SU1710816A1 - Тиристорна система зажигани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам зажигани  двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей - достигаетс  за счет введени  функций октан-корректора, многократного искрообразовани , аварийного режима непрерывного искрообразовани  и повышение надежности противоугонного устройства. Система зажигани  содержит преобразователь переменного напр жени  в посто нное, накопительный конденсатор ,, ключ, катушку зажигани , формирователь , блок согласовани  и блок функций. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к тиристорно-, конденсаторным системам зажигани  с непрерывным накоплением энергии дл  двигателей внутреннего сгорани  и может быть использовано на транспортных средствах и .стационарных энергетических установках с любыми типами катушек зажигани  и датчиков момента зажигани .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет введени  функций октан-корректора с плавным изменением времени задержки момента зажигани , многократного искрообразовани  с коррекцией числа искр в зависимости от оборотов двигател , аварийного режима с непрерывным искрообразованием, а также повышение надежности противоугонного устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема системы зажигани ; на фиг. 2 - эпюры напр жений, .по сн ющих работу системы .

Система зажигани  имеет первый 1, второй 2 и третий 3 входы блока 4 согласовани .

в который вход т резисторы 5, 6, инвертор .7, конденсаторы 8, 9, резисторы 10, 11, 12, RS- л-риггер 13, резистор 14 и конденсатор 15, блок 16 функций, в который вход т резистор 17, диод 18, конденсатор 19, выключатель 20, диод 21, резистор 22, регулируемый резистор 23, диоды 24 и 25, конденсатор 26, диод 27, пороговое устройство 28, элемент И-НЕ 29, резистор 30, элемент И-НЕ 31 и конденсатор 32, формирователь 33 импульсов , ,в. который вход т резисторы 34 и 35, транзистор 36, конденсатор 37, резистор 38, диод 39, транзистор 40 и резистор 41, преобразователь 42 посто нного напр жени  в посто нное , электронный ключ 43, накопительный конденсатор 44 и катушку 45 зажигани . Пороговое устройство 28 содержит переключатель 46, элемент Й-НЕ 47 и инвертор 48.

Система зажигани  работает следующим образом.

На один из входов 1, 2,-3 блока 4 согласовани  подаетс  сигнал от датчика момента зажигани . Формы сигналов трех наиболее распространенных датчиков: механического , f

/ at w

00 О

прерывател  (вход 1), индуктивного датчика (вход 2) или датчика Холла (вход 3) показаны соответственно на фиг. 2 а, б, в. Назначением блока согласовани   вл етс  форми рование в момент зажигани  сигнала пр моугольной формы со строго определенной скважностью, котора  не зависит от формы и длительности входных сигналов. Эта задача решаетс  с помощью RS-триггера 13, на S-вход которого подаютс  дифференцированный цепочкой RIOC9 сигнал прерывател  и дифференцированный цепочкой после инвертировани  с помощью инвертора 7 сигнал датчика Холла. Сигнал индуктивного датчика на S-вход подаетс  с делител  напр жени , образованного резисторами 5 и 10. Любой из этих коротких сигналив устанавливает триггер 13,. на неинвертирующем выходе которого (т. е. и на выходе блока 4 согласовани ) по вл етс  сигнал высокого логического уровн  или «единица (фиг. 2 г). Под действием напр жени  этого сигнала конденсатор 15 начинает зар жатьс  через резистор 14 (фиг. 2 е). Это напр жение подаетс  на / -вход триггера 13, и в тот момент, когда оно достигнет уровн  переключени , триггер сбрасываетс  (момент времени t на фиг. 2 ё), на выходе блока 4 устанавливаетс  сигнал низкого логического уровн  или «ноль (фиг. 2 г), а конденсатор 15 начинает разр жатьс  через резистор 14. После поступлени  следующего сигнала от датчика момента зажигани  триггер 13 снова устанавливаетс  и процесс повтор етс . Посто нна  времени цепочки R14C15 выбрана такой, чтобы на низких оборотах двигател  конденсатор 15 до прихода очередного сигнала успевал полностью разр дитьс , а на средних и выше не успевал При этом достигаетс  два эффекта: на низких оборотах врем  установленного состо ни  триггера 13 неизменное и ограничено посто нной времени цепочки / 14С15 а, начина  со средних оборотов и выше, неизменной становитс  скважность сигналов на выходе блока 4 (фиг. Ч г, е). Как показано ниже, такое формирование сигнала на входе блока 16 функций обеспечивает оптимизацию числа искр в каждом такте режима многократного искрообразовани  во всем диапазоне двигател . Назначением блока функций  вл етс  реализаци  функций октан-корректора , многократного искрообразовани , аварийного зажигани  и противоугонного устройства . При отключенном противоугонном устройстве контакты выключател  20 замкнуты . Под действием выходного сигнала блока 4 согласовани  (фиг. 2 г) начинает зар жатьс  конденсатор 26 по цепочке: выход блока 4 - выключатель 20 - регулируемый резистор 23 ,- диод 25 (момент времени t, на фиг. 2 ж). Когда напр жение на конденсаторе 26 достигнет уровн  переключени  порогового устройства 28 (фиг. 2 и (ч), на его выходе по вл етс  «единица

