專利名稱：汽油機(jī)的分組點(diǎn)火法及其裝置的制作方法
一種改進(jìn)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火方法及其點(diǎn)火裝置。
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)電火花點(diǎn)火中分配器與斷路器的配置。
傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的電點(diǎn)火系統(tǒng)已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，技術(shù)上比較成熟，具有電路簡(jiǎn)單、易于維修和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代汽車汽油機(jī)向多缸、高速、高壓縮比和采用稀薄混合氣發(fā)展，斷電器觸點(diǎn)的閉合時(shí)間縮短，氣缸壓力增高，以及火花塞電極的間隙加大，使得點(diǎn)火線圈要在發(fā)動(dòng)機(jī)的全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都有足夠的能量在火花塞電極間產(chǎn)生火花，變得越來(lái)越困難了。為此，國(guó)內(nèi)外已開發(fā)采用了各種電子點(diǎn)火系統(tǒng)，如電感放電式電子點(diǎn)火、電容放電式電子點(diǎn)火(參見《汽車拖拉機(jī)電器與電子設(shè)備》，西安公路學(xué)院編，人民交通出版社1985.6第一版)。這類電子點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火能量，雖然較傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)有明顯的增加，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更高時(shí)，點(diǎn)火線圈初級(jí)電流Ip與其幅值U/R(蓄電池電壓與點(diǎn)火線圈初級(jí)總電阻之比)相差甚遠(yuǎn)，仍不能根本解決高速下可靠點(diǎn)火的問題。
本發(fā)明的任務(wù)，是提供一種可以顯著提高點(diǎn)火能量，從而可保證目前和未來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在各種條件下可靠點(diǎn)火的改進(jìn)的點(diǎn)火方法和裝置。
本發(fā)明所依據(jù)的原理如下點(diǎn)火線圈內(nèi)儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量，主要取決于初級(jí)電流Ip的大小，而根據(jù)前述文獻(xiàn)Ip＝U/R(1-e-RTb/L)式中，L為點(diǎn)火線圈初級(jí)的電感，而tb為斷電器在一個(gè)點(diǎn)火周期內(nèi)的閉合時(shí)間。顯然，增大tb，Ip即可按指數(shù)規(guī)律上升，其最大幅值為U/R。在由一個(gè)點(diǎn)火正時(shí)傳感器(分電器凸輪)、一個(gè)點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)(斷電器觸點(diǎn))和一個(gè)線圈組成的傳統(tǒng)的單組點(diǎn)火系統(tǒng)中，閉合時(shí)間tb與氣缸數(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成反比。若要增大tb，可將氣缸分為若干組n，并使每組有獨(dú)立的點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器(1-1、1-2、…，1-n)、斷電開關(guān)(2-1、2-2、…、2-n)和點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組(3-1、3-2、…3-n)，每組只承擔(dān)本組氣缸的點(diǎn)火，即將單組點(diǎn)火改為多組點(diǎn)火，此即本發(fā)明-分組點(diǎn)火法。由于分電器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每組點(diǎn)火的缸數(shù)僅為傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的l/n，因而斷電器觸點(diǎn)的閉合時(shí)間是傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的n倍。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體裝置加以說(shuō)明。


圖1是說(shuō)明分組點(diǎn)火法原理的框圖。
圖2是用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)且分為兩組的機(jī)械式有觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)的實(shí)施例。
圖3是圖2所示實(shí)施例中兩組點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器及斷電開關(guān)相對(duì)位置的平面圖。
圖4和圖5分別是用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)且分為兩組的電子式有觸點(diǎn)和電子式無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)的實(shí)施例。
