專利名稱:發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種發(fā)動機電子點火裝置,特別是一種發(fā)動機 自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有的點火器所采用的電路一般包括兩部分自激升壓電路和 高壓放電電路,如圖1所示。
自激升壓電路其特點是在轉(zhuǎn)速較低時點火能量較大,在高速時由于自激振 蕩頻率的限制,其輸出高壓也急速下降,因而,自激式電子點火器點火能量會 隨著轉(zhuǎn)速的增大而不斷降低,以至于達到一定速度后無法正常使用。
高壓放電電路原理為首先關(guān)閉單向(雙向)可控硅S1,并利用自激升壓 電路將電容C1充至電壓為U0。此時,若給S1正脈沖驅(qū)動信號,單向(雙向)
可控硅開啟,則電容C1單向(雙向)可控硅S1以及高壓變壓器T1的初級線圈 便構(gòu)成回路,Tl初級線圈產(chǎn)生電流,由電磁感應原理,在T1的次級線圈便感 應出高壓,擊穿火花塞之間的液油混合物而放電,此種放電模式雖前端為電容 放電,但后端仍為電感放電,由于電感放電本身限制,故能量較小。
由于Sl端的輸出脈沖為固定頻率的脈沖,故其他電子點火器在工作過程中 始終保持固定點火提前角度,其點火提前角不可更改
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是,克服上述已有產(chǎn)品之 不足,而提供一種發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,通過兩次放電, 提高點火的可靠性和發(fā)動機燃料的燃燒效率。
本實用新型的技術(shù)方案如下
一種發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,主要由升壓電路和點火電 路組成,點火電路連接發(fā)動機的火花塞,升壓電路包括連接有蓄電池的升壓變壓器,其特征是所述點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路和二次放電電路, 其中, 一次放電電路由可控硅、儲能電容和高壓變壓器的初級線圈串聯(lián)而成; 二次放電電路與高壓變壓器的次級線圈相連;還包括輸入端與升壓變壓器的次
級線圈相連的橋式電路,橋式電路的輸出端通過D4 二極管與一次放電電路的輸 入端相連;橋式電路的輸出端通過D3二極管與二次放電電路的輸入端相連;高 壓變壓器的初級線圈通過Dl 二極管與火花塞一端相連,二次放電電路通過D2 二極管也與火花塞的該端相連。
所述升壓電路還包括場效應管或者晶體管和他激芯片,他激芯片的輸出端 與場效應管或者晶體管的控制端相連接,場效應管或者晶體管還與升壓變壓器 的初級線圈相連;升壓電路的次級線圈與點火電路連接。
所述的他激芯片可以為PWM電源控制模塊,其輸入端連接有主要由電阻和 電容組成的外圍電路。
所述的他激芯片還可以為數(shù)字或模擬集成芯片構(gòu)成的方波發(fā)生器,其輸入 端連接有主要由電阻和電容組成的外圍電路。
所述的他激芯片還可以為實現(xiàn)所需要的方波信號的單片機或?qū)崿F(xiàn)所需要的 方波信號的可編程芯片。
所述的他激芯片還可以為由可編程邏輯器件實現(xiàn)的方波發(fā)生電路。
所述的他激芯片還可以為實現(xiàn)所需要的方波信號的由分立元件組成的電 路,所述分立元件包括電容、電阻、三極管和變壓器。
升壓電路和點火電路上分別帶有與計算機通信的接口。
本實用新型具有以下特點-(1)、在Sl未開啟前,由于火花塞5中間液油混合物未被擊穿故火花塞5 為斷路。由二極管D1隔離作用,C2作為電壓源無法構(gòu)成回路,因而C2保持 儲能狀態(tài),此時若給可控硅Sl正脈沖驅(qū)動信號,則單向(雙向)可控硅S1開啟,由C 1放電形成高壓離子弧擊穿火花塞5中間的油氣混合物,在擊穿狀態(tài)下, 火花塞5之間的電阻非常小,此時C2便與火花塞5構(gòu)成回路,C2中的電荷便 通過擊穿后的火花塞5釋放能量,C 2中的能量全部用于點火為真正的電容放電, 為其主要放電能量(電感放電部分忽略),調(diào)節(jié)C2和U1的數(shù)值大小,便可生 產(chǎn)出不同能量級別的高能電子點火器。
