RU2628224C2 - Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system - Google Patents
Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628224C2 RU2628224C2 RU2015151112A RU2015151112A RU2628224C2 RU 2628224 C2 RU2628224 C2 RU 2628224C2 RU 2015151112 A RU2015151112 A RU 2015151112A RU 2015151112 A RU2015151112 A RU 2015151112A RU 2628224 C2 RU2628224 C2 RU 2628224C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ignition
- current
- storage capacitor
- spark plug
- time interval
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным агрегатам зажигания, и может быть использовано для контроля технического состояния системы зажигания, установленной на двигатель, в перерывах между запусками двигателей летательных аппаратов, а также в процессе их запуска.The invention relates to techniques for igniting combustible mixtures using an electric spark, in particular to capacitive ignition units, and can be used to monitor the technical condition of the ignition system mounted on the engine during breaks between aircraft engine launches, as well as during their startup.
Известен способ контроля искровых свечей зажигания, заключающийся в том, что свечу зажигания устанавливают в специального устройство, содержащее пьезоэлемент, кнопку для приведения в действие пьезоэлемента и устройство индикации для визуального отображения результатов проверки свечи зажигания. При помощи кнопки приводят в действие пьезоэлемент, который генерирует на проверяемую свечу зажигания импульс высокого напряжения. По наличию индикации судят о работоспособности свечи зажигания [Патент США № US 3793582, опубликовано 19.02.1974].A known method of controlling spark plugs is that the spark plug is installed in a special device containing a piezoelectric element, a button for actuating the piezoelectric element and an indication device for visually displaying the results of checking the spark plug. Using a button, a piezoelectric element is activated, which generates a high voltage pulse to the spark plug to be tested. By the presence of an indication, the performance of the spark plug is judged [US Patent No. US 3793582, published 02/19/1974].
К недостаткам этого способа контроля искровых свечей зажигания следует отнести невозможность его применения для контроля емкостных систем зажигания. Применение данного способа контроля возможно только после съема свечей зажигания с двигателя.The disadvantages of this method of control of spark plugs include the impossibility of its use for monitoring capacitive ignition systems. The use of this control method is possible only after removing the spark plugs from the engine.
Также известен способ контроля емкостной системы зажигания реактивных двигателей, заключающийся в определении наличия плазменного факела, генерируемого свечой, на нормируемом расстоянии от рабочего торца свечи, установленной в запальное устройство при работе в составе системы зажигания, при этом смачивают искровой зазор свечи нормируемым количеством жидкого топлива, измеряют ионизационный ток плазменного факела, генерируемого свечой, сравнивают параметры ионизационного тока с эталонными и по результатам сравнения делают выводы о пригодности системы зажигания [Патент РФ №2338080, опубликовано 10.11.2008].There is also a known method for monitoring a capacitive ignition system of jet engines, which consists in determining the presence of a plasma torch generated by a candle at a normalized distance from the working end of the candle installed in the ignition device when operating as part of the ignition system, while the spark gap of the candle is moistened with a normalized amount of liquid fuel, measure the ionization current of the plasma torch generated by the candle, compare the parameters of the ionization current with the reference ones and draw conclusions about the suitability of the ignition system [RF Patent No. 2338080, published November 10, 2008].
Недостатком указанного способа контроля системы зажигания является невозможность его применения для контроля емкостных систем зажигания, установленных на двигатель, в том числе в условиях эксплуатации. Данный способ контроля позволяет контролировать в автономных условиях наличие и параметры плазменного факела, генерируемого свечой зажигания, ответственные за воспламенение компонентов топлива, сравнивать в автономных условиях воспламеняющую способность системы зажигания. Кроме того, способ контроля емкостной системы зажигания реактивных двигателей позволяет выявить лишь внезапные отказы, но при этом не выявляет моменты времени, при которых в агрегате зажигания системы зажигания начинаются процессы, приводящие к его отказу (например, уменьшение частоты следования искровых разрядов на свечах зажигания менее допустимой и др.).The disadvantage of this method of controlling the ignition system is the impossibility of its use for monitoring capacitive ignition systems installed on the engine, including in operating conditions. This control method allows you to control in stand-alone conditions the presence and parameters of the plasma torch generated by the spark plug, responsible for the ignition of the fuel components, to compare in stand-alone conditions the ignition ability of the ignition system. In addition, the method of monitoring a capacitive ignition system of jet engines reveals only sudden failures, but it does not reveal the time points at which the processes in the ignition system of the ignition start leading to its failure (for example, reducing the frequency of spark discharges on spark plugs less permissible, etc.).
Кроме того, данный способ контроля не позволяет контролировать минимально необходимую для обеспечения розжига компонентов топлива частоту следования искровых разрядов на свечах зажигания, необходимую для надежного воспламенения топливной смеси в камере сгорания во всех заданных условиях эксплуатации [М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов // Запуск авиационных газотурбинных двигателей // М: Машиностроение, 1968 (см. с. 62); В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей, М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с. 147)]. Также установка системы зажигания на двигатель исключает возможность использования описанного способа контроля системы зажигания, т.к. значительно затрудняет измерение протекающих токов в плазменном факеле, генерируемом свечой зажигания. Поэтому при неизменных параметрах разрядного контура системы зажигания, установленной на двигателе (емкости накопительного конденсатора, индуктивности и активного сопротивления), для контроля статуса системы зажигания - ее возможности обеспечения надежного воспламенения топливной смеси во всех заданных условиях эксплуатации двигателя, целесообразно контролировать превышение фактически имеющей место частоты следования искровых разрядов на свече зажигания и запасенной на накопительном конденсаторе энергии над минимально допустимыми значениями этих параметров fmin и Qmin, обеспечивающих надежное воспламенение топливной смеси [М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов // Запуск авиационных газотурбинных двигателей // М.: Машиностроение, 1968 (см. с. 62); В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей, М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с. 147); А.Н. Лефевр. Измерение минимальной энергии зажигания в струе керосиновоздушной смеси. Combustion and Flame №1, август 1976 г.; Х.В. Кесаев, Р.С. Трофимов. Надежность двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г.]. Это позволит исключить «пушечные» запуски двигателя (с задержкой воспламенения), приводящие к ударным нагрузкам, которые могут повредить элементы конструкции двигателя и аппаратуры его управления [Х.В. Кесаев, Р.С. Трофимов. Надежность двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г.].In addition, this control method does not allow you to control the minimum necessary to ensure ignition of the fuel components, the frequency of spark discharges on the spark plugs, necessary for reliable ignition of the fuel mixture in the combustion chamber in all given operating conditions [M.A. Alabin, B.M. Katz, Yu.A. Litvinov // Launch of aviation gas turbine engines // M: Mechanical Engineering, 1968 (see p. 62); V.A. Sosunov, Yu.A. Litvinov. Unsteady modes of operation of aircraft gas turbine engines, Moscow: Mashinostroenie, 1975, 216 p. (see p. 147)]. Also, the installation of the ignition system on the engine excludes the possibility of using the described method for monitoring the ignition system, since significantly complicates the measurement of flowing currents in a plasma torch generated by a spark plug. Therefore, at constant parameters of the discharge circuit of the ignition system installed on the engine (storage capacitor, inductance and active resistance), to monitor the status of the ignition system — its ability to ensure reliable ignition of the fuel mixture in all given engine operating conditions, it is advisable to control the excess of the frequency that actually takes place following spark discharges on the spark plug and the energy stored on the storage capacitor above the minimum allowable mi values of these parameters f min and Q min, providing reliable ignition of the fuel mixture [M. Alabin, B.M. Katz, Yu.A. Litvinov // Launch of aircraft gas turbine engines // M .: Mechanical Engineering, 1968 (see p. 62); V.A. Sosunov, Yu.A. Litvinov. Unsteady modes of operation of aircraft gas turbine engines, Moscow: Mashinostroenie, 1975, 216 p. (see p. 147); A.N. Lefebvre. Measurement of the minimum ignition energy in a jet of kerosene-air mixture. Combustion and Flame No. 1, August 1976; H.V. Kesaev, R.S. Trofimov. Reliability of aircraft engines. - M.: Mechanical Engineering, 1982]. This will eliminate the "cannon" engine starts (with ignition delay), leading to shock loads, which can damage the structural elements of the engine and its control equipment [Kh.V. Kesaev, R.S. Trofimov. Reliability of aircraft engines. - M.: Mechanical Engineering, 1982].
