RU219302U1 - Емкостная система зажигания с параллельными разрядными цепями - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована в современных емкостных системах зажигания газотурбинных турбостартеров и вспомогательных силовых установок с газотурбинным приводом. Технический результат: повышение воспламеняющей способности системы зажигания. Сущность полезной модели: емкостная система зажигания с параллельными разрядными цепями содержит преобразователь напряжения, подключенный через выпрямитель к разряднику и двум параллельным разрядным цепям. Каждая из разрядных цепей содержит накопительный конденсатор, импульсный трансформатор, высоковольтный диод и свечу, причем общие точки соединения накопительных конденсаторов и импульсных трансформаторов соединены через катушку индуктивности. Также введен дополнительный импульсный трансформатор, обмотки которого имеют равные числа витков и подключены последовательно с соответствующими свечами.

Description

Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована в современных емкостных системах зажигания газотурбинных двигателей, топливовоздушных турбостартеров и вспомогательных силовых установок с газотурбинным приводом.

Известна система зажигания [Патент РФ № 59160U1, МПК F02P 3/06, опубликовано 10.12.2006], содержащая два источника высокого напряжения, два накопительных конденсатора, два разрядника, два резистора, две свечи зажигания и узел синхронизации разрядов в свечах, включающий два импульсных трансформатора и один конденсатор.

Недостатками аналога являются сложность устройства и сравнительно большие масса и габариты.

Известна также емкостная система зажигания с параллельными свечами [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. ISBN № 978-5-4221-1136-7, рис. 6.32, стр. 225], которая содержит преобразователь напряжения, выпрямитель, накопительный конденсатор, разрядник, две свечи, два импульсных трансформатора, два дополнительных конденсатора и резистор.

Недостатками аналога являются значительные масса и габариты и невысокая надежность синхронизации работы свечей.

Известна также емкостная система зажигания с одним преобразователем на две свечи [Патент РФ № 132498 U1, МПК F02P 3/06, F02P 15/02, опубликовано 20.09.2013], содержащая преобразователь напряжения, два выпрямителя, два накопительных конденсатора, два разрядника, две свечи, два высоковольтных диода, импульсный трансформатор и катушку индуктивности.

Недостатком аналога является сравнительно невысокая надежность искрообразования в свечах по причине низковольтности схемы, не содержащей активизатора, представляющего собой высоковольтный блок, обеспечивающий надежный пробой свечей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является высоковольтная емкостная система зажигания апериодического разряда с параллельными разряднымицепями [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. ISBN № 978-5-4221-1136-7, рис. 6.27, стр. 220], содержащая преобразователь напряжения, подключенный через выпрямитель к разряднику и двум параллельным разрядным цепям, каждая из которых содержит накопительный конденсатор, импульсный трансформатор, высоковольтный диод и свечу, причем общие точки соединения накопительных конденсаторов и импульсных трансформаторов соединены через катушку индуктивности.

Недостатком прототипа является отсутствие синхронизации работы свечей, что снижает воспламеняющую способность системы зажигания при работе свечей в составе пускового воспламенителя, в котором рабочие торцы свечей расположены близко друг к другу. При наличии синхронизации образования искровых разрядов создается объединенный искровой разряд, обладающий практически удвоенными геометрическими размерами, что обеспечивает большую воспламеняющую способность системы зажигания.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение воспламеняющей способности системы зажигания благодаря синхронизации разрядных процессов в свечах. При синхронизации разрядных процессов в двух свечах, рабочие торцы которых расположены близко друг к другу, создается объединенный искровой разряд, обладающий практически удвоенными геометрическими размерами, что повышает вероятность воспламенения топливной смеси.

Поставленная цель решается, а технический результат достигается емкостной системой зажигания с параллельными разрядными цепями, содержащей преобразователь напряжения, подключенный через выпрямитель к разряднику и двум параллельным разрядным цепям, каждая из которых содержит накопительный конденсатор, импульсный трансформатор, высоковольтный диод и свечу, причем общие точки соединения накопительных конденсаторов и импульсных трансформаторов соединены через катушку индуктивности, в которой, согласно полезной модели, введен дополнительный импульсный трансформатор, обмотки которого имеют равные числа витков, и подключены последовательно с соответствующими свечами.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема емкостной системы зажигания с параллельными разрядными цепями.

Емкостная система зажигания с параллельными разрядными цепями содержит преобразователь напряжения 1, подключенный через выпрямитель 2 к разряднику 3 и двум параллельным разрядным цепям, каждая из которых содержит накопительный конденсатор 4 (5), импульсный трансформатор 6 (7), высоковольтный диод 8 (9) и свечу 10 (11), причем общие точки соединения накопительных конденсаторов и импульсных трансформаторов соединены через катушку индуктивности 12, дополнительный импульсный трансформатор 13, обмотки которого имеют равные числа витков и подключены последовательно с соответствующими свечами 10 и 11.

Емкостная система зажигания с параллельными разрядными цепями работает следующим образом. От преобразователя 1 через выпрямитель 2, высоковольтные диоды 8 и 9 и первичные обмотки импульсных трансформаторов 6 и 7 заряжаются накопительные конденсаторы 4 и 5 до пробивного напряжения разрядника 3. После пробоя разрядника к высоковольтным диодам 8 и 9 прикладывается обратное напряжение от накопительных конденсаторов 4 и 5. Через высоковольтные диоды и первичные обмотки импульсных трансформаторов 6 и 7 возникают короткие броски обратных токов. Высоковольтные импульсы на вторичных обмотках импульсных трансформаторов совместно с напряжением заряда накопительных конденсаторов вызывают пробой свечей 9 и 10. В силу различий в характеристиках серийных свечей, пробой свечей должен возникать не одновременно, а с запаздыванием по отношению к первой или второй свече. За счет введения дополнительного импульсного трансформатора 13 запаздывание пробоя одной свечи по отношению к другой не происходит в силу следующего. При пробое одной из свечей, например, свечи 10, через эту свечу и соответствующую обмотку дополнительного импульсного трансформатора начинает протекать ток разряда накопительного конденсатора 4 с крутым фронтом нарастания. В другой обмотке дополнительного импульсного трансформатора возникает импульс напряжения, который обеспечивает принудительный пробой второй свечи 11, т.е., разрядные процессы в свечах синхронизируются.

Катушка индуктивности 12 обеспечивает увеличение энергии искровых разрядов в одной свече при отказе второй свечи, так как в этом случае оба накопительных конденсатора 4 и 5 будут разряжаться на исправную свечу.

Таким образом, по сравнению с прототипом, за счет введения дополнительного импульсного трансформатора достигается синхронизация разрядных процессов в свечах и обеспечивается повышение воспламеняющей способности системы зажигания.

Данное техническое решение создано в рамках выполнения работ по гранту РНФ 23-29-00713.

Claims (1)

1. Емкостная система зажигания с параллельными разрядными цепями, содержащая преобразователь напряжения, подключенный через выпрямитель к разряднику и двум параллельным разрядным цепям, каждая из которых содержит накопительный конденсатор, импульсный трансформатор, высоковольтный диод и свечу, причем общие точки соединения накопительных конденсаторов и импульсных трансформаторов соединены через катушку индуктивности, отличающаяся тем, что введен дополнительный импульсный трансформатор, обмотки которого имеют равные числа витков и подключены последовательно с соответствующими свечами.

Images