SE448111B - Kombinerad tend- och elforsorjningsanordning for forbrenningsmotorer - Google Patents

Description

448 111 _ 2 _ mjukt material. Detta leder till att det kända tändnilgfl- systemet har komplicerad konstruktion och avsevärda dimen- sioner. m» även en komhinerad tändnings- och elförsörjningsanord- ning för förbränningsmotorer är känd, vilken innefattar dels en halvledaromkopplare, dels en krets för styrning av om- kopplaren och dels en elektrisk maskin med rotor och stater.

Rotorn innefattar_en symmetrisk och en osymmetrisk zon, där ppoler är anordnade. Statorns tänder uppbär en uppladdnings- och en styrlindning; varvid styrlindningen innefattar en 1 första lindning och en andra lindning; vilka är i motfas _ seriekopplade med varandra, under det att den första lind; imotorns cylinder för tidigt (vid s.k. tidiga vinklar), varför 1 ningen är kopplad till styrkretsens ingång.

I denna kända anordning införas en elektrisk gnista i motorns start försämras, speciellt vid låga lufttemperaturß Dessutom kan motorn reverseras at sig själv (spontant). motorns tomgångsdrift vid tidiga rinklar leder till eng avsevärd bränsleförbrukning och en minskning av motoreffekæ ten. ng _ Det huvudsanliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan kombinerad tandnings- och elförsörj- qningsanordning för förbränningsmotorer, som gör det.möjligt att förbättra startförhållanden för förbränningsmotorn och förhindra att denna reverseras av sig själv, genom att man 1 anoraningen ändra; vinkeln för gnisnbiianingsfiiapunkxen.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning_ medelst en kombinerad tand- och elförsörjningsanordning för 1 I å varvfrekvensen hos anordningens rotor. 448111 3 förbränningsmotorer, vilken innefattar dels en halvledarom- 1 kopplare, dels en krets för styrning av omkopplaren och delse en elektrisk maskin, som är försedd med en rotor, som inne- fattar en symmetrisk zon och en osymmetrisk zon, i vilka poler är anordnade, och med en stator, vars tänder uppbär en upplindningslindning och en styrlindníng, vilken inne- fattar en första lindning och en andra lindning, vilka är i_ motfas seriekopplade med varandra, under det att styrlind- i ningens första lindning är kopplad till styrkretsens ingång, varvid anordningen enligt uppfinningen ntmärker sig av att _ styrlindningen är försedd med en tredje lindning, som är anordnad på statorn på ett sådant sätt, att den andra lindnin- gen ligger mellan den första och den tredje lindníngen, nn-_ der det att styrkretsen innefattar en spänningsbegränsare; vara ingång är kopplad till den ena anslutningsledaren (ut- ledaren) från den tredje lindningen, vars andra anslutninge- ledare är ansluten till en hopkopplingspnnkt mellan den första lindningen och den andra lindningen, varvid den tredje lindningen är i motfas kopplade till den andra lindningen.7 Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning , på vilken fig. l visar ett elektriskt kopplingsscnema över den kombinerade anordningen enligt fö- religgande uppfinning, fig. 2 visar hur styrlindningens induktansapolar är sammankopplade, fig§ 3a, b och c grafiskt visar detfßidßberßelnde Senbasflfië ïšå? ânëflfliflaßaçšires Swr- __ lindningens tre dellindníngar, fig 4a, b och c grafiskt visar det resulterande tidsberoende sambandet för start- och arbetsspän- ningen hos styrlindningen, och fig 5 grafiskt visar sambandet mellan vinkeln för gnistbildningstidpunkten och varvtalet eller 448111 Den kombinerade, enligt föreliggande uppfinning föreslagna tänd-och elförsörjningsanordningen för förbränningsmotorer innefattar en elektrisk maskin med en rotor 1 (fig. 1) med en symmetrisk zon och en osymmetrisk zon, i vilka poler 2 är _ anordnade.