(2) 、采用他激式振蕩電路,其振蕩頻率與轉(zhuǎn)速無關(guān),僅與自身參數(shù)有關(guān), 因而可以在任意轉(zhuǎn)速下均保持有較高電壓和能量輸出,從而能夠保證電子點火 器在任意轉(zhuǎn)速下的高能特征。
(3) 、有通信接口與計算機相連,用戶可對轉(zhuǎn)速實時測量,并對自進角函 數(shù)曲線進行任意設定。
圖l是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型點火器的電路圖。 圖2是本實用新型的原理方框圖。 圖3是本實用新型的電路原理圖。
圖4是專用芯片UC3843驅(qū)動信號產(chǎn)生電路圖。
圖5是NE555芯片信號產(chǎn)生電路圖。
圖6是單片機信號產(chǎn)生電路圖。
圖7是CPLD信號產(chǎn)生電路圖。
圖8是分立元件信號產(chǎn)生電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進一步說明本實用新型。 一、升壓電路。
如圖2、 3所示,升壓電路2包括連接有蓄電池1的升壓變壓器T。所述升 壓電路還包括場效應管或者晶體管Ql和他激芯片Ul,他激芯片Ul的輸出端與 場效應管或者晶體管Ql的控制端相連接,場效應管或者晶體管Ql還與升壓變 壓器T的初級線圈相連;升壓電路的次級線圈與點火電路連接。所采用的為他激式升壓電路,通過他激式芯片和外圍電路構(gòu)成產(chǎn)生驅(qū)動電 路的方波,該方波具有較高的振蕩頻率,在設計轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),其輸出能量與轉(zhuǎn) 速無關(guān),因而在低速和高速的范圍內(nèi)均保持有恒定的高能輸出。
產(chǎn)生場效應管或者晶體管Ql控制端的驅(qū)動信號,即產(chǎn)生一定頻率的方波驅(qū)
動信號,有如下幾種實現(xiàn)形式
(1) 、使用專用PWM電源控制模塊實現(xiàn)例如UC3842、 UC3843等,以 UC3843為例說明該類模塊的原理,如圖4所示。
與PWM模塊相連接的部分為外圍電路,其中包括電阻R和電容C,其中 調(diào)節(jié)RC的數(shù)值可改變PWM模塊的輸出頻率和占空比,信號由Toutl端輸出, 場效應管或者晶體管Q1的驅(qū)動端,開通或閉合對直流電產(chǎn)生交變信號。與管腳 VFB、 ISEN相連接的為反饋回路能夠防止過流或過壓,起到保護電路的目的。
(2) 、利用常用數(shù)字或模擬集成芯片構(gòu)成方波發(fā)生器,如555, 74系列芯 片等。以555為例說明該類芯片的原理,電路如圖5所示。
數(shù)值可改變的輸出頻率和占空比,從Vo端輸出一定頻率的方波,場效應管 或者晶體管Q1的控制端,將直流信號變?yōu)榻涣餍盘枺瑥亩谧儔浩鞔渭壘€圈輸 出所設計的高壓。
(3) 、利用單片機(MCU)或ARM等可編程芯片編程實現(xiàn)所需要的方波 信號。以ATMEGA8為例說明該類芯片的工作原理,如圖6所示。
編程便可以實現(xiàn)一定頻率方波,由MOUT端輸出,場效應管或者晶體管Q1 的控制端,將直流信號變?yōu)榻涣餍盘?,從而在變壓器次級線圈輸出所設計的高 壓。
(4) 、利用可編程邏輯器件(CPLD或FPGA)實現(xiàn)的電路形成如圖7所示。 其中CRYSTAL為兆級有源晶振,由于其頻率遠遠超過變壓器所規(guī)定的頻
率,因而將CPLD(或FPGA)有關(guān)引腳上,利用編程的形式對其進行分頻處理, 分頻至系統(tǒng)所要求頻率的方波輸出,場效應管或者晶體管Q1的控制端,將直流信號變?yōu)榻涣餍盘?,從而在變壓器次級線圈輸出所設計的高壓。
