RU2342558C1

RU2342558C1 - Electrospark ignition device

Info

Publication number: RU2342558C1
Application number: RU2007112747/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Цветков (RU); Александр Николаевич Цветков; Николай Александрович Пунгин (RU); Николай Александрович Пунгин; Александр Анатольевич Григорьев (RU); Александр Анатольевич Григорьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета"
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-12-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention is attributed to electric equipment for ignition of fuel mix on the basis of gas, petroleum or any other kind of fuel in gaseous or liquid state. Electrospark ignition device contains ignition coil, secondary winding terminals of which are intended for connecting to ignition electrodes with preset spark gap, key and pulse former connected with power supply where pulse former is made programmable and includes: charger, storage capacitor, threshold device, single pulse former and pulse sequence former. Additionally electrospark ignition device contains voltage limiter.

EFFECT: improvement of fuel mix ignition reliability due to providing stability of spark discharge energy in variable operation conditions with simultaneous improvement of electrospark ignition device reliability and efficiency factor.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к системам зажигания топливной смеси - в двигателях и отопителях на газовом, дизельном, бензиновом и любом другом виде топлива в газообразном или жидком состоянии.The proposed device relates to ignition systems of the fuel mixture - in engines and heaters on gas, diesel, gasoline and any other type of fuel in a gaseous or liquid state.

Широко известна искровая батарейная система зажигания, содержащая катушку зажигания, выводы вторичной обмотки которой предназначены для подключения к электродам зажигания, а первичная обмотка через коммутатор подключена к выходу источника питания. Недостатком такого устройства является зависимость тока через первичную обмотку катушки зажигания как от состояния источника питания, так и от состояния контактов соединителей. Это приводит к нестабильности энергии искрового разряда, и в конечном итоге к постоянно меняющимся условиям поджига топливной смеси.The spark battery ignition system is widely known, comprising an ignition coil, the terminals of the secondary winding of which are intended to be connected to the ignition electrodes, and the primary winding through the switch is connected to the output of the power source. The disadvantage of this device is the dependence of the current through the primary winding of the ignition coil both on the state of the power source and on the state of the contacts of the connectors. This leads to instability of the energy of the spark discharge, and ultimately to constantly changing conditions of ignition of the fuel mixture.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство электроискрового розжига [Патент РФ на полезную модель №25913], содержащее формирователь импульсов, выход которого соединен с входным выводом ключа, катушку зажигания, выводы вторичной обмотки которой предназначены для подключения к электродам зажигания, а один из выводов подключен к "плюсовому" выводу питания, узел ограничения тока, первый входной вывод которого соединен с первым выходным выводом ключа и через датчик тока с "минусовым" выводом питания, а выходной вывод - с входным выводом ключа. В этом устройстве приняты меры по исключению влияния нестабильности параметров источника питания и контактов соединителей на энергию искрового разряда, что достигнуто введением устройства ограничения тока, обеспечивающего стабилизацию энергии, запасаемой в первичной обмотке катушки зажигания. Однако предложенная конструкция при решении одной проблемы порождает другую, а именно: для обеспечения нормальной работы всего устройства в целом время заряда первичной обмотки катушки зажигания должно быть меньше длительности выходных импульсов формирователя, что приводит к бесполезным затратам энергии на поддержание тока в уже заряженной катушке. Эти затраты энергии возрастают как при улучшении качества контактов соединителей, так и при достижении напряжением источника номинального значения и выше. Также известно, что разряд в искровом зазоре, используемый как воспламеняющая искра для поджига топливной смеси, в процессе развития проходит две фазы: пробой искрового зазора (ударная ионизация) и поддержание разряда (поддержание протекания тока в искровом зазоре). Для пробоя требуется высокое напряжение, для поддержания разряда - относительно низкое. В прототипе же эти особенности не учитываются, а именно: формирование воспламеняющей искры происходит в процессе обратного хода, и при этом формируется высокое напряжение, обеспечивающее пробой искрового зазора, которое, однако, в фазе поддержания протекания тока в искровом зазоре уже является избыточным. Также во время заряда катушки зажигания искровой разряд гаснет, что приводит к необходимости формирования указанного высокого напряжения на вторичной обмотке катушки зажигания, равного напряжению пробоя, в каждом импульсе. Вышеотмеченные особенности приводят к увеличению нагрева катушки зажигания, и уменьшению коэффициента полезного действия.The prototype of the proposed device is an electric spark ignition device [RF Patent for Utility Model No. 25913], comprising a pulse shaper whose output is connected to the input terminal of the key, an ignition coil, the terminals of the secondary winding of which are intended to be connected to the ignition electrodes, and one of the terminals is connected to " a positive "power terminal, a current limiting unit, the first input terminal of which is connected to the first output terminal of the key and through a current sensor with a" negative "power terminal, and the output terminal with the input water key. In this device, measures have been taken to eliminate the influence of instability of the parameters of the power source and the contacts of the connectors on the energy of the spark discharge, which is achieved by introducing a current limiting device that stabilizes the energy stored in the primary winding of the ignition coil. However, the proposed design in solving one problem gives rise to another, namely: to ensure the normal operation of the entire device as a whole, the charge time of the primary winding of the ignition coil should be less than the duration of the output pulses of the shaper, which leads to useless energy consumption for maintaining the current in the already charged coil. These energy costs increase both when the quality of the contacts of the connectors is improved, and when the voltage of the source reaches the nominal value and higher. It is also known that the discharge in the spark gap, used as an igniting spark to ignite the fuel mixture, undergoes two phases in the development process: breakdown of the spark gap (impact ionization) and maintaining the discharge (maintaining the flow of current in the spark gap). High voltage is required for breakdown, and relatively low to maintain discharge. In the prototype, these features are not taken into account, namely: the formation of a flaming spark occurs in the reverse process, and at the same time a high voltage is generated that provides a breakdown of the spark gap, which, however, is already excessive in the phase of maintaining the flow of current in the spark gap. Also, during the charge of the ignition coil, the spark discharge goes out, which leads to the need for the formation of the specified high voltage on the secondary winding of the ignition coil, equal to the breakdown voltage, in each pulse. The above features lead to an increase in the heating of the ignition coil, and a decrease in the efficiency.

