератора, осуществлен способ накопления энергии сердечником высоковольтного трансформатора, что приводит к необходимости применения сердечника из магнитного материала, увеличивает вес всей системы в целом. Кроме того, импульсы однополярного напряжения, вырабатываемые преобразователем и подаваемые на свечу, при возникновении пробоя разрядного промежутка приводят к появлению ударной волны и, как следствие, к выбрасыванию топлива из зоны горения, что существенно снижает надежность воспламенения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве протопипа высокочастотная система воспламенения [2] содержащая высокочастотный генератор, излучатель и колебательную систему, выполненную в виде полусфер и представляющую собой объемный резонатор, в котором за счет резонанса в фокусе полусфер образуется плазма. Генератор работает на фиксированной частоте и передает энергию по каоксиалу излучателю, находящемуся в полости объемного резонатора.
Для реализации данной системы необходимо существенно переделывать головку двигателя внутреннего сгорания, а для реактивного двигателя вообще невозможно применять из-за взрыва топливной смеси внутри полости объемного резонатора при возникновении плазмы, приводящего к разрушению резонатора и двигателя в целом.
Основной задачей предлагаемого технического решения является снижение массогабаритных показателей, унификация по объектам применения.
Задача решается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем высокочастотный задающий генератор, колебательную систему и излучатель, представляющий собой электроразрядную свечу, подключен к колебательной системе, выполненной на сосредоточенных элементах, и его электрическая емкость является частью емкости этой колебательной системы, участвующей в резонансе, а колебательная система подключена к выходу генератора в качестве нагрузки, где за счет резонанса образуется высокое напряжение, вызывающее пробой разрядного промежутка, а вход обратной связи генератора, предназначенный для коррекции фазы, частоты и амплитуды и возникновения автоколебаний, подключен к этой колебательной системе.
На фиг.1 изображена общая схема высокочастотной электроразрядной системы воспламенения; на фиг. 2 принципиальная схема высокочастотной электроразрядной системы воспламенения, задающий генератор которой выполнен, например, по схеме индуктивной трехточки.
Схема высокочастотной электроразрядной системы воспламенения состоит из высоковольтного высокочастотного генератора 1 с колебательной системой 2 и свечи 3 с центральным электродом 4, выполнена в одном корпусе как единое устройство. Принципиальная схема высокочастотной электроразрядной системы воспламенения, задающий генератор которой выполнен по схеме индуктивности трехточки, включает в себя катушку индуктивности 5, первый выход которой (верхний по схеме) соединен с первым выводом конденсатора 6, образующих колебательную систему 2, настроенную на частоту 2 5 МГц, второй вывод последнего соединен с базой транзистора 7, образуя обратную связь, и первым выводом резистора 8 и с первым выводом резистора 9, второй вывод последнего соединен с первым выводом блокирующего конденсатора 10 и с коллектором транзистора 7, эмиттер последнего соединен с вторым выводом резистора 8 и с отводом катушки 5, являющейся нагрузкой генератора, второй вывод которой (нижний по схеме) соединен с общим проводом питания, с вторым выводом конденсатора 10, с корпусом прибора и корпусом электроразрядной свечи зажигания 3, центральный электрод последней соединен с первым выводом катушки 5. Таким образом, емкость свечи включена в состав колебательной системы и участвует в резонансе. Напряжение питания подается на коллектор транзистора 7 и на общий провод.
Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания на коллектор транзистора 7 последний открывается через делитель напряжения, выполненный на резисторах 8 и 9, что приводит к появлению тока через нижнюю по схеме часть витков катушки 5, который, в свою очередь, вызовет ЭДС индукции в верхней по схеме части витков катушки 5. Это напряжение через обратную связь и открытый переход ЭБ транзистора 7 и резистора 8 прикладывается к конденсатору 6, заряжая его и одновременно током заряда еще сильнее открывая транзистор 7, приводя его в насыщение, после чего рост тока через транзистор 7, а следовательно, и через нижнюю по схеме часть витков катушки 5 прекращается, что вызывает уменьшение ЭДС индукции в верхней по схеме части витков катушки 5, которая через резистор 8 перезаряжает конденсатор 6, но уже напряжением, противоположным по знаку первоначальному. Конденсатор 6, приняв накопленную в катушке 5 энергию, начнет разряжаться и отдавать накопленную энергию через резистор 8 катушке 5 и в момент, когда конденсатор 6 разрядится почти до нуля, транзистор 7 откроется и добавит в колебательную систему 2, образованную катушкой 5, конденсатором 6 и свечей 3, энергию, затраченную на потери при обмене энергией между конденсатором 6, катушкой 5 и свечей 3, а также на потери, вызванные разрядом в свечном промежутке, после чего процесс повторится. Таким образом, в данном устройстве возникают незатухающие электромагнитные колебания. Напряжения на катушке 5, конденсаторе 6 и свече 3, образующих колебательную систему, практически равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол 90 град. Величина этого напряжения есть функция соотношения числа витков в катушке 5 и добротности колебательной системы. Математически напряжение на свече выражается приблизительной формулой:
,
где
Uвых напряжение на свече;
ω1 число витков в верхней по схеме части катушки 5;
ω2 число витков в нижней по схеме части катушки 5;
Q добротность колебательной системы;
Uпит -напряжение питания;
Таким образом, в точке соединения катушки 5, конденсатора 6 и свечи 3 имеется синусоидальное высокочастотное высоковольтное напряжение, при определенных параметрах схемы достигающее амплитуды 4 10 кВ, которое в этой точке будет столько времени, сколько времени будет находится напряжение питания на коллекторе транзистора 7, и может лежать в пределах от единиц микросекунд до десятков минут. Поэтому, изменяя время команды питания схемы, можно получать в искровом промежутке искру любой длительности, в том числе и непрерывную. Кроме того, сумма комплексных величин напряжений на катушке индуктивности 5 и конденсаторе 6 на резонансной частоте величина действительная и стремится к нулю, т.к. сопротивление колебательной системы 2 на резонансной частоте величина чисто активная, практически равная активному сопротивлению провода, из которого изготовлена катушка индуктивности 5, поэтому на базе транзистора 7 нет высокого напряжения, а протекает только через базу относительно большой ток, который и управляет транзистором 7, поддерживая незатухающие колебания.
,
где
Uвых напряжение на свече;
ω1 число витков в верхней по схеме части катушки 5;
ω2 число витков в нижней по схеме части катушки 5;
Q добротность колебательной системы;
Uпит -напряжение питания;
Таким образом, в точке соединения катушки 5, конденсатора 6 и свечи 3 имеется синусоидальное высокочастотное высоковольтное напряжение, при определенных параметрах схемы достигающее амплитуды 4 10 кВ, которое в этой точке будет столько времени, сколько времени будет находится напряжение питания на коллекторе транзистора 7, и может лежать в пределах от единиц микросекунд до десятков минут. Поэтому, изменяя время команды питания схемы, можно получать в искровом промежутке искру любой длительности, в том числе и непрерывную. Кроме того, сумма комплексных величин напряжений на катушке индуктивности 5 и конденсаторе 6 на резонансной частоте величина действительная и стремится к нулю, т.к. сопротивление колебательной системы 2 на резонансной частоте величина чисто активная, практически равная активному сопротивлению провода, из которого изготовлена катушка индуктивности 5, поэтому на базе транзистора 7 нет высокого напряжения, а протекает только через базу относительно большой ток, который и управляет транзистором 7, поддерживая незатухающие колебания.
Включение свечи в колебательную систему приводит при изменении параметров среды проводимости, давления, температуры в свечном зазоре к изменению резонансной частоты, а обратная связь позволяет при этом отследить эти измерения и подстроить частоту, фазу и амплитуду генератора под изменившиеся параметры. Фактически выходная колебательная система со свечой при этом является одновременно и задающим контуром для генератора. Таким образом, независимо от внешних параметров система всегда остается в резонансе даже при 10-кратном и более изменении резонансной частоты.
Синусоидальная форма выходного напряжения приводит к тому, что при появлении дуги в свечном промежутке и во время ее горения полностью отсутствует ударная волна, присущая всем электроисковым системам воспламенения, что, в свою очередь, исключает выбрасывание топлива из зоны горения плазмы и, как следствие, повышает надежность воспламенения топливной смеси.
В связи с тем, что колебательная система выполнена на сосредоточенных элементах (катушке индуктивности и конденсаторе), оказалось возможным построить высокочастотную систему воспламенения, в которой высокое напряжение получается за счет резонанса, и в отличие от прототипа без переделки двигателя. Это дало возможность применить заявляемое устройство - высокочастотную электроразрядную систему воспламенения для реактивных двигателей и для ДВС без переделки камер сгорания, т.е. достигнута унификация по объектам применения. Кроме того, катушка 5 колебательной системы 2 выполнена без сердечника из магнитного материала, что позволило существенно уменьшить вес системы в целом.