(5)、利用電容、電阻、三極管、變壓器等常用分立元件實現(xiàn),電路如圖8所示。
利用該電路便可以產(chǎn)生一定頻率的驅(qū)動信號,場效應管或者晶體管Q1的控 制端,將直流信號變?yōu)榻涣餍盘?,從而在變壓器次級線圈輸出所設計的高壓。
以上幾種方式均可實現(xiàn)他激式方波振蕩電路,其振蕩頻率與轉(zhuǎn)速無關(guān),僅 與自身參數(shù)有關(guān),因而可以在任意轉(zhuǎn)速下均保持有較高電壓和能量輸出,從而 能夠保證電子點火器在任意轉(zhuǎn)速下的高能特征。
二、點火電路。
仍如圖2、 3所示,點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路4和二次放電電 路3,其中, 一次放電電路由可控硅S1、儲能電容C1和高壓變壓器T1的初級 線圈串聯(lián)而成;二次放電電路與高壓變壓器T1的次級線圈相連;還包括輸入端 與升壓變壓器T的次級線圈相連的橋式電路B,橋式電路B的輸出端通過D4 二極管與一次放電電路4的輸入端相連;橋式電路B的輸出端通過D3 二極管與 二次放電電路3的輸入端相連;高壓變壓器Tl的初級線圈通過Dl 二極管與火 花塞5 —端相連,二次放電電路3通過D2 二極管也與火花塞5的該端相連。
蓄電池1在控制電路的控制下,經(jīng)升壓電路2升壓后,有兩路輸出, 一路 為一次放電電路4供電,另外一路為二次放電電路3供電。
一部分為一次放電電路部分,原理如圖3所示,所不同的在于T1次級線圈 中有隔離二極管D1、 D2分別隔離兩部分電路,兩部分電路分別通過二極管D3、 D4將將電容C1、 C2充電至電壓U0、 Ul。在S1未開啟前,由于火花塞5中間 液油混合物未被擊穿故火花塞5為斷路。由二極管D1隔離作用,C2作為電壓 源無法構(gòu)成回路,因而C2保持儲能狀態(tài),此時若給可控硅S1正脈沖驅(qū)動信號, 則單向(雙向)可控硅S1開啟,由C 1放電形成高壓離子弧擊穿火花塞5中間的油氣混合物,在擊穿狀態(tài)下,火花塞5之間的電阻非常小,此時C2便 與火花塞5構(gòu)成回路,C2中的電荷便通過擊穿后的火花塞5釋放能量,C2中 的能量全部用于點火為真正的電容放電,為其主要放電能量(電感放電部分忽 略),調(diào)節(jié)C2和U1的數(shù)值大小,便可生產(chǎn)出不同能量級別的高能電子點火器。
二極管Dl的作用為防止離子弧產(chǎn)生前,C2中的電荷由Tl次級線圈釋放 能量。D2的作用為在T1產(chǎn)生離子弧瞬間,電壓將為上萬伏,遠大于U1的值, 為防止電能量傳至C 2 ,故電路中設置為D 2 , D 2具有的特點為有上萬伏的 反向電壓,很大的正向電流,二極管D1、 D2可根據(jù)電容充電極性不同,采用 如圖所示的方向或相反的方向。
二極管D3、 D4分別隔離引弧和二次儲能充電部分,使兩部分充電不受影響。
三、點火提前角度自由設定。
點火器上有與計算機通信的接口,計算機端有控制軟件,能夠與計算機進 行數(shù)據(jù)通信,其功能有三個 一能夠測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,點火器可以將轉(zhuǎn)速 上傳至計算機端,計算機端可以將轉(zhuǎn)速進行顯示;二計算機端可以任意修改
和設定點火器的點火提前角以及點火觸發(fā)脈沖極性,并將提前角、觸發(fā)脈沖極 性信息通過接口下傳至點火器上;三點火器能夠測量點火器工作時刻的提前 角,并通過通信接口上傳至計算機端,計算機能夠?qū)⑻崆敖怯枰燥@示,并通過 所顯示的提前角與所顯示的提前角進行比較,起到校正的目的。