Кроме того, ток, коммутируемый через первичную обмотку катушки зажигания, проходит по контуру, содержащему само устройство розжига, источник питания и соединительные провода, которые являются источником электромагнитных помех.In addition, the current switched through the primary winding of the ignition coil passes through a circuit containing the ignition device itself, a power source and connecting wires that are a source of electromagnetic interference.

Технической задачей при разработке данного устройства является повышение надежности поджига топлива за счет обеспечения стабильности энергии искрового разряда при изменяющихся условиях эксплуатации.The technical task in the development of this device is to increase the reliability of fuel ignition by ensuring the stability of the energy of the spark discharge under changing operating conditions.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство электроискрового розжига, содержащее катушку зажигания, выводы вторичной обмотки которой предназначены для подключения к электродам зажигания с заданным искровым зазором, ключ и соединенный с источником питания формирователь импульсов, первый выход которого соединен с входным выводом ключа, второй выход соединен с первым выводом первичной обмотки катушки зажигания, второй вывод которой соединен с первым выходом ключа, причем формирователь импульсов выполнен программным, включает устройство заряда, накопительный конденсатор, пороговое устройство, формирователь одиночного импульса и формирователь последовательности импульсов, кроме того, устройство электроискрового розжига содержит устройство ограничения напряжения, первый входной вывод которого подключен к первому выходному выводу ключа, а второй входной вывод подключен ко второму выходному выводу ключа и третьему выходу формирователя импульсов программного, первый вход формирователя импульсов программного соединен со входом устройства заряда, а второй вход соединен с первым выводом накопительного конденсатора и третьим выходом формирователя импульсов программного, выход устройства заряда соединен со вторым выводом накопительного конденсатора, входом порогового устройства и вторым выходом формирователя импульсов программного, выход порогового устройства соединен с первыми входами формирователя одиночного импульса и формирователя последовательности импульсов, первые выходы которых соединены между собой и с первым выходом формирователя импульсов программного, второй выход формирователя одиночного импульса соединен со вторым входом формирователя последовательности импульсов, а коэффициент трансформации катушки зажигания К_TP и уровень срабатывания устройстве ограничения напряжения U_ОГРдолжны одновременно удовлетворять следующим условиям:To solve this problem, an electric spark ignition device is proposed that contains an ignition coil, the secondary windings of which are designed to connect to ignition electrodes with a given spark gap, a key and a pulse shaper connected to a power source, the first output of which is connected to the input output of the key, the second output is connected to the first output of the primary winding of the ignition coil, the second output of which is connected to the first output of the key, and the pulse shaper is made software, including There is a charge device, a storage capacitor, a threshold device, a single pulse shaper and a pulse shaper, in addition, the spark ignition device contains a voltage limiting device, the first input terminal of which is connected to the first output terminal of the key, and the second input terminal is connected to the second output terminal of the key and the third output of the software pulse shaper, the first input of the software pulse shaper is connected to the input of the charge device, and the second the first input is connected to the first output of the storage capacitor and the third output of the software pulse shaper, the output of the charge device is connected to the second output of the storage capacitor, the input of the threshold device and the second output of the software pulse shaper, the output of the threshold device is connected to the first inputs of the single pulse shaper and pulse shaper, the first outputs of which are interconnected and with the first output of the pulse shaper software, the second output tors, a single pulse is coupled to the second input of the pulse sequence, and transformation of the ignition coil coefficient K _TP and the trigger level voltage limiting device U _PER must simultaneously satisfy the following conditions:

