RU28195U1

RU28195U1 - MICROPROCESSOR GAS ENGINE IGNITION SYSTEM

Info

Publication number: RU28195U1
Application number: RU2002104838/20U
Authority: RU
Inventors: С.А. Геков; А.С. Хачиян; И.Г. Шишлов; Р.Х. Хаммидулин; В.В. Сретенский
Original assignee: Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-03-10

Abstract

Микропроцессорная система зажигания газового двигателя, содержащая блок управления углом опережения зажигания с многоканальным коммутатором, отличающаяся тем, что каждый выходной каскад коммутатора снабжен дополнительным транзистором, шунтирующим базовую цепь силового транзистора, и низкоомным резистором, включенным в эмиттерную цепь последнего, при этом переход база-эмиттер дополнительного транзистора подключен параллельно низкоомному резистору.A microprocessor ignition system for a gas engine containing an ignition timing control unit with a multi-channel switch, characterized in that each output stage of the switch is equipped with an additional transistor shunting the base circuit of the power transistor and a low-resistance resistor included in the emitter circuit of the latter, with a base-emitter junction an additional transistor is connected in parallel with a low resistance resistor.

Description

i nim ui« 1411 i nim ui "1411

МПК 7: F02P3/00 IPC 7: F02P3 / 00

Микропроцессорная система зажигания газового двигателя.Microprocessor ignition system of a gas engine.

Полезная модель относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to the electrical equipment of internal combustion engines.

В настоящее время одним из путей повышения экологических показателей двигателей транспортных средств является их перевод на газообразное топливо. Для надежного поджига газовой смеси в цилиндрах двигателя требуется более высокое пробивное напряжение, большая мош;ность и длительность искры. Характерной особенностью газовых двигателей является увеличенное содержание водяного пара в камере сгорания при пуске, что является одной из причин повышенных требований к системе зажигания.Currently, one of the ways to improve the environmental performance of vehicle engines is to convert them to gaseous fuel. Reliable ignition of the gas mixture in the engine cylinders requires a higher breakdown voltage, greater mosh; the duration and duration of the spark. A characteristic feature of gas engines is the increased content of water vapor in the combustion chamber during start-up, which is one of the reasons for the increased requirements for the ignition system.

Для увеличения энергии и длительности искры может быть использована бесконтактная микропроцессорная система зажигания с несколькими катушками зажигания и многоканальным транзисторным коммутатором (см. патент РФ № 2140011, МПК F02P 3/00, опубл. 1999). Транзисторный коммутатор содержит повышаюш;ий преобразователь напряжения, конденсаторы, подключенные параллельно первичным обмоткам катушек зажигания, и схему формирования серий импульсов, поступающих на силовые транзисторы, коммутирующие ток в первичных обмотках. Такая система позволяет поддерживать колебания тока в катушках зажигания и, соответственно разряд в свечах зажигания, в течение времени, необходимого для надежного поджига рабочей смеси. К недостаткам системы можно отнести то, что силовые транзисторы работают при повышенном напряжении с достаточно высокой частотой, что увеличивает вероятность выхода их из строя.To increase the energy and duration of the spark, a non-contact microprocessor ignition system with several ignition coils and a multi-channel transistor switch can be used (see RF patent No. 2140011, IPC F02P 3/00, publ. 1999). The transistor switch contains a step-up voltage converter, capacitors connected in parallel to the primary windings of the ignition coils, and a circuit for generating series of pulses arriving at the power transistors that switch the current in the primary windings. Such a system allows you to maintain current fluctuations in the ignition coils and, accordingly, the discharge in the spark plugs, for the time necessary for reliable ignition of the working mixture. The disadvantages of the system include the fact that power transistors operate at high voltage with a sufficiently high frequency, which increases the likelihood of their failure.

в газовых двигателях может быть также использована микропроцессорная система зажигания, содержащая блок управления углом опережения зажигания с встроенным многоканальным коммутатором, каждый выходной каскад которого снабжен стабилитроном, включенным между коллектором и базой силового транзистора (см свидетельство на полезную модель РФ № 16945, МПК F02P 3/00, 2000 г.). Наличие стабилитрона позволяет защитить силовой транзистор от перенапряжений и увеличить длительность искры. К недостаткам системы относится то, что ток в катушке зажигания, а соответственно энергия искры, зависят от частоты вращения двигателя и напряжения в бортовой сети автомобиля.in gas engines, a microprocessor ignition system can also be used, containing an ignition timing control unit with an integrated multi-channel switch, each output stage of which is equipped with a zener diode connected between the collector and the base of the power transistor (see Utility Model Certificate No. 16945, IPC F02P 3 / 00, 2000). The presence of a zener diode allows you to protect the power transistor from overvoltage and increase the duration of the spark. The disadvantages of the system include the fact that the current in the ignition coil, and accordingly the spark energy, depends on the engine speed and the voltage in the vehicle's on-board network.

Задача полезной модели повышение надежности работы системы зажигания.The objective of the utility model is to increase the reliability of the ignition system.

Поставленная задача решается путем того, что каждый выходной каскад коммутатора снабжен дополнительным транзистором, шунтирующим базовую цепь силового транзистора, и низкоомным резистором, включенным в эмиттерную цепь последнего, при этом переход база-эмиттер дополнительного транзистора подключен параллельно низкоомному резистору.The problem is solved by the fact that each output stage of the switch is equipped with an additional transistor shunting the base circuit of the power transistor and a low-resistance resistor included in the emitter circuit of the latter, while the base-emitter junction of the additional transistor is connected in parallel with the low-resistance resistor.

