RU198499U1 - Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конденсаторным системам зажигания ДВС. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для ДВС содержит первый зажим, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим, для подключения к отрицательному -Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, импульсный преобразователь напряжения, формирователь импульсов, диод, конденсатор, ключ, первый и второй выходные зажимы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму выводам первичной обмотки катушки зажигания. Новым является введение второго ключа, причем первый вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а выход второго ключа со вторым информационным входом первого ключа и первым выходным зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй выходной зажим которого подсоединён через вновь введённый обратно включенный диод к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа.

Description

Полезная модель относится к автомобильной электронике, в частности, к конденсаторным системам зажигания, и может быть использована в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания для повышения эффективности поджога и сгорания воздушно-топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, в том числе в процессе его запуска и работе на всех режимах.

Известен прибор зажигания для двигателя внутреннего сгорания (Пат. US 5183024 МПК F02P3/08, опубл. 02.02.1993.), содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый выход формирователя импульсов соединён с информационным входом импульсного преобразователя напряжения, первый выход которого подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому из выходных зажимов прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки, соединён с выходом ключа, вход которого подсоединен ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму прибора зажигания для двигателя внутреннего сгорания, второй выход формирователя импульсов подсоединен к управляющемк входу ключа.

Недостатком известной системы зажигания является небольшая амплитуда первой индуктивной фазы искрового разряда и короткая длительность искрового разряда, не превышающая 0,3 мс, что отрицательно проявляется при пуске двигателя и работе на холостых оборотах.

Известна многоискровая система зажигания (Пат. US 7100589 МПК F02P3/06, F02P15/10, опубл. 5.09.2006), содержащая импульсный преобразователь напряжения, первый вход которой подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму многоискровой системы зажигания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом многоискровой системы зажигания для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединёны, соответственно, с информационным входом импульсного преобразоватея напряжения и информационным входом ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому из выходных зажимов многоискровой системы зажиганпя, для подлючения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим многоискровой системы зажиганпя, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки зажигания, соединен с выходом ключа, вход которого подсоединён ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму многоискровой системы зажигания.

Недостатком данной системы зажигания является небольшая амплитуда индуктивной фазы многоискрового разряда, что особенно негативно проявляется при пуске двигателя, работе на холостых оборотах и под нагрузкой.

Наиболее близким к полезной модели является устройство электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, описанная в (Патент РФ № 2136954, МПК F02P3/04, опубл. 10.09.1999), в котором исключен первый из указанных недостатков, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединены, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и информационным входом ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подсоединён через диод к первой обкладке накопительного конденсатора и первому выходному зажиму устройства электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим устройство электронного зажигания для двигателей внутреннего сгорания, для подключения ко второму выводу первичной обмотки катушки зажигания, подсоединен к выходу ключа, вход которого подключён ко второй обкладке накопительного конденсатора, второму выходу импульсного преобразователя напряжения и второму зажиму устройства электронного зажигания для двигателя внутреннего сгорания.

Недостатком данной транзисторной системы электронного зажигания, как и предыдущих, является маленькая длительность однополярной индуктивной составляющей искрового разряда, не превышающая 0,6 мс, и, соответственно, низкая надёжность поджога на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания с увеличенной длительностью и мощностью искрового разряда.

Технический результат – повышение надёжности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.

Технический результат достигается за счет того, что в конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй вход импульсного преобразователя напряжения и второй вход формирователя импульсов соединены со вторым зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединёны, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и первым информационным входом первого ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подключён к первой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена ко второму зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и через обратно включенный диод 5 ко второму выходу импульсного преобразователя напряжения, первый и второй выходные зажимы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму выводов первичной обмотки катушки зажигания, при этом введенен второй ключ, причем первый вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а выход второго ключа - со вторым информационным входом первого ключа и первым выходным зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй выходной зажим которого подсоединён через вновь введённый обратно включенный диод к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа.

Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что первый ключ содержит P -канальный транзистор исток которого соединён с катодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом ключа, выход 7 которого подсоединён к стоку P-канального транзистора, затвор которого подключён к аноду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор к первому информационному входу ключа , второй информационный вход которого соединен через обратно включенный диод и третий резистор с затвором P-канального транзистора.

Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что второй ключ содержит N -канальный транзистор, исток которого соединён с анодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом ключа, выход которого подсоединён к стоку N-канального транзистора, затвор которого подключён к катоду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор и обратно включенный диод к информационному входу ключа.

Сущность предлагаемого конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания заключается в увеличении амплитуды и длительности тока при формировании первой индуктивного фазы искрового разряда путём формирования тока разряда накопительной ёмкости через первичную обмотку катушки зажигания в заданный момент времени, и формирования второй индуктивной фазы искрового разряда обратного направления путём прерывания тока разряда накопительной ёмкости через первичную обмотку катушки зажигания в момент достижения им максимального значения.

Введение второго ключа и его связей с первым ключом, формирователём импульсов и общей шиной позволило организовать два ключа на двух комплементарных транзисторах, работающих как триггер, которые могут находиться в двух состояниях - открытом или закрытом, что соответствует одновременному протеканию тока или отсутствию тока через транзисторы.

Особенностью данного технического решения конденсаторного модуля зажигания на комплентарных транзисторах является то, что при срабатывания триггера в заданный момент времени по сигналу с формирователя импульсов происходит резкое возникновение магнитного потока, образованного протеканием тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания, что приводит к возникновению ЭДС во вторичной обмотке катушки зажигания, пробою искрового промежутка и формированию вторичного тока первой высокоэнегетической индуктивной фазы искрового разряда. В момент достижения максимального значения тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания или минимального значения напряжения на накопительном конденсаторе формируется лавинообразное выключение триггера и, соответственно, исчезновение тока в первичной обмотке катушки зажигания. Резкое изменение магнитного потока, вызванное исчезновением тока в первичной обмоке катушки зажигания, наводит во вторичной обмотке катушки зажигания ЭДС противоположного знака относительно ЭДС во вторичной обмотке при включении триггера, что приводит, соответственно, к повторному пробою искрового промежутка свечи зажигания и изменению направления вторичного тока второй индуктивной фазы искрового разряда.

Вторая индуктивная фаза вторичного тока искрового разряда, обусловленная только параметрами вторичной цепи катушки зажигания независимо от параметров разомкнутой первичной цепи, обеспечивает более эффективное поддержание процесса горения воздушно – топливной смеси, т.к. имеет существенно большую продолжительность при меньшей амплитуде тока по сравнению с первой высокоэнергетической индуктивной фазой вторичного тока искрового разряда, но превышает по энергетическим параметрам индуктивную фазу искрового разряда традиционных транзисторных модулей зажигания.

На Фиг. 1 изображена блок-схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащего первый зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному -Е выводу бортовой сети автомобиля, импульсный преобразователь напряжения 3, формирователь импульсов 4, диод 5, накопительный конденсатора 6, первый ключ 7, второй ключ 8, диод 9, выходные зажимы 10 и 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, сответственно, к первому и второму из выводов первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг.3 и Фиг.4).

На Фиг. 2 изображена структурная схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащая импульсный преобразователь напряжения 3, первый вход 3-1 которого подключён к первому входу 4-1 формирователя импульсов 4 и первому зажиму 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля. Второй вход 3-2 импульсного преобразователя напряжения 3 и второй вход 4-2 формирователя 4 импульсов соединены со вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля. Информационный вход 4-3 формирователя импульсов 4 подключается к бескотактному датчику, например датчику Холла. Первый выход 4-4 и второй выход 4-5 формирователя импульсов 4 соединёны, соответственно с информационным входом 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 и первым информационным входом 7-1 первого ключа 7, первый выход 3-4 импульсного преобразователя напряжения 3 подсоединён к первой обкладке накопительного конденсатора 6, первому входу 8-1 второго ключа 8, выход которого соединён с вторым информационном входом 7-2 первого ключа 7 и с первым выходным зажимом 10, для подключения к одному из выводов первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг. 3 и Фиг. 4). Второй выходной зажим 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения ко второму выводу первичной обмотки 12 катушки зажигания 13 (Фиг. 3 и Фиг. 4), подсоединен через обратно включенный диод 9 к информационному входу 8-2 второго ключа 8 и выходу 7-3 ключа 7, вход 7-4 которого соединен со вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй обкладкой конденсатора 6 и через обратно включенный диод 5 со вторым выходом 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3. К выходам 3-4 и 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3 подключена выходная обмотка 3-6 импульсного трансформатора 3-7, входные обмотки 3-8 и 3-9 которого подключены к блоку управления 3-10 импульсного преобразователя напряжения 3.

