RU209725U1

RU209725U1 - COMBINED IGNITOR

Info

Publication number: RU209725U1
Application number: RU2021133358U
Authority: RU
Inventors: Фарит Абдулагнеевич Гизатуллин; Зульфия Газинуровна Габидуллина; Кирилл Константинович Шестак; Виктория Андреевна Коновалова
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-03-21

Abstract

Использование: полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована в современных емкостных системах зажигания газотурбинных двигателей, топливовоздушных турбостартеров и бортовых вспомогательных силовых установок. Технический результат: расширение функциональных возможностей системы зажигания, повышение надежности работы свечи зажигания. Сущность полезной модели: комбинированное устройство зажигания, содержащее преобразователь, к выходу которого через выпрямитель подключен высоковольтный накопительный конденсатор, соединенный через первый разрядник со свечой зажигания, второй выпрямитель, низковольтный накопительный конденсатор, подключенный через второй разрядник к общей точке соединения высоковольтного накопительного конденсатора и первого разрядника, введен второй преобразователь, выход которого через второй выпрямитель подключен к низковольтному накопительному конденсатору, введены импульсный трансформатор, дополнительный конденсатор и резистор, причем дополнительный конденсатор через первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к первому разряднику, вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена между первым разрядником и свечой зажигания, резистор подключен параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки импульсного трансформатора и свечи зажигания.Usage: the utility model relates to pulse technology and can be used in modern capacitive ignition systems of gas turbine engines, air-fuel turbo starters and on-board auxiliary power units. EFFECT: expanding the functionality of the ignition system, increasing the reliability of the spark plug. The essence of the utility model: a combined ignition device containing a converter, to the output of which a high-voltage storage capacitor is connected through a rectifier, connected through the first spark gap to a spark plug, a second rectifier, a low-voltage storage capacitor connected through the second spark gap to a common connection point of the high-voltage storage capacitor and the first spark gap , a second converter is introduced, the output of which is connected to a low-voltage storage capacitor through a second rectifier, a pulse transformer, an additional capacitor and a resistor are introduced, moreover, an additional capacitor is connected to the first spark gap through the primary winding of the pulse transformer, the secondary winding of the pulse transformer is connected between the first spark gap and the spark plug, the resistor is connected in parallel with the circuit consisting of the secondary winding of the pulse transformer and the spark plug.

Description

Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована в современных ёмкостных системах зажигания газотурбинных двигателей, топливовоздушных турбостартеров и бортовых вспомогательных силовых установок.The utility model relates to pulse technology and can be used in modern capacitive ignition systems for gas turbine engines, air-fuel turbo starters and on-board auxiliary power units.

Известна комбинированная система зажигания, содержащая высоковольтный зарядно-разрядный контур с коммутирующим элементом, свечу зажигания, высоковольтный трансформатор, низковольтный зарядно-разрядный контур и управляемый коммутирующий элемент (патент на полезную модель №129159, F02P 3/06, опубл. 20.06.2013).A combined ignition system is known, containing a high-voltage charge-discharge circuit with a switching element, a spark plug, a high-voltage transformer, a low-voltage charge-discharge circuit and a controlled switching element (utility model patent No. 129159, F02P 3/06, publ. 20.06.2013).

Недостатком аналога является сравнительно низкая энергетическая эффективность и невысокая надежность срабатывания управляемого коммутирующего элемента.The disadvantage of the analog is the relatively low energy efficiency and low reliability of the controlled switching element.

Известна также комбинированная система зажигания, содержащая два преобразователя напряжения, высоковольтный и низковольтный конденсатор, два выпрямителя, коммутирующий элемент, управляемый коммутирующий элемент, импульсный трансформатор и свечу зажигания (патент на полезную модель №129158, F02P 3/06, опубл. 20.06.2016).A combined ignition system is also known, containing two voltage converters, a high-voltage and low-voltage capacitor, two rectifiers, a switching element, a controlled switching element, a pulse transformer and a spark plug (utility model patent No. 129158, F02P 3/06, publ. 20.06.2016) .