0

и конденсатор 26 быстро дозар жаетс  ди напр жени  источника питани  (фиг. 2 ж). Это состо ние сохран етс  до момента /з, фиг. 2 ж, когда на выходе блока 4 согласовани  по вл етс  «ноль (фиг. 2 г), т. е. и на втором входе порогового устройства 28. Устройство 28 переключаетс  (фиг. 2 з), а конденсатор 26 начинает разр жатьс  через диод 24, резистор 22 и выход триггера 13

Q (фиг. 2 ж). Посто нна  времени цепочки: резистор 22. - конденсатор 26 выбрана такой , чтобы конденсатор 26 на низких оборотах двигател  успевал до прихода следующего сигнала датчика разр дитьс  полностью , а, начина  со средних оборотов двигател  и выше, не успевал. При этом на повышенных оборотах он начинает зар жатьс  не с нул , а с некоторого остаточного напр жени , которое с повышением оборотов двигател  возрастает, т. е. врем  зар да умень0 шаетс  (фиг. 2 ж). Таким образом, на вы-, ходе порогового устройства 28 формируютс  импульсы пр моугольной формы (фкг. 2 з), задние фронты которых совпадают с задними фронтами импульсов «1 на фиг. 2, а передние , определ ющие момент зажигани , от5 стают от передних, совпадающих с моментом по влени  сигналов датчика момента зажигани  (/| на фиг. 2 ж).. Величина запаздывани  регулируетс  практически линейно с помощью резистора 23 от нул  до нескольких миллисекунд. Начина  с определенных оборотов двигател , запаздывание умень- шаетс  и постепенно исчезает совсем. Так реализуетс  функци  октан-корректора с автоматической регулировкой времени запаздывани  момента зажигани  в зависи5 мости от оборотов двигател .. Частота многократного искрообразовани  задаетс  с помощью релаксационного генератора, собранного на первом и втором логических элементах И-НЕ 29 и 31, резисторе 30 и конденсаторе 32. Первые входы элементов И-НЕ 29

0 и 31  вл ютс  разрешающими дл  релаксационного генератора, и на них подаетс  сигнал с выхода порогового устройства 28 (фиг. 2 з). Пока этот сигнал - «ноль, на выходе релаксационного генератора, т. е. на

5 выходе блока 16 функций, присутствует «единица, транзистор 36 формировател  33 импульсов открыт,, конденсатор 37 разр жен, и на выходе формировател  33 напр жение равно нулю. После по влени  на разрешающих входах «единицы (момент времени