где:Where:

U_Г - напряжение горения дуги в искровом зазоре;U _G - arc burning voltage in the spark gap;

U_Cmin - минимальное напряжение на накопительном конденсаторе,U _Cmin - the minimum voltage at the storage capacitor,

U_ПР - напряжение пробоя искрового зазора, при этом формирователь одиночного импульса выполнен с возможностью формирования на вторичной обмотке катушки зажигания импульса напряжения, амплитуда которого превышает напряжение пробоя искрового зазора, а формирователь последовательности импульсов выполнен с возможностью поддержания на вторичной обмотке катушки зажигания напряжения и тока горения дуги в искровом зазоре.U _PR is the breakdown voltage of the spark gap, while the single pulse shaper is configured to generate a voltage pulse on the secondary winding of the ignition coil, the amplitude of which exceeds the breakdown voltage of the spark gap, and the pulse shaper is configured to maintain the voltage and burning current on the secondary winding of the ignition coil arcs in the spark gap.

На чертеже изображена структурная схема заявляемого устройства электроискрового розжига.The drawing shows a structural diagram of the inventive device of electric spark ignition.

Устройство содержит формирователь импульсов программный 1, первый и второй входы которого подключены к источнику питания, содержащий накопительный конденсатор 2, устройство заряда 3, пороговое устройство 4, формирователь последовательности импульсов 5 и формирователь одиночного импульса 6. Ключ 7 подключен к катушке зажигания 8, работающей на искровой зазор 9, параллельно ключу 7 подключено устройство ограничения напряжения 10. Первый выход 11 формирователя импульсов программного 1 соединен с входным выводом ключа, второй выход 12 формирователя импульсов программного 1 соединен с первым выводом первичной обмотки катушки зажигания 8, второй вывод которой соединен с первым выходным выводом ключа 7. Первый входной вывод устройства ограничения напряжения 10 подключен к первому выходному выводу ключа 7, второй входной вывод устройства ограничения напряжения 10 подключен ко второму выходному выводу ключа 7 и третьему выходу 13 формирователя импульсов программного 1. Первый вход формирователя импульсов программного 1 соединен с входом устройства заряда 3, а второй вход соединен с первым выводом накопительного конденсатора 2 и третьим выходом 13 формирователя импульсов программного 1. Выход устройства заряда 3 соединен со вторым выводом накопительного конденсатора 2, входом порогового устройства 4 и вторым выходом 12 формирователя импульсов программного 1. Выход порогового устройства 4 соединен с первым входом формирователя последовательности импульсов 5 и входом формирователя одиночного импульса 6, первые выходы которых соединены между собой и с первым выходом 11 формирователя импульсов программного 1. Второй выход формирователя одиночного импульса 6 соединен со вторым входом формирователя последовательности импульсов 5.The device contains a pulse shaper program 1, the first and second inputs of which are connected to a power source containing a storage capacitor 2, a charge device 3, a threshold device 4, a pulse shaper 5 and a single pulse shaper 6. The key 7 is connected to the ignition coil 8 operating on spark gap 9, a voltage limiting device 10 is connected parallel to the key 7. The first output 11 of the pulse shaper program 1 is connected to the input output of the key, the second output 12 is formed For program pulses 1 is connected to the first terminal of the primary winding of the ignition coil 8, the second terminal of which is connected to the first output terminal of the key 7. The first input terminal of the voltage limiting device 10 is connected to the first output terminal of the key 7, the second input terminal of the voltage limiting device 10 is connected to the second the output terminal of the key 7 and the third output 13 of the pulse shaper program 1. The first input of the pulse shaper program 1 is connected to the input of the charge device 3, and the second input is connected to the first the output of the storage capacitor 2 and the third output 13 of the pulse shaper program 1. The output of the charge device 3 is connected to the second output of the storage capacitor 2, the input of the threshold device 4 and the second output 12 of the pulse shaper program 1. The output of the threshold device 4 is connected to the first input of the pulse shaper 5 and the input of the single pulse shaper 6, the first outputs of which are interconnected and with the first output 11 of the pulse shaper program 1. The second output of the ovatelya single pulse 6 is connected to the second input of the pulse sequence 5.

