Способ воспламенения топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания и коммутатор для его осуществления

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) СПОСОБ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАЪШЯ И КОММУТАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1. Способ воспламенения топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключаюЦгийся в формировании разряда в искровом промежутке свечи заэкигания, на электроды которой с вторичнойробмопш катушки заэкшания подают высокое переменное напряжение,полученное за счет затухающего колебательного разряда накопительного конденсатора,подключенного через ключ к первичной обмотке катушки, при этом предотвращают прохождение постоянной составляющей напряжения из цепи первичной обмотки катуппси во вторичную обмотку, отличающейся тем, что поддерживают ключ в замкнутом состоянии в течение времени, равного, по меньшей мере, двум периодам колебаний,после чего его разшшают за счет шунтирования входной цепи.2. Коммутатор системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащий повьпцающий преобразователь напряжения с Выпрямителем, накопительный конденсатор,подключенный к выпрямитешо тиристорный ключ с двухсторонней проводимостью, включенный между образующими колебательный контур накопительным конденсатором и пер вичной обмоткой катушки зажигания, И схему управления, включенрую между входом тиристорного ключа и датчиком момента(73) Патентообладатели Щербатюк Владимир Андреевич, Кузьмичшш Петр Васильевич (ВТ)залипания, причем схема управления снабжена,по меньшей мере, двумя последовательными КС-цепями и вьшоштена с возможностью форшггрования сшнала подцсржаъшя КЛЮЧа в ожрытом состояшш в течение времени, равного, по меньшей мере, двум периодам колебаний тока в контуре, образованном накопительным конденсатором и первичной обмоткой катунпси зажигания, отличающийся тем, что схема управления снабжена транзисторным ключом,шунтирутощим входную цепь тиристорного ключа, первая КС-цепь включена между одним из полюсного источншса питания коммутатора и входом тиристорного Топоча, а вторая - между средней точкой первой Цепи и другим полюсом источника питания, причем к средней точке первой КС-цепи подключен. датчик момента зажигания, а к средней точке второй ЕС-цепи - управляющий вход транзисторного ключа.3. Коммутатор по п. 2, отличающийся тем,что между конденсатором второй ЕС-Цепи и датчиком момента зажигания включена разрядная цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и диода.4. Комъигутатор по пп. 2,3, отличающийся тем, что он снабжен ДОПШПППШБЪЕЬЕМ транзисторным ключом, пошопочештьш параллельно второй КС-Цепи, причем вход управленияИзобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано на автомобилях.Из уровня техники известен способ воспламенения топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания и система зажигания,содержащая накопительный конденсатор,подключенный к повышающему преобразователю напряжения и тиристорный ключ,управляющий электрод у которого связан с контактом прерывателя 1. При искрообразовании конденсатор разряжается на первичную обмотку катушки зажигания. Недостатком способа является то что на свечу заэкигания подаются короткие однополярные импульсы, не позволяющие эффективно воспламенять топливовоздушную смесь.Известен также способ воспламенения смеси и коммутатор для реализации способа,содержащий повышающий преобразователь напряжения с Выпрямителем, накопительный конденсатор, подключенный к выпрямителю,электронньпй ключ, включенный между конденсатором и первичной обмоткой катушки зажигания, и схему управления ключом, связанную с датчиком момента залипания 2. При включении электронного ключа в контуре, образованном накопительным конденсатором и первичной обмоткой катушки залсигания, возникают затухающие электричестше колебания, и на электроды свечи зажигания подается переменное напряжение. Данные способ и устройство приняты за прототип.К недостаткам известного способа относится его низкая экономичность и эффективность, а к недостаткам устройства - низкая экономичность и ограниченные функциональные возможности, что связано с тем, что схема управления не позволяет задавать время колебательного разряда конденсатора на первичную обмотку катушки заядлыми. Кроме того, начиная со второго периода колебаний,импульс, отпирающий тиристор электронного ключа, формируется за счет остаточной энергии накопительного конденсатора, что затРУдняет настройку схемы.Согласно заявленному способу в свече зансигания получают искровой разряд требуе 5ДОПОЛНЙТЕЛЬНОГО ключа СВЯЗЗН С датчиком МОМЕНТЕ. ЗЖИГЯНИЯ, ВЬПТОЛНСННЬЕМ Б ВИДЕ МИКРОПЕРСКЛЮЧНТЕЛЯ С ЭЛЕМЕНТОМ ХОШСЕЗ.(56) 1. Глезер Г.И., Опарин И.М Автомобильные электронные системы заэкиганиза-МУПРЗБЛЕНИЯ ЛЕГКО настраивается И ПОЗВОЛЯЕТ надежно открывать и закрывать электронный ключ. Комьтутатор может быть использован как с контактным, так и с бесконтактным датчиком момента залсигания.