ЕМКОСТНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ АПЕРИОДИЧЕСКОГО РАЗРЯДА

Полезная модель относится к области электротехники и электромеханики и может быть использована в современных системах зажигания газотурбинных двигателей, топливовоздушных турбостартеров и бортовых вспомогательных силовых установок.
Известны емкостные системы зажигания колебательного разряда, которые содержат преобразователь напряжения, накопитель, зарядный диод, разрядник, импульсный трансформатор, дополнительный конденсатор и свечу (А.С. №2106518, БИ №7, 1998), а также емкостная система зажигания, приведенная в книге: Ф.А.Гизатуллин. Емкостные системы зажигания/ Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа, 2002, с.80, рис.3.12.
К недостаткам таких устройств можно отнести сравнительно невысокий коэффициент использования энергии накопительного конденсатора.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является емкостная система зажигания колебательного разряда (Ф.А.Гизатуллин. «Емкостные системы зажигания», с.83, рис.3.15), которая содержит преобразователь напряжения, два зарядных диода, накопительный конденсатор, разрядник, свечу, импульсный трансформатор, дополнительный конденсатор.
К недостаткам прототипа следует отнести низкий коэффициент использования энергии накопительного конденсатора.
Задача предлагаемой полезной модели - повышение коэффициента использования энергии накопительного конденсатора, надежности воспламенения горючей смеси и повышение срока службы накопительного конденсатора системы зажигания.
Поставленная задача достигается тем, что в емкостной системе зажигания, содержащей преобразователь напряжения, накопительный конденсатор, два зарядных диода, разрядник, свечу, импульсный трансформатор, дополнительный конденсатор, в отличие от прототипа, введен вентиль, подключенный параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки импульсного трансформатора и свечи.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой полезной модели.
Емкостная система зажигания апериодического разряда содержит преобразователь напряжения 1, подключенный через зарядный диод 2 к накопительному конденсатору 3, к которому подключена цепь, состоящая из разрядника 4, импульсного трансформатора 5 и свечи зажигания 6, второй зарядный диод 7, причем последовательно соединенные первичная обмотка импульсного трансформатора 8 и дополнительный конденсатор 9 подключены параллельно разряднику, а параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки 10 импульсного трансформатора и свечи зажигания 6, подключен вентиль 11.
Предлагаемая емкостная система зажигания апериодического разряда работает следующим образом: импульсы высокого напряжения преобразователя 1 через зарядный диод 2 заряжают накопительный конденсатор 3 и одновременно дополнительный конденсатор 9 через диод 7 и первичную обмотку 8 импульсного трансформатора; после того, как напряжение на накопительном конденсаторе достигнет определенной величины, срабатывает разрядник 4. Предварительно заряженный дополнительный конденсатор 9 разряжается через разрядник 4 и первичную обмотку импульсного трансформатора 8, при этом высокое напряжение, возникающее на вторичной обмотке 10 импульсного трансформатора, обеспечивает надежный пробой свечи зажигания 6. После этого накопительный конденсатор 3 разряжается на свечу. Вентиль 11, подключенный параллельно вторичной обмотке 10 импульсного
трансформатора и свече 6, обеспечивает образование апериодического разряда в свече.
1
Апериодический разряд образуется следующим образом (см. книгу Ф.А.Гизатуллина «Емкостные системы зажигания», с.76, рис.3.11). Вентиль 11 не влияет на разрядные процессы в течение первой четверти периода изменения напряжения на конденсаторе. В момент времени, когда напряжение на конденсаторе в конце первой четверти периода изменения напряжения становится равным нулю, разрядный ток достигает максимума (на рис.3.11 упомянутого источника концу первой четверти периода изменения напряжения соответствует момент времени t). Это означает, что вся энергия накопительного конденсатора перешла в энергию магнитного поля вторичной обмотки импульсного трансформатора. Далее, энергия магнитного поля реализуется при протекании апериодически изменяющегося тока в контуре, образованном вторичной обмоткой, свечой и вентилем.
Благодаря наличию вентиля, обеспечивающего образование апериодического разряда, достигается следующий положительный эффект. Во-первых, снижаются потери энергии накопительного конденсатора, соответственно этому повышается коэффициент использования энергии конденсатора за счет исключения из цепи разряда после четверти периода изменения напряжения накопительного конденсатора и разрядника. Во-вторых, в результате того, что разрядный ток, а, следовательно, и электродинамическая сила, действующая на канал разряда, не меняют знака, выброс плазмы разряда относительно рабочего торца свечи возрастает, при этом надежность воспламенения смеси увеличивается. В-третьих, при апериодическом разрядном процессе повышается срок службы накопительного конденсатора, так как напряжение на конденсаторе не меняет знака.