Устройство электроискрового розжига работает следующим образом. При подключении к источнику питания начинается заряд накопительного конденсатора 2 через устройство заряда 3. При этом выходной сигнал порогового устройства 4 находится в состоянии, блокирующем работу формирователя последовательности импульсов 5 и формирователя одиночного импульса 6. В это время ключ 7 заперт, ток через первичную обмотку катушки зажигания 8 отсутствует. При заряде накопительного конденсатора 2 до напряжения, при котором обеспечивается устойчивая работа устройства электроискрового розжига, пороговое устройство 4 срабатывает по уровню включения, фиксируется в этом состоянии и формирует сигнал, разрешающий работу формирователя последовательности импульсов 5 и формирователя одиночного импульса 6. Выходной импульс формирователя одиночного импульса 6 по первому выходу 11 формирователя импульсов программного открывает ключ 7, который подключает первичную обмотку катушки зажигания 8 к накопительному конденсатору 2, а сигналом по второму выходу формирователя одиночного импульса 6 - запрещает работу формирователя последовательности импульсов 5. За время действия сигнала формирователя одиночного импульса 6 происходит накопление энергии в первичной обмотке катушки зажигания 8. По окончании выходного сигнала формирователь одиночного импульса 6 по второму выходу разрешает работу формирователя последовательности импульсов 5, а по первому - закрывает ключ 7, и за счет ЭДС самоиндукции на вторичной обмотке катушки зажигания 8 возникает напряжение, гарантированно обеспечивающее пробой искрового зазора 9. После пробоя во вторичной обмотке катушки зажигания 8 возникает ток, в результате чего энергия, запасенная в катушке зажигания, выделяется (с учетом коэффициента полезного действия) в виде энергии искрового разряда. После пробоя поддержание протекания тока в искровом зазоре 9 обеспечивается как на прямом, так и на обратном ходе катушки зажигания 8, при этом напряжение на искровом зазоре 9 в несколько десятков раз меньше напряжения первичного пробоя. В этом случае для снижения потерь в режиме поддержания разряда напряжение при обратном ходе катушки зажигания 8 следует уменьшать до напряжения горения. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что по окончании работы формирователя одиночного импульса 6 дальнейшее управление накоплением энергии в катушке зажигания 8 осуществляется от формирователя последовательности импульсов 5 путем скачкообразного уменьшения времени заряда катушки зажигания 8 и плавного уменьшения напряжения на накопительном конденсаторе 2 по мере его разряда. Работа в режиме поддержания протекания тока в искровом зазоре 9 происходит до тех пор, пока накопительный конденсатор 2 не разрядится до уровня, при котором устойчивая работа устройства электроискрового розжига оказывается невозможной. Как только это произойдет, пороговое устройство 4 срабатывает по уровню выключения и фиксируется в этом состоянии, запрещающем работу формирователя последовательности импульсов 5 и формирователя одиночного импульса 6. Энергия от накопительного конденсатора 2 не потребляется, и он вновь начинает заряжаться через устройство заряда 3, то есть, устройство переходит в режим, с которого начался рабочий цикл. Рабочие циклы повторяются, пока устройство электроискрового розжига подключено к источнику питания.Device spark ignition works as follows. When connected to a power source, the charge of the storage capacitor 2 begins through the charge device 3. In this case, the output signal of the threshold device 4 is in a state blocking the operation of the pulse train former 5 and the single pulse shaper 6. At this time, the key 7 is locked, the current through the primary winding of the coil ignition 8 is missing. When the storage capacitor 2 is charged to a voltage that ensures stable operation of the spark ignition device, the threshold device 4 is triggered by the inclusion level, is fixed in this state and generates a signal allowing operation of the pulse train 5 and the single pulse shaper 6. The output pulse of the single pulse shaper 6 on the first output 11 of the pulse shaper software opens the key 7, which connects the primary winding of the ignition coil 8 to the storage capacitor 2, and the signal at the second output of the single pulse shaper 6 - prohibits the operation of the pulse sequence shaper 5. During the duration of the signal of the single pulse shaper 6, energy is accumulated in the primary winding of the ignition coil 8. At the end of the output signal, the single pulse shaper 6 on the second output allows the pulse shaper 5 to work, and in the first - closes the key 7, and due to the self-induction EMF on the secondary winding of the ignition coil 8 arose There is a voltage guaranteed to ensure the breakdown of the spark gap 9. After the breakdown, a current occurs in the secondary winding of the ignition coil 8, as a result of which the energy stored in the ignition coil is released (taking into account the efficiency) in the form of spark discharge energy. After the breakdown, the current flow in the spark gap 9 is maintained both on the forward and reverse stages of the ignition coil 8, while the voltage on the spark gap 9 is several tens of times less than the voltage of the primary breakdown. In this case, to reduce losses in the mode of maintaining the discharge, the voltage during the reverse stroke of the ignition coil 8 should be reduced to the burning voltage. In the proposed device, this is achieved by the fact that at the end of the operation of the single pulse shaper 6, further control of the energy storage in the ignition coil 8 is carried out from the pulse sequence shaper 5 by abruptly reducing the charge time of the ignition coil 8 and smoothly decreasing the voltage across the storage capacitor 2 as it is discharged. Work in the mode of maintaining the flow of current in the spark gap 9 occurs until the storage capacitor 2 is discharged to a level at which stable operation of the spark ignition device is impossible. As soon as this happens, the threshold device 4 is triggered by the shutdown level and is fixed in this state, which prohibits the operation of the pulse shaper 5 and the single pulse shaper 6. The energy from the storage capacitor 2 is not consumed, and it starts to be charged again through the charge device 3, i.e. , the device enters the mode from which the duty cycle began. Duty cycles are repeated while the spark ignition device is connected to a power source.

