тиристорно-плазменная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания
Классы МПК: | F02P15/10 с непрерывной электрической искрой |
Автор(ы): | Петров Ю.И., Аврамов Д.В., Мишков Ф.Ф. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество закрытого типа "Фирма "Плаза" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-06-14 публикация патента:
20.05.1998 |
Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: система содержит катушку зажигания, первая клемма вторичной обмотки которой соединена через распределитель с первыми клеммами группы свечей, вторые клеммы которых соединены с общей шиной, сдвоенный преобразователь напряжения, первый из выходных источников которого подключен одним полюсом к аноду тиристорного ключа и к последовательно включенным накопительному конденсатору и первой клемме первичной обмотки катушки зажигания, а второй выходной источник вторым полюсом подключен к общей шине, и формирователь импульсов, подключенный входом к контакту прерывателя, а выходом - к управляющему входу тиристорного ключа. Для минимизации аппаратурных затрат второй полюс первого выходного источника, вторая клемма первичной обмотки катушки зажигания и второй вывод тиристорного ключа подключены к общей шине, а вторая клемма вторичной обмотки катушки зажигания подключена к первому полюсу второго выходного источника преобразователя напряжения. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Тиристорно-плазменная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая катушку зажигания, первая клемма вторичной обмотки которой соединена через распределитель с первыми клеммами группы свечей, вторые клеммы которых соединены с общей шиной, сдвоенный преобразователь напряжения, первый из выходных источников которого подключен одним полюсом к аноду тиристорного ключа и к последовательно включенным накопительному конденсатору и первой клемме первичной обмотки катушки зажигания, а второй выходной источник вторым полюсом подключен к общей шине, и формирователь импульсов, подключенный входом к контакту прерывателя, а выходом - к управляющему входу тиристорного ключа, отличающаяся тем, что второй полюс первого выходного источника, вторая клемма первичной обмотки катушки зажигания и второй вывод тиристорного ключа подключены к общей шине, а вторая клемма вторичной обмотки катушки зажигания подключена к первому полюсу второго выходного источника преобразователя напряжения.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к системам плазменного зажигания для двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для воспламенения обедненных топливных смесей. Для эффективного воспламенения рабочей смеси желательно использовать импульс с большой скоростью нарастания напряжения (тока). В то же время этот импульс должен иметь достаточно большую длительность для эффективного дожигания воспламененной смеси. Эти требования противоречивы, поскольку широкий импульс практически не может иметь крутых фронтов, а импульс с крутыми фронтами не может быть широким. Это связано с невозможностью снизить отношение индуктивности обмоток высоковольтной катушки к индуктивности рассеяния и уменьшить паразитные емкости высоковольтных цепей ниже определенного уровня. Известно также, что для эффективного воспламенения рабочей смеси целесообразно ее ионизировать перед поджигом [1]. Поскольку степень ионизации определяется величиной ионизирующего напряжения и длительностью процесса предионизации, а величина ионизирующего напряжения ограничена, целесообразно увеличить время ионизации при одновременном снижении ионизирующего напряжения. Известна комбинированная система плазменного зажигания, обеспечивающая предыонизацию рабочей смеси в искровом промежутке путем подачи на электроды свечей высокого напряжения во время, предшествующее появлению основного поджигающего импульса [2]. Недостатком этой системы является отсутствие дожигающего напряжения на электродах свечи после основного импульса, что отрицательно сказывается на полноте сгорания рабочей смеси и на концентрации вредных компонентов в выхлопных газах. Известна также комбинированная система плазменного зажигания, обеспечивающая и предыонизацию рабочей смеси, и дожигание ее по окончании основного импульса [3]. Недостатком этой системы является сложность схемы, определяющаяся наличием двух самостоятельных систем зажигания (искрового и плазменного). Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства является система плазменного зажигания [4]. Она содержит блок управления, включающий прерыватель, формирователь импульсов и ключ напряжения, преобразователь напряжения, блок накопления, тиристорный ключ искрообразования, восстановительный элемент, катушку зажигания, распределитель, группу свечей зажигания. В системе [4], в отличие от других известных аналогов, преодолены упомянутые выше недостатки. Однако система [4] имеет следующие принципиальные недостатки:1) наличие высокого напряжения (около 3000 В) на средней точке обмоток катушки зажигания, на всех цепях тиристорного ключа и на выходных цепях формирователя импульсов, что связано с необходимостью гальванической развязки между указанными цепями и общей шиной и сильно усложняет схему и конструкцию заявляемого устройства;