Диод 9 предотвращает самопроизвольное стабатывание триггера образованного полевыми комплементарными транзисторами 7-5 и 8-3.

На фиг. 2 показаны также внутренние связи первого 7 и второго 8 ключей.

Первый ключ 7 содержит P-канальный транзистор 7-5, исток которого соединён с одним из выводов первого резистора 7-6, катодом стабилитрона 7-7 и первым входом 7-4 ключа 7, выход 7-3 которого подсоединён к стоку P-канального транзистора 7-5, затвор которого подключён к аноду стабилитрона 7-7, второму выводу первого резистора 7-6, и через второй резистор 7-8 - к первому информационному входу 7-1 ключа 7, второй информационный вход 7-2 которого соединён через обратно включенный диод 7-9 и третий резистор 7-10 с затвором P-канального транзистора 7-5. Второй информационный вход 7-2 ключа 7 также соединен с выходом 8-8 ключа 8 и первым выходным зажимом 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах.

Второй ключ 8 содержит N -канальный транзистор 8-3, исток которого соединён с анодом стабилитрона 8-4, одним из выводов первого резистора 8-5 и первым входом 8-1 ключа 8, выход 8-3 которого подсоединён к стоку N -канального транзистора 8-3, затвор которого подключён к катоду стабилитрона 8-4, второму выводу первого резистора 8-5 и, через последовательно соединённые второй резистор 8-6 и обратно включенный диод 8-7, к информационному входу 8-2 ключа 8.

На Фиг. 3 и Фиг. 4 приведены принципиальные схемы одновыводной и двухвыводной катушек зажигания, где: 12 и 14, соответственно, первичная и вторичная обмотки катушки зажигания 13, искровой зазор 15 свечи зажигания.

На Фиг. 5 приведены принципиальная схемы формирователя импульсов, который управляется, например, от датчика Холла или от микропроцессорний системы управления зажиганием, с сответствующей синхронизацией от коленчатого (распределительного) вала ДВС.

На Фиг. 6 – Фиг. 9 приведены временные диаграммы работы формирователя импульсов 4 с датчиком Холла.

На Фиг. 6 приведена временная диаграмма напряжения на датчике Холла.

На Фиг. 7 приведена временная диаграмма падения напряжения на диоде 4-8, подключённого к катоду и управляющему электроду тринистора 4-14, относительно анода диода 4-8.

На фиг. 8 приведена временная диаграмма напряжения на конденсаторе 4-13 относительно анода диода 4-8.

На Фиг. 9 приведена временная диаграмма напряжения на зажиме 4-5 относительно зажима 4-2 формирователя импульсов 4, формируемого на вторичной обмотки 4-17 импульсного трансформатора 4-16, открывающий транзистор 7-5 первого ключа 7. Аналогичный импульс, но положительной полярности с выхода 4-4 относительно зажима 4-2 формирователя импульсов 4, поступает на вход 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 и выключает его на время разряда конденсатора 6 через первичную 11 обмотку катушки 12 зажигания.

На Фиг. 10 – Фиг. 15 приведены временные диаграммы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах.

На Фиг. 10 показан запускающий импульс напряжения с выхода 4-5 относительно выхода 4-2 формирователя импульсов 4.

На Фиг. 11, Фиг. 12 и Фиг. 13 показаны, соответственно, напряжения на конденсаторе 6, на зажиме 10 относительно зажима 11 первичной обмотки 12 и ток через первичную обмотку 12 катушки зажигания 13.

На Фиг. 14, Фиг. 15 показаны, соответственно, падение напряжения и ток искрового разряда в зазоре 15 свечи зажигания (Фиг. 3 и Фиг.4).

Рассмотрим работу формирователя импульсов изображенного на Фиг. 5.

Исходное состояние: по команде с датчика Холла или микропроцессорного блока управления зажиганием поступающей на вход 4-3, транзистор 4-6 открывается и от источника энергии бортовой сети +Е протекает ток (фиг. 6, момент времени t₀) через зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, резистор 4-7, диод 4-8, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2, для подключения источника энергии бортовой сети автомобиля –Е (общая шина). А также, по следующей цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е, зажим 1, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, диод 4-9, резистор 4-10, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах. Кроме того, по следующей цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е, зажим 1, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, диод 4-9, резистор 4-11, стабилитрон 4-12, диод 4-8, транзистор 4-6, зажим 4-2, общий зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах. Конденсатор 4-13 заряжается до напряжения, по величине равного напряжению стабилизации стабилитрона 4-12.