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權(quán)利要求1、一種發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,主要由升壓電路(2)和點火電路組成,點火電路連接發(fā)動機的火花塞(5),升壓電路(2)包括連接有蓄電池(1)的升壓變壓器(T),其特征是所述點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路(4)和二次放電電路(3),其中,一次放電電路(4)由可控硅(S1)、儲能電容(C1)和高壓變壓器(T1)的初級線圈串聯(lián)而成;二次放電電路與高壓變壓器(T1)的次級線圈相連;還包括輸入端與升壓變壓器(T)的次級線圈相連的橋式電路(B),橋式電路(B)的輸出端通過D4二極管與一次放電電路(4)的輸入端相連;橋式電路(B)的輸出端通過D3二極管與二次放電電路(3)的輸入端相連;高壓變壓器(T1)的初級線圈通過D1二極管與火花塞(5)一端相連,二次放電電路(3)通過D2二極管也與火花塞(5)的該端相連。
2、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征 是所述升壓電路(2)還包括場效應管或者晶體管(Ql)和他激芯片(Ul), 他激芯片(Ul)的輸出端與場效應管或者晶體管(Ql)的控制端相連接,場效 應管或者晶體管(Ql)還與升壓變壓器(T)的初級線圈相連;升壓電路的次級 線圈與點火電路連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征 是所述的他激芯片(Ul)為PWM電源控制模塊,其輸入端連接有主要由電 阻和電容組成的外圍電路。
4、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征 是所述的他激芯片(Ul)為數(shù)字或模擬集成芯片構(gòu)成的方波發(fā)生器,其輸入 端連接有主要由電阻和電容組成的外圍電路。
5、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征是所述的他激芯片(Ul)為實現(xiàn)所需要的方波信號的單片機或?qū)崿F(xiàn)所需要的方波信號的可編程芯片。
6、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征 是所述的他激芯片(Ul)為由可編程邏輯器件實現(xiàn)的方波發(fā)生電路。
7、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其特征是所述的他激芯片(Ul)為實現(xiàn)所需要的方波信號的由分立元件組成的電路,所述分立元件包括電容、電阻、三極管和變壓器。
8、 如權(quán)利要求l或2或3或4或5或6或7所述的發(fā)動機自進角可調(diào)兩次 高能電子點火裝置,其特征是升壓電路(2)和點火電路上分別帶有與計算機 通信的接口。
專利摘要本實用新型是一種發(fā)動機自進角可調(diào)兩次高能電子點火裝置,其中的點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路和二次放電電路,一次放電電路由可控硅(S1)、儲能電容(C1)和高壓變壓器(T1)的初級線圈串聯(lián)而成;二次放電電路與高壓變壓器(T1)的次級線圈相連;橋式電路(B)的輸出端通過D4二極管與一次放電電路的輸入端相連;橋式電路(B)的輸出端通過D3二極管與二次放電電路的輸入端相連;高壓變壓器(T1)的初級線圈通過D1二極管與火花塞一端相連,二次放電電路通過D2二極管也與火花塞的該端相連。通過兩次放電,提高了發(fā)動機點火的可靠性和發(fā)動機燃料的燃燒效率。
文檔編號F02P3/04GK201250745SQ20082018760
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者良 呂, 張愛平, 杜永源, 郝金光 申請人:良 呂