2) громоздкая конструкция катушки зажигания (в частности ее магнитопровода) из-за протекания через ее первичную обмотку постоянной составляющей;
3) схема и конструкция дополнительно усложнены из-за наличия восстановительного элемента и ключа напряжения. Все это является причиной больших аппаратурных затрат при создании системы плазменного зажигания по патенту [4]. Целью настоящего изобретения является минимизация аппаратурных затрат. Предлагаемая тиристорно-плазменная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания содержит катушку зажигания, первая клемма вторичной обмотки которой соединена через распределитель с первыми клеммами группы свечей, вторые клеммы которых соединены с общей шиной, сдвоенный преобразователь напряжения, первый из выходных источников которого подключен одним полюсом к аноду тиристорного ключа и к последовательно включенным накопительному конденсатору и первой клемме первичной обмотки катушки зажигания, а второй выходной источник вторым полюсом подключен к общей шине, и формирователь импульсов, подключенный входом к контакту прерывателя, а выходом - к управляющему входу тиристорного ключа. Поставленная цель достигается тем, что второй полюс первого выходного источника, вторая клемма первичной обмотки катушки зажигания и второй вывод тиристорного ключа подключены к общей шине, а вторая клемма вторичной обмотки катушки зажигания подключена к первому полюсу второго выходного источника преобразования напряжения. Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается новым включением основных элементов схемы (катушка зажигания, тиристорный ключ, сдвоенный преобразователь напряжения), а также отсутствием восстановительного элемента и ключа напряжения. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Вновь введенная совокупность признаков существенна, так как позволяет минимизировать схему и конструкцию тиристорно-плазменной системы зажигания благодаря разделению первичной и вторичной обмоток катушки зажигания; использованию одного накопительного конденсатора, подключенного непосредственно к первичной обмотке катушки зажигания; подключению тиристорного ключа одним выводом к общей шине; использованию формирователя импульсов только с одним выходом (для управления тиристором) с подключением его второго вывода через прерыватель к общей шине. При этом оказались ненужными восстановительный элемент и ключ напряжения, а также снята постоянная составляющая с первичной обмотки катушки зажигания. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "существенные отличия". Заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как оно для специалистов явным образом не следует из уровня техники. В то же время заявляемое техническое решение "промышленно применимо", так как оно рассчитано на самое широкое использование в автомобилестроении, судо- и авиастроении, а также на всех видах транспорта, где используют двигатели внутреннего сгорания. На чертеже приведена структурная схема заявляемого устройства. Первая клемма вторичной обмотки катушки зажигания 1 через распределитель 2 соединена с первыми клеммами группы 3 свечей, у которых вторые клеммы соединены с общей шиной. Вход сдвоенного преобразователя 4 напряжения соединен с источником
![тиристорно-плазменная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, патент № 2111379](/images/patents/360/2111001/177.gif)
1. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль (пер. с чешск.). - М.: Машиностроение, 1987, стр. 199. 2. Описание изобретения к патенту SU N 1838665. Н.В. Чистихин. Комбинированная система электронного зажигания. Б.И. N 32, 1993. 3. Описание изобретения к патенту RU N 2019727. О.И. Исаков. Комбинированная система плазменного зажигания для двигателей внутреннего сгорания. Б. И. N 17, 1994. 4. Описание изобретения к патенту RU N 2000465. В.Д. Герасичкин, В.Д. Домнин, В. М. Пузеев. Система плазменного зажигания для двигателей внутреннего сгорания. БИ N 33 - 36, 1993. 5. Синельников А.Х. Электронные приборы для автомобилей. - М.: Энергоатомиздат, 1986, стр. 11.
Класс F02P15/10 с непрерывной электрической искрой