0 на фиг. 2 з) релаксационный генератор начинает работать с частотой, определ емой посто нной времени цепочки: резистор 30 - конденсатор 32 (фиг. 2 и, к). На коллекторе транзистора 36 по вл ютс  импульсы, инверсные по отношению к импульсам на вы5 ходе элемента И-НЕ 29 (фиг. 2 л). Эти импульсы дифференцируютс  цепочкой: резистор 38 - конденсатор 37, усиливаютс  по мощности эмиттерным повторителем на транзисторе 40 и с выхода формировател  33

поступают на управл ющий вход электронного ключа 43 в виде коротких управл ющих импульсов (фиг. 2 м). Количество этих импульсов в каждом такте определ етс  длительностью сигнала, подаваемого на разре- шающие входы релаксационного генератора (фиг. 2 з), поэтому оно регулируетс  автоматически в зависимости от оборотов двигател , причем на низких оборотах число импульсов ограничиваетс , а по мере их повышени  уменьшаетс . На максимальных оборотах остаетс  один импульс (фиг. 2 м). Управл ющие импульсы открывают электронный -ключ 43, который позвол ет накопительному конденсатору 44, предварительно зар женному от преобразовател  42 по- сто нногр напр жени  в посто нное, разр дитьс  на первичную обмотку катушки 45 зажигани . В этот момент работа преобразовател  42 срываетс . Затем он снова начинает работать и зар жает конденсатор 44, подготавлива  очередной такт многократного искрообразовани . Дл  отключени  режима многократного искрообразовател  достаточно второй вход элемента И-НЕ 29 соединить с плюсом источника питани . Элемент И-НЕ 29 работает как инвертор сиг- налов порогового устройства 28 и по спадающему фронту сигналов на его выходе формируютс  одиночные импульсы управлени  ключа 43.

Противоугонное устройство состоит из резистора 17, диодов 18, 21, конденсатора 19 и выключател  20. При его включении контакты выключател  20 разомкнуты, и в цепочку зар да конденсатора 26 вводитс  конденсатор 19. Емкость конденсатора 19 значительно превышает емкость конденсато- ра 26, поэтому его введение в схему в течение 3-6 с после начала запуска двигател  не про вл етс . Двигатель запускаетс  как обычно. Конденсатор 19 постепенно зар жаетс  импульсами с выхода .блока 4 согласовани , и по мере зар да уменьшаетс  им- пульсное напр жение, подаваемое на конденсатор 26. Это приводит к плавному увеличению задержки в октан-корректоре, котора  за 3-6 с достигает максимального значени , после чего искрообразование пре- кращаетс  совсем, когда конденсатор 19 зар жаетс  полностью. Двигатель останавливаетс . Если зажигание отключаетс , конденсатор 19 зар жаетс  по цепочке: конденсатор 19 - диод 18 - резистор 17 - минус источника питани  - диод 21. -При повторном запуске процесс повтор етс , и двигатель оп ть заводитс  на несколько секунд . Введение большой задержки момента зажигани  внешне про вл ет себ  как резкое обеднение смеси, причиной которого мо- жет быть засорение жиклеров или отсутствие топлива в поплавковой камере или другие причины, св занные с системой питани . Обороты двигател  падают, а «искра исчезает практически в момент его полной остановки . Проверка «на искру показывает. что система зажигани  исправна. Внимание злоумышленника полностью переключаетс  на систему питани , найти и устранить неисправность или средство противоугона в которой быстро практически невозможно, поэтому попытка угона прекращаетс . При использовании противоугонного устройства- прототипа сразу становитс  очевидным, что система зажигани  не работает. Достаточно небольшого навыка, чтобы за короткое врем  с помощью проводников с зажимами собрать классическую схему батарейного зажигани  (при наличии прерывател ), после чего двигатель заводитс  без ключа.