En stator 3 med flera poler innefattar dels lindningar 4, som är avsedda att mata ett transportfordons ljussignal- och omkopplingsanordningar med elektrisk ström, dels en uppladd- ningslindning 5 för uppladdning av en lagringskondensator 6 och dels en styrlindning 7, som är uppbyggd av tre dellind- ningar i form av induktansspolar 8, 9 respektive 10, vilka uppbäres av statornsíj närliggande_poltänder ll, 12 respek- tive l3. Induktansspolarna 8 och 9 är-i motfas seriekopplade med varandra och avsedda att alstra en elektrisk puls för _ styrning av arbetsförloppet hos en halvledaromkopplare l# i form av en tyristor, med början från motorns startfrekvens och ända fram till den staëila ltomgångsvarvfrekvènsen. Den tredje induktansspolens l0 ena anslutningsledare (ena ände) är ansluten till en hopkopplingspnnkt 15 (fig; 2) mellan den första oéh den andra indnktansspolen 8 respektive 9, varvid den tredje induktansspolen 10 är i motfas seriekopplad med den andra induktansspolen 9. Induktansspolens 10 andra ans- lutningsledare (ände) är genom en styrkrets 16 (rig. l) kopplad till halvledaromkopplaren 14. Styrkretsen 16 (dead w tredje induktansspolen 10) är avsedd att i kombination med den andra induktansspolen 9 automatiskt ändra anordningenef :r D* 449111 vinkel för gništbildningstidpunkten med en hestämd vinkel @"l (i grader) genom omkoppling (omställning) av halvledaromkopp- laren 14; när varvtalet (varvfrekvensen) blir något högre än motorns Stabila tomgàngsvarvtal (tomgångsvarvfrekvens).

Kbpplingsschemat över induktansspolarna 8-10 visas i fig. 2, där den andra induktansspolens 9 anslutningsledare där kopplad till en gemensam jordledare 17, under det att den_ första induktansspolens 8 och den extra (dvs. tredje) induk- tansspolens 10 anslutningsledare är kopplade till den elektro- niska delen av kretsen 16 (fig. 1) för styrning av halvle- daromkopplaren 14.

Den ena anslutningsledaren hos lindningen 5 för uppladd- ning av kondensatorn 6 är genom en likriktardíod 18 kopplad till uppladdningskondensatorn 6 ooh en tändspole l9, under det att líndningens 5 andra anslutningsledare är ansluten till den gemensamma jordledaren 17.

Anordningens elektroniska del är uppbyggd av dels en uppladdningskrets, som innefattar likriktardioden 18, lagrings- kondensatorn 6 och tändspolens 19 primärlindning' 20, dels en nrladdníngeknets, e9nLinnefatta¶Hhalvledapomkopplapens 14 ef- fektövergâng, lagringskondensatorn C och tändspolens 19 primärlind- ning 20, och dels styrkretsen 16, som 'är avsedd att styra halvledarom- kopplaren 14 och innefattar likriktardioder 21 och 22, vilkas ena pol är kopplad till induktansspolarna 8 respektive 10 och vilkas andra pol genom ett av ett motstånd 24 och en kondensator 25 bestående RC-filter 23 är kopplad till halv- ledaromkopplarens l4 styrelektrod. Mellan likriktardíoden 22 och RC-filtret 23 är inkopplad en spänningsbegransare 26, som 448 111 -ag är uppbyggd av exempelvis en s.k. Zener-diod 2? och ett motstånd 28. l ' Anordningen fungerar på följande sätt; När generatorns (den elektriska maskinens) rotor l brin- pgas att rotera, induceras över lindningen 5'en växelspän- ning, vars positiva nnlvvåg vin likriktnnainaen le upp- vladdar lagringskondensatorn 6, varefter denna under ett bestämt tidsintervall befinner sig i det s.k. Bpärrdrift- tillståndet ända fran till nen tidpunkt då nnknpplnren 14 i blir ledande. Över styrlindningens 7 induktansspolar 8, 9o och lö induceras även växelspänningar U8, U9 respektive Ulo, vilka har samma form och samma amplitud och vilkas form visas i fig. 3e, b respektive c. Kurvorna över spänningarna U8, U9 och Uio ar förskjutna i förhållande till varandra en pol- vinkel I (fig. l). om nänsyn“%ages till att den första ini- _uktansspolen 8 och den extra (tredje) induktansspolen 10 är i motfas'seriekopplade med den andra induktansspolen 9, sub- traheras_den över spolen 8 respektive 10 uppträdande spän- ningen från spänningen över spolen 9, varför summa-spänningen 2f(U8 + ܧ)_ och Z (Üá + Ulo) utgör startspänningen U (fig. 4a) respektive arbetsspänningen Ul (fig, 4 b), Samtidigt som den positiva späuningspulsen U överföras över likriktarainden 21 och Rc-filtren 23; omvandlas den till en spänningspuls 29 (fig. 46), som är avsett att omställa a ( omkopplaj halvledaromkopplaren 14 inom ett varvtalsområde av från nl till na (fig. 5), dvs. vid förbränningsmotorna start och tomgångsdrift. Spänningspulsen 29 (fíg, 4) matas till nalvleaarnnknpplnrnnn 14 (fin. 1) ntyrelektrna och gör lf., "11 'n 448111 -.r 7 l - omkopplarens 14 effektövergång ledande, varför lagrings- kondensatorn 6 urladdas över tändspolenš 19 primärlindning 20 och en högspänningspuls induceras över tändspolens 19 se- kundärlindning 30. Högspänningspulsen uppträder i form av en gnisturladdning mellan ett tändstifts 3l elektroder ochl antänder en arbetsblandning i den i ritningsfigurerna icke visade förbränningsmotorns förbränningskammare. Vinkeln för 2gnistbildningatidpunkten i tändsystemet svarar i detta fall mot Gl (fig. 5) och ligger inom området för s.k. försenade vinklar, vilket i högsta möjliga grad uppfyller de krav, som ställes på startdriftförhållandena för förbränningsmo~ torer.

