SE446650B - Kombinerad tend- och elforsorjningsanordning for forbrenningsmotorer - Google Patents

Description

446 650 med extra konstruktionsenheter.

En utgångspunkt för anordningen enligt föreliggande uppfinning utgöres av en kombinerad tänd- och elförsörj- ningsanordning för förbränningsmotorer, vilken är baserad på en elektrisk maskin exempelvis en generator. l denna :ända anordning användes direkt ett magnet- system hos generatorns rotor och stator för alstring av en elektrisk signal, som är avsedd att styra den tid- punkt, när tandsystemets omkopplingselement blir ledande.

En dylik kand anordning är uppbyggd av en stator med likformigt fördelade tänder, som är skilda från varandra ett avstånd lika med en poldelning. Tänderna uppbär dels lindningar för uppladdning av en lagringskohdensator i tandsystemet, dels lindningar för matning av ljussignal- och omkopplingsanordningar med elektrisk ström ooh dels två i motfas seriekopplade lindningar hos en signalfor- mare för triggning av en signal för tidpunkten för gnist- bildning i tdndsystamet.

Tva' huvudpoltander på generatorns stator utgöres av ett par små tänder, varvid två små, till den ena huvud- tanden hörande tänder uppbär var sin ena lindning för uppladdning av lagringskondensatorn och var sin ena lind- ning förizigmnng gav signalen angående tid- punkten för gnistbildning i tändsystemet.

Dessutom innefattar denna kända anordning en rotor med en permanentmagnet, som nar formen av en ringformad bricka och är anordnad mellan tva plåtar med näbbformada utsprång, varvid antalet utsprång på den ena plåten är 446 650 med ett utsprång större än antalet utsprång på den andra plåten afl1är]ikaned;y2, där p ar antalet tander på ge- neratorns stator, medan den andra plåten har p/2 - l utsprång.

Den allvarliga nacxdelen med denna kända anordning är att den har xomplicerad konstruxtion ocn är invecalad att framställa till följd av att man måste framställa två små, till anordningens stator hörande täfikï Ofiliflsüflla och fästa lindningarna på dessa tander samt till följd av att rotorutsprângen i den asymmetriska zonen måste framställas noggrant. Den andra nacxdelen med denna Kända anordning är ett minskat frekvensomràde för felfri gnistbildning i tändsystemet på grund av en minskning av effekten nos sig- nalen om tidpunxten för gnistbildning, vilken minsxning förorsaxas dels av den avsevärda inverkan av reaktionen hos ankaret i lindningarna för uppladdning av lagringsxondensa- torn, dels av att spänningspulsationer uppträder över tri99- .lindningarnas utgång, vilka spänningspulsatíoner är jäm- förbara med amplituden av signalen om tidpunkten för gnis- tbildning, och dels av att dessa pulsationer filtreras medelst ett RC-filter med avsevärd urladdnínßstidskons- tant.

Samtidigt som RC-filtret filtrerar Spänningspulsa- tionerna, dämpar det en avsevärd del av effekten i sig- nalen om gnistbildninßstidpunkten, vilket minskar den mi- nímala frekvensen av felfri gnistbildning i tandsystemet.