Частично указанных недостатков лишен способ контроля работоспособности свечей зажигания в составе системы зажигания, заключающийся в том, что в процессе работы системы зажигания по команде от встроенной системы контроля осуществляют пробой свечи зажигания при пониженном выходном напряжении агрегата зажигания и по наличию пробоя судят о степени износа свечей зажигания [Патент Франция № FR 2717534, опубликовано 22.09.1995].Partially indicated disadvantages are deprived of the method for monitoring the performance of spark plugs as part of the ignition system, which consists in the fact that during the operation of the ignition system, the spark plug is sampled at the command of the built-in control system at a lower output voltage of the ignition unit and the presence of breakdown is used to judge the degree of wear of the spark plugs [French Patent No. FR 2717534, published September 22, 1995].
Указанный способ контроля позволяет проконтролировать степень износа свечей зажигания в составе системы зажигания, установленной на двигателе. Однако данный способ контроля не позволяет контролировать минимально необходимую для обеспечения розжига компонентов топлива частоту следования искровых разрядов на свечах зажигания, необходимую для надежного воспламенения топливной смеси в камере сгорания во всех заданных условиях эксплуатации [М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов // Запуск авиационных газотурбинных двигателей // М.: Машиностроение, 1968 (см. с. 62); В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей, М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с. 147)]. Кроме того, этот способ контроля системы зажигания позволяет выявить лишь внезапные отказы и не выявляет моменты времени, при которых в агрегате зажигания системы зажигания начинаются процессы, приводящие к его отказу (например, уменьшение частоты следования искровых разрядов на свечах зажигания менее допустимой и др.).The specified control method allows you to control the degree of wear of the spark plugs as part of the ignition system mounted on the engine. However, this control method does not allow to control the minimum necessary to ensure ignition of the fuel components, the frequency of spark discharges on the spark plugs, necessary for reliable ignition of the fuel mixture in the combustion chamber in all specified operating conditions [M.A. Alabin, B.M. Katz, Yu.A. Litvinov // Launch of aircraft gas turbine engines // M .: Mechanical Engineering, 1968 (see p. 62); V.A. Sosunov, Yu.A. Litvinov. Unsteady modes of operation of aircraft gas turbine engines, Moscow: Mashinostroenie, 1975, 216 p. (see p. 147)]. In addition, this method of monitoring the ignition system allows only sudden failures to be detected and does not reveal time instants at which the processes in the ignition system of the ignition system begin to fail (for example, reducing the frequency of spark discharges on spark plugs less than acceptable, etc.) .
Известен способ контроля емкостной системы зажигания, заключающийся в том, что при работе емкостной системы зажигания измеряют время между последовательно следующими импульсами разрядного тока, обусловленными периодической коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания, по превышению этим временем заданного значения времени судят о работоспособности системы зажигания. Измерение этого промежутка времени между последовательно следующими разрядными токами накопительного конденсатора агрегата зажигания, определяющими частоту следования искровых разрядов в искровом промежутке свечи зажигания, сравнение его с заданным максимально допустимым интервалом времени позволяет оценить факт превышения фактической частоты следования искровых разрядов на свечах (частоты искрообразования) значения минимально допустимой частоты искрообразования fmin [Агрегат зажигания СК-44-3Б. Руководство по технической эксплуатации 8Г3.246.180РЭ].A known method of monitoring a capacitive ignition system, which consists in the fact that during operation of a capacitive ignition system, the time between successive next pulses of the discharge current is measured, due to the periodic switching of the energy stored in the storage capacitor to the spark plug, by judging if this time exceeds the set value, the ignition system is judged . Measurement of this period of time between successively following discharge currents of the storage capacitor of the ignition unit, determining the repetition rate of spark discharges in the spark gap of the spark plug, comparing it with a given maximum allowable time interval allows one to evaluate the fact that the actual repetition rate of spark discharges on candles (sparking frequency) exceeds the minimum permissible sparking frequency f min [Ignition unit SK-44-3B. Guidelines for the technical operation of 8G3.246.180RE].
