Електронний пристрій запалювання двигуна внутрішнього згоряння

Реферат: UA 80209 U UA 80209 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Електронний пристрій запалювання двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) належить до двигунобудування, зокрема бензинових моторів і може бути використаний при розробці малопотужних двигунів, наприклад, човнових моторів. Відомі пристрої запалювання з генераторами електричної напруги з використанням прямого п'єзоефекту при деформуванні п'єзоелемента, здійснюваному за рахунок енергії згоряння палива, описані, наприклад, у патентах FR1373371 та GB2036173 (А). Відомо також пристрій запалювання ДВЗ (див. патент JP 61129467 (А), МПК F02P3/12; H01T13/04, 1986-06-17, заявника Nipon Soken, винахідника Yorita Hiroshi), вибраний як найближчий аналог корисної моделі, що містить свічку запалювання, підвищуючий п'єзоелектричний трансформатор, що включає генератор і підключений до джерела змінної напруги збудник. У цьому пристрої низька напруга змінної частоти, що подається на п'єзоелектричний збудник, трансформується у високу напругу. Така система: збудник генератор, була названа п'єзоелектричним трансформатором напруги. Коефіцієнт трансформації його різко зменшується при підключенні ємнісного навантаження, тому п'єзоелектричний трансформатор розміщається в безпосередній близькості від свічки запалювання, тобто в області високих температур і сильних механічних впливів, що знижує надійність запалювання. Крім того, для одержання потужної іскри, необхідної для усталеної роботи двигуна поза залежністю від вибору палива й режимів роботи необхідно використовувати п'єзотрансформатори більших розмірів і більших потужностей, промисловий випуск яких не освоєний ні в країні, ні за кордоном. Крім того, вартість таких трансформаторів суттєво збільшується при зростанні їх розмірів. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення потужності іскри й зменшення впливу температур і вібрацій для підвищення надійності запалювання та зниження вартості пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що електронний пристрій запалювання двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), який містить свічку запалювання, підвищуючий п'єзоелектричний трансформатор, що включає генератор і підключений до джерела змінної напруги збудник, який відрізняється тим, що додатково введено конденсатор, розділовий діод і два випрямлячі змінної напруги, вхід одного із яких підключений до генератора п'єзоелектричного трансформатора, а його вихід - до свічки запалювання, вхід іншого випрямляча підключений до джерела змінної напруги, а його вихід до конденсатора, що через розділовий діод підключений до свічки запалювання. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де показана блок схема пристрою. Пристрій містить ключ 12 для підключення джерела змінної напруги 1 до електродів 3 збудника 4 ультразвукових коливань п'єзоелектричного трансформатора 2. Електрод 6 генератора п'єзоелектричного трансформатора 5 підключений до входу першого випрямляча 7 і через нього на свічку запалювання 8. На свічку запалювання через розділовий діод 11 також подається напруга з конденсатора 10, що виконує роль накопичувального елемента, заряджає періодично через другий випрямляч 9, вхід якого підключений до одного з виходів джерела змінної напруги. Працює пристрій у такий спосіб. При замиканні ключа 12 змінна електрична напруга джерела живлення 1 із частотою рівній резонансній частоті п'єзоелектричного трансформатора напруги 2 подається на його електроди 3 збудника 4. У збуднику, за рахунок зворотного п'єзоефекту, генеруються ультразвукові коливання у вигляді поздовжніх хвиль. Ці хвилі, поширюючись по довжині трансформатора, багаторазово відбиваються від його торців і на резонансній частоті складаються в одній фазі, багаторазово збільшуючи амплітуду ультразвукових коливань. Ці коливання в генераторі 5, за рахунок прямого п'єзоефекту, перетворюють механічні коливання у високу змінну електричну напругу, що випрямляється випрямлячем 7, зібраним за схемою подвоювача напруги, і подається на свічку запалювання 8, пробиваючи її іскровий проміжок. Опір іскрового проміжку різко зменшується й конденсатор 10 через розділовий діод 11 розряджається через нього, віддаючи в іскру всю запасену в ньому енергію. Потім ключ 12 розмикається й відбувається заряд конденсатора 10 від другого випрямляча 9 до напруги значно меншої напруги пробою іскрового проміжку (приблизно 300 В). Замикання й розмикання ключа 12 синхронізується з положенням поршня в циліндрі ДВЗ за допомогою електронної схеми (наприклад, з допомогу одновібратора) і датчика положення колінчастого вала. Змінюючи тривалість імпульсу одновібратора, легко досягається необхідний кут випередження, що забезпечує раціональний режим згоряння палива. Задача п'єзоелектричного трансформатора - пробити іскровий проміжок. Для цього не потрібна більша енергія, тому в пристрої може бути використаний малопотужний дешевий п'єзотрансформатор. Потужність іскри залежить від енергії запасеної в конденсаторі й може 1 UA 80209 U 5 бути необмежено збільшена. З іншого боку, оскільки на свічку запалювання подається випрямлена напруга, то й весь пристрій можна розмістити за межами ДВЗ. Легко також організується зв'язок запалюючого пристрою з мікропроцесором, що регулює потужність іскри й кут випередження залежно від режимів роботи ДВЗ, виду пального й кліматичних умов. Висновки, наведені вище, підтверджені експериментальними результатами. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Електронний пристрій запалювання двигуна внутрішнього згоряння, який містить свічку запалювання, підвищуючий п'єзоелектричний трансформатор, що включає генератор і підключений до джерела змінної напруги збудник, який відрізняється тим, що додатково введено конденсатор, розділовий діод і два випрямлячі змінної напруги, вхід одного із яких підключений до генератора п'єзоелектричного трансформатора, а його вихід - до свічки запалювання, вхід іншого випрямляча підключений до джерела змінної напруги, а його вихід до конденсатора, що через розділовий діод підключений до свічки запалювання. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2