Det nuvudsaxliba syftet med föreliggande uppfinning 446 650 är att ástadnomma en sådan Kombinerad tänd- och elförsörj- ningsanordning för förbränninäsmotorer, som gör det möj- ligt att i hög grad minska effekten i signalen om tid- punxten för gnistbildning Denom eliminering av dels inver- :an av reaxtionen av lindnin¿arnas ankare och dels de spänninfispulsationer över trigglindninfiarna, som är jämförbara med amplituden av signalen om bnistbilunings- tidpumctezx. üetta syfte uppnås enliët föreliüßanae uppfinning medelst en kombinerad tänd- ocn elförsörjningsanordning för förbranninbsmotorer, som ar baserad på en elektrisk maskin innefattande dels en stater med likïormigt för- delade tänder, vilxas antal är jämnt ocn vilka är skilda från varandra ett avstånd lika med en poldelníng, ocn med lindnin¿ar för uppladdning av en lagrin;sxondensator i för- bränningsmotorns tándsystem och för matning av belysninge- kretsar med elektrisk ström, ocn uels en rotor med en permanentmagnet, som är anordnad mellan tvâ, med näbbfor- made utsprånc, försedda plåtar, varvid anordningar: enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att antalet näbb- formade utspràng på vardera plåten är lina och ar en enhet mindre an halva antalet tänder på statorn, under det att bredden nos ett av de näbbformade utsprången på den ena plåten och hos ett mot detta utsprång svarande spår i den andra plåten är mindre an eller lika med fyra poldelnin- gar. nwqéémvmvfluëuivñi Uppfinninben besnrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fia. l visar en utförings- 446 650 form av den kombinerade tänd- och elförsörjningsanordnin- gen enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 visar en ut- föringsform av de näbbformade utspràngen på en rotor och fig. 3 a, b, c, d, e visar tidsbereende samband för spänningarna, vilka samband klargör den föreslagna anord- ningens verkningssatt.

Den kombinerade tand- och elmatningsanordningen för förbränninàsmotorer innefattar en flerpolig stater l med dels på statorns l tänder 3 anordnade lindningar 2 för matning av ett transportfordons ljussignal- och omkopp- lingsanordningar med elektrisk ström, dels en lindning 4 för uppladdning av en lagringskondensator 5 och dels två trigglindningar 6 och 7 för formning av en elektrisk signal, som är avsedd att styra arbetsförloppet nos en halvledaromkopplare exempelvis en tyristor 8 i det elektro- niska tändsystemets krets.

Trigglindníngarna 6 och 7 upp- bares av två närliggande tänder 3' respektive 3" på sta- torn l och har lika antal lindningsvarv, varvid lindnin- garna o och 7 är i motfas seriekopplade med varandra.

Lindninben 4 för uppladdning av lagringskondensatorn 5 uppbäres av en tand 3"' och har ett sådant antal lindnings- varv,som gör det möjligt att alstra den önskade spännin- gen över lagringskondensatorn 5. Lindningen 4 kan placeras på en annan valfri tand 3 på statorn l. _ En rotor 9 är uppbyggd av en ringformad permanent- magnet 10 (fig. 2), som är anordnad mellan två plåtar ll 446 650" och 12 med olika maänetpolaritet. Platen ll har mag- netpolariteten S och plåten 12 har magnetpolariteten N.

De båda polplåtarna ll ocn 12 är försedda med lika an-' tal näbbformade utsprång 13, varvid antalet utsprång 13 är lika med p/2-1, där p betecknar antalet poltänder 3 hos statorn 1. samtliga utsprång 13, dvs. p/¿-l utsprång 13 på' den ena plåten exempelvis ll har samma profil(form) och är skilda från varandra ett avstånd lina med två pol- nelningar (2'Z'), varvid denna plåt ll är försedd med ett spår 14, vars län¿d är lika med minst två poldelnin- gar. Detta avsnitt av plåten 11 saxnar alltså utsprånget. p/2-1 utspràng 15 på den andra polplåten 12 är även sxilda från varandra ett avstånd lixa med två poldelnin- gar, varvid utsprångens 15 konstruktiva utformning liænar den hos utsprànäen 13 på polplåten 11, men plåten 12 är försedd med ett utsprång 15', som skiljer sig från samt- liga övriga utspràng 13 ohh 15 på plåten ll respextive 12.

Utsprångets 15' bredd är lika med summan av bredden av två närliggande utspràng 13, som är skilda från varandra ett avstånd lika med två po1de1nin¿ar, och avståndet mellan dessa utsprång 13.