Недостатком данного способа контроля системы зажигания является то, что решение о работоспособности системы зажигания принимают только по факту превышения фактической частоты следования искровых разрядов на свечах над минимально допустимой, т.е. f более fmin. Однако при уменьшении пробивного напряжения коммутирующих разрядников, с помощью которых осуществляется коммутация запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания (на фиг. 1 представлена типовая схема разрядного контура емкостной системы зажигания) постоянной мощности преобразователя, осуществляющего преобразование напряжения питания агрегата зажигания в напряжение, используемое для заряда накопительного конденсатора, частота искрообразования на свечах зажигания увеличивается, т.к. частота искрообразования на свечах, мощность преобразователя, пробивные напряжения коммутирующего разрядника связаны следующим соотношением:The disadvantage of this method of controlling the ignition system is that the decision on the operability of the ignition system is made only after the actual frequency of spark discharges on the candles exceeds the minimum acceptable, i.e. f more than f min . However, when the breakdown voltage of the switching arresters is reduced, with the help of which the energy stored in the storage capacitor is switched onto the spark plug (Fig. 1 shows a typical circuit of the discharge circuit of a capacitive ignition system) of constant power converter, which converts the supply voltage of the ignition unit to the voltage used for the charge of the storage capacitor, the frequency of sparking on the spark plugs increases, because the frequency of sparking on candles, the power of the converter, the breakdown voltage of a switching arrester are connected by the following ratio:
Р2 - мощность преобразователя;P 2 - power converter;
Сн - емкость накопительного конденсатора системы зажигания;With n - the capacity of the storage capacitor of the ignition system;
Uпр - пробивное напряжение коммутирующего разрядника;U CR - breakdown voltage of a switching arrester;
f - частота следования искровых разрядов на свече зажигания.f is the frequency of spark discharges on the spark plug.
При этом уменьшение напряжения Uпр может привести к уменьшению запасенной энергии Q менее Qmin, что в свою очередь приводит к невоспламенению топливной смеси (срыву розжига камеры сгорания) и, как следствие, к незапуску двигателя. Уменьшение пробивного напряжения коммутирующего разрядника может быть вызвано различными причинами: скрытыми дефектами при изготовлении, выявленными только в процессе эксплуатации, воздействием внешних условий (например, воздействие излучения), сбоями в работе схемы управления при использовании управляемых разрядников или твердотельных высоковольтных коммутаторов [А.В. Краснов, А.Н. Мурысев. Емкостные системы зажигания нового поколения для современных и перспективных ГТД. Авиационно-космическая техника и технология: сб. научных трудов. Выпуск 19. Тепловые двигатели и энергоустановки. Харьков; гос. аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт», 2000 г., А.В. Краснов, И.Г. Низамов, В.Н. Гладченко, О.А. Попов, Ф.А. Гизатуллин. Емкостные системы зажигания для современных и перспективных ГТД. Тезисы докладов международной научной конференции «Двигатели XXI века», часть II, ЦИАМ, Москва, 2000 г.]. При уменьшении пробивного напряжения коммутирующего разрядника частота следования искровых разрядов на свече увеличивается, что будет идентифицироваться как работоспособное состояние системы зажигания, в то время как фактическое значение запасенной энергии не будет обеспечивать воспламенение топлива. Следовательно, при проверках систем зажигания между запусками двигателя и в процессе его запуска может быть получена ложная информация о соответствии выходных параметров системы зажигания заданным, при этом впоследствии при оценке причин невоспламенения топливной смеси не будет получена достоверная информация и о причинах срыва запуска двигателя.In this case, a decrease in voltage U pr can lead to a decrease in the stored energy Q less than Q min , which in turn leads to non-ignition of the fuel mixture (failure to ignite the combustion chamber) and, as a consequence, to engine failure. A decrease in the breakdown voltage of a switching arrester can be caused by various reasons: latent manufacturing defects, identified only during operation, exposure to external conditions (for example, radiation), malfunctioning of the control circuit when using controlled arrester or solid-state high-voltage switches [A.V. Krasnov, A.N. Murysev. Capacitive ignition systems of a new generation for modern and promising gas turbine engines. Aerospace engineering and technology: Sat. scientific works. Issue 19. Thermal engines and power plants. Kharkiv; state Aerospace University "Kharkov Aviation Institute", 2000, A.V. Krasnov, I.G. Nizamov, V.N. Gladchenko, O.A. Popov, F.A. Gizatullin. Capacitive ignition systems for modern and promising gas turbine engines. Abstracts of reports of the international scientific conference “Engines of the XXI Century”, part II, TsIAM, Moscow, 2000]. With a decrease in the breakdown voltage of the switching arrester, the frequency of spark discharges on the candle increases, which will be identified as a working state of the ignition system, while the actual value of the stored energy will not provide ignition of the fuel. Therefore, when checking ignition systems between engine starts and during its start-up, false information can be obtained about the correspondence of the output parameters of the ignition system to the specified ones, and subsequently, when assessing the causes of non-ignition of the fuel mixture, reliable information about the reasons for the failure to start the engine will not be obtained.
Таким образом, данный способ контроля системы зажигания, не обладает достаточной достоверностью и может приводить к ложной оценке работоспособного статуса системы зажигания, принятию решения о запуске двигателя и его срыву или запуску с задержкой - «пушечному» запуску, соответственно к повреждению элементов двигателя или его системы автоматического управления. Кроме этого, данный способ контроля не позволяет выявить момент времени, при котором в агрегатах зажигания начинаются процессы, приводящие в процессе продолжения его наработки к параметрическому отказу при сохранении значения накопленной энергии Q более Qmin - уменьшению фактической частоты следования искровых разрядов на свечах зажигания f менее fmin, т.е. этот способ контроля позволяет выявить только внезапные отказы системы зажигания. Таким образом, данный способ контроля, кроме указанного выше, не позволяет обеспечить эксплуатацию агрегатов зажигания в составе системы зажигания по техническому состоянию и снижение затрат на логистику системы зажигания и двигателя в целом.Thus, this method of monitoring the ignition system does not have sufficient reliability and can lead to a false assessment of the working status of the ignition system, the decision to start the engine and to break it or to start with a delay - “cannon” starting, respectively, damage to the engine elements or its system automatic control. In addition, this control method does not allow to identify the point in time at which the processes start in the ignition units, leading to a parametric failure while continuing to work while maintaining the stored energy Q more than Q min - to reduce the actual frequency of spark discharges on the spark plugs f less f min , i.e. This control method allows to detect only sudden failures of the ignition system. Thus, this control method, in addition to the above, does not allow the operation of the ignition units in the ignition system according to the technical condition and the reduction of logistics costs of the ignition system and the engine as a whole.
Известен способ контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, заключающийся в том, что измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу, по превышению этим временем интервала заданного значения судят о работоспособности системы зажигания. При этом, измеряют интервал времени между импульсами разрядного тока, вызванными только коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей контрольное значение. Этот способ контроля позволяет выявить параметрические внезапные отказы агрегата зажигания такие как, уменьшение запасенной на накопительном конденсаторе энергии Q менее Qmin и уменьшение частоты искровых разрядов на свече зажигания f менее fmin [Патент РФ №2463523, опубликовано 10.10.2012].There is a method of monitoring a capacitive ignition system for aircraft engines, which consists in measuring the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor per candle, by exceeding this time interval the set value is used to judge the operability of the ignition system. At the same time, the time interval between the discharge current pulses is measured, caused only by switching the energy stored in the storage capacitor in excess of the control value. This monitoring method allows to detect parametric sudden failures of the ignition unit such as a decrease in the energy Q stored on the storage capacitor Q less than Q min and a decrease in the frequency of spark discharges on the spark plug f less than f min [RF Patent No. 2463523, published 10.10.2012].
