УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО РОЗЖИГА

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО РОЗЖИГА
Полезная модель представляет собой устройство электроискрового розжига с высокочастотной катушкой зажигания, может быть исиользовано для розжига жидких и твердых горючих материалов, а также в системе электроискрового зажигания для двигателей внутреннего сгорания.
Известны системы электроискрового зажигания с индуктивным накопителем энергии, катушкой зажигания. Например, «Бесконтактная электронная система зажигания, приведенная в книге «Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования стр. 210 рисунок 131 под редакцией М.Н. Фисенко изд. «Машиностроение, 1979 г., г. Москва (1). Эта система содержит катушку зажигания, вторичная обмотка которой через распределитель подключена к свечам зажигания, один из выводов первичной обмотки подключен к аккумуляторной батарее, а другой , через диод и транзисторный ключ, к корпусу автомобиля. В этой системе зажигания энергия, необходимая для электроискрового разряда накапливается в первичной обмотке катушки зажигания, а длительность электроискрового разряда определяется, в основном, индуктивностью вторичной обмотки катушки зажигания.
МКИ F 02 P 3/08
которая в свою очередь зависит от количества витков вторичной обмотки. Для получения электроискрового разряда длительностью 2 миллисекунды необходимо иметь более 15 тысяч витков во вторичной обмотке катушки зажигания. Но даже такой длительности электроискрового разряда может быть недостаточно для розжига тяжело воспламеняющихся горючих смесей. Дальнейшее увеличения длительности электроискрового разряда за счет увеличения числа витков вторичной обмотки катушки зажигания нриводит к уменьшению тока электроискрового разряда, мош;ности, выделяемой в искровом промежутке и ухудшению условий розжига. Накопление энергии в катушке зажигания за счет тока, протекаюшего в первичной обмотке, приводит к большим потерям мощности и низкой надежности устройства.
Известны системы зажигания с накоплением энергии в емкости. Например, в вышеприведенном источнике на стр.211 рисунок 132 описана «Система зажигания с накоплением энергии в емкости (2). Эта система содержит катушку зажигания, вторичная обмотка которой через распределитель подключена к свечам зажигания, а первичная обмотка через полупроводниковый ключ подключена параллельно емкости, которая через полупроводниковый выпрямитель подключена к вторичной обмотке преобразователя, питание которого осуществляется от аккумуляторной батареи. В этой системе катушка зажигания используется как трансформатор энергии, накопленной в емкости, в мощность, выделяемую в искровом промежутке, имеется возможность уменьшить вес, габариты и потери мощности в катушке зажигания, увеличив при этом надежность системы в целом. Недостатками системы являются малая длительность электроискрового разряда, менее 0,3 миллисекунды, и необходимость в преобразователе напряжения, повышающем напряжение аккумуляторной батареи для заряда накопительной емкости, что снижает надежность системы и ухудшает ее технические характеристики.
Известны системы зажигания, использующие энергию, накопленную в емкости для электроискрового разряда и трансформации мощности через катушку зажигания в искровой промежуток, в начале электроискрового разряда, с последующей трансформацией через эту же катушку мощности, непосредственно от аккумуляторной батареи. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является «Электронная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, описанная в заявке ФРГ №1965152 МКИ F 02Р-3/08 публикация 21 февраля 1974 г. (3) , прототип. Эта система содержит накопительный конденсатор, который заряжается через преобразователь постоянного напряжения и разряжается в момент зажигания через катушку зажигания. Предусмотрено устройство, которое после разряда конденсатора обеспечивает дополнительную подачу энергии в катушку зажигания из аккумуляторной батареи. В этой системе можно получить время электроискрового разряда до 1 миллисекунды, с большим током в искровом промежутке в начале электроискрового разряда. Однако, ток намагничивания катушки зажигания и преобразующего трансформатора ограничивает время электроискрового разряда до 1 миллисекунды. В течение этого времени ток намагничивания вырастает, а ток в искровом промежутке уменьшается.. Это снижает эффективность розжига. Известное устройство имеет большое количество мощных элементов, обеспечивающих накопление, коммутацию и преобразование мощности, что усложняет устройство, увеличивает потери и уменьшает надежность.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение надежности, увеличение мощности, выделяемой в искровом промежутке и длительности электроискрового разряда.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройство электроискрового розжига, содержащее формирователь имиульсов, выход которого соединен со входом транзисторного ключа, катушку зажигания, выводы вторичной обмотки которой предназначены для подключения к свечам зажигания, а один из выводов первичной обмотки к « плюсовому выводу питания, дополнительно введен узел ограничения тока, первый входной вывод которого соединен с первым выходным выводом транзисторного ключа и через датчик тока с «минусовым выводом питания, а выходной вывод с входным выводом транзисторного ключа.
