СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Система зажигания газового двигателя внутреннего сгорания.
Полезная модель относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания.
В настоящее время одним из путей повышения экологических показателей двигателей транспортных средств является их перевод на газообразное топливо. Теоретические и экспериментальные исследования,проведенные на предприятиях России,
свидетельствуют о целесообразности создания газового двигателя с наддувом, работающего на значительно обедненной газо-воздушной смеси.
Для поджига рабочей смеси в цилиндрах газовых двигателей может быть использована классическая система зажигания с накоплением энергии в индуктивности (см., например, патент РФ Jvfo 2072440 МПК F 02 Р 3/00, опубл. 27.01.97). Однако, известно, что энергия искрового разряда в такой системе, как правило, недостаточна для обеспечения надёжного воспламенения рабочей смеси при запуске двигателя, а также при поступлении в цилиндры бедной смеси. Это приводит к затрудненному запуску при низких температурах, пропускам воспламенения смеси на переходных режимах работы двигателя, и является причиной увеличения токсичности выхлопных газов.
IITlfi imi illll ШтЧ1 mmim,,,m. .. L.  - -    .
:,2 .0 D 0
F 02 P 3/00
Все упомянутые недостатки классической системы зажигания особенно сильно проявляются в двигателях, работающих на газе. Для надежного поджига рабочей смеси в таких двигателях требуется более высокое пробивное напряжение, большая мощность и длительность искры. Содержание водяного пара в камере сгорания газового двигателя при пуске заметно выше, чем в бензиновом двигателе, и традиционные контактные и бесконтактные системы зажигания с накоплением энергии в индуктивности не обеспечивают необходимую при таких условиях скорость нарастания напряжения на свечах зажигания.
Кроме того, наличие контактного прерывателя-распределителя затрудняет адаптацию традиционной системы зажигания к использованию на многоцилиндровом двигателе с газовым топливом. Это объясняется тем, что для привода прерывателя-распределителя требуется устанавливать на двигатель специальный редуктор.
Для увеличения энергии искрового разряда и его длительности, а также для более точного регулирования момента начала поджига смеси может быть применена бесконтактная микропроцессорная система зажигания газового двигателя с несколькими катушками зажигания и многоканальным транзисторным коммутатором (см. патент РФ № 2140011, МПК F02P 3/00, опубл. 20.10.99). Данная система обеспечивает надежный поджиг газового топлива, позволяет уменьшить токсичность выхлопных газов и может использоваться для модернизации дизелей и бензиновых двигателей без оборудования их дополнительным редуктором.
К недостаткам данной системы следует отнести большое количество силовых транзисторов в коммутаторе и, соответственно.
большое количество коммутационных проводов, соединяющих катушки зажигания с коммутатором. Следует также отметить, что в настоящее время отечественная промышленность выпускает только катушки зажигания с номинальным напряжением 12 В, а напряжение в бортовой сети автомобилей с многоцилиндровыми дизельными двигателями, работа по переводу на газ которых ведется авторами, составляет 24 В.
Задачей полезной модели является повышение надежности системы зажигания газового двигателя и степени ее стандартизации.
Поставленная задача решается путем того, что в системе зажигания газового двигателя внутреннего сгорания, содержащей блок управления углом опережения зажигания, вход которого подключен к датчику углового положения коленчатого вала двигателя, четное количество катушек зажигания и транзисторный коммутатор, включенный между блоком управления и катушками зажигания, согласно полезной модели первичные обмотки каждой пары катушек зажигания, высокое напряжение в которых генерируется одновременно, соединены последовательно. Это позволяет вдвое сократить количество каналов в коммутаторе и, соответственно, уменьшить количество и общую длину коммутационных проводов. Кроме того, это дает возможность использовать в системе электрооборудования с напряжением 24 В стандартные катушки зажигания с номинальным напряжением 12В.
Данную систему зажигания целесообразно использовать при оборудовании газобаллонной аппаратурой восьмицилиндровых двигателей. Для этого система может быть снабжена восемью одновыводными катушками зажигания, индивидуальными для
каждого цилиндра двигателя и четырехканальным траизисторным коммутатором. Упомянутые двигатели устанавливаются, в частности на автобусы, и от токсичности их выхлонных газов в значительной стенени зависит экологическая обстановка в городах.
Между коллектором и базой каждого выходного транзистора коммутатора может быть включен стабилитрон с напряжением стабилизации 800 В. Э.д.с. самоиндукции в каждой катушке зажигания нри этом ограничивается на уровне 400 В, что позволяет защитить выходные транзисторы от перенанряжений и обеснечить требуемую длительность искры.
На чертеже показана система зажигания восьмицилиндрового двигателя с восемью одновыводными катушками зажигания, размещенными на свечах зажигания.
Система зажигания содержит микропроцессорный блок 1 управленияуглом опережения зажигания с встроенным
коммутатором, содержащим выходные транзисторы 2 (на чертеже показан один из транзисторов), датчик 3 углового положения коленчатого вала двигателя, датчик 4 разряжения во впускном коллекторе и свечи зажигания 5, установленные в цилиндрах двигателя 6. Транзисторный коммутатор может быть вынолнен в виде отдельного блока.
Катушки зажигания 7 объединены попарно и в каждой паре первичные обмотки соединены последовательно, при этом коллектор базовые переходы выходных транзисторов 2 зашунтированы стабилитронами 8.
Система зажигания работает следующим образом.
при открывании одного из транзисторов 2 ток протекает одновременно через нервичные обмотки двух катушек зажигания. Соответственно, в момент начала искрообразования транзистор 2 закрывается и высокое напряжение генерируется также одновременно в двух катушках. В цилиндрах двигателя, в которых при этом заканчивается такт сжатия, осуществляется поджиг газового топлива. Стабилитрон 8 ограничивает э.д.с. самоиндукции, возникаюшую в последовательно соединенных первичных обмотках на уровне, безопасном для выходных транзисторов 2.