Den positiva apänningspulsen UI överföras över dioden 22, spänningsbegränsaren 26 och RC-filtret 23 och omvandlas 2 alltså' till en spänningspuls 32 (fig. 4c) som är avsedd att omställa halvledaromkopplaren 14 inom ett varvtalsområde av mellan na och m3, dvs. i arbetsdrifttíllståndet.

'Inom varvtalsområdet av från nl till ng är spännings~ pulsens 32lamplitud lägre_än en påverkningsspänningsnivå 33 för omkopplaren 14 genom att spänningsbegränsaren 26 (fig.l) cinverkar på spänningspulsen 32.

När varvtalet ökar från nl till na, ökas spänningspul- sens 32 amplitud, som vid varvtalet ng blir lika med på- verkningsspänningen 33; varför omkopplaren 14 blir ledande och gnistbildningàtidpunktsvinkeln ändras med 6 och blir li- ka med 6.2.

Inom varvtalsområdet av mellan nz och n3 omställea om-'I kopplareu 14 endast av spännimgspulsen 32. 4418 111 De: värde, med vilken gnisubilaningsfiiapunktsvinkeln, ändras, är reglerbart inom gränserna av mellan löo och 350 f i beroende av antalet poltänder på statorn 3. I i Anordningen enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att dels förbättra startförhàllandena för förbrän- ningsmotorer genom förbättring av karakteristiken över gnistbildningstidpunkten, eftersom elektrisk gnista införes i motorns cylindrar vid försenade vinklar för gnistbildnings- tidpunkten och dels förhindra att förbränningsmotorn rever- . seras av sig själv, tack vare att arbetsförloppet genomföras* vid försenade vinklar, när varvtalet är lågt.

Dessutom medverkar anordningen enligt uppfinningen till att förbättra förbränningsmotorns drift vid minimala varvtal; vilket resulterar i att den energi, som skall avgivas vid 'w förbränning av bränsle-luftblandningen , användes effektivare.

Claims (1)

1. .w g. 448 111 _ '9 ¶ _ , P Å T E N T K R A V Kombinerad tänd- och elförsörjningsanordning för för- bränningsmotorer, vilken innefattar dels en halvledaromkopp-i lare (14), dels en krets (16) för styrning av omkopplaren (14) och dels en elektrisk maskin, som är försedd med en rotor (1) med en symmetrisk och en osymmetrisk zon, i vilka poler (2) är anordnade, och med en stator (3), vars tänder(11H12'S@m?11f12) och 13) uppbär en uppladdningslindning (5) och en styrlind- ning (7), vilken innefattar en första dellindning (8) och en andra dellindning (9)) vilka är i motfas seriekopplade med varandra, under det att den första dellindningen (8) är kopplad till styrkretsene (16) ingång k ä n n e_t e c k - l n a d av att styrlindningen (7) är försedd med en tredje dellindning (10), som är anordnad på statorn (3) på ett sådant sätt, att den andra dellindningen (9) ligger mellan den första dellindningen (8) och den tredje dellindningen (lO); varvid styrkretsen (16) är försedd med en spänningsbegränsare (26), vars ingång är kopplad till den ena anslutningsleda- ren hos den tredje dellindningen (10), vars andra anslut-, ningsledare är ansluten till en hopkopplingspunkt (15) mel- lan den första dellindningen (8) och den andra dellindningen (9), medan den tredje aeiiindningen (io) är 1 metres kopplad till den andra dellindningen (9).