SE448391B - Tendanleggning for forbrenningsmotor med en varvtalsbegrensande koppling - Google Patents

Description

l0 15 20 25 s 30 35 40 är i p 2 '448 39-1 i t är direkt förbunden med tändanläggningens primärströmkrets,_ För styrning användes härvid tändströmhalvvågorna i primär-Ä- strömkretsen. Den genom nämnda publikation kända kopplingen för varvtalsbegräning kan emellertid ej användas för detta ändamål; eftersom primärströmhalvvâgorna.före tändtidpnnkten här jämförelsevis låg spänningsamplitud och därför ej kan l bestämt styra de båda monostabila vippstegeni Den under tänd- förloppet uppträdande primärspänningen är ej heller lämplig för styrning av monostaBila'vippsteg, eftersom den vid upp- nående av det maximalt tillåtna varvtalet genom undertryck- ning av tändningen ej längre uppträder.

Tändanläggningen enligt nppfinningen med de i huvudpatentkravet '_angivna_kännetecknen har fördelen, att det monostabila vipp-t steget i ocn för varvtalsbegränsning kan styras medelst spän- ningen i primärströmkretsen oberoende av magnettändanläggningens styrkoppling. Någon extra styrgivare erfordras därför ej vare sig för stjrkopplingar eller för varvtalsbegränsningen. Detpi är vidare fördelaktigt, att något andra monostabilt vippsteg_ ej längre erfordras och att det monostabila vippsteget till följd av uppfinningen kan ha mycket kort tid i ostabilt till- L stånd. ' " ' ' bet är speciellt gynnsamt, att en såsom tidgivare 0555 i handeln tillgänglig, billig komponent i form av_en integrerad krets kan användas såsom monostabilt vippsteg, vars utlösningsingâng an- slutes till tändanläggningens primärspänning.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i ekempelform med ledning av åtföljande ritning, där fig- l visar kopplingsschemat för tändanläggning med vippsteget enligt uppfinningen såsom varv- talsbegränsande koppling, fig._2 b1ockscheman.för en tidgivarezf -i det i fig. l visade monostaßilaïvippstegetï fig. 3 spännings- ' och strömförloppet vid-olika kopplingspunkter i fig. l inom det tillåtna varvtalsområdet, fig. 4 spänningsförloppet vid ingångar- -g na 2 och 4 på tidgivaren under en spänningshalvvåg i primär- strömkretsen och fig. 5 spännings- och strömförloppet enligt fig. 3 vid överskridande av gränsvarvtalet§_ Den i fig. l visade kopplingen för en tändanläggning för en för- .la 15 20 V25 30 40 g p 448 391 bränningsmotor omfattar enflmagnetgenerator 10 för spännings- matning av tändanläggningen, vars roterande polhjul ll drives av motorn._Polhjulet 1l_samverkar med ett tändankare, vars järn- 'käfna 12 uppbär en primärlindning 13 och en sekundärlindning l4. Sekundärlindningen 14 är med sin högspänningsanslutningy förbunden med ett tändstift 15. Primärlindningen 13 är med en ände förbunden med jord och med en primärströmkrets 16, i vilken I en tändtransistor_l7 i form av ett Darlington-omkopplingssteg _ är anordnad. Såsom skydd mot backdrift är tändtransistorns l7 omkopplingssträcka seriekopplad med en diod l8. För att stanna , fmotorn shuntas primärlindningen 13 medelst en frånkopplings- Aströmställare 19. Med primärlindningen 13 är dessutom en styr- 'koppling 20 och en varvtalsbegränsande koppling 21 bundna, som tillsammans_med_tändtransistorn l7 och dioden 18 är inbyggda i ett balja. ' i i Kopplingen 21 omfattar ett monostabilt Vippsteg, som består av äen såsom integrerad krets utförd tidgivare 555, som via sin Vutlösningsingång 2.är styrbar medelst spänningen i primärström- kretsen därigenom, att den via en spänningsdelare är förbunden med primärströmkretsen 16. Spänningsdelaren består av tvâ serie-- kopplade motstånd 22, 23, mellan vilka en kondensator 24 är in- fogad. Utlösningsingången 2 är ansluten på den sida av konden- satorn 24, som.via motståndet 22 är förbunden med magnetgene- ratorns 10 jordade lindningsände. En återställningsingång 4' på tidgivaren 555 är ansluten på kondensatorns 24 andra sida, som via motståndet 23 är förbunden med generatorns 10 andra lindningsände. En tröskelspänningsingång 6 på tidgivaren 555 är tillsammans med en urladdningsingång 7 förbunden med för-, bindningspunkten för en serie-RC-krets 25, 30, som på konden- satorsidan är jordad och på motståndssidan är förbunden med en källa för stabiliserad likåpänning. Denna likspänningskälla är bildad av en lagringskondensator 26 med en härmed parallell-' 'kopplad zenerdiod 27, vilka på ena sidan är förbundna med jord och på andra sidan via ett motstånd 28 och en diod 29 förbundna med generatorns l0 ojordade lindningsände. Dioden 29 är polari- serad på sådant sätt, att den spärrar de för tändning utnytt- ajade spänningshalvvågorna i primärströmkretsen 16. En matnings- anslutning 8 på tidgivaren 5§5 är även förbunden med konden; Q. satorn 26, över vilken den stabiliserade likspänningen upp- träder. För uppnäende av mycket korta tider i ostabilt tillw lO 15 zd 30 35 40 'Tidgivaren 555 bildar tillsammans med den beskrivna och Visade 5448 3911 stånd Vid det monostabila vippsteget.är tidgivaren 555 med sin 7 kontrollspänningsingång 5 förbunden med jord. För att uppnå en temperatnroberoende tid i ostabilt tillstånd är kondensatorn 30'i RC-kretsen 25, 30 shuntad av ett fast motstånd 31 och ett temperatnrberoende motstånd 32. ' ' W. kopplingen det monostabila vippsteget, vars ingång är utlösnings- |fl\ , anslutningen 2 och vars utgång är utgångsklämman 3 på tidgivaren 555§ Denna utgångsklämma 3»är via en diod 33 och ett motstånd 34 förbnnden med styrelektroden 35 i en styrtyristor 36. ïyristorn '36 shuntar en del av styrkopplingen 20.för transistorn l7{ Med styrstråckan i tyristorn 36 år omkopplingssträckan i en transistor 37 parallellkopplad, vars bas via ett motstånd 38 är förbunden med jord, 7 ' ' A 7 I Styrkopplingen 20 innehåller en stmrtransistor 39, vars om4' kopplingssträcka är.parallellkopplad med styrsträckan i tänd- transistornsl7; Styrtransistorns 39 basfemitterstråcka är för- nunden med ett-medâprimärströmkretsen 16 förbnndet tidskonstant- steg. Detta steg_bestâr ay en seriekoppling av motstånd 40 och 41 och en kondensator 42, varvid motståndet_40 är förbundet med jord oon kondensatorn 42 via ytterligare ett motstånd 43 ärl- parallellkopplad med bas-emittersträckan i transístorn 39.