Указанный результат в части способа достигается тем, что при колебательном разряде накопительного конденсатора, подкшоченного через ключ к первичной обмотке катушки зажигания, поддерживают ключ в замкнутом СОСТОЯНИИ В ТЕЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ, РЕВНОГО ПО меньшей мере двум периодам колебаний, после чего его размьпсают за счет шунтирования входной цепиУказанный результат в части устройства достигается тем, что в коммутаторе системы заяситания двигателя внутреннего сгорания,содержащем повышающий преобразователь напряжения с Выпрямителем, накогштельньтй конденсатор, подключенный к выпрямителю,электронный ключ с двухсторонней проводи мостью, включенный между образующимиколебательный контур накопительным конденсатором и первичной обмоткой катуцпсизажигания, и включенную между входом элеКТРОННОГО ключа И ДВТЧИКОМ МОМЕНТЗ ЗЗЭХШЧ гания схему управления, содержащую по меньшей мере две последовательные КСцепи и вьшоштенную с возможностью формирования сигнала поддержания ключа в открытом состоянии в течение времени, равного по меньшей мере двум периодам колебаний тока в контуре, образованном накопительным конденсатором и первичной обмоткой катушки зала/наглая, схема управления снабжена транзисторным ключом, шунтирующим входную цепь электронного ключа, первая КСцепь включена между одним из полюсов источника питания коммутатора и входом электронного ключа, а вторая - между средней точкой первой Цепи и другим полюсом источника питания, причем к средней точке первой КС-цепи подключен датчик момента зажигания, а к средней точке второй КС-Цепи - управляющий вход транзисторного ключа.Между конденсатором второй КС-цепи и датчиком момента захшгания может быть включена разрядная Цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора и диода. Коммутатор может быть снабжен дополнительным транзисторным ключом, подключенньш параллельно второй КС-цепи,что позволяет использовать в качестве датчика момента заэкигат-гия микропереключатель с элементом Холла.На фиг. 1 представлен график изменения напряжения на электродах свечи зажигания,поясняющий сущность способа.Коммутатор 1 содержит повышающий преобразователь напряжения 2, входы которого подключены к аккумуляторной батарее 3, накопительный конденсатор 4, подключенный к выходам преобразователя 2 через выпрямитель 5, электронный тиристорный ключ 6,состоящий из тиристора 7 и обратного диода 8, схему управления 9, включенную между входом ключа 6 и датчиком 10 момента зажигания выполненным в виде контактного прерывателя. Коммутатор также снабжен дополнительньтм транзисторным ключом 11,вход управления которого, в случае использоваъшя коммутатора в бесконтактной системе залипания, соединен с мшсропереютючателем Холла 12. Накопительный конденсатор 4 через ключ 6 соединен с первичной обмоткой 13 катупши заэкигангтя 14 и образует с ней колебательный контур. Вторичная обмотка 15, катушки заькигания через распределитель 16 связана со свечами захсигания 17. Схема 9 управления тиристорным ключом содержит две последовательные КС-цепи 18 и 19, первая из которых состоит из конденсатора 20 и резистора 21, а вторая - из конденсатора 22 и резистора 23. Параллельно конденсатору 20 подключен разрядный резистр 24, а между конденсатором 22 и прерывателем 10 включена разрядная цепь 25, состоящая из резисторатранзисторный ключ 28, шунтирующий входную цепь тиристорного ключа 6. Ключ 28 состоит из транзистора 29 и резистора 30. Коммутатор, реализующий заявленный способ, работает следующим образом. Конденсатор 4 заряжается от преобразователя 2до напряжения, значительно превышающего э.д.с. аккумуляторной батареи 3. При размыкании контакта прерывателя 10 через КСцепь 18 И управляющий электрод тиристора 7 проходит импульс тока. Тиристор 7 открывается и начинается колебательный разряд конденсатора 4 на первичную обмотку 13 катушки захшгания. В течение первого полупериода ток протекает через тиристор 7, а в течение второго - через диод 8. В течение второго полупериода тиристор 7 запирается, а конденсатор 20 разряжается через резистор 24. В течение первого периода колебаний напряжения на электродах свечи (см. фиг. 1) происходит подготовка смеси и ее воспламенение, а в течение последующих ее сисигаъщс. На фиг. 1 изображен график изменения напряжеиия на электродах свечи при трех периодах колебаний. В двух последних периодах импульсы напряжения имеют форму, близкую к прямоугольной. Процесс повторяется до тех пор, пока конденсатор 22 не заряшатся до напряжения, при котором открывается кшоч 28, что предотвращает очередное отпирание тиристора 7. После замьпсания контакта прерывателя 10 остаточное напряжение конденсатора 20 прикладывается к управляющему переходу тиристора 7 и надежно заштрает его. Конденсатор 22 при этом начгптает разряжаться через резистор 26 и диод 27,однако ключ 28 некоторое время после замыкания контакта 10 остается открытым, что предотвращает случайное оггшгтрание тиристора 7 за счет дребезга контактов прерывателя.В случае применения коммутатора в системе зажьпания с датчиком Холла, последний управляет работой ключа 11. Процессы,происходящие при этом в схеме, аналогичны описанным вьппе.Предлагаемый коммутатор позволяет подавать на электроды свечей захщгания напря ЖВНИС, полярность КОТОРОГО МСНЯСТСЯ Втечение одного такта работы двигателя. Подбором элементов схемы 9 управления обеспечивается оптимальная продолжительность разряда в свече.Применение описанного способа дает возможность повысить топливную экономичность двигателя, его мощность и приемистость, уменьшить содержание окиси углерода в выхлопных газах и увеличить ресурс свечей заэкигангтя.Заказ 1560. Тираж 20 экз. Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.