CS264510B1

CS264510B1 - Contactless magnetoelectric ignition system connection

Info

Publication number: CS264510B1
Application number: CS854340A
Authority: CS
Inventors: Emil Gabrhelik
Original assignee: Emil Gabrhelik
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1989-08-14
Also published as: DE3620212A1; FR2583462A1; CS434085A1; FR2583462B1

Abstract

In this system the ignition connected to the electrodes 18, 19 of a spark plug and comprising a load winding 9 and a synchronisation winding 2, a rotating magnetic field 1 induces in the winding 9 an alternating energy stored in a capacitor and induces in the synchronisation winding 2 an alternating voltage used for forming synchronisation pulses controlling, by the intermediary of an electronic circuit including a transistor 7, a thyristor 13 by means of which the energy stored in the capacitor discharges into the primary winding of the transformer, in the secondary winding of which is induced a high voltage applied to the spark plug. Application in particular to internal combustion engines with controlled ignition. <IMAGE>

Description

(57) Zapalovací systém je řešen za účelem dooré funkce zapalování i při nízkých rychlostech točivého magnetického pole v celém rozsahu používaných pracovních teplot Podstata zapojení zapalovacího systému spočívá v tom, že konec synchronizačního vinutí je připojen na paralelní kombinaci druhého rezistoru s kondenzátorem, jejichž druhé vývody jsou spojeny se vstupem třetího rezistoru, jehož výstup je připojen na bázi tranzistoru a emitor tranzistoru tvoří společný bod s řídicí elektrodou tyristoru a začátkem synchronizačního vinutí, přičemž začátek nabíjecího vinutí tvoří společný bod s anodou tyristoru, se začátkem primárního vinutí a začátkem sekundárního vinutí tranzistoru a s první elektrodou zapalovací svíčky, jejíž druhá elektroda je připojena na konec sekundárního vinutí transformátoru, přičemž konec primárního vinutí transformátoru tvoří společný bod s druhým vývodem nabíjecího kondenzátoru a druhým vývodem pátého rezistoru, jehož první vývod je připojen na kolektor tranzistoru, přičemž první vývod nabíjecího kondenzátoru tvoří společný bod s katodou tyristoru a anodou druhé diody, jejíž katoda je spojena s koncem nabíjecího vinutí.(57) The ignition system is designed for door ignition function even at low rotating magnetic field velocities across the range of operating temperatures. The essence of the ignition system is that the end of the synchronization winding is connected to a parallel combination of a second resistor and a capacitor. are connected to the input of a third resistor, the output of which is connected on a transistor basis, and the transistor emitter forms a common point with the thyristor control electrode and the start of the synchronization winding; a first spark plug electrode, the second electrode of which is connected to the end of the transformer secondary winding, the end of the transformer primary winding forming a common point with the second charging lead the first terminal of the charging capacitor forms a common point with the thyristor cathode and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the end of the charging winding.

CS 264 510 В1CS 264 510 В1

Vynález se týká zapojení bezkontaktního magnetoelektrického zapalovacího systému sestávajícího z elektronického obvodu a statorové cívky, na jejímž jádře z magneticky vodivého materiálu je navinuto současně nabíjecí a synchronizační vinutí, jehož závity jsou protínány magnetickými siločarami točivého magnetického pole.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a contactless magnetoelectric ignition system comprising an electronic circuit and a stator coil, the core of which is of magnetic magnetically conductive material being wound simultaneously with a charging and synchronizing winding whose threads are intersected by magnetic fields of a rotating magnetic field.

Obecně jsou známé bezkontaktní magnetoelektrické zapalovací systémy, jejichž točivé magnetické pole budí ve statorových cívkách s magneticky měkkými jádry střídavý elektrický proud, jehož energie se využívá к nabíjení kondenzátoru a současně к tvorbě synchronizačních impulsů, jejichž elektrická energie v jistý okamžik otevírá tyristor, přes který se elektrická energie akumulovaná v kondenzátoru vybíjí do primárního vinutí zapalovacího transformátoru, v jehož sekundárním vinutí je indukováno vysoké eletrické napětí. Takto vytvořené vysoké napětí je přivedeno na zapalovací elektrody svíčky ve spalovacím prostoru motoru a způsobí zapálení hořlavé směsi. Tyto zapalovací systémy vyžadují pro počáteční funkci schopnost vysokou minimální obvodovou rychlost točivého magnetického pole, nepříznivě závislou na teplotě okolí, která se u těchto zapalovacích systémů řeší buď zvětšením axiálních rozměrů rotoru, nebo zvýšením startovacích otáček. Obojí řešení je nevýhodné z hlediska výroby a zastavovacích rozměrů motoru.Contactless magnetoelectric ignition systems are known whose rotating magnetic field drives alternating electric current in stator coils with magnetically soft cores, the energy of which is used to charge the capacitor and at the same time to generate synchronizing pulses, whose electrical energy at a certain moment opens thyristor through which the electrical energy accumulated in the capacitor discharges into the primary winding of the ignition transformer, in which the secondary winding induces a high electric voltage. The high voltage thus generated is applied to the spark plug electrodes in the engine combustion chamber and causes the flammable mixture to ignite. These ignition systems require for the initial operation the capability of a high minimum rotational magnetic field peripheral speed unfavorably dependent on ambient temperature, which in these ignition systems is solved either by increasing the axial dimensions of the rotor or by increasing the starting speed. Both solutions are disadvantageous in terms of production and engine stopping dimensions.