"Kondensatorn 42 och det med densamma seriekopplade motståndet 41 kan shnntas-medelst styrtyristorn 36 i kopplingen 21. För att bringa transistorn l7 till ledande tillstånd är dess bas' via ett motstånd 44, via motståndet 28 och zenerdioden 27 för- bunden med den jordade änden av nrimårlindningen l3. Tempera- turkompensation av tåndtidnunkten uppnås medelst ett tempera~ I turberoende motstånd 45) som tillsammans med att wßflßfiflflgšïfif stàmæt 46 är parallellkopplat med styrsträckan i styrtransis-' torn_33. ' I _ 5 'H _ Det i_fig. 2 visade.blookschemat för tidgivaren 555 innehåller två komparatorer 47 och 48, som med var sin ingång är för-1 - _ a bunden med_en spänningsdelare:49..Den andra ingången på kompaë ratorn 47 bildar tröskelspänningsingång:6} medan den andra , ingången på komparatorn 48 bildar utlösningsanslutning 2. Vias 'Åh '10 15 20 '25 _30 35 40 448 391 utgångarna på de_båda komparatorerna 47 och 48 omkopplas ett bistabilt Vippstegf50.'Utgången på Vippsteget inkopplar å ená sidan via-en tránsistor Slgurladdningsingången 7 till jord och å andre siden vie ett utgångssteg 52 utgångsklämman ~ 3 på tidgivaren §55l Via återställningsingången 4 återställes ¿vippsteget 50 och_niankontrollspänningsingången 5 påverkas 7omkopplingstiden,.medan den stabiliserade'likspänningen till- i föres_matningsanslutningen 8 och_jordanslutningen l förbindes 'med*jord.