Однако данный способ контроля емкостной системы зажигания не позволяет выявить момент начала развития отказа, при котором агрегат зажигания еще сохраняет работоспособность, т.е. Q больше Qmin, f больше fmin. Кроме того, этот способ контроля не позволяет выявить отказ типа пробой высоковольтных соединений агрегата зажигания с кабелем зажигания и кабеля зажигания со свечой зажигания, т.к. в этом случае описываемый способ контроля будет идентифицировать статус агрегата зажигания Q больше Qmin, f больше fmin, т.е. как работоспособный.However, this method of monitoring a capacitive ignition system does not allow to identify the moment of the onset of failure development, at which the ignition unit still remains operational, i.e. Q is greater than Q min , f is greater than f min . In addition, this control method does not allow to detect a failure such as a breakdown of high-voltage connections of the ignition unit with the ignition cable and the ignition cable with the spark plug, because in this case, the described monitoring method will identify the status of the ignition unit Q is greater than Q min , f is greater than f min , i.e. how workable.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, принятый за прототип, заключающийся в том, что измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу, вызванными только коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное контрольное значение энергии, измеренный интервал между указанными импульсами разрядного тока накопительного конденсатора сравнивают с заданным интервалом времени, характеризующим допустимую минимальную частоту следования искровых разрядов в искровом промежутке свечи, по их разнице судят о работоспособности системы зажигания. Дополнительно одновременно через щель, выполненную в корпусе свечи параллельно ее оси, в процессе работы системы зажигания контролируют отсутствие свечения внешней поверхности экранного коаксиального керамического изолятора свечи, что позволяет проконтролировать отсутствие пробоя в месте соединения свечи зажигания и кабеля зажигания [Патент РФ №2558751, опубликовано 10.08.2015].Closest to the proposed invention is a method for monitoring a capacitive ignition system of aircraft engines, adopted as a prototype, which consists in measuring the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor per candle, caused only by switching the energy stored in the storage capacitor in excess of the set control energy value, the measured interval between the indicated pulses of the discharge current of the storage capacitor compared with a given time interval characterizing the permissible minimum repetition rate of spark discharges in the spark gap of a candle, judging by their difference the operability of the ignition system. Additionally, at the same time, through a slot made in the candle body parallel to its axis, during the operation of the ignition system, the absence of a glow of the outer surface of the screen coaxial ceramic insulator of the candle is controlled, which makes it possible to check the absence of breakdown at the junction of the spark plug and the ignition cable [RF Patent No. 2558751, published 10.08 .2015].
Однако, способ контроля, выбранный за прототип, обладает также известными ограниченными недостатками. Этот способ контроля агрегата зажигания в составе системы зажигания позволяет выявить только внезапные отказы и не позволяет выявить момент времени, при котором в агрегате зажигания начинаются процессы, приводящие к внезапному отказу, при котором система зажигания (соответственно агрегат зажигания) еще сохраняет работоспособное состояние, а выходные параметры системы зажигания, например, такие как частота следования искровых разрядов на свече зажигания f и запасенная на накопительном конденсаторе энергия Q превышают значения fmin и Qmin. Таким образом, способ контроля, принятый за прототип, не позволяет обеспечить эксплуатацию системы зажигания по техническому состоянию.However, the control method selected for the prototype also has known limited drawbacks. This method of monitoring the ignition unit as part of the ignition system allows you to identify only sudden failures and does not allow you to identify the point in time at which processes begin in the ignition unit, leading to a sudden failure, in which the ignition system (respectively, the ignition unit) still maintains a working state, and the weekend ignition system parameters, for example, such as the frequency of spark discharges on the spark plug f and the energy Q stored on the storage capacitor exceed the values of f min and Q min . Thus, the control method adopted for the prototype does not allow for the operation of the ignition system in technical condition.
Для преобразования постоянного напряжения питания в импульсы высокого напряжения в агрегатах зажигания могут использоваться как статические (электронные) преобразователи, так и индукционные катушки с электромагнитным прерывателем [Патент РФ №2106518, опубликовано 10.03.1998; В.А. Балагуров. Аппараты зажигания, М: Машиностроение, 1968]. Статические преобразователи, как известно, обладают значительным ресурсом, так как не содержат подвергаемых износу элементов. Индукционные катушки имеют ограничения по ресурсу из-за электроэрозионной выработки контактов электромагнитного прерывателя. В тоже время использование индукционных катушек существенно повышает теплостойкость агрегатов зажигания, так как они не предполагают применение в их составе полупроводниковых приборов, имеющих известные ограничения по рабочим температурам. В отечественной практике в качестве преобразователя для агрегатов зажигания, работающих в условиях повышенных температур, применяют индукционные катушки с электромагнитным прерывателем. Учитывая, что ресурсы элементов разрядного контура: накопительных конденсаторов, разрядников и т.д. значительно превышают ресурс контактов прерывателя электромагнитного прерывателя индукционной катушки, именно состояние контактов прерывателя индукционной катушки будет определять ресурс агрегата зажигания.To convert a constant supply voltage to high voltage pulses in ignition units, both static (electronic) converters and induction coils with an electromagnetic chopper can be used [RF Patent No. 2106518, published March 10, 1998; V.A. Balagurov. Ignition devices, M: Mechanical Engineering, 1968]. Static converters, as you know, have a significant resource, since they do not contain the elements subjected to wear. Induction coils have resource limitations due to electroerosive generation of contacts of an electromagnetic chopper. At the same time, the use of induction coils significantly increases the heat resistance of ignition units, since they do not imply the use of semiconductor devices in their composition that have known limitations on operating temperatures. In domestic practice, induction coils with an electromagnetic chopper are used as a converter for ignition units operating at elevated temperatures. Given that the resources of the elements of the discharge circuit: storage capacitors, arresters, etc. significantly exceed the resource of contacts of the chopper of the electromagnetic chopper of the induction coil, it is the state of the contacts of the chopper of the induction coil that will determine the life of the ignition unit.
