КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использована в современных системах зажигания основных газотурбинных двигателей, топливовоздушных турбостартеров и бортовых вспомогательных силовых установок.
Известна комбинированная система зажигания (патент РФ на полезную модель №129159 от 20.06.2013 г., F02P 3/00, F02P 15/00). Эта комбинированная система зажигания содержит высоковольтный зарядно-разрядный контур, коммутирующий элемент, низковольтный зарядно-разрядный контур, управляемый коммутирующий элемент, свечу зажигания и высоковольтный трансформатор, первичная обмотка высоковольтного трансформатора подключена последовательно с коммутирующим элементом, вторичная обмотка высоковольтного трансформатора подключена между общей точкой соединения первичной обмотки высоковольтного трансформатора и свечи зажигания и управляющим электродом управляемого коммутирующего элемента.
Недостатком аналога являются повышенные масса и габариты, невысокая энергетическая эффективность.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является комбинированная система зажигания (патент РФ на полезную модель №152660 от 10.06.2015 г., F02P 3/06). Эта комбинированная система зажигания содержит высоковольтный зарядно-разрядный контур, низковольтный зарядно-разрядный контур, управляемый коммутирующий элемент и свечу зажигания; первый электрод управляемого коммутирующего элемента подключен к выходу низковольтного зарядно-разрядного контура, второй электрод управляемого коммутирующего элемента соединен со свечой зажигания, а управляющий электрод управляемого коммутирующего элемента подключен к выходу высоковольтного зарядно-разрядного контура.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая энергетическая эффективность комбинированной системы зажигания.
Задача полезной модели - повышение надежности комбинированной системы зажигания.
Технический результат - повышение энергетической эффективности комбинированной системы зажигания, за счет дополнительно введенных катушки индуктивности и диода, которые обеспечивают увеличение энергии искровых разрядов в свече зажигания.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в предлагаемой комбинированной системе зажигания, содержащей высоковольтный зарядно-разрядный контур, низковольтный зарядно-разрядный контур, управляемый коммутирующий элемент и свечу зажигания, в отличие от прототипа, дополнительно введены катушка индуктивности и диод, причем катушка индуктивности подключена между свечой зажигания и управляемым коммутирующим элементом, положительный вывод диода подключен к «массе», а отрицательный вывод диода - к общей точке соединения катушки индуктивности и управляемого коммутирующего элемента.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом.
Комбинированная система зажигания содержит высоковольтный зарядно-разрядный контур 1, низковольтный зарядно-разрядный контур 2, управляемый коммутирующий элемент 3 и свечу зажигания 4, причем дополнительно введены катушка индуктивности 5 и диод 6. Катушка индуктивности 5 подключена между свечой зажигания 4 и управляемым коммутирующим элементом 3, положительный вывод диода 6 подключен к «массе», а отрицательный вывод диода 6 - к общей точке соединения катушки индуктивности 5 и управляемого коммутирующего элемента 3.
Предлагаемая комбинированная система зажигания работает следующим образом.
Накопительный конденсатор в составе высоковольтного зарядно-разрядного контура 1 заряжается до напряжения пробоя управляемого коммутирующего элемента 3, одновременно заряжается низковольтный накопительный конденсатор в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 до напряжения, меньшего напряжения срабатывания управляемого коммутирующего элемента 3. После того, как напряжение на накопительном конденсаторе в составе высоковольтного зарядно-разрядного контура 1 достигает определенной величины, происходит пробой управляемого коммутирующего элемента 3 и накопительный конденсатор разряжается через управляемый коммутирующий элемент 3 на свечу зажигания 4. После этого предварительно заряженный низковольтный накопительный конденсатор в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 разряжается через управляемый коммутирующий элемент 3 на свечу зажигания 4.
Напряжение на накопительном конденсаторе в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 меняется после пробоя управляемого коммутирующего элемента 3 по затухающему колебательному закону. Как только напряжение на накопительном конденсаторе в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 достигнет нуля в конце четверти периода изменения напряжения, ток через свечу зажигания 4 достигает максимума. Это означает, что энергия электрического поля накопительного конденсатора в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 перешла в энергию магнитного поля катушки индуктивности 5  После этого энергия магнитного поля будет выделяться в свече зажигания 4 при протекании тока в замкнутом контуре: катушка индуктивности 5 - свеча зажигания 4 - диод 6. При этом ток через свечу зажигания 4 не меняет знака, а напряжение на накопительном конденсаторе в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 будет равно нулю до полного прекращения тока через свечу зажигания 4. Таким образом, ток через свечу зажигания 4 не будет колебательным, а будет меняться по апериодическому закону. Вследствие этого электродинамическая сила, действующая на искровой разряд в свече зажигания 4, не будет менять знака, поэтому выброс плазмы искрового разряда из рабочего торца свечи зажигания 4 будет больше. Кроме того, напряжение на накопительном конденсаторе в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 не меняет знака, следовательно, ресурс работы накопительного конденсатора в составе низковольтного зарядно-разрядного контура 2 увеличится.
Таким образом, в результате использования предлагаемого технического решения достигается поставленная задача - повышается надежность комбинированной системы зажигания и технический результат - повышается энергетическая эффективность комбинированной системы зажигания, за счет дополнительно введенных катушки индуктивности и диода, которые обеспечивают увеличение энергии искровых разрядов в свече зажигания.