Den ena plåten ll är alltså försedd med p/2-1 ut- spràng 13 genom att den saknar ett utsprång, medan den andra plåten 12 har samma antal utsprång genom att två närliggande utspràng1s àrfönamde till ett enda utsprång.

I beroende av dimensionerna hos plåtarnas ll och 12 utsprâng 13 respektive 15 samt antalet polpar hos rotorn 9 446 650 varierar bredden hos plåtens 12 utvidgade utsprång 15' och hos det mot utsprånget 15' svarande spåret l4 i pol- pláten ll inom granserna av mellan två och fyra poldelnin- gar.

Tännanordningen innefattar en elentronisk enhet, vars elektrisxa xopplingsscnema visas i fig. 1 och som innefatt- ar dels en effektkrets, som är uppbyggd av en likriktar- diod 16, vars anod är kopplad till uppladdningslindnín- ëen 4 hos anordningens stator l och vars katod genom lagringskondensatorn 5 är kopplad till en tändsnoles 17 primärlíndníng, och dels en triggkrets, som innefattar en likriktardiod 18, vars anod är kopplad till de båda trigglíndningarnas 6 och 7 utgång och vars katod genom ett i serie inkopplat RC-filter 19 är kopp- lad till tvristorns 8 styrelektrod. RC-filtret 19 består av en med ett motstånd 21 parallellkopplad xondensator 20. fyristorns 8 anod är kopplad till lagringskondensatorns 5 positiva pol och dess katod är kopplad till en gemensam ledare 32, som även är ansluten till alla de ovan icke nämnda slutdndarna hos uppladdníngslindningen 4, trigg- lindningen 6 och lindningen hos tändspolen 17.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning fungerar på följande sätt. När rotorn 9 roterar, induceras i stator- lindningarna ¿ en växelspänning, som matar transportfördo- nets ljussignal- och omkopplingsanordningar. samtidigt alstras i lindningen 4 en växelspänning, som är avsedd att via likriktardioden 16 uppladda 1agrin¿sKondensatorn 5.

I ~ trigglindníngarna 6 och 7 induceras även en j,44e esn Växelspänning ua respektive u7, vilka grafiäflivisas i fig. 3 a respektive 3 b. Jurvorna över spänninàarna u6 och u? liknar varandra men nar motsatt polaritet genom att trigglindningarna 6 ocn 7 är i motfas seriekopplade men varandra och är försxjutna i förhållande till varandra en enda poldelninb, vilken förskjutning beror på trigg- lindninçarnas 6 och 7 placeringsläge på statorn 1. íopplinësscnemat över lindningarna 6 och 7 samt des- sas läae på statorn l säkerställer att man över lindnin- ¿arnas 6 och 7 utgång alstrar en resulterande spänninbs- signal uz , vars brafisxa framställning visas i fig. Bc.

Jpännincens u<.f ne¿ativa nalvvàg, som erhålles genom adderinß av spánnincens u5,l halvvàg (xurva uâ) till spän- ningens u7 nalvvàg, och negativa spänninasgulsationer exem- pelvis uíz , som erhålles genom adnering av de motsva- rande nalvvàgorna nos spänningen u6,2 och u7,l; u6,3 och u7,2 ; u6,4 och u7,3; osv, begrdnsas(avskäres) av likrixtar- aioden 18. ' Spänninmens positiva nalvvåg pàläg¿es_via lik- uz; ríktardioden 18- över RC-filtret 19 (fig. Bd), varför över AC-filtrets l9 utgång och följaktligen över tyristorns 8 styrelektrod alstras en elektrisk signal u (fig. Be), som styr den tidpunkt, när tyristorn B göres ledande. Genom att signalen u inverxar på tyristorns 8 styrövergång blir dess effektövergång, dvs. anod-xatod-övergång ledande, varigenom lagringskondensatorn 5 urladdas över tänaspolens l? pri- márlindning.