Поэтому одной из задач контроля работоспособности емкостных систем зажигания с индукционными катушками в качестве преобразователей в агрегатах зажигания является определение момента времени, при котором в контактах прерывателя индукционной катушки начинаются процессы, предшествующие залипанию контактов и соответствующему отказу преобразователя. Выявление этого момента времени позволяет своевременно заменить агрегат зажигания в эксплуатации, исключив внезапный отказ агрегата зажигания непосредственно перед или в процессе запуска двигателя.Therefore, one of the tasks of monitoring the operability of capacitive ignition systems with induction coils as converters in ignition units is to determine the point in time at which processes occurring in the contacts of the induction coil chopper begin before contact sticking and the corresponding converter failure. The identification of this point in time allows timely replacement of the ignition unit in operation, eliminating the sudden failure of the ignition unit immediately before or during engine start-up.
Способ контроля емкостного агрегата зажигания, выбранный за прототип, не позволяет выявить момент наступления критичного состояния контактов прерывателя индукционной катушки, при котором в контактах прерывателя начинаются процессы дугообразования, приводящие в процессе дальнейшей наработки к залипанию контактов и отказу агрегата зажигания.The control method of the capacitive ignition unit, chosen for the prototype, does not allow us to identify the moment of critical state of the contacts of the inductor coil chopper, at which the arcing processes begin in the contacts of the chopper, leading to sticking of the contacts and failure of the ignition unit during further operation.
Первоначально при начале дугообразования на контактах частота следования искровых разрядов на свечах зажигания f не претерпевает значительных изменений и остается больше fmin, при этом имеется случаи однократного увеличения интервала времени между последовательно следующими искровыми разрядами (импульсами разрядного тока агрегата зажигания), а значение тока потребления агрегата зажигания не превышает предельное значение.Initially, at the beginning of arcing on the contacts, the frequency of spark discharges on the spark plugs f does not undergo significant changes and remains greater than f min , while there are cases of a single increase in the time interval between successively following spark discharges (pulses of the discharge current of the ignition unit), and the value of the current consumption of the unit ignition does not exceed the limit value.
При продолжительных перебоях частота разрывов контактов прерывателя индукционной катушки, проходящих с дугообразованием, снижается. При этом частота следования искровых разрядов на свечах зажигания f уменьшается и в пределе, при залипании контактов прерывателя, становится меньше fmin, достигая впоследствии нулевого значения, а ток потребления агрегата зажигания превышает допустимое значение.With prolonged interruptions, the frequency of rupture of the contacts of the chopper of the induction coil, passing with arcing, decreases. In this case, the repetition rate of spark discharges on the spark plugs f decreases and in the limit, when the breaker contacts stick, it becomes less than f min , subsequently reaching a zero value, and the current consumption of the ignition unit exceeds the permissible value.
Момент времени, при котором начинается дугообразование на контактах прерывателя, зависит от различных факторов, таких как: суммарная наработка индукционной катушки; длительность однократных включений агрегата зажигания в процессе запусков двигателя; параметров искрогасящего конденсатора индукционной катушки; напряжения питания агрегата зажигания; температуры окружающей среды и др.The moment of time at which the arcing at the breaker contacts begins depends on various factors, such as: the total operating time of the induction coil; duration of one-time ignition unit starts during engine starts; spark extinguishing inductor coil parameters; supply voltage of the ignition unit; ambient temperatures, etc.
Поэтому для систем зажигания, эксплуатируемых в различных условиях (даже на одном типе двигателя) представляется проблематичным установление момента времени, при котором начинается описанные выше процессы, приводящие к отказу агрегата зажигания. В связи с этим, агрегаты зажигания заменяются на двигателе по назначенному ресурсу задолго до наступления начала искрообразования на контактах прерывателя, что обеспечивает наличие во многих случаях значительного запаса по ресурсу контактов прерывателя индукционной катушки. Это значительно повышает затраты на обеспечение жизненного цикла агрегата зажигания.Therefore, for ignition systems operating under different conditions (even on the same type of engine), it seems problematic to establish the point in time at which the above processes begin, leading to the failure of the ignition unit. In this regard, the ignition units are replaced on the engine by the assigned resource long before the onset of sparking at the contacts of the chopper, which ensures the presence in many cases of a significant margin of contact resource of the chopper of the induction coil. This significantly increases the cost of ensuring the life cycle of the ignition unit.
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение глубины контроля работоспособности агрегатов зажигания емкостных систем зажигания двигателей летательных аппаратов с целью обеспечения их эксплуатации по техническому состоянию и уменьшение затрат на обеспечение жизненного цикла двигателя на этапе эксплуатации.The problem solved by the claimed invention is to increase the depth of control of the operability of ignition units of capacitive ignition systems of aircraft engine engines in order to ensure their operation in technical condition and reduce the cost of ensuring the engine's life cycle during operation.
Поставленная задача решается способом контроля емкостного агрегата зажигания с индукционной катушкой в составе системы зажигания, заключающимся в том, что измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, одновременно с измерением интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания в процессе работы системы зажигания измеряют среднее значение потребляемого агрегатом зажигания тока, выявляют наличие кратковременного повышения среднего значения потребляемого тока и последующее увеличение текущего значения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, при наличии кратковременного повышения среднего значения потребляемого агрегатом зажигания тока и последующего увеличения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, принимают решение о замене агрегата зажигания.The problem is solved by the method of monitoring a capacitive ignition unit with an induction coil as part of the ignition system, which consists in measuring the time interval between successively the next pulses of the discharge current of the storage capacitor to the spark plug, simultaneously with measuring the time interval between successively the next pulses of the discharge current of the storage capacitor on the spark plug during operation of the ignition system measure the average value of the ignition consumed by the unit current, detect the presence of a short-term increase in the average value of the consumed current and a subsequent increase in the current value of the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor to the spark plug, if there is a short-term increase in the average value of the current consumed by the ignition unit and a subsequent increase in the time interval between successively subsequent pulses of the discharge the current of the storage capacitor to the spark plug, decide on Amena ignition unit.
Новым в заявляемом изобретении является то, что одновременно с измерением интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания в процессе работы агрегата зажигания измеряют среднее значение потребляемого агрегатом зажигания тока, выявляют наличие кратковременного повышения среднего значения потребляемого тока и последующее увеличение текущего значения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, при наличии кратковременного повышения среднего значения потребляемого агрегатом зажигания тока и последующего увеличения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, принимают решение о замене агрегата зажигания.New in the claimed invention is that at the same time as measuring the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor to the spark plug during operation of the ignition unit, the average value of the current consumed by the ignition unit is measured, the presence of a short-term increase in the average value of the current consumption and a subsequent increase in the current value are detected the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage condensate and on the spark plug, the presence of short-term increase of the mean consumed current ignition unit and further increasing the time interval between successive pulses following the discharge current of the storage capacitor to the spark plug, take the decision to replace the ignition unit.