由圖1可見，分組點(diǎn)火法所包含的裝置，除各被分為n組的點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1、點(diǎn)火線圈初線斷電開關(guān)2和點(diǎn)火線圈3外，還包含高壓輸出線4、配電器5和火花塞6，且每組內(nèi)的點(diǎn)火位置傳感器，各有其對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)和點(diǎn)火線圈，即1-1與2-1、3-1對(duì)應(yīng)，1-2與2-2、3-2對(duì)應(yīng)，…，1-n與2-n、3-n對(duì)應(yīng)。在這里，分組數(shù)n的數(shù)值應(yīng)能整除氣缸數(shù)，當(dāng)分組數(shù)等于氣缸數(shù)時(shí)，各點(diǎn)火線圈的高壓輸出線可直接接至各缸火花塞，而不必使用配電器5。
在圖2及圖3所示實(shí)施例中，兩組點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1-1和1-2是兩個(gè)形狀相同的三角形機(jī)械凸輪，它們與分電器同軸，在空間分層設(shè)置且每二個(gè)凸輪端部在垂直于分電器軸的平面上的投影，夾角均為60°。斷電開關(guān)2-1和2-2是與傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)相同的斷電器觸點(diǎn)，在投影平面圖上二觸點(diǎn)重合。兩觸點(diǎn)的活動(dòng)臂同軸且分別對(duì)應(yīng)各自的凸輪側(cè)臂安裝，相互絕緣，同時(shí)分別與電容C1、C2并聯(lián)和與各自的點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組W1、W2相聯(lián)。點(diǎn)火線圈3是具有一個(gè)共用高壓繞組的特制線圈，其初級(jí)有W1、W2兩個(gè)繞組，采用雙線并繞，匝數(shù)相等，初、次級(jí)的匝數(shù)比可按傳統(tǒng)點(diǎn)火線圈選擇。由于原邊電流增大及高壓提高，可適當(dāng)加大初級(jí)繞組導(dǎo)線徑，并改善絕緣及散熱條件。當(dāng)然，也可以采用兩個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火線圈。配電器5、火花塞6、以及分電器的離心提前機(jī)構(gòu)、真空提前機(jī)構(gòu)等，與傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)相同。
顯然，圖3是按1-3-2-5-6-4的點(diǎn)火順序設(shè)計(jì)的，其中凸輪1-1的三個(gè)端部是1、2、6缸的點(diǎn)火正時(shí)位置，凸輪1-2的三個(gè)端部是3、5、4缸的點(diǎn)火正時(shí)位置。當(dāng)分電器軸7隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，正時(shí)凸輪1-1和1-2尚未頂?shù)礁髯詫?duì)應(yīng)的斷電開關(guān)2-1和2-2的絕緣頂塊8-1和8-2時(shí)，斷電開關(guān)均閉合，點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組W1、W2均通電儲(chǔ)能。分電器軸7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，正時(shí)凸輪1-2的端部3首先頂起絕緣頂塊8-2，其活動(dòng)觸點(diǎn)臂9-2動(dòng)作，斷電開關(guān)2-2斷開，切斷W2的電流，在點(diǎn)火線圈上產(chǎn)生高壓，由于配電器5與分電器同軸并恰好接通第3缸的火花塞，所以第3缸點(diǎn)火，此時(shí)斷電開關(guān)2-1仍閉合。軸7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，斷電開關(guān)2-2又閉合，W2又通電儲(chǔ)能。當(dāng)相對(duì)于第3缸正時(shí)位置轉(zhuǎn)過60°時(shí)，正時(shí)凸輪1-1的端部2頂起絕緣頂塊8-1，斷電開關(guān)2-1斷開，W1斷電，第2缸點(diǎn)火。再轉(zhuǎn)60°，第5缸點(diǎn)火…如此交替動(dòng)作，在分電器旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，按預(yù)定順序完成各缸的點(diǎn)火任務(wù)。
圖4所示電子式有觸點(diǎn)分組點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)施例，其與上述機(jī)械式點(diǎn)火系統(tǒng)的區(qū)別僅在于，斷電開關(guān)2為有觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火器10(10-1、10-2)所代替，原斷電器觸點(diǎn)在這里只作為電子點(diǎn)火器的控制信號(hào)使用，流過觸點(diǎn)的電流很小，不會(huì)燒蝕，真正的點(diǎn)火線圈原邊的斷電開關(guān)，由電子點(diǎn)火器內(nèi)部的無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)代替，因此動(dòng)作速度快，性能也有所提高。
圖5所示的電子式無(wú)觸點(diǎn)分組點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)施例其點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1選用的是磁脈沖傳感器，也可以選用光電傳感器、霍爾傳感器或其它無(wú)觸點(diǎn)傳感器，其它部分與電子式有觸點(diǎn)分組點(diǎn)火相同。由于采用全電子方式，無(wú)機(jī)械磨損，因而電子式無(wú)觸點(diǎn)分組點(diǎn)火系統(tǒng)的動(dòng)作速度更快，性能更好，可作為本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