Cílem vynálezu je magnetoelektrický bezkontaktní zapalovací systém s dobrou funkcí již při nízkých obvodových rychlostech točivého magnetického pole a jeho funkce by nebyla rušena v celém rozsahu používaných pracovních teplot.The object of the invention is a magnetoelectric contactless ignition system with good function even at low peripheral speeds of the rotating magnetic field and its function would not be disturbed in the whole range of operating temperatures used.

Podstata bezkontaktního magnetoelektrického zapalovacího systému podle vynálezu spočívá v tom, že konec synchronizačního vinutí je připojen na paralelní kombinaci druhého rezistoru s kondenzátorem, jejichž druhé vývody jsou spojeny se vstupem třetího rezistoru, jehož výstup je připojen na bázi tranzistoru a emitor tranzistoru tvoří společný bod s řídící elektrodou tyristoru a začátkem synchronizačního vinutí, přičemž začátek nabíjecího vinutí tvoří společný bod s anodou tyristoru, se začátkem primárního vinutí a začátkem sekundárního vinutí transformátoru a s první elektrodou zapalovací svíčky, jejíž druhá elektroda je připojena na konec sekundárního vinutí transformátoru, přičemž konec primárního vinutí transformátoru tvoří společný bod s druhým vývodem nabíjecího kondenzátoru a druhým vývodem pátého rezistoru, jehož první vývod je připojen na kolektor tranzistoru, přičemž první vývod nabíjecího kondenzátoru tvoří společný bod s katodou tyristoru a anodou druhé diody, jejíž katoda je spojena s koncem nabíjecího vinutí.The principle of the non-contact magnetoelectric ignition system according to the invention is that the end of the synchronization winding is connected to a parallel combination of a second resistor with a capacitor, the second terminals of which are connected to the input of a third resistor. a thyristor electrode and a start of the synchronization winding, wherein the start of the charge winding forms a common point with the thyristor anode, the start of the primary winding and the start of the secondary transformer winding and the first spark plug electrode connected to the end of the transformer secondary winding; common point with the second terminal of the charging capacitor and the second terminal of the fifth resistor, the first terminal of which is connected to the collector of the transistor, the first terminal of the charging capacitor forms a common point with the thyristor cathode and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the end of the charging winding.

Paralelně к vývodům synchronizačního vinutí je připojen první rezistor a paralelně к nabíjecímu vinutí je připojena sériová kombinace čtvrtého rezistoru s první diodou, jejíž anoda je spojena s koncem nabíjecího vinutí, přičemž konec primárního vinutí transformátoru je spojen s katodou třetí diody, jejíž anoda je spojena se začátkem nabíjecího vinutí.A first resistor is connected in parallel to the sync windings and a series combination of a fourth resistor with a first diode is connected in parallel to the charging winding, the anode of which is connected to the end of the charging winding, the transformer primary winding is connected to the cathode of the third diode. the start of the charging winding.

Zapalovací systém podle vynálezu podstatně snižuje vysokou minimální obvodovou rychlost točivého magnetického pole, kterou mají stávající systémy a zachovává si tak dobrou funkci v celém rozsahu používaných pracovních teplot, přičemž zapalovací systém využívá méně rozměrný, jednoduchý symetrický magnetický obvod a umožňuje zpoždění okamžiku zážehu v úzké oblasti nízkých otáček pro snadné spouštění motoru.The ignition system of the invention substantially reduces the high minimum rotational magnetic field peripheral velocity of existing systems and thus maintains good performance over the range of operating temperatures used, the ignition system utilizing a less dimensional, simple symmetric magnetic circuit and delaying ignition moment in a narrow range low speed for easy starting of the engine.