Такая схема обеспечивает надежную работу выходного каскада в режиме ограничения (стабилизации) тока в первичной обмотке катушки зажигания.This scheme ensures reliable operation of the output stage in the mode of limiting (stabilizing) the current in the primary winding of the ignition coil.

На фиг.1 представлена блок-схема системы зажигания газового двигателя.Figure 1 shows a block diagram of a gas engine ignition system.

На фиг. 2 - электрическая схема выходного каскада коммутатора.In FIG. 2 - electrical circuit of the output stage of the switch.

Система зажигания содержит микропроцессорный блок управления 1, датчик оборотов 2, отслеживающий частоту вращения специального диска 3, установленного на коленчатом валу двигателя, датчик фазы 4, датчик положения дроссельной заслонки 5. К выходам блока управления 1 подключены шаговый электродвигатель 6 для автоматическогоThe ignition system contains a microprocessor control unit 1, a speed sensor 2, which monitors the rotation speed of a special disk 3 mounted on the engine crankshaft, a phase 4 sensor, a throttle position sensor 5. A stepper motor 6 is connected to the outputs of the control unit 1 for automatic

регулирования числа оборотов двигателя и восемь индивидуальных для каждого цилиндра катушек зажигания 7-14.regulation of the engine speed and eight individual for each cylinder ignition coils 7-14.

Транзисторный коммутатор может быть встроен в блок управления 1 или выполнен отдельно от него. Каждый выходной каскад коммутатора содержит силовой транзистор 15, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка одной из катушек зажигания 7-14. Между эмиттером силового транзистора 15 и массой включен низкоомный измерительный резистор 16. Базовая цепь силового транзистора 15 зашунтирована дополнительным транзистором 17. В состав схемы входит также управляющий транзистор 18 и токоограничиваюш,ий резистор 19. Коллектор дополнительного транзистора 17 подключен к базе силового транзистора 15, эмиттер - к массе, а база - к точке соединения транзистора 15 с резистором 16.The transistor switch can be integrated into the control unit 1 or is made separately from it. Each output stage of the switch contains a power transistor 15, in the collector circuit of which is included the primary winding of one of the ignition coils 7-14. A low-resistance measuring resistor 16 is connected between the emitter of the power transistor 15 and the ground 16. The base circuit of the power transistor 15 is shunted by an additional transistor 17. The circuit also includes a control transistor 18 and a current-limiting resistor 19. The collector of the additional transistor 17 is connected to the base of the power transistor 15, the emitter - to the mass, and the base - to the connection point of the transistor 15 with the resistor 16.

Система зажигания работает следующим образом.The ignition system operates as follows.

Сигналы от датчиков 2,4,5 поступают в блок управления 1 и обрабатываются. На основании заложенной в блок 1 программы формируются командные сигналы, поступающие в выходные каскады коммутатора для генерирования в катушках зажигания 7-14 импульсов высокого напряжения, подаваемых на свечи зажигания (не показаны).The signals from the sensors 2,4,5 enter the control unit 1 and are processed. Based on the program embedded in block 1, command signals are generated that enter the output stages of the switch to generate 7-14 high voltage pulses in the ignition coils supplied to the spark plugs (not shown).

При запирании транзистора 18 открывается транзистор 15 и соответствующая катушка зажигания подключается к источнику питания. Ток протекает через первичную обмотку данной катушки, переход коллектор-эмиттер транзистора 15 и измерительный резистор 16. За счет падения напряжения на резисторе 16 открывается дополнительный транзистор 17, шунтирующий цепь базы выходного транзистора 15. Осуществляется ограничение тока, протекающего через катушку зажигания. Величина тока задается путем подбора резистора 16 (при сопротивлении данного резистора 0,1 Ом и напряжении питания до 40 В величина тока в первичной обмотке катушки составит примерно 7А).When the transistor 18 is locked, the transistor 15 opens and the corresponding ignition coil is connected to a power source. The current flows through the primary winding of this coil, the collector-emitter junction of the transistor 15 and the measuring resistor 16. Due to the voltage drop across the resistor 16, an additional transistor 17 opens, which shunts the base circuit of the output transistor 15. The current flowing through the ignition coil is limited. The current value is set by selecting a resistor 16 (with a resistance of 0.1 Ω and a supply voltage of up to 40 V, the current in the primary winding of the coil will be approximately 7A).

Падение напряжения на переходе база-эмиттер кремниевого транзистора 17 является стабильным и составляет 0,7 В. Это свойство используется в предлагаемой схеме для ограничения тока базы силового транзистора 15 и, соответственно, тока, протекаюш,его через первичную обмотку катушки зажигания в режиме накопления энергии.The voltage drop across the base-emitter junction of the silicon transistor 17 is stable and is 0.7 V. This property is used in the proposed circuit to limit the base current of the power transistor 15 and, accordingly, the current flowing through the primary winding of the ignition coil in the energy storage mode .

Claims

A microprocessor ignition system for a gas engine containing an ignition timing control unit with a multi-channel switch, characterized in that each output stage of the switch is equipped with an additional transistor shunting the base circuit of the power transistor and a low-resistance resistor included in the emitter circuit of the latter, with a base-emitter junction An additional transistor is connected in parallel with a low-resistance resistor.