Недостатком аналога являются сравнительно невысокая энергетическая эффективность и надежность работы.The disadvantage of the analogue is the relatively low energy efficiency and reliability.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является емкостная система зажигания (патент на полезную модель №64295, F02P 3/06, опубл. 27.06.2007), содержащая преобразователь, к выходу которого через первый выпрямитель подключен первый накопительный конденсатор, соединенный через первый разрядник со свечой зажигания, к выходу преобразователя через второй выпрямитель подключен второй накопительный конденсатор, подключенный через последовательно соединенные катушку индуктивности и второй разрядник к общей точке соединения первого накопительного конденсатора и первого разрядника.The closest technical solution to the proposed one is a capacitive ignition system (utility model patent No. 64295, F02P 3/06, publ. 06/27/2007), containing a converter, to the output of which, through the first rectifier, the first storage capacitor is connected, connected through the first spark gap to the candle ignition, a second storage capacitor is connected to the output of the converter through the second rectifier, connected through a series-connected inductor and a second spark gap to a common connection point of the first storage capacitor and the first spark gap.

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, т.к. эта система зажигания может работать только со свечами поверхностного разряда, при использовании искровых свечей с воздушным искровым промежутком надежность пробоя свечи будет невысокой в связи с общей низковольтностью схемы, пробивные напряжения искровых свечей в несколько раз выше пробивных напряжений свечей поверхностного разряда.The disadvantage of the prototype are limited functionality, tk. this ignition system can only work with surface discharge plugs, when using spark plugs with an air spark gap, the reliability of spark plug breakdown will be low due to the general low-voltage circuit, the breakdown voltages of spark plugs are several times higher than the breakdown voltages of surface discharge plugs.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства зажигания.The objective of the utility model is to expand the functionality of the ignition device.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы свечи зажигания.The technical result of the proposed utility model is to increase the reliability of the spark plug.

Технический результат достигается комбинированным устройством зажигания, содержащим преобразователь, к выходу которого через первый выпрямитель подключен высоковольтный накопительный конденсатор, соединенный через первый разрядник со свечой зажигания, второй выпрямитель, низковольтный накопительный конденсатор, подключенный через второй разрядник к общей точке соединения высоковольтного накопительного конденсатора и первого разрядника, в которой, в отличие от прототипа, введен второй преобразователь, выход которого через второй выпрямитель подключен к низковольтному накопительному конденсатору, введены импульсный трансформатор, дополнительный конденсатор и резистор, причем дополнительный конденсатор через первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к первому разряднику, вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена между первым разрядником и свечой зажигания, резистор подключен параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки импульсного трансформатора и свечи зажигания.The technical result is achieved by a combined ignition device containing a converter, to the output of which, through the first rectifier, a high-voltage storage capacitor is connected, connected through the first spark gap to a spark plug, a second rectifier, a low-voltage storage capacitor, connected through the second spark gap to a common connection point of the high-voltage storage capacitor and the first spark gap , in which, unlike the prototype, a second converter is introduced, the output of which is connected to a low-voltage storage capacitor through the second rectifier, a pulse transformer, an additional capacitor and a resistor are introduced, and the additional capacitor is connected to the first spark gap through the primary winding of the pulse transformer, the secondary winding of the pulse transformer connected between the first spark gap and the spark plug, the resistor is connected in parallel with the circuit consisting of the secondary winding of the pulse transformer and the spark plug gania.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема комбинированного устройства зажигания.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a combined ignition device.

Комбинированное устройство зажигания содержит первый преобразователь 1, первый выпрямитель 2, высоковольтный накопительный конденсатор 3, первый разрядник 4, свечу зажигания 5, импульсный трансформатор с первичной обмоткой 6, вторичной обмоткой 7, дополнительный конденсатор 8, резистор 9, второй преобразователь 10, второй выпрямитель 11, низковольтный накопительный конденсатор 12, второй разрядник 13.The combined ignition device contains the first converter 1, the first rectifier 2, the high-voltage storage capacitor 3, the first spark gap 4, the spark plug 5, the pulse transformer with the primary winding 6, the secondary winding 7, the additional capacitor 8, the resistor 9, the second converter 10, the second rectifier 11 , low-voltage storage capacitor 12, second arrester 13.

Комбинированное устройство зажигания работает следующим образом.Combined ignition device works as follows.