Напряжение на накопительном конденсаторе 2 в момент срабатывания порогового устройства 4 по уровню включения фиксировано, что за время действия отпирающего сигнала формирователя одиночного импульса 6 обеспечивает заряд первичной обмотки катушки зажигания 8 через ключ 7 до постоянного уровня, стабилизируя тем самым энергию искрового разряда без необходимости применения для этих целей узла ограничения тока. В процессе повторяющихся циклов заряда катушки зажигания 8 напряжение на накопительном конденсаторе 2 уменьшается, поэтому при постоянной длительности отпирающего сигнала формирователя последовательности импульсов 5 в каждом следующем цикле заряда катушки зажигания 8 будет запасаться энергии меньше, нежели в предыдущем. Кроме того, длительность первого зарядного импульса, определяемая формирователем одиночного импульса 6, рассчитывается исходя из обеспечения условий гарантированного пробоя искрового зазора 9, длительность же всех последующих импульсов определяется исходя из условий поддержания тока в уже возникшем искровом разряде. При этом на прямом ходе для поддержания тока в искровом зазоре 9 формируется напряжение, близкое к достаточному, а на обратном ходе - напряжение, меньшее напряжения пробоя. Для этого коэффициент трансформации катушки зажигания 8 рассчитывается из условия (1) так, чтобы при прямом ходе напряжение на вторичной обмотке катушки зажигания 8 было достаточным для поддержания тока в искровом зазоре 9. Таким образом, в начальный момент времени искровой разряд имеет большую мощность, что обеспечивает интенсивный процесс возникновения искрового разряда с последующим его поддержанием на меньшем токе и позволяет снизить потери энергии в катушке зажигания.The voltage at the storage capacitor 2 at the moment of triggering of the threshold device 4 according to the switching level is fixed, which ensures that the primary winding of the ignition coil 8 through the key 7 is charged to the constant level during the operation of the unlocking signal of the pulse shaper 6, thereby stabilizing the energy of the spark discharge without the need for These goals are current limiting nodes. During the repeated cycles of the charge of the ignition coil 8, the voltage across the storage capacitor 2 decreases, therefore, with a constant duration of the unlocking signal of the pulse shaper 5, in each subsequent charge cycle of the ignition coil 8 less energy will be stored than in the previous one. In addition, the duration of the first charging pulse, determined by the shaper of a single pulse 6, is calculated on the basis of ensuring the conditions for guaranteed breakdown of the spark gap 9, the duration of all subsequent pulses is determined on the basis of the conditions for maintaining the current in the spark discharge that has already arisen. In this case, in the forward stroke, to maintain current in the spark gap 9, a voltage close to sufficient is formed, and in the reverse stroke, a voltage lower than the breakdown voltage is formed. For this, the transformation coefficient of the ignition coil 8 is calculated from condition (1) so that in the forward stroke the voltage on the secondary winding of the ignition coil 8 is sufficient to maintain the current in the spark gap 9. Thus, at the initial time, the spark discharge has a large power, which provides an intensive process of spark discharge with its subsequent maintenance at a lower current and can reduce energy loss in the ignition coil.