В момент времени t0, t2, t4 (Фиг. 6) датчик Холла срабатывает, транзистор 4-6 выключается и к диоду 4-8 прикладывается напряжение конденсатора 4-13 в обратной полярности и диод 4-8 закрывается, а к управляющему электроду тринистора 4-14 это напряжение прикладывается в прямом направлении, и он открывается. Напряжение с конденсатора 4-13 прикладывается к катоду диоду 4-8 относительно его анода по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-13, резистор 4-11, резистор 4-10, катод диода 4-8. К управляющему электроду тринистора 4-14 ток подтекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-13, резистор 4-11, резистор 4-10, управляющий электрод тринистора 4-14, катод тринистора 4-14, нижняя обкладка конденсатора 4-13. Амплитуда напряжения положительного импульса на катоде диода 4-8 и на управляющем электроде тринистора 4-14 определяется напряжением срабатывания управляющего электрода тринистора 4-14 (Фиг. 7). К первичной обмотке 4-15 импульсного трансформатора 4-16 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 4-13 (фиг. 8). Конденсатор 4-13 в течение 100-200 мкс разряжается на первичную обмотку 4-15 импульсного трансформатора 4-16, и на вторичной обмотке 4-17 формируются импульсы запуска (Фиг. 9) длительностью не менее 50 мкс, поступающие на выход 4-5 ключа 4 через диод 4-18. Амплитудное значение напряжения и тока запускающих импульсов для конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах зависит от ёмкости конденсатора 4-13, напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля или напряжения стабилизации стабилитрона 4-12 (при его наличии), коэффициента трансформации импульсного трансформатора 4-16 и сопротивления нагрузки цепи запуска электронного ключа 7. Дребезг у датчика Холла отсутствует и, соответственно, включение и выключение транзистора 4-6 не влияет на форму, амплитуду и длительность запускающего импульса, т.к. первый же импульс при закрытии транзистора 4-6 (Фиг.7, в момент времени t0, t2, t4) запускает тринистор 4-14, и в дальнейшем независимо от состояния транзистора 4-6 тринистор 4-14 остается открытым на все время разряда и перезаряда конденсатора 4-13, за счет остаточной энергии электромагнитного поля импульсного трансформатора 4-16. Даже после разряда конденсатора 4-13 и выключения тринистора 4-14, повторного запуска тринистора 4-14 не произойдет, т.к. конденсатор 4-13 разряжен, и остаётся разряженным до момента срабатывания (включения) транзистора 4-6 (Фиг. 6, момент времени t1 или t3). При включении транзистора 4-6 по команде с датчика Холла (Фиг. 6, с момента времени t1, t3), формируется заряд конденсатора 4-13 (фиг. 8) до заданного значения напряжения (напряжения источника энергии за вычетом падения напряжения на диодах 4-8 и 4-9 или до напряжения стабилизации стабилитрона 4-12, и осуществляется не менее, чем за 2 мс при максимальном значении напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля (13,8-14,4В).

При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при включённом транзисторе 4-6, запуск электронного ключа 4 не происходит, т.к. к управляющему электроду тринистора 4-14 приложено отрицательное (закрывающее) напряжение по величина равное падению напряжения на диоде 4-8.

При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при выключенном транзисторе 4-6, запуск тринистора 4-14 не происходит, т.к. конденсатор 4-13 разряжен. Для устойчивой работы тринистора 4-14 между управляющим электродом и катодом установлен резистор 4-19.

Рассмотрим работу конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с использованием временных диаграмм, изображённых на Фиг. 10 - Фиг. 15.