На фиг. 2 представлена осциллограмма тока потребления агрегата зажигания при нормальном размыкании контактов прерывателя индукционной катушки. Ток при этом обрывается резко, без дугообразования. На фиг. 3 показана осциллограмма тока потребления типового агрегата зажигания (верхняя осциллограмма) и напряжения с датчика разрядного тока (нижняя осциллограмма) для случая, когда частота следования искровых разрядов на свече зажигания f (разрядов накопительного конденсатора) находится в пределе более fmin, но уже начинаются процессы дугообразования на контактах прерывателя индукционной катушки. Каждый импульс напряжения на нижней осциллограмме соответствует прохождению импульса разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания. Показано, что первоначально, в течение первых 25 мс, разрыв контактов происходит без дугообразования, ток при этом обрывается как и при нормальной работе контактов, и задержек следования искровых разрядов на свече зажигания не происходит. После этого, на одном из тактов работы прерывателя отрыв его контактов происходит с дугообразованием: ток потребления не обрывается, а плавно увеличивается до некоторого значения, а затем плавно снижается до нуля, и, следовательно, на время горения дуги увеличивается среднее значение тока потребления. В начале процесса дугообразования частота появления дуг при разрыве контактов мала. Поэтому увеличение среднего тока потребления не превышает максимально-допустимое значение, а кратковременное увеличение интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора не приводят к снижению частоты искрообразования менее fmin, и не выявляется системой контроля и автоматического управления двигателя. С наработкой частота появления дугообразования при разрывах контактов увеличивается. На фиг. 4 представлена типовая осциллограмма тока потребления в процессе развития дугообразования на контактах: на промежутке времени 50 мс зафиксированы четыре разрыва контактов с дугообразованием, т.е. с наработкой частота появления дугообразования при разрывах контактов увеличивается. В этом случае увеличение среднего тока потребления кратковременно может превышать максимально-допустимое значение, и система автоматического управления двигателя выявляет отказ агрегата зажигания в связи с завышением тока потребления, что приводит к запрету эксплуатации двигателя и летательного аппарата и простою летательного аппарата, вызванного необходимостью обеспечения внеплановой замены агрегата зажигания на новый.In FIG. Figure 2 shows the waveform of the current consumption of the ignition unit during normal opening of the contacts of the inductor coil chopper. The current breaks off sharply, without arcing. In FIG. Figure 3 shows the waveform of the current consumption of a typical ignition unit (upper waveform) and voltage from the discharge current sensor (lower waveform) for the case when the frequency of spark discharges on the spark plug f (discharge capacitor discharges) is in the limit of more than f min , but processes are already starting arcing on the contacts of the chopper of the induction coil. Each voltage pulse on the bottom waveform corresponds to the passage of the discharge current pulse of the storage capacitor to the spark plug. It was shown that initially, during the first 25 ms, the contact rupture occurs without arcing, the current breaks off as during normal operation of the contacts, and there are no delays in the occurrence of spark discharges on the spark plug. After this, at one of the interrupter clock cycles, the separation of its contacts occurs with arcing: the consumption current does not break off, but gradually increases to a certain value, and then gradually decreases to zero, and, therefore, the average value of the consumption current increases by the time of the arc burning. At the beginning of the process of arcing, the frequency of occurrence of arcs when the contacts break is small. Therefore, an increase in the average current consumption does not exceed the maximum allowable value, and a short-term increase in the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor does not lead to a decrease in the frequency of sparking less than f min , and is not detected by the engine control and automatic control system. With operating time, the frequency of occurrence of arcing during contact breaks increases. In FIG. Figure 4 shows a typical waveform of the current consumption during the development of arcing at the contacts: over a period of 50 ms, four breaks of contacts with arcing were recorded, i.e. with an operating time, the frequency of occurrence of arcing during contact breaks increases. In this case, an increase in the average current consumption can briefly exceed the maximum allowable value, and the automatic engine control system detects a failure of the ignition unit due to an increase in the consumption current, which leads to a ban on the operation of the engine and the aircraft and the downtime of the aircraft, due to the need for unscheduled replacement ignition unit to a new one.
Наличие дугообразования задерживает время начала следующего такта работы индукционной катушки и тем самым задерживается своевременный заряд накопительного конденсатор агрегата зажигания до напряжения, при котором происходит пробой коммутирующего разрядника, и, соответственно, коммутация запасенной энергии, что приводит к кратковременному увеличению интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока агрегата зажигания. В начале процесса дугообразования увеличение интервала времени между последовательно следующими импульсами не является критичным для запуска и не является критерием отказа агрегата зажигания. Однако одновременное выявление кратковременного увеличения среднего тока потребления агрегата зажигания и последующего увеличения текущего значения интервала времени между последовательными импульсами разрядного тока накопительного конденсатора, вызванными коммутацией запасенной на нем энергии, позволит выявить появление начала процесса дугообразования и, следовательно, начало процесса активной эрозии материала контактов прерывателя индукционной катушки. Это позволяет принять решение о необходимости скорой замены агрегата зажигания, например, при проведении последующего технического обслуживания, до наступления его внезапного отказа по причине залипания контактов. Поэтому выявление момента начала разрывов контактов прерывателя индукционной катушки с дугообразованием (см. фиг. 3) позволит предупредить их залипание и соответственно иметь возможность заменить агрегат зажигания до наступления его отказа.The presence of arcing delays the start time of the next clock cycle of the induction coil and thereby delays the timely charge of the storage capacitor of the ignition unit to the voltage at which the commutation spark gap breaks down, and, accordingly, switching of the stored energy, which leads to a short-term increase in the time interval between successively subsequent discharge pulses ignition unit current. At the beginning of the arcing process, an increase in the time interval between successively following pulses is not critical to start and is not a criterion for the failure of the ignition unit. However, the simultaneous detection of a short-term increase in the average current consumption of the ignition unit and a subsequent increase in the current value of the time interval between successive pulses of the discharge current of the storage capacitor caused by switching the stored energy on it will reveal the onset of the process of arcing and, therefore, the beginning of the process of active erosion of the contact material of the induction chopper coils. This allows you to decide on the need for an early replacement of the ignition unit, for example, during subsequent maintenance, until it suddenly fails due to sticking contacts. Therefore, the identification of the moment of the beginning of the breaks of the contacts of the chopper of the induction coil with arcing (see Fig. 3) will prevent their sticking and, accordingly, be able to replace the ignition unit before its failure.