От первого преобразователя 1 через первый выпрямитель 2 заряжается высоковольтный накопительный конденсатор 3 до напряжения срабатывания первого разрядника 4. Одновременно от первого преобразователя 1 заряжается дополнительный конденсатор 8 через первичную обмотку 6 импульсного трансформатора и резистор 9. Одновременно от второго преобразователя 10 через второй выпрямитель 11 заряжается низковольтный накопительный конденсатор 12. При этом разность потенциалов между электродами второго разрядника незначительна, т.к. второй разрядник подключен к одноименным обкладкам накопительных конденсаторов 3 и 12. После пробоя первого разрядника 4 напряжение на высоковольтном накопительном конденсаторе будет меняться по затухающему колебательному закону (Котенко П.С., Гизатуллин Ф.А. Перспективы совершенствования электрооборудования летательных аппаратов, общие вопросы эксплуатации и ремонта: учебное пособие / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа: РИК УГАТУ, 2018. - 295 с.). Когда напряжение на конденсаторе 3 в конце первой четверти периода изменения напряжения упадет до нуля, появится разность потенциалов между электродами второго разрядника 13. Разрядник 13 пробьется, и конденсатор 12 будет разряжаться на свечу зажигания 5.A high-voltage storage capacitor 3 is charged from the first converter 1 through the first rectifier 2 to the operating voltage of the first spark gap 4. At the same time, an additional capacitor 8 is charged from the first converter 1 through the primary winding 6 of the pulse transformer and a resistor 9. At the same time, a low-voltage capacitor is charged from the second converter 10 through the second rectifier 11. storage capacitor 12. In this case, the potential difference between the electrodes of the second spark gap is insignificant, because the second spark gap is connected to the plates of storage capacitors 3 and 12 of the same name. After the breakdown of the first spark gap 4, the voltage across the high-voltage storage capacitor will change according to a damped oscillatory law (Kotenko P.S., Gizatullin F.A. Prospects for improving the electrical equipment of aircraft, general issues of operation and repair: textbook / Ufa State Aviation Technical University - Ufa: RIK UGATU, 2018. - 295 p.). When the voltage on capacitor 3 drops to zero at the end of the first quarter of the voltage change period, a potential difference will appear between the electrodes of the second spark gap 13. The spark gap 13 will break through, and the capacitor 12 will be discharged to spark plug 5.

Таким образом, оба накопительных конденсатора 3 и 12 будут разряжаться на свечу 5, образуя искровые разряды разной длительности, параметры которых будут определяться параметрами цепей разряда.Thus, both storage capacitors 3 and 12 will be discharged to candle 5, forming spark discharges of different duration, the parameters of which will be determined by the parameters of the discharge circuits.

В предложенном техническом решении надежность работы свечи зажигания 5 будет высокой за счет высоковольтного импульса на вторичной обмотке 7 импульсного трансформатора, получаемого при разряде дополнительного конденсатора 8 через пробитый первый разрядник 4 на первичную обмотку 6 импульсного трансформатора. Предлагаемое комбинированное устройство зажигания может работать со всеми типами свечей зажигания, включая искровые свечи с воздушным искровым промежутком, имеющие повышенное пробивное напряжение.In the proposed technical solution, the reliability of the spark plug 5 will be high due to the high-voltage pulse on the secondary winding 7 of the pulse transformer, obtained by discharging an additional capacitor 8 through the punched first spark gap 4 to the primary winding 6 of the pulse transformer. The proposed combined ignition device can work with all types of spark plugs, including spark plugs with an air spark gap having an increased breakdown voltage.

Итак, заявленная полезная модель позволяет расширить функциональные возможности устройства зажигания, повысить надежность работы свечи зажигания.So, the claimed utility model allows you to expand the functionality of the ignition device, improve the reliability of the spark plug.

Claims

A combined ignition device containing a converter, to the output of which a high-voltage storage capacitor is connected through a rectifier, connected through the first spark gap to a spark plug, a second rectifier, a low-voltage storage capacitor connected through the second spark gap to a common connection point of the high-voltage storage capacitor and the first spark gap, characterized in that that a second converter is introduced, the output of which is connected to a low-voltage storage capacitor through a second rectifier, a pulse transformer, an additional capacitor and a resistor are introduced, moreover, an additional capacitor is connected to the first spark gap through the primary winding of the pulse transformer, the secondary winding of the pulse transformer is connected between the first spark gap and the spark plug, the resistor is connected in parallel with the circuit consisting of the secondary winding of the pulse transformer and the spark plug.