Positiva spännings.pulsationer ul. (se fiurvan ni 1 446 650 _ 9 _ i fig. 30) dänpas medelst RC-filtret 19. Le för tándsyste- lets felfria funxtion mest farliga spánninrspulsationerna uppträder framför spännin¿ens positiva halvàg u , efter- som RC-filtrets l9 xonnensator 20 vid denna tidpunkt hin- ner urladuas till ett ninimivärde Cuficmin) via motstån- det 21, varför RC-filtret lv eventuellt kan släppa igenom spänninaspulser (splnningspulsationer) och följaktligen tandsystemets normala funxtion kan avbrytas. För att tyris- torns 3 styróvergàng skall Kunna sxyduas mot inverkan av spannin;spulsationerna samt för att gnistbildníngen i tänd- systeaet skall Kunna genomföras felfritt är RC-filtrets 19 parametrar valda pà ett sådant sätt, att den minimala spánnin¿en ufic (fig. Bd) över RC-filtret 19 under hela aroetsperioden och under alla aöjli¿a frekvens- och be- lastnin¿snässlga nriftförhàllanden för anordningen alltid är högre in pulsationssplnningens u¿¿+(fig. 30) maximala amplitud. öxningen av pulsationsspännin¿ensIizalniva eller amplitud samt av den minimala spänningen ukc över hC-filt- rets lå xondensator 20 beror pa en partiell'minskning av styrslqnaleffekten och en ökning av den minimala frek- vensen av felfri rnistblldning i tánusystemet.

Den enligt föreliggande uppfinning föreslagna anord- ningen, vars rotor ar försedd med plàtarna ll och 12 med lika antal (n/2-l) utspràng 13 respektive 15, gör det möjligt att erhålla den kurva över den resulterande spän- ningen (fig. 3c) över lindningarnas 6 och 7 utgång, för vilken förhållandet mellan den nyttiga signalspänningen (spännin¿ens positiva halvàg LLZ5 ) och den maximala 446 650 pulsatíonsspänningsamylituden eller -nivån uí.4 är lika med 6:1 till l2:l beroende av tillverkningsnoggrannheten för anordnïngen, varför man kan använda RC-filter med lägre urladdningstidskonstant och följaktligen öka ef- fekten i signalen u för styrning av den tidpunkt, när tyris- torn ö blir ledande.

Den enligt föreliggande uppfinning föreslagna anord- ningen har alltså enklare konstruktion och är enklare att framställa jämfört med den kända anordningen av detta slag och gör det möjligt att öka frekvensområdet för felfri gnist- bildning i tåndsystemet huvudsakligen genom minskning av den minimala frekvensen. anordninben enligt föreliggande uppfinning kan anvan- das i speciella tävlingsmotorcyklar avsedda för deltagande i motocross och flerdagarslopp samt i motorcyklar för att spela s.k.motoball.

Claims (1)

1. 446 650 _ 11 _ P A T E N T K R A V Kombinerad tänd- och elförsörjningsanordning för för- bränningsmotorer, vilken är baserad på en elektrisk masxín innefattande dels en stator (l) med lixformigt fördelade tnnder, vilka är belägna på ett avstånd lika med en pol- delning från varandra, ocn med lindningar (4) för uppladd- ning av en lagringsxondensator (5) i förbränningsmotorns tandsystem ocn för matning av belysningsxretsar med elekt- risz ström, och dels en rotor (9) med en permanentmag- net (10), som är anordnad mellan.två plåtar (ll, 12) med näbbformade utspràng (13 respektive 15), k ä n n e t e c K - n a d av att antalet näbbformade utspràng (13, 15) på vardera plåten (ll, 12) är lika och är en enhet mindre än nalva antalet tänder (2) på statorn (l), under det att bredden hos ett av de näbbformade utsprången (15) på den ena plåten (13) och hos ett mot detta utsprång svarande spår (14) i den andra plåten (ll) är mindre än eller líaa med fyra poldelningar.