А поскольку накопительный конденсатор 2 заряжается до одного и того же напряжения, которое не превышает нижней границы напряжения питания, сам накопительный конденсатор 2 расположен в непосредственной близости от катушки зажигания 8 и ключа 7, и соединительные цепи между ними не содержат разъемных соединений, то и процесс искрообразования при этом будет стабильный, то есть не зависящий ни от входного напряжения источника питания, которое может изменяться в зависимости от степени разряда и температуры окружающей среды, ни от состояния контактов коммутирующих элементов, что дает возможность оптимизации параметров процесса искрообразования с целью повышения надежности поджига топлива и элементов схемы с целью получить максимальный коэффициент полезного действия и уменьшить потери на элементах схемы. Уменьшение потерь на элементах схемы позволяет снизить их нагрев, что приводит к повышению надежности предлагаемого устройства электроискрового розжига. В режиме оборванной цепи вторичной обмотки надежность катушки зажигания 8 повышается посредством ограничения напряжения на ее первичной обмотке с помощью устройства ограничения напряжения 10, рассчитываемого в соответствии с условием (2). Повышение же надежности составных частей, в свою очередь, приводит к повышению надежности заявляемого устройства в целом. Кроме того, контур с большими импульсными токами малой длительности охватывает расположенные в непосредственной близости друг от друга накопительный конденсатор 2, ключ 7 и первичную обмотку катушки зажигания 8, в контуре же, выходящем за пределы устройства, протекает малый ток длительного заряда накопительного конденсатора 2, в котором импульсная составляющая незначительна. Это приводит к уменьшению излучаемых электромагнитных помех относительно прототипа.And since the storage capacitor 2 is charged to the same voltage, which does not exceed the lower limit of the supply voltage, the storage capacitor 2 itself is located in the immediate vicinity of the ignition coil 8 and key 7, and the connecting circuits between them do not contain detachable connections, then the process in this case, the sparking will be stable, that is, independent of the input voltage of the power source, which can vary depending on the degree of discharge and the ambient temperature, or on the state of acts switching elements, which enables optimization of sparking process parameters in order to increase the reliability of the fuel elements and the ignition circuit in order to obtain maximum efficiency and reduce losses in circuit elements. Reducing losses on circuit elements can reduce their heating, which leads to increased reliability of the proposed device for spark ignition. In the mode of the broken circuit of the secondary winding, the reliability of the ignition coil 8 is increased by limiting the voltage on its primary winding using a voltage limiting device 10, calculated in accordance with condition (2). The increase in the reliability of the components, in turn, leads to an increase in the reliability of the claimed device as a whole. In addition, the circuit with large pulsed currents of short duration covers the storage capacitor 2 located in the immediate vicinity of each other, the key 7 and the primary winding of the ignition coil 8, while a small current of a long charge of the storage capacitor 2 flows in the circuit outside the device, which momentum component is negligible. This leads to a decrease in the emitted electromagnetic interference relative to the prototype.