Также дополнительно введен узел запрета, первый входной вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки катушки зажигания, а второй выходной вывод ко второму выходному выводу транзисторного ключа и ко второму выводу первичной обмотки катушки зажигания. Выходной вывод узла запрета подключен ко второму входному выводу узла ограничения тока.
На фиг.1 приведена схема электрическая принципиальная устройства электроискрового розжига.
Устройство электроискрового розжига, содержит формирователь импульсов 1, выход которого соединен с входным выводом транзисторного ключа 2, катушку зажигания 3, выводы вторичной обмотки которой предназначены для подключения к свечам зажигания, а один из выводов первичной обмотки подключен к «плюсовому выводу питания, узел ограничения тока 4, первый входной вывод которого соединен с первым выходным выводом транзисторного ключа и через датчик тока 5 с «минусовым выводом питания, а выходной вывод с входным выводом транзисторного ключа, и узел запрета 6 , первый входной вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки
д м щ
катушки зажигания, а второй входной вывод ко второму выходному выводу транзисторного ключа и второму выводу нервичной обмотки катушки зажигания, выходной вывод узла запрета подключен ко второму входному выводу узла ограничения тока.
Устройство электроискрового розжига работает следующим образом. При запирании выходного транзистора формирователя импульсов 1 на выходе узла ограничения тока 4 в первичной обмотке катушки зажигания 3 формируется уровень напряжения, действуюш,ий на «плюсовом выходе питания, который открывает транзисторный ключ 2. При этом через первичную обмотку катушки зажигания 3 и датчик тока 5 протекает линейно увеличиваюп1;ийся во времени ток, формрфуюш;ий линейно увеличиваюш;ееся во времени напряжение на датчике тока 5. Электрический ток обеспечивается источником тока, например, аккумуляторной батареей, подключенным к «плюсовому «+ и «минусовому «-« выходам питания устройства. Когда напряжение на датчике тока 5 достигает уровня срабатывания в узле ограничения тока 4, выходной транзистор этого узла отпирается. В первичной обмотке катушки зажигания 3 при этом возникает электродвижущая сила самоиндукции, отпирающая выходной транзистор узла запрета 6 и на выходе этого узла возникает напряжение, которое через второй входной вывод узла ограничения тока 4 отпирает выходной транзистор этого узла и запирает транзисторный ключ 2. На выводах вторичной обмотки катушки зажигания 3 развивается высокое напряжение, обеспечивающее возникновение электроискрового разряда. После того как возник ток, напряжение в искровом промежутке уменьшается в десятки раз. После окончания разряда катушки зажигания 3 через искровой промежуток, прекращается действие электродвижущей силы первичной обмотки катушки зажигания, запираются выходные транзисторы узла запрета 6 и узла ограничения тока 4, открывается транзисторный ключ 2 и в
первичной обмотке катушки зажигания вновь возникает линейно увеличивающийся во времени ток, обесиечивающий накопление энергии в катушке зажигания 3. Одновременно нроисходит трансформация мош;ности непосредственно от аккумуляторной батареи в искровой промежуток.
Когда напряжение на датчике тока 5 достигает уровня срабатывания в узле ограничения тока, транзисторный ключ 2 запирается, в искровом промежутке развивается напряжение в десятки раз меньшее, чем при предыдуп1,ем запирании транзисторного ключа 2, так как перед этим в искровом промежутке протекал ток, трансформируемый непосредственно от аккумуляторной батареи.Далее процесс повторяется в
автоколебательном режиме с высокой частотой. При отпирании выходного транзистора формирователя импульсов 1 транзисторный ключ 2 запирается и искровой разряд прекращается.
Узел ограничения тока, первый входной вывод которого соединен с первым выходным выводом транзисторного ключа и через датчик тока с «минусовым выводом питания, а выходной вывод с входным выводом транзисторного ключа.
Узел запрета, первый входной вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки катушки зажигания, а второй входной вывод ко второму выходному выводу транзисторного ключа и ко второму выводу первичной обмотки катушки зажигания. При этом выходной вывод узла запрета соединен со вторым входным выводом узла ограничения тока.
Предлагаемое в качестве полезной модели устройство обладает способностью в короткий промежуток времени, порядка единиц микросекунд, формировать искровой разряд с последующей трансформацией в искровой промежуток мощности за счет коммутации
катушки зажигания. В искровом промежутке в это время протекает переменный ток при низком напряжении во вторичной обмотке катушки зажигания. Время электроискрового разряда определяется временем разомкнутого состояния выходного транзистора формирователя импульсов и может быть от нескольких микросекунд до необходимо больших временных интервалов. При этом ток в искровом промежутке может регулироваться за счет изменения соотношения витков вторичной и первичной обмоток катушки зажигания и магнитной связи между ними. В предлагаемом устройстве может быть применена малогабаритная высокочастотная катушка зажигания с индуктивностью первичной обмотки порядка десятков микрогенри, что обеспечивает малые потери мош,ности и повышает надежность.