При пуске и работе ДВС сигналы с датчика Холла или микропроцессорной системы управления зажиганием поступают на вход 4-3 формирователя импульсов (Фиг. 2, Фиг.5), и в момент закрытия транзистора 4-8 на выходе 4-4 формирователя импульсов 4 формируется положительный импульс запуска, поступающий на информационный вход 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 (не показан). На выходе 4-5 относительно выхода 4-2 формирователя 4 формируется отрицательный импульс запуска (Фиг. 10), который поступает на первый информационный вход 7-1 относительно первого входа 7-4 первого ключа 7. Полевой транзистор 7-5 открывается, и положительный потенциал напряжения с нижней обкладки конденсатора 6, ранее заряженного от импульсного преобразователя напряжения 3, прикладывается через открытый ключ 7 к переходу затвор-исток полевого транзистора 8-3 второго ключа 8, который открывается по цепи: нижняя обкладка конденсатора 6, первый вход 7-1 первого ключа 7, исток - сток полевого транзистора 7-5, выход 7-3 ключа 7, информационный вход 8-2 второго ключа 8, диод 8-7, резистор 8-6, затвор-исток полевого транзистора 8-3 второго ключа 8, вход 8-1 второго ключа 8, первая обкладка конденсатора 6. Транзистор 8-3 открывается, т.е. оба ключа 7 и 8 открываются. То есть триггер, составленный из двух ключей 7 и 8 с соответствующими внешними связями на двух комплементарных полевых транзисторах 7-5 и 8-3, переходит в устойчивое открытое состояние. Конденсатор 6 с первичной обмоткой 12 катушки зажигания 13 образуют колебательный контур, причём ток протекает по цепи: вторая обкладка конденсатора 6, ключ 7, диод 9, второй выходной зажим 11 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, первичная обмотка 12 катушки зажигания 13, первый выходной зажим 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй ключ 8, первая обкладка конденсатора 6. При протекании тока через первичную обмотку 12 катушки зажигания 13, формируется вторичной обмоткой 14 искровой разряд в зазоре 15. Напряжение на зазоре 15 и ток через зазор 15 свечи зажигания имеют, соответственно, вид, показанный на Фиг. 14 и фиг. 15. Напряжение на конденсаторе 6 изменяется по гармоническому закону косинуса (Фиг. 12), а ток изменяется по гармоническому закону синуса (Фиг. 13). Через половину периода колебательного процесса напряжение на конденсаторе достигает значения, при котором приложенный потенциал к переходам затвор - исток обоих полевых транзисторов не может удержать их открытыми и триггер на комплементарных транзисторах 8-3 и 7-5 лавинообразно закрывается. При этом ток в первичной обмотке 12 катушки зажигания 13 резко исчезает, а во вторичной обмотке 14 возникает высоковольтный импульс напряжения обратного знака (Фиг. 14) и происходит повторный пробой в искровом зазоре 15 свечи зажигания. Ток (Фиг. 15) через искровой зазор 15 также меняет направление на обратное значение, однако длительность его существенно больше, чем длительность тока в первой фазе разряда и превышает традиционную длительность искрового разряда транзисторных систем зажигания из-за большего значения тока разрыва.

Таким образом, построение конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах по предложенной схеме обеспечивает увеличенную длительность и мощность искрового разряда, что приводит к повышению надёжности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.

Claims (3)

1. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключён к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй вход импульсного преобразователя напряжения и второй вход формирователя импульсов соединены со вторым зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к отрицательному –Е (общему) выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединёны, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и первым информационным входом первого ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подключён к первой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подсоединена ко второму зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и через обратно включенный диод 5 ко второму выходу импульсного преобразователя напряжения, первый и второй выходные зажимы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму выводов первичной обмотки катушки зажигания, отличающийся тем, что введенен второй ключ, причем первый вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, а выход второго ключа - со вторым информационным входом первого ключа и первым выходным зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, второй выходной зажим которого подсоединён через вновь введённый обратно включенный диод к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа.

2. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах по п. 1, отличающийся тем, что первый ключ содержит P-канальный транзистор, исток которого соединён с катодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом первого ключа, выход которого подсоединён к стоку P-канального транзистора, затвор которого подключён к аноду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор к первому информационному входу первого ключа, второй информационный вход которого соединен через обратно включенный диод и третий резистор с затвором P-канального транзистора.

3. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах по п. 1, отличающийся тем, что второй ключ содержит N-канальный транзистор, исток которого соединён с анодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и первым входом второго ключа, выход которого подсоединён к стоку N-канального транзистора, затвор которого подключён к катоду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор и обратно включенный диод к информационному входу второго ключа.

Images