Патент на изобретение №2190911
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
(57) Реферат: Система зажигания относится к области автомобильной техники, в частности к элементам системы зажигания двигателей внутреннего сгорания. Система зажигания содержит свечи зажигания, высоковольтные провода, катушку зажигания, устройства, обеспечивающие коммутацию низковольтного импульса к катушке зажигания и подачу высоковольтного импульса к определенной свече зажигания, и высоковольтный разрядник, установленный в разрыв высоковольтной цепи после катушки зажигания и имеющий напряжение пробоя меньше или равное минимально допустимому высоковольтному напряжению катушки зажигания. Высоковольтный разрядник может быть выполнен как в виде отдельного самостоятельного устройства, так и быть встроенным в имеющиеся элементы высоковольтной цепи системы зажигания. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и улучшение функциональных и эксплуатационных характеристик системы зажигания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. Предлагаемое техническое решение относится к области автомобильной техники, в частности к элементам системы зажигания двигателей внутреннего сгорания, и предназначено для передачи электрической энергии от источника в камеру сгорания и поджига находящейся там топливовоздушной смеси. Известны различные конструкции систем зажигания, в которых улучшение процесса воспламенения топливовоздушной смеси решается за счет увеличения энергии, подаваемой от системы зажигания в искру, так как энергетические характеристики искры определяют ее способность поджигать топливно-воздушную смесь. В настоящее время увеличение энергетических характеристик системы зажигания достигается за счет улучшения параметров входящих в нее устройств, например качества изоляции высоковольтных проводов, катушки зажигания, характеристик низковольтного импульса, за счет бесконтактных датчиков и электронных коммутаторов и т.д. Так, в системе зажигания, установленной на автомобиле ВАЗ-2108, увеличение энергетики достигнуто за счет увеличения высоковольтного напряжения катушки (до 25-27 кВт) и использования для формирования низковольтного импульса электронного блока (коммутатора). Несмотря на некоторые отличия в системах зажигания различных автомобилей. обязательным элементом все же остается катушка зажигания, предназначенная для получения высокого напряжения. Однако катушка зажигания, обладая большой индуктивностью, при трансформации низковольтного импульса в высоковольтный существенно растягивает его передний фронт. В результате этого высоковольтная часть системы зажигания, до момента пробоя разрядного промежутка в свече зажигания, находится под высоким напряжением. Это время тем больше, чем выше индуктивность катушки зажигания и более пологий передний фронт подаваемого на нее низковольтного импульса. Нахождение цепи под высоким напряжением приводит к утечкам энергии через изоляцию, сопротивление изоляции цепи не бесконечно, а в процессе воздействия эксплуатационных факторов (температура, загрязнения) уменьшается. Часть электрической энергии превращается в тепло на контактах. В качестве наиболее общих направлений работ по повышению эффективности передачи энергии от катушки зажигания в искру можно выделить следующие: понижение индуктивности катушки зажигания; обострение фронта низковольтного импульса; повышение качества применяемых изоляционных материалов. Большие потери электрической энергии в высоковольтной части системы зажигания приводят к уменьшению энергии выделяемой в разрядном промежутке свечи и следовательно к ухудшению условий образования очага пламени и воспламенения топливовоздушной смеси. Наиболее близким к предлагаемому решению является техническое решение “Схема распознавания детонации в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ДВС ИЗ), описанное в патенте Германии 3338271. дата публикации 26.04.1984. МПК G 01 L 23/22. В данном техническом решении вторичная обмотка катушки зажигания через разрядник (искровой промежуток) связана с высоковольтным электродом свечи зажигания, в схему включен генератор высокого напряжения. вырабатываующий положительное постоянное высокое напряжение (100-500 В). которое значительно меньше напряжения зажигания, и через измерительную линию с измерительным резистором и высоковольтным диодом связан со свечой зажигания, кроме того, с измерительной линией связан полосовой фильтр, настроенный на акустическую собственную частоту соответствующей камеры сгорания, а к полосовому фильтру подключены выпрямительная схема и пороговая схема, которая вырабатывает сигнал детонации. Для определения детонации в камере сгорания при работе двигателя внутреннего сгорания в цепь между катушкой зажигания и свечой подключена специальная электронная схема распознавания детонации по току ионизации в разрядном промежутке свечи зажигания. Для нормальной работы электронной схемы в ходе измерения тока ионизации при отсутствии поджигающего импульса она отключена от вторичной обмотки катушки зажигания (“заперта от измерительного постоянного напряжения”) с помощью искрового промежутка (разрядника). В этой схеме разрядник, установленный в цепь между катушкой зажигания и свечей зажигания, используется для исключения подачи на вторичную обмотку катушки зажигания измерительного напряжения электронной схемы и настраивается на напряжение несколько большее, чем напряжение электронной схемы (100-500 В). Данное техническое решение обеспечивает распознавание детонации в камере сгорания при работе двигателя, однако не приводит к улучшению условий передачи энергии в камеру сгорания, а даже ухудшает эти условия за счет искажения поджигающего импульса накладываемым измерительным напряжением, при этом существенно повышается сложность и стоимость такой системы. Задачей изобретения является упрощение конструкции и улучшение функциональных и эксплуатационных характеристик системы зажигания. Изобретение поясняется схемой Указанная задача достигается тем, что дополнительный высоковольтный разрядчик, установленный в разрыв высоковольтной цепи после катушки зажигания в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащей свечи зажигания. высоковольтные провода, катушку зажигания, дополнительные устройства, обеспечивающие коммутацию низковольтного импульса в катушке зажигания и подачу высоковольтного импульса в нужный момент времени к определенной свече зажигания, имеет напряжение пробоя по своему значению меньшее или равное минимально допустимому высоковольтному напряжению катушки зажигания. Высоковольтный разрядчик может быть выполнен как самостоятельное устройство, устанавливаемое в разрыв высоковольтной цепи, так и быть встроенным в элементы высоковольтной цепи системы зажигания, такие как катушка зажигания, высоковольтные провода и др. Реализация предлагаемого решения приводит к улучшению условий передачи энергии и поджига топливовоздушной смеси в камере сгорания и снижению потерь электрической энергии в высоковольтной части системы зажигания. Работа предлагаемой системы зажигания заключается в следующем. Электрическая энергия, преобразованная катушкой зажигания и подлежащая передаче в нагрузку (в искру), через электрическую цепь системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, обладающую индуктивностью и активным сопротивлением, приложена к разряднику, установленному за катушкой зажигания. В высоковольтную цепь за разрядником энергия не передается. Как только напряжение на электродах разрядника превысит напряжение его пробоя, газовый промежуток пробьется, сопротивление разрядника за доли микросекунд изменится с сотен МОм до сотых долей Ом и электрическая энергия начнет передаваться от катушки через высоковольтную цепь на свечу зажигания. Происходит как бы накопление энергии, а высоковольтный импульс будет иметь более крутой фронт. В искру при этом будет передана энергия большей величины из-за снижения потерь в высоковольтной цепи, а процесс поджига топливно-воздушной смеси будет более интенсивный из-за увеличения амплитуды импульса тока. Источник информации 1. Руководство по ремонту автомобилей ВАЗ-2108, -21081, -21083, -2109, -21093, -21099. Волжское объединение по производству легковых автомобилей, Тольятти, 1990 г. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