Na obr. 1 je celkové schéma zapojení elektronických prvků magnetoelektrického zapalovacího systému podle předmětu vynálezu. Obr. 2 znázorňuje časový sled napěťových impulsů snímaných mezi emitorem a bází tranzistoru. Obr. 3 znázorňuje časový sled synchronizačních impulsů snímaných mezi katodou a řídící elektrodou tyristoru. Obr. 4 znázorňuje časový průběh elektrického napětí snímaného mezi vývody nabíjecího kondenzátoru.Fig. 1 is an overall circuit diagram of the electronic components of the magnetoelectric ignition system of the present invention. Giant. 2 shows the time sequence of the voltage pulses sensed between the emitter and the base of the transistor. Giant. 3 shows the time sequence of the synchronizing pulses sensed between the cathode and the thyristor control electrode. Giant. 4 shows the time course of the electrical voltage sensed between the charge capacitor terminals.

К nabíjecímu vinutí 9 je paralelně připojena sériová kombinace první diody 11 a čtvrtého rezistoru 10. Konec nabíjecího vinutí je přitom spojen s anodou první diody 11, jejíž katoda je spojena se čtvrtým rezistorem 10. Začátek nabíjecího vinutí 9 (na obrázku označen tečkou, rovněž jako začátky všech ostatních vinutí použitých v zapojení) je spojen s anodou tyristoru 13, s anodou třetí diody 14 a začátkem primárního vinutí 16 a sekundárního vinutí 17 transformátoru. Konec nabíjecího vinutí 9 je spojen s katodou tyristoru 13, s katodou třetí diody 14 a koncem primárního vinutí 16 transformátoru. Konec sekundárního vinutí 17 transformátoru je spojen s druhou elektrodou 18 svíčky, jejíž první elektroda 19 je spojena se začátkem nabíjecího vinutí 9. Mezi katodu tyristoru 13 a konec primárního vinutí 16 transformátoru je vřazen nabíjecí kondenzátor 15. Mezi prvním vývodem nabíjecího kondenzátoru 15 a nabíjecím vinutím 9 je uspořádána druhá dioda 12, jejíž katoda je spojena s koncem nabíjecího vinutí 9. Tyristor 13 je svou řídící elektrodou spojen se začátkem sychronizačního vinutí 2 a s emitorem tranzistoru 7. Kolektor tranzistoru 7 je spojen s prvním vývodem pátého rezistoru 8, jehož druhý vývod je spojen s koncem primárního vinutí 16 transformátoru, s katodou třetí diody 14 a s druhým vývodem nabíjecího kondenzátoru 15. Konec synchronizačního vinutí 2 je připojen na paralelní kombinaci druhého rezistoru 4 s kondenzátorem 5, jejíž druhé vývody jsou spojeny se vstupem třetího rezistoru 6, jehož výstup je spojen s bází tranzistoru 7. Paralelně к vývodům synchronizačního vinutí 2 je připojen první rezistor 3.A series combination of the first diode 11 and the fourth resistor 10 is connected in parallel to the charging winding 9. The end of the charging winding is connected to the anode of the first diode 11, the cathode of which is connected to the fourth resistor 10. the start of all other windings used in the circuit) is connected to the anode of the thyristor 13, the anode of the third diode 14 and the start of the primary winding 16 and the secondary winding 17 of the transformer. The end of the charging winding 9 is connected to the cathode of the thyristor 13, the cathode of the third diode 14 and the end of the primary winding 16 of the transformer. The end of the transformer secondary winding 17 is connected to the second spark electrode 18, the first electrode 19 of which is connected to the start of the charging winding 9. A charge capacitor 15 is inserted between the cathode of the thyristor 13 and the transformer primary winding 16. 9, a second diode 12 is provided, the cathode of which is connected to the end of the charging winding 9. The thyristor 13, with its control electrode, is connected to the beginning of the synchronization winding 2 and to the emitter of transistor 7. connected to the end of the primary winding 16 of the transformer, the cathode of the third diode 14, and the second terminal of the charging capacitor 15. The end of the synchronization winding 2 is connected to a parallel combination of the second resistor 4 and the capacitor 5. is connected to the base of transistor 7. In parallel to the terminals of the synchronization winding 2, a first resistor 3 is connected.

Působením točivého magnetického pole 1 je v nabíjecím vinutí 9 statorové cívky indukována střídavě elektrická energie, která přes druhou diodu 12, třetí diodu 14 a primární vinutí 16 zapalovacího transformátoru nabíjí kondenzátor 15. Průběh nabíjení kondenzátoru 15 znázorňuje obr. 4. Současně působením točivého magnetického pole 1 je v synchronizačním viUnder the action of the rotating magnetic field 1, alternating electric power is induced in the charging coil 9 of the stator coil, which charges the capacitor 15 via the second diode 12, the third diode 14 and the primary winding 16 of the ignition transformer. 1 is in sync vi