本發(fā)明的突出效果是可以顯著提高點(diǎn)火系統(tǒng)在高速時(shí)的火花能量，從而可滿足現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)向多缸、高速、高壓縮比和采用稀混合氣方向發(fā)展的需要。表1是對(duì)六缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用傳統(tǒng)點(diǎn)火和分兩組點(diǎn)火方式時(shí)，點(diǎn)火線圈初級(jí)電流和火花能量的理論計(jì)算結(jié)果。計(jì)算中，電源電壓U取12伏，點(diǎn)火線圈初級(jí)電阻R取1.5歐姆，電感L取10毫亨，發(fā)動(dòng)機(jī)與分電器的傳動(dòng)比取2∶1，傳統(tǒng)點(diǎn)火的觸點(diǎn)閉合系數(shù)取0.65，分組點(diǎn)火的觸點(diǎn)閉合系數(shù)取0.9。
表1
可見，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，分組點(diǎn)火法的優(yōu)越性越顯著。
權(quán)利要求
1.一種汽油機(jī)的點(diǎn)火方法及裝置，采用由點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器、點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)、點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火線圈高壓輸出線、配電器和火花塞組成的點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)火系統(tǒng)中的點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1、點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)2和點(diǎn)火線圈3被等分成n個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火組，n為能整除所述汽油機(jī)氣缸數(shù)的正整數(shù)，每組只負(fù)責(zé)也等分成n個(gè)組的對(duì)應(yīng)氣缸組的點(diǎn)火，各組點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1-1、1-2、…、1-n同軸旋轉(zhuǎn)，并按所述汽油機(jī)的點(diǎn)火順序布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火方法及裝置，其特征在于，其中所述各正時(shí)位置傳感器1-1、1-2、…、1-n是一些與分電器軸同軸在空間分層設(shè)置的機(jī)械凸輪，各凸輪端部互相交錯(cuò)周向均 布，端部數(shù)量之和等于氣缸數(shù)，而其中所述點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)2則是n個(gè)與傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)相同的斷電器觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的點(diǎn)火方法及裝置，其特征在于，其中所述點(diǎn)火線圈初級(jí)斷開關(guān)2是n個(gè)有觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火器10-1、10-2、……同時(shí)保留其中所述各斷電器觸點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火方法及裝置，其特征在于，其中所述點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器1是n個(gè)磁脈沖傳感器，而所述點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)2是n個(gè)有觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火器10-1、10-2、……、10-n。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的分組點(diǎn)火方法及裝置，其特征在于，其中所述的點(diǎn)火線圈3是一種具有n個(gè)初級(jí)繞組、一個(gè)共用高壓繞組的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火方法及裝置，其特征在于，其中所述分組數(shù)n等于氣缸數(shù)，采用n個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火線圈，各線圈的高壓輸出線分別接至各氣缸的火花塞。
全文摘要
一種改進(jìn)的汽油機(jī)的點(diǎn)火方法，將氣缸及點(diǎn)火系統(tǒng)中的點(diǎn)火正時(shí)位置傳感器、點(diǎn)火線圈初級(jí)斷電開關(guān)和點(diǎn)火線圈均分成若干組，每組只負(fù)責(zé)本組氣缸的點(diǎn)火。所用正位置傳感器可以是機(jī)械凸輪，也可以是各種無(wú)觸點(diǎn)傳感器；所用斷電開關(guān)可以是斷電器觸點(diǎn)，也可以是各種有觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火器；所用點(diǎn)火線圈可以是相互獨(dú)立的，也可以是具有與分組數(shù)相同的多個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)共用高壓繞組。分組數(shù)必須能整除氣缸數(shù)。
文檔編號(hào)F02P7/03GK1039876SQ8810471
公開日1990年2月21日 申請(qǐng)日期1988年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月26日
發(fā)明者汪世文 申請(qǐng)人:汪世文