Пороговое устройство 28 выполнено в виде соединенных последовательно через нормально замкнутые контакты переключател  46, третьего элемента И-НЕ 47 и инвертора 48. В случае выхода датчика момента зажигани  или блока согласовани  из стро  переключатель 46 необходимо перевести в другое положение. При этом из системы зажигани  полностью вывод тс  датчик момента зажигани  и блок согласовани . Вход инвертора 48 соедин етс  с минусом источника питани , и на его выходе по вл етс  посто нный сигнал высокого логического уровн , перевод щий релаксационный генератор , формирователь 33 импульсов и силовую часть системы в режим непрерывного искрообразовани , который называетс  аварийным . Этот режим позвол ет доехать на машине до станции технического обслуживани  при отказе датчика момента зажигани  любого (Типа. Во врем  аварийного режима зажигани  раздача импульсов зажигани  производитс  непосредственно ротором в распределителе зажигани . Дл  защиты крышки распределител  от прогорани  во врем  перехода ротора от одного цилиндра к другому может использоватьс  разр дник , шунтирующий вторичную обмотку катушки 45 зажигани  и прерывающий искрообразование внутри распределител  во врем  этого перехода.

Claims (3)

1. Тиристорна  система зажигани , содержаща  преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, между выходом которого и общей шиной включены последовательно соединенные накопительный конденсатор и первична  обмотка катушки зажигани , а также электронный ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, выполненного в виде эмиттерного повторител  на первом транзисторе, база которого подключена к положительной шине питани  через соединенные последовательно диод, первый конденсатор и первый резистор, причем точки соединени  анода диода и первого конденсатора соединена через второй резистор с

общей шиной питани , а эмиттер первого транзистора подключен через третий резистор к выходному выводу формировател  импульсов, противоугонное устройство, отличающа с  тем, что, с целью, расширени  функциональных возможностей за счет введени  функций октан-корректора с плавным изменением времени задержки момента зажигани , многократного искрообразовани  с коррекцией числа искр в зависимости от оборотов двигател , в нее введены соединенные последовательно блок согласовани , блок функций, в формирователь импульсов введены четвертый резистор и второй транзистор , база которого соединена через четвертый резистор с выходом блока функций, эмиттер соединен с общей шиной питани , а коллектор - с точкой соединени  первого резистора и конденсатора, блок согласовани  содержит RS-триггер, S-вход которого соединен с выходом цепей, дифференцирующих сигнал датчиков, а его неинвертирующий выход образует выход блока согласовани  и соединен через п тый резистор с R- входом tfS-триггера, который также подключен к общей шине питани  через второй конденсатор, блок функций содержит пороговое устройство с двум  входами, причем вход блока функций соединен с первым входом порогового устройства непосредственно, а с вторым входом порогового устройства посредством двух параллельных цепочек, одна из которых состоит из последовательно соединенных регулируемого резистора и второго диода, а друга  - из последовательно включенных шестого резистора и третьего диода, второй вход порогового устройства

соединен с общей шиной питани  через третий конденсатор, выход шрогового устройства соединен с его вторым входом через четвертый диод и с первыми .входами двух эле- ментов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ, образующий выход блока функций, соединен с вторым своим входом через седьмой резистор и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ через четвертый конденсатор.

2.Система по п. 1, отличающа с  тем, что дл  реализации функции аварийного режима с непрерывными ценообразованием, пороговое устройство выполнено в виде

соединенных последовательно через размыкающие неподвижный и подвижный контакты переключател , третьего элемента И-НЕ и инвертора, второй неподвижный контакт переключател  подключен к общей

0 шине питани , входы третьего элемента И- НЕ образуют входы порогового устройства, а выход инвертора образует выход порогового устройства.

3.Система по п. 1, отличающа с  тем, что дл  повышени  надежности реализации

5 функции противоугонного устройства, между регулируемым резистором и входом блока функций включен п тый конденсатор, за- шунтированный контактами выключател , вход блока функций соединен с положитель0 ной шиной питани  через п тый диод, точка соединени  регулируемого резистрра и п того конденсатора соединена через шестой диод с общей шиной питани , котора  соединена с первой шиной питани  через восьмой резистор.

0+

Фиг. I

а

S

В

г

д

и

L

1

ж

ttt.

«з

LIUU

.щи

л

пги

П

i-i г

i-i п

П Г

П ГП П

LTU

ш

п

ШШ

LJU-im-L