CS 264 510 BI nutí 2 statorové cívky indukováno střídavé napětí, které je částečně zatíženo paralelně zapojeným rezistorem 3. Uzavřeným elektrickým obvodem přes třetí rezistor 6, přechod báze — emitor tranzistoru 7 se nabíjí kondenzátor 5. Polarita napětí na kondenzátoru 5 uzavírá přechod báze — emitor tranzistoru 7 pro všechny kladné impulsy menší velikosti napětí, než je součet napětí na kondenzátoru 5 a napětí na přechodu báze — emitor tranzistoru 7. Kladné synchronizační napěťové impulsy indukující se v okamžiku uzavření magnetického obvodu přes jádro statorové cívky svými vrcholy otevírají přechod báze — emitor tranzistoru 7. Průběh napětí mezi bází a emitorem tranzistoru 7 znázorňuje obr. 2. Otevření přechodu báze — emitor současně způsobí otevření přechodu kolektor — emitor tranzistoru 7 a kladné napětí z kondenzátoru 15 přivedené přes pátý rezistor 8 na řídící elektrodu tyristoru 13 způsobí otevření tyristoru 13, čímž se akumulovaná elektrická energie v kondenzátoru 15 vybije do primárního vinutí 16 zapalovacího transformátoru, v jehož sekundárním vinutí 17 indukuje vysoké elektrické napětí, které se přivádí na elektrody 18, 19 svíčky do spalovacího prostoru motoru a způsobí zapálení hořlavé směsi.CS 264 510 BI forces 2 stator coils to induce an AC voltage that is partially loaded by a parallel connected resistor 3. A closed electrical circuit through the third resistor 6, the base-emitter transition of the transistor 7 charges the capacitor 5. The polarity of the voltage across the capacitor 5 closes the base-emitter transition of the transistor 7 for all positive pulses of lesser voltage than the sum of the capacitor 5 and base-emitter voltages of transistor 7. Positive synchronizing voltage pulses inducing the peaks of the transistor emitter when the magnetic circuit closes across the stator coil core Figure 7 shows the waveform of the base and emitter of the transistor. Opening the base-emitter transition simultaneously causes the collector-emitter transistor 7 to open and the positive voltage from the capacitor 15 applied via the fifth resistor 8 to the control ele. thyristor 13 causes the thyristor 13 to open, whereby the accumulated electrical energy in the capacitor 15 discharges into the primary winding 16 of the ignition transformer, in which the secondary winding 17 induces a high voltage which is applied to the spark plug electrodes 18, 19 into the combustion chamber of the engine flammable mixtures.

Claims

Wiring of a contactless magnetoelectric ignition system, consisting of a stator coil, on the core of which a coil charging and synchronizing winding is wound, characterized in that the end of the synchronizing winding (2) is connected to a parallel combination of the second resistor (4) and capacitor (5). the second terminals of which are connected to the input of a third resistor 16, the output of which is connected on the basis of a transistor (7) and the emitter of the transistor (7) forms a common point with the thyristor control electrode (13) and the start of the synchronization winding (2); (9) form a common point with the thyristor anode (13), the start of the primary winding (16) and the start of the secondary winding (17) of the transformer and the first spark plug electrode (19), the second electrode (18) being connected to the end 17) a transformer, wherein the end of the primary winding

Fig. 3 shows the voltage pulses sensed between the cathode and the thyristor control electrode 13. The use of transistor 7 allows the operation of the low-current synchronization circuit while the thyristor 13 passes only the small current required to open the thyristor 13.

The discharge time constant of the parallel combination of the second resistor 4 and the capacitor 5 is selected according to the operating speed range and the magnetic circuit used. By suitable selection of values of elements 3,4,10 and 5 it is possible to change the characteristic of the moment of ignition depending on the speed. The first diode 11a of the fourth resistor 10 limits the interference pulses indicated from the charging winding 9 to the synchronization winding 2 of the stator coil. The third diode 14 extends the burning time of the electrical discharge.

By assigning further stator coils, usually two, the magnetic circuit 1 can be used simultaneously to obtain electrical energy for lighting the vehicle.

The magnetoelectric ignition system according to the invention can be used in all internal combustion gasoline engines, in particular for stationary engines and small tractors.

(16) the transformer forms a common point with the second terminal of the charging capacitor (15) and the second terminal of the fifth resistor (8), the first terminal of which is connected to the collector of the transistor (7); (13) and an anode of the second diode (12), the cathode of which is connected to the end of the charging winding (9).

2. A contactless magnetoelectric ignition system according to claim 1, characterized in that a first resistor (3) is connected in parallel to the terminals of the synchronization winding (2) and a series combination of the fourth resistor (10) with the first diode is connected in parallel to the charging winding. (11), the anode of which is connected to the end of the charging winding (9), the end of the primary winding (16) of the transformer being connected to the cathode of the third diode (14) whose anode is connected to the start of the charging winding (9).