Verkningssättet för den i fig. l visade tändanläggningen ne: skriyes nu närmare nedan med ledning av fig. 3, 4 och 5. Till I en borjan antegeslïått den ej.Visade forbränningsmotorn arbetar 'vinom det tillåtna Varvtelsområdet. I detta fall alstras.medelst' :det roterendejpolhjület ll i primärlindningen l3 en primär- ispänning Up, vers förlopp vises i fig. 3 längs tidsaxeln t1.g _ Spänningen mätes vid,den ojordade änden av primärlindningen 13 i punkten:P i kopplingen enligt fig. l. Med varje fullt 'omloppsvarv hos polhjulet ll flyter vid början av en negativ spänningshalvvåg Up i primärströmkretsen 16 en ström via izenefdiodeiní zvjvia moltsltåndefn 28 och. 44 -tiirbasen i tänd- M g trensistorn l7 och omkopplar denne till strömledande till- stånd, Nu börjar den nå tidsaxeln-t2 visade primärströmmen Ip att flyta. Samtidigt uppladdas kondensatorn 42 medelst primärspänningen Up via motstånden 40 och 41 i styrkopplingen e20. Vid tändtidpunkten uppnår laddningen över kondensatorn A42¿ett värde, medelst vilket styrtransistorn 39 omkopplas' I till strönledande tillstånd. Härigenom shuntaszstyrsträckan ,i tändtransistorn l7 och spärras omedelbart primärströmmen Ip vid transistorn 17; Härigenom alstras i sekundärlindningen_ 14 en nögspänningspuls, som vid tändstiftet 15 resulterar i en tändgnista¿- V $edan_den negative spänningshelvvågen upphört i primärström- 'kretsen 16, alstrar det firånztändankaret bortroterande pol-_ hjulet ll ännu en mindre positiv spänningshalvvåg, för vilken ,tändtransistorn 17 ligger i spärriktning. Denna positiva ',spänningshalvvâg i primärspänningen Up överföras via dioden g 29 och motståndet 28 till lagringskondensatorn 26 och upp~ ladder densàmmà till diodens127 zenerspänning av exempelvis e1ÉfV1 Samtidigt dpnladdàsrkondensàtorn 30 i RC~kretsen i 10 20 25 30 35 40 fåterställningsingången 4 på tidgivaren 555. Av det i fig. 4 A44sJ391flï »kopplingen 2l;' närmea tiilföreš även kiämman s på.tiagivaren 555 matn1ngs~ spänningen, Denna positiva spänningshalvvåg överföras dess- utom till spänningsdelaren med motstånden 22, 23 och konden- satorn 24, som är förbunden med utlösningsanslutningen 2 och 0:3» f» visade spänningsförloppet framgår, att spänningen U2 vid anslutningen 2_på tidgivaren 555 följer efter spänningen U4»" = * vid dterställningsingången 4 till följd av uppladdningen.av kondensatorn 24. Så snart spänningen U2 återgår till noll,'7 inställes vippsteget 50_i tidgivaren 555 medelst komparatorn'_ 48 och uppträder vid utgångsklämman 3 den i fig. 3 på tids- axeln t3 visade omkopplingspulsen'U3, medelst vilken styr- V ptyristorn 36 tändes} Samtidigt urladdas kondensatorn 30 i RC-kretsen 25, 30 via urladdningsingången 7 på tidgivaren. 555- Vid motsvarande dimensionering av kopplingen är efter en tid T av 170/us kondensatorn 30 urladdad så mycket, att den vid tröskelspänningsingången 6 uppträdande kondensator- _spänningen omställer komparatorn 47. Vippsteget 50 återställes nu ocn.omkopplingspulsen upphör. Kondensatorn 30 uppladdas sedan åter medelst den stabiliserade likspänningen från kon- densatorn 26._ I ' 5 '.Under-polhjulets ll fortsatta rotation alstras omedelbart före den efterföljande negativa tändhalvvågen på nytt en positivd spänningshalvvåg Up"i primarströmkretsen 16 och uppträder vid ftidgivaren 555 åter en omkopplingspuls U3 med en pulsbredd T av 170/um. inom det tillåtna varvtalsområdet värvas här tyris~ ' torn 36 åter, eftersom vid denna tidpunkt någon primärström ej ännu filyter i tyristorns 36 ledriktning; « Vid ett överskridande av det tillåtna gränsvarvtalet av t.ex. 9000 r/m förläggas emellertid tyristorn 36 till följd av om- kopplingspulsen U3 vid utgångsklämman 3 på tidgivaren 555 så šPf tätt intill begynnelsen av den fiör tändning använda primär- strömhalvvågen, att tyristorn 36 ej längre spärrar vid rätt tidpunkt. Av fig. 5 framgår, att mot slutet av styrpulsen U3 primärströmmen Ip redan börjar flyta. Förutom huvudströmmen, som flyter i tändtranåistorn 17; flyter nn även en styrström över motståndet 40 och tyristorn_36. Kondensatorn 42 uppladdês lO 15 20_ 25 30 35 405 i 7 5448 5915 'därför ej längre ooh kan vid tändtidpunkt ej-längre omkoppla transistorn 39 till strömledande tillstånd. Den härför_erforder-' liga styrspänningen undertryckes av den ledande tyristorn'36fV vilket medför att tändtransistorn 17 ej längre spärras vid tänd- tidpunkten och att följaktligen någon tändgnista ej längre kan *alstras vid tändstiftet 15.