Продолжительность работы контактов прерывателя до наступления момента начала дугообразования зависит от количества включений, времени включенного состояния, температуры окружающей среды, напряжения питания. Определение назначенного ресурса до первого ремонта и межремонтного ресурса проводят с запасом с учетом возможного наихудшего сочетания негативных факторов. Соответственно в большинстве случаев, когда эксплуатация осуществляется при малом количестве включений, с малой продолжительностью работы, без значительного повышения температуры окружающей среды и при стабильном напряжении питания, съем агрегатов зажигания по назначенному ресурсу до первого ремонта и межремонтному ресурсу выполняется при наличии значительных запасов по ресурсу.The duration of the breaker contacts before the onset of the onset of arcing depends on the number of starts, on time, ambient temperature, supply voltage. Determination of the assigned resource before the first repair and the overhaul resource is carried out with a margin taking into account the possible worst combination of negative factors. Accordingly, in most cases, when operation is carried out with a small number of starts, with a short duration of operation, without a significant increase in the ambient temperature and with a stable supply voltage, the removal of ignition units according to the assigned resource before the first repair and overhaul life is carried out if there are significant reserves on the resource.
Одновременное выявление увеличения среднего тока потребления и снижения частоты искрообразования на свече зажигания позволит выявить момент начала в индукционной катушке процессов активного износа контактов прерывателя. После идентификации такого факта в удобное для эксплуатируемых двигателя и летательного аппарата время можно провести замену агрегата зажигания на новый, а снятый агрегат зажигания передать в ремонт.The simultaneous detection of an increase in the average current consumption and a decrease in the frequency of sparking on the spark plug will allow us to identify the moment of the beginning of the processes of active wear of the breaker contacts in the induction coil. After identifying such a fact, at a time convenient for the engine and aircraft in use, it is possible to replace the ignition unit with a new one, and transfer the removed ignition unit for repair.
Это значительно повышает фактическое время пребывание агрегата зажигания в эксплуатации за счет исключения досрочного съема агрегата зажигания до начала процесса дугообразования на контактах прерывателя индукционной катушки, что исключает внезапный отказ агрегата зажигания из-за износа контактов прерывателя, т.е. обеспечивает его эксплуатацию по техническому состоянию, уменьшая затраты на поддержание жизненного цикла двигателя на этапе эксплуатации.This significantly increases the actual residence time of the ignition unit in operation by eliminating the premature removal of the ignition unit before the start of the arcing process on the contacts of the inductor coil chopper, which eliminates the sudden failure of the ignition unit due to wear of the chopper contacts, i.e. ensures its operation according to its technical condition, reducing the costs of maintaining the engine's life cycle at the operation stage.
Поэтому одновременное выявление наличия кратковременного повышения среднего значения потребляемого тока и последующего увеличения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, позволяет принять решение о замене агрегата зажигания не по факту его отказа или выработки назначенного ресурса, а по факту наступления предельного состояния индукционной катушки. Следовательно, предлагаемый способ контроля емкостного агрегата зажигания с индукционной катушкой в составе системы зажигания обладает повышенной глубиной контроля работоспособности (статуса) емкостной системы зажигания и обеспечивает оценку технического состояния индукционной катушки агрегата зажигания.Therefore, the simultaneous detection of the presence of a short-term increase in the average value of the consumed current and a subsequent increase in the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor by the spark plug allows you to decide on the replacement of the ignition unit not upon its failure or the development of the assigned resource, but upon the occurrence of the limit state induction coil. Therefore, the proposed method for monitoring a capacitive ignition unit with an induction coil as part of the ignition system has an increased depth of monitoring the operability (status) of the capacitive ignition system and provides an assessment of the technical condition of the induction coil of the ignition unit.
Совокупность преимуществ заявляемого изобретения над известными аналогами позволяет обеспечить эксплуатацию систем зажигания по техническому состоянию, выявить критичность статуса агрегата зажигания до наступления его предельного или отказного состояния.The combination of advantages of the claimed invention over the known analogues allows for the operation of ignition systems according to their technical condition, to identify the criticality of the status of the ignition unit until its ultimate or failure state occurs.
Способ осуществляют следующим образом. Измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания. Одновременно с измерением интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания в процессе работы системы зажигания измеряют среднее значение потребляемого агрегатом зажигания тока и выявляют наличие кратковременного повышения среднего значения потребляемого тока и последующее увеличение текущего значения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания. При наличии кратковременного повышения среднего значения потребляемого агрегатом зажигания тока и последующего увеличения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания, принимают решение о замене агрегата зажигания.The method is as follows. The time interval between successively following pulses of the discharge current of the storage capacitor on the spark plug is measured. Simultaneously with the measurement of the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor to the spark plug during the operation of the ignition system, the average value of the current consumed by the ignition unit is measured and the presence of a short-term increase in the average value of the consumed current and a subsequent increase in the current value of the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current storage capacitor on the spark plug. If there is a short-term increase in the average value of the current consumed by the ignition unit and a subsequent increase in the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor by the spark plug, a decision is made to replace the ignition unit.
Система зажигания работает следующим образом (см. фиг. 1). Напряжение питания через преобразователь с электромагнитным прерывателем 1, состоящий из электромагнитного прерывателя SA1, повышающего трансформатора Т1 и искрогасящего конденсатора С1, и выпрямитель 2 заряжает накопительный конденсатор 3, который при достижении на нем напряжения, равного напряжению пробоя разрядника 4, разряжается на свечу зажигания 5. При пробое разрядника происходит коммутация фактически запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания. С наработкой контакты электромагнитного прерывателя SA1 размыкаются с дугообразованием, и, соответственно, импульсы высокого напряжения не заряжают накопительный конденсатор 3, что, как указано выше, приводит к увеличению интервала времени между импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания 5.The ignition system operates as follows (see Fig. 1). The supply voltage through a converter with an
Пример устройства, реализующего способ контроля емкостного агрегата зажигания с индукционной катушкой при автономных испытаниях, приведен на фиг. 5. Изображенная на фиг. 5 система зажигания содержит преобразователь с электромагнитным прерывателем 1, состоящий из электромагнитного прерывателя SA1, повышающего трансформатора Т1 и искрогасящего конденсатора С1, выпрямитель 2, накопительный конденсатор 3, разрядник 4, свечу зажигания 5.An example of a device that implements a method for monitoring a capacitive ignition unit with an induction coil during autonomous tests is shown in FIG. 5. Depicted in FIG. 5, the ignition system comprises a converter with an
Устройство контроля содержит датчик разрядного тока 6, датчик потребляемого тока 7, устройство обработки 8.The control device comprises a discharge
Контроль потребляемого тока осуществляют при помощи датчика потребляемого тока 7, который подает на устройство обработки 8 сигнал, пропорциональный потребляемому току. В качестве датчика потребляемого тока может быть применено образцовое сопротивление, падение напряжения на котором пропорционально проходящему току.The control of the consumed current is carried out using the sensor of the consumed current 7, which supplies a signal to the
Контроль прохождения разрядных импульсов осуществляется при помощи датчика разрядного тока 6, который генерирует на устройство обработки 8 импульсы напряжения при прохождении каждого импульса разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания. В качестве датчика разрядного тока 6 может быть применен трансформатор тока.Monitoring the passage of discharge pulses is carried out using a discharge
Обработка сигналов осуществляется при помощи устройства обработки 8. Обработку сигналов могут осуществлять, например, при помощи двухканального осциллографа, который позволит контролировать одновременное наличие дугообразования на контактах электромагнитного прерывателя преобразователя напряжения и последующее увеличение интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания.Signal processing is carried out using
При отсутствии осциллографа для обработки сигналов могут быть применены амперметр для контроля наличия кратковременного увеличения среднего значения потребляемого тока и частотомер для контроля последующего увеличения интервала времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу зажигания.In the absence of an oscilloscope, an ammeter can be used to process the signals to control the presence of a short-term increase in the average value of the consumed current and a frequency meter to monitor the subsequent increase in the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor to the spark plug.
