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      發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火裝置的制作方法

      文檔序號:5197865閱讀:201來源:國知局
      專利名稱:發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火裝置的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種發(fā)動機電子點火裝置,特別是一種發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火裝置。
      背景技術
      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的初級線圈便構成回路,Tl初級線圈產生電流,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S1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
      發(fā)明內容
      本發(fā)明所要解決的技術問題是,克服上述已有產品之不足,而提供一種發(fā)動機自進角可調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。
      本發(fā)明的技術方案如下
      一種發(fā)動機自進角可調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實現(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。
      本發(fā)明具有以下特點 (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正脈沖驅動信號,則單向(雙向)可控硅S1開
      5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),調節(jié)C2和U1的數(shù)值大小,便可生 產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,其振蕩頻率與轉速無關,僅與自身參數(shù)有關, 因而可以在任意轉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 器在任意轉速下的高能特征。
      (3) 、有通信接口與計算機相連,用戶可對轉速實時測量,并對自進角函 數(shù)曲線進行任意設定。


      圖l是現(xiàn)有技術中一種典型點火器的電路圖。
      圖2是本發(fā)明的原理方框圖。
      圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
      圖4是專用芯片UC3843驅動信號產生電路圖。
      圖5是NE555芯片信號產生電路圖。
      圖6是單片機信號產生電路圖。
      圖7是CPLD信號產生電路圖。
      圖8是分立元件信號產生電路圖。
      具體實施方式
      下面結合附圖和具體實施方式
      進一步說明本發(fā)明。 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成產生驅動電 路的方波,該方波具有較高的振蕩頻率,在設計轉速范圍內,其輸出能量與轉 速無關,因而在低速和高速的范圍內均保持有恒定的高能輸出。
      產生場效應管或者晶體管Ql控制端的驅動信號,即產生一定頻率的方波驅
      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的驅動端,開通或閉合對直流電產生交變信號。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)榻涣餍盘枺瑥亩谧儔浩鞔渭壘€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)榻涣餍盘枺瑥亩谧儔浩鞔渭壘€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生一定頻率的驅動信號,場效應管或者晶體管Ql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。
      以上幾種方式均可實現(xiàn)他激式方波振蕩電路,其振蕩頻率與轉速無關,僅 與自身參數(shù)有關,因而可以在任意轉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Dl、 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
      85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),調節(jié)C2和U1的數(shù)值大小,便可生產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)動機的轉速,點火器可以將轉速 上傳至計算機端,計算機端可以將轉速進行顯示;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,計算機能夠將提前角予以顯示,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。
      權利要求
      1、一種發(fā)動機自進角可調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、 如權利要求l所述的發(fā)動機自進角可調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、 如權利要求2所述的發(fā)動機自進角可調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、 如權利要求2所述的發(fā)動機自進角可調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、 如權利要求2所述的發(fā)動機自進角可調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實現(xiàn)所需要的方波信號的可編程芯片。
      6、 如權利要求2所述的發(fā)動機自進角可調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、 如權利要求2所述的發(fā)動機自進角可調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。
      全文摘要
      本發(fā)明是一種發(fā)動機自進角可調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F02P5/145GK101649800SQ20081013950
      公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權日2008年8月15日
      發(fā)明者良 呂, 張愛平, 杜永源, 郝金光 申請人:良 呂
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