För att säkerställa att tändanläggningen inom tomgângsområdet ej störes av omkopplingspulser från tidgivaren 555, som möjligen ¿ skulle kunna uppkomma till följd av otillräcklig spänningsmat- _ning, är kondensatorn 24 i spänningsdelaren 22, 23 med en sida förbunden med utlösnïngsanslutningen 2 och med den andra sidan med återställningsingângen 4-på tidgivaren 555. Av fig. 4 framgår den härigenom uppkomna spänningsförskjutningen mellan de båda ingångarna, som medför att tidgivaren 555 till en början styres medelst nollgenomgången vid spänningen U2 men att till följd av nollgenomgången i spänningen U4 vippsteget 50 i tidgivaren: 555 ooh därmed dess utgång 3 tvångsvis åter återställes. Denna tvångsvisa återställning sker även inom det undre varvtalsom- rådet hos motorn, såvida pulstiden T vid det monostabila vipp- _steget intill dess ännu ej_utgått.

"Genom transistorn 37 vid styrsträçkan i styrtyristorn 36 säkerställes vidare, att tyristorn 36 ej tändes under en 'negativ halvvåg i primärspänningen Up till följd av stör- spänningar vid tidgivaren 555. Transistorn 37 är ledande vid uppträdande av en negativ spänningshalvvåg i primärströmkretsen ' 16 och avleder vid varje tillfälle dylika störpulser.

Den varvtalsbegränsande kopplingen enligt uppfinningen är ej begränsad till den visade utföringsformen. Den är även använd- -bar vid magnettändanläggningar med ett flertal magnetspolar, K vid magnettändanläggningar med utvändig tändspole och vid_ magnettändanläggningar med kondensatortändning. Kopplingen 21 skall i samtliga_fall anslutas till primär- eller matnings- strömkretsen i tändanläggningen på sådant sätt, att det mono- stabila vippsteget endast styres medelst de spänningshalvvågor, som har motsatt polaritet mot de för tändning erforderliga spänningshalvvågorna.

Claims (1)