Claims (1)
- Высокочастотная электроразрядная система воспламенения, содержащая высокочастотный задающий генератор, колебательную систему и излучатель, отличающаяся тем, что излучатель, представляющий собой электроразрядную свечу, подключен к колебательной системе, выполненной на сосредоточенных элементах, и является частью емкости этой колебательной системы, колебательная система подключена к выходу высокочастотного задающего генератора в качестве нагрузки, а вход обратной связи высокочастотного задающего генератора подключен к этой системе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94005040A RU2094646C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Высокочастотная электроразрядная система воспламенения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94005040A RU2094646C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Высокочастотная электроразрядная система воспламенения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94005040A RU94005040A (ru) | 1995-11-10 |
RU2094646C1 true RU2094646C1 (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20152430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94005040A RU2094646C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Высокочастотная электроразрядная система воспламенения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094646C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461730C2 (ru) * | 2007-06-12 | 2012-09-20 | Рено С.А.С. | Диагностика состояния загрязнения свечей системы радиочастотного зажигания |
RU2488016C2 (ru) * | 2008-02-07 | 2013-07-20 | Рено С.А.С. | Устройство генерирования высокого напряжения |
RU2516295C2 (ru) * | 2008-02-28 | 2014-05-20 | Рено С.А.С. | Оптимизация частоты возбуждения радиочастотной свечи |
RU2524389C2 (ru) * | 2009-04-14 | 2014-07-27 | Рено Сас | Резонатор-усилитель высокого напряжения оптимизированной конструкции для системы радиочастотного зажигания |
-
1994
- 1994-02-10 RU RU94005040A patent/RU2094646C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. US, патент, 2981665, кл. F 02 P 15/10, 1961. 2. US, патент, 4446826, кл. F 02 Р 15/10, 1984. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461730C2 (ru) * | 2007-06-12 | 2012-09-20 | Рено С.А.С. | Диагностика состояния загрязнения свечей системы радиочастотного зажигания |
RU2488016C2 (ru) * | 2008-02-07 | 2013-07-20 | Рено С.А.С. | Устройство генерирования высокого напряжения |
RU2516295C2 (ru) * | 2008-02-28 | 2014-05-20 | Рено С.А.С. | Оптимизация частоты возбуждения радиочастотной свечи |
RU2524389C2 (ru) * | 2009-04-14 | 2014-07-27 | Рено Сас | Резонатор-усилитель высокого напряжения оптимизированной конструкции для системы радиочастотного зажигания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2007252939C1 (en) | Ignition system | |
US4317068A (en) | Plasma jet ignition system | |
EP0207969B1 (en) | Pulsed plasma ignition system | |
US6112730A (en) | Ignition system with clamping circuit for use in an internal combustion engine | |
JP2002524687A (ja) | 内燃機関の点火方法および回路装置 | |
JPS5859376A (ja) | プラズマ点火装置 | |
JPH03149351A (ja) | 内燃機関用点火システム | |
US4739185A (en) | Pulse generating circuit for an ignition system | |
US9784232B1 (en) | Forced frequency ignition system for an internal combustion engine | |
US6135099A (en) | Ignition system for an internal combustion engine | |
RU2094646C1 (ru) | Высокочастотная электроразрядная система воспламенения | |
GB1460697A (en) | Capacitor discharge ignition system | |
US3847129A (en) | Ignition system utilizing a saturable-core square wave oscillator circuit | |
US6281603B1 (en) | Pulse line generators | |
US6953032B2 (en) | Combustion engine and ignition circuit for a combustion engine | |
US3973544A (en) | Ignition system for internal combustion engines | |
AU2013201296B2 (en) | Ignition system | |
KR20190034579A (ko) | 자가-튜닝 전력증폭기를 구비한 코로나 점화기 | |
JP3116964B2 (ja) | エンジンの点火装置 | |
SU592537A2 (ru) | Осцилл тор дл возбуждени и стабилизации горени сварочной дуги | |
SU1719708A1 (ru) | Искрова система зажигани | |
KR100962904B1 (ko) | Lc 공진을 이용한 고전압 발생 장치 | |
JPS647223B2 (ru) |