Защита устройства контроля от ложного срабатывания при резком скачке напряжения питания обеспечивается принципом работы индукционной катушки: при росте напряжения питания увеличивается и средний ток потребления. Однако при этом увеличивается и вторичная мощность. Следовательно, в соответствии с приведенной выше формулой при сохранении неизменной запасенной энергии (от напряжения питания не зависит) частота искрообразования увеличится. Это не является критерием срабатывания устройства контроля и ложного срабатывания не произойдет.Protection of the control device from false triggering during a sharp jump in the supply voltage is ensured by the principle of operation of the induction coil: with an increase in the supply voltage, the average current consumption also increases. However, this also increases the secondary power. Therefore, in accordance with the above formula, while maintaining the unchanged stored energy (it does not depend on the supply voltage), the frequency of sparking will increase. This is not a criterion for the triggering of the control device and false alarms will not occur.
Заявленный способ контроля может быть реализован и при помощи других функциональных узлов, широко описанных в [В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Электроника и микропроцессорная техника, М.: Высшая школа, 2005].The claimed control method can be implemented using other functional units that are widely described in [V.G. Gusev, Yu.M. Gusev. Electronics and microprocessor technology, M .: Higher school, 2005].
Эффективность использования заявляемого способа контроля технического состояния емкостного агрегата зажигания в составе системы зажигания подтверждена результатами разработки емкостных агрегатов зажигания с индукционными катушками.The effectiveness of the proposed method for monitoring the technical condition of a capacitive ignition unit as part of the ignition system is confirmed by the results of the development of capacitive ignition units with induction coils.
Таким образом, предлагаемый способ контроля емкостного агрегата зажигания с индукционной катушкой в составе системы зажигания обладает повышенной глубиной контроля работоспособности (статуса) емкостной системы зажигания и обеспечивает оценку технического состояния индукционной катушки агрегата зажигания, что способствует уменьшению затрат на обеспечение жизненного цикла двигателя на этапе эксплуатации.Thus, the proposed method for monitoring a capacitive ignition unit with an induction coil as part of the ignition system has an increased depth of monitoring the operability (status) of the capacitive ignition system and provides an assessment of the technical condition of the induction coil of the ignition unit, which helps to reduce the cost of ensuring the engine's life cycle during operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151112A RU2628224C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151112A RU2628224C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015151112A RU2015151112A (en) | 2017-06-01 |
| RU2628224C2 true RU2628224C2 (en) | 2017-08-17 |
Family
ID=59031660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151112A RU2628224C2 (en) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2628224C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738210C1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-12-09 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Control method of capacitive ignition unit |
| US12037969B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-07-16 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Method and system for detecting a component exchange in an ignition system of a spark-ignited engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717534A1 (en) * | 1994-03-17 | 1995-09-22 | Eyquem | High energy ignition generator especially for gas turbine. |
| RU2558751C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (АО УНПП "Молния") | Control over aircraft engine capacitive ignition system |
-
2015
- 2015-11-27 RU RU2015151112A patent/RU2628224C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717534A1 (en) * | 1994-03-17 | 1995-09-22 | Eyquem | High energy ignition generator especially for gas turbine. |
| RU2558751C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (АО УНПП "Молния") | Control over aircraft engine capacitive ignition system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12037969B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-07-16 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Method and system for detecting a component exchange in an ignition system of a spark-ignited engine |
| RU2738210C1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-12-09 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Control method of capacitive ignition unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015151112A (en) | 2017-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9726140B2 (en) | Internal combustion engine control apparatus | |
| RU2463523C1 (en) | Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system | |
| JP2732971B2 (en) | Gasoline engine misfire detector | |
| RU2628224C2 (en) | Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system | |
| RU2614388C2 (en) | Aircraft engines capacitive ignition system control device | |
| RU2558751C1 (en) | Control over aircraft engine capacitive ignition system | |
| CN112154265B (en) | Current profile optimization of ignition system | |
| RU2608888C1 (en) | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system | |
| EP0659999A1 (en) | Diagnostic apparatus and methods for ignition circuits | |
| CN203052718U (en) | High-voltage electronic ignition device of calorimeter | |
| JPH0868372A (en) | Superposed discharge type ignition device | |
| GB2046923A (en) | Automatic checking of batteries or cells | |
| RU2680724C1 (en) | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system | |
| US3343366A (en) | Spark discharge monitoring device | |
| RU2338080C2 (en) | Method for controlling jet engine capacitive ignition system | |
| RU2738210C1 (en) | Control method of capacitive ignition unit | |
| RU2752014C1 (en) | Method for controlling capacitive ignition system of aircraft engines | |
| CN218066751U (en) | Ignition fire detection circuit, ignition fire detection system and gas water heater | |
| JP5003572B2 (en) | Ignition control device for internal combustion engine | |
| RU2767662C1 (en) | Method for monitoring serviceability of high-voltage capacitive ignition systems of gas turbine engines | |
| RU2767663C1 (en) | Aircraft gas turbine engine capacitive ignition system control device | |
| JP6723477B2 (en) | Ignition device | |
| US7116543B2 (en) | Apparatus for supplying electric energy to explosion cartridge | |
| RU2680477C1 (en) | Aviation gte and industrial gtu spark plugs technical condition monitoring during their manufacturing and during the engines repairs | |
| JPS63201590A (en) | Fluid conductivity detecting load operating method and device |