1. .. ..,-..,_ 15' 20 - 25 30 35 40 förbart en signalspänning från en av motorn driven generator 'och_på utgångssidan_påverkar en styrkoppling för omkopplings- a44sg391 agge 585 sida) 5 vi s " ) n”Patentkrav~j '1.:Tändanläggning för förbränningsmotor med en varvtalsbegränsan-7 de koppling}_som vid nppnående av ett gränsvarvtal undertrycker rett för utlösning av tändning erforderligt omkopplingsförlopp vid ett kontaktlöst tändomkopplingselement, varvid ett i kopp- lingen ingående monostabilt vippsteg på ingångssidan är till-V elementet; k ä n n e t e crk nia d 'av att signalspânningen (Up) för vippsteget (555) och matningsspänning till styrkopp-¿ lingen (20) för tändomkopplingselementet~(17)-är uttagbara från en primärströmkrets (16), som åtminstone omfattar en för I anläggningens styrning och strömmatning avsedd, med en ände_ med jord förbunden generatorlindning (13)} och att styrning av vippsteget (555) sker medelst spänningshalvvågor i primärström- kretsen (16), vilka har motsatt polaritet mot de för tändningen utnyttjade spänningshalvvågorna. I I 2. Anläggning enligt_krav 1, k"ä n n e t e c,k n a d av att vippsteget (555) omfattar en såsom integrerad_krets utformade) _tidgivare, som via sin utlösningsingång (2) är styrbar medelst signalspänningen (Up) i primärströmkretsen (l6).d 3. Anläggning enligt krav 2) k ä n n_e t e c k n a d *av att 7 tidgivarens (555) ntlösningsingång (2) är förbunden med primärf_ rströmkretsen via.en¿spånningsdelare (22-24)}_- 74. Anläggning enligt krav 31 k ä n-n-e tïe c k n'a d av att spänningsdelaren består av två seriekopplade motstånd (22,23), mellan vilka en kondensator (24) är infogad. _5. Anläggning enligt krav 4, k ä n n e t e c,k n a d av att ' tidgivarens (555) utlösningsingâng_(2) är ansluten på den sida av kondensatorn (24)) som leder till generatorlindningensr "(13) med jord förbundna ände, och att dess återställningsingång (4) är ansluten på kondensatorns (24)'andra>sida. -_ (fi 6. Anläggning enligt något av krav l-5, k,a n_n ett e c k n a d 11 av att tröskelspänningsingången (6) tillsammans med tidgivarens (555) urladdningsingångv(7) är förbunden med förbindningspunktennfy på en serie-RC~krets (25}3Ö), Över vilken en Stabíliseradg '10 15 20_ _25 130 35 'likspänning iigger;» egna; (i = 51448 35951 7 7, Anläggning enligt krav 6, k äïn n e't e c_k nua d -av att den stabiliserade Iiksfiänningen är uttagbar över en lagringskonden- 'sator (26) med en härmed parallellkopplad zenerdiod (27), Å' ~ som på ena sidan är förbundna med jord ooh på andra sidan via ett motstånd (28) och en diod (29) är förbundna med generator- lindningens (13) ojordade ände, varvid denna diod (29) spärrar (de för tändning erforderliga spänningshalvvâgorna. _ 8; Anläggning-enligt krav 7, k ä n n e t e e k n add av att 5 ¿Rc-kretsen (25,3o)5ti1isammans med tiagivarens (555) matnipgs- _ klämma (8) är förbunden med.lagringskondensatorn (26), över vilken denstabiliserade~likspänningen uppträder. 9§Pmlⶶung enligt något av krav 1-8. k ä n n ert e c kan a d av att tidgivarens (555) kontrollspänningsingång (5) är för- 'bnnden med jord; 10, Anläggning enligt.något av krav l-9, k ä n n e t e C k n a d av atttidgivarensï(5§5) utgång (3) är förbunden med styrelektro- den (35) i en styrtyristor (36), som shuntar en del (4l,42) av en styrkoppling*(2@) för en tändtransistor (17) i primärström- kretsen (16); d 1 : " ' 7 ll. Anläggning enligt krav 10, k ä n n e t e"c k n a d av att tändtransistorn (lïï är ett Darlington-omkopplingssteg, vars styrsträeka är.shuntbar av omkopplingssträckan i en styr-_. transistor (39); vars bas-emittersträcka är förbunden med ett med primärströmkretsen (16) förbundet tidskonstantsteg '(40-42), som åtminstone delvis är shuntbart medelst styr- - “ tyristorn~(36)¿ 12. Anläggning enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a a av atc_ tidskonstantsteget omfattar flera motstând_(40,4l,43,45,46) och i '_en kondensator (42), som via ett av dessa motstånd (43) är Ä parallellkopplad med bas?emittersträckan i styrtransistorn (39) och som via ett íöre densamma inkopplat motstånd (41) är 7 shuntbarsmedelst¿styrtyristorn,(36)¿ }v44ss91 ~l3;;Anlägqning¿enlí§fi«kravZl0f k'ä n'n éut e c_k n a d av aft sfiyrsträçkan i styrfiyristorn (36) är šhfintbar medelst omkopp- Lingssträckan i eñ transistor (37), vars bas via ett motstånd (as) äfförbunaçryined jord. 14. Anläggfiíng enligt något av ktav 1-13, k ä¶n n e t e c k - n a d_ av att den med primäistfömkretšen (16) förbundna genera- _tørlínåningen (l3) är bildad av primärliafiningen på ett tändaakare.(l2-14), ' n. .W _!