В соответствии с предлагаемым изобретением изготовлены и испытаны в составе отопителя на дизельном топливе опытные образцы устройства электроискрового розжига, питаемые от батареи с напряжением 18...30 В. Пороговое устройство 4, формирователь последовательности импульсов 5 и формирователь одиночного импульса выполнены на драйвере. Накопительный конденсатор 2 заряжается через резистор до напряжения 17 В, разряжается в процессе формирования искрового разряда до напряжения 10 В, а в качестве ключа 7 использован полевой транзистор, встроенный стабилитрон которого используется в качестве устройства ограничения напряжения. Длительность первого импульса 50 мс, последующих 10 мс. Испытания проведены в ОАО "Шадринский автоагрегатный завод". Проведены стендовые, климатические и ресурсные испытания на соответствие требованиям ОАО "Шадриский автоагрегатный завод" и представительства №965 МО от 04.07.03. Результаты испытаний положительные. По надежности зафиксировано более 5000 включений отопителя без сбоев. Диапазон рабочих температур внешней среды от плюс 100°С до минус 45°С. Искровой зазор между электродами (4±0,5) мм. Частота искровых разрядов не менее 4 Гц, длительность разрядов не менее 3 мс.In accordance with the invention, prototypes of an electric spark ignition device, powered by a battery with a voltage of 18 ... 30 V, are manufactured and tested as part of a diesel fuel heater. The threshold device 4, pulse train 5 and a single pulse shaper are made on the driver. The storage capacitor 2 is charged through a resistor to a voltage of 17 V, discharged during the formation of a spark discharge to a voltage of 10 V, and as a key 7, a field-effect transistor is used, the built-in zener diode of which is used as a voltage limiting device. The duration of the first pulse is 50 ms, the next 10 ms. The tests were carried out at the Shadrinsk Auto Aggregate Plant OJSC. Bench, climatic and resource tests were carried out for compliance with the requirements of JSC Shadri Automobile Aggregate Plant and representative office No. 965 MO of 04.07.03. The test results are positive. Reliability recorded more than 5,000 heater starts without failures. The range of operating ambient temperatures is from plus 100 ° C to minus 45 ° C. Spark gap between electrodes (4 ± 0.5) mm. The frequency of spark discharges is not less than 4 Hz, the duration of discharges is not less than 3 ms.

Claims

A spark ignition device containing an ignition coil, the secondary windings of which are intended to be connected to ignition electrodes with a given spark gap, a key and a pulse shaper connected to a power source, the first output of which is connected to the input terminal of the key, the second output is connected to the first output of the primary winding of the coil ignition, the second output of which is connected to the first output of the key, characterized in that the pulse shaper is made software, includes a charge device, accumulate A capacitor, a threshold device, a single pulse shaper, and a pulse shaper, in addition, the spark ignition device includes a voltage limiting device, the first input terminal of which is connected to the first output terminal of the key, and the second input terminal is connected to the second output terminal of the key and the third output of the driver software pulses, the first input of the software pulse shaper is connected to the input of the charge device, and the second input is connected to the first output m of the storage capacitor and the third output of the software pulse shaper, the output of the charge device is connected to the second output of the storage capacitor, the input of the threshold device and the second output of the software pulse shaper, the output of the threshold device is connected to the first inputs of the single pulse shaper and the pulse shaper, the first outputs of which are connected between by itself and with the first output of the pulse shaper software, the second output of the single pulse shaper connected to the second input of the pulse sequence, and transformation of the ignition coil factor K _TR, and the trigger level voltage limit U _PER device must simultaneously satisfy the following conditions:

where U _G is the burning voltage of the arc in the spark gap;

U _Cmin - the minimum voltage at the storage capacitor,

U _PR - breakdown voltage of the spark gap,

moreover, the single pulse shaper is configured to generate a voltage pulse on the secondary winding of the ignition coil, the amplitude of which exceeds the breakdown voltage of the spark gap, and the pulse shaper is configured to maintain voltage and arc burning current on the secondary winding of the ignition coil in the spark gap.