汽油機的分組點火法及其裝置的製作方法
2023-06-17 23:14:51 2
專利名稱：汽油機的分組點火法及其裝置的製作方法
一種改進的汽油發動機的點火方法及其點火裝置。
本發明涉及內燃機電火花點火中分配器與斷路器的配置。
傳統的汽油發動機的電點火系統已有半個多世紀的歷史，技術上比較成熟，具有電路簡單、易於維修和造價低等優點。但是，隨著發動機技術的發展，特別是現代汽車汽油機向多缸、高速、高壓縮比和採用稀薄混合氣發展，斷電器觸點的閉合時間縮短，氣缸壓力增高，以及火花塞電極的間隙加大，使得點火線圈要在發動機的全部轉速範圍內都有足夠的能量在火花塞電極間產生火花，變得越來越困難了。為此，國內外已開發採用了各種電子點火系統，如電感放電式電子點火、電容放電式電子點火(參見《汽車拖拉機電器與電子設備》，西安公路學院編，人民交通出版社1985.6第一版)。這類電子點火系統的點火能量，雖然較傳統點火系統有明顯的增加，但當發動機轉速更高時，點火線圈初級電流Ip與其幅值U/R(蓄電池電壓與點火線圈初級總電阻之比)相差甚遠，仍不能根本解決高速下可靠點火的問題。
本發明的任務，是提供一種可以顯著提高點火能量，從而可保證目前和未來的發動機在各種條件下可靠點火的改進的點火方法和裝置。
本發明所依據的原理如下點火線圈內儲存的磁場能量，主要取決於初級電流Ip的大小，而根據前述文獻Ip＝U/R(1-e-RTb/L)式中，L為點火線圈初級的電感，而tb為斷電器在一個點火周期內的閉合時間。顯然，增大tb，Ip即可按指數規律上升，其最大幅值為U/R。在由一個點火正時傳感器(分電器凸輪)、一個點火線圈初級斷電開關(斷電器觸點)和一個線圈組成的傳統的單組點火系統中，閉合時間tb與氣缸數及發動機轉速成反比。若要增大tb，可將氣缸分為若干組n，並使每組有獨立的點火正時位置傳感器(1-1、1-2、…，1-n)、斷電開關(2-1、2-2、…、2-n)和點火線圈初級繞組(3-1、3-2、…3-n)，每組只承擔本組氣缸的點火，即將單組點火改為多組點火，此即本發明-分組點火法。由於分電器每轉一轉，每組點火的缸數僅為傳統點火系統的l/n，因而斷電器觸點的閉合時間是傳統點火系統的n倍。
下面結合附圖，對本發明的具體裝置加以說明。
圖1是說明分組點火法原理的框圖。
圖2是用於六缸發動機且分為兩組的機械式有觸點點火系統的實施例。
圖3是圖2所示實施例中兩組點火正時位置傳感器及斷電開關相對位置的平面圖。
圖4和圖5分別是用於六缸發動機且分為兩組的電子式有觸點和電子式無觸點點火系統的實施例。
由圖1可見，分組點火法所包含的裝置，除各被分為n組的點火正時位置傳感器1、點火線圈初線斷電開關2和點火線圈3外，還包含高壓輸出線4、配電器5和火花塞6，且每組內的點火位置傳感器，各有其對應的點火線圈初級斷電開關和點火線圈，即1-1與2-1、3-1對應，1-2與2-2、3-2對應，…，1-n與2-n、3-n對應。在這裡，分組數n的數值應能整除氣缸數，當分組數等於氣缸數時，各點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所示實施例中，兩組點火正時位置傳感器1-1和1-2是兩個形狀相同的三角形機械凸輪，它們與分電器同軸，在空間分層設置且每二個凸輪端部在垂直於分電器軸的平面上的投影，夾角均為60°。斷電開關2-1和2-2是與傳統點火系統相同的斷電器觸點，在投影平面圖上二觸點重合。兩觸點的活動臂同軸且分別對應各自的凸輪側臂安裝，相互絕緣，同時分別與電容C1、C2並聯和與各自的點火線圈初級繞組W1、W2相聯。點火線圈3是具有一個共用高壓繞組的特製線圈，其初級有W1、W2兩個繞組，採用雙線並繞，匝數相等，初、次級的匝數比可按傳統點火線圈選擇。由於原邊電流增大及高壓提高，可適當加大初級繞組導線徑，並改善絕緣及散熱條件。當然，也可以採用兩個獨立的點火線圈。配電器5、火花塞6、以及分電器的離心提前機構、真空提前機構等，與傳統點火系統相同。
顯然，圖3是按1-3-2-5-6-4的點火順序設計的，其中凸輪1-1的三個端部是1、2、6缸的點火正時位置，凸輪1-2的三個端部是3、5、4缸的點火正時位置。當分電器軸7隨發動機轉動，正時凸輪1-1和1-2尚未頂到各自對應的斷電開關2-1和2-2的絕緣頂塊8-1和8-2時，斷電開關均閉合，點火線圈的初級繞組W1、W2均通電儲能。分電器軸7繼續旋轉，正時凸輪1-2的端部3首先頂起絕緣頂塊8-2，其活動觸點臂9-2動作，斷電開關2-2斷開，切斷W2的電流，在點火線圈上產生高壓，由於配電器5與分電器同軸並恰好接通第3缸的火花塞，所以第3缸點火，此時斷電開關2-1仍閉合。軸7繼續旋轉，斷電開關2-2又閉合，W2又通電儲能。當相對於第3缸正時位置轉過60°時，正時凸輪1-1的端部2頂起絕緣頂塊8-1，斷電開關2-1斷開，W1斷電，第2缸點火。再轉60°，第5缸點火…如此交替動作，在分電器旋轉一周內，按預定順序完成各缸的點火任務。
圖4所示電子式有觸點分組點火系統實施例，其與上述機械式點火系統的區別僅在於，斷電開關2為有觸點的電子點火器10(10-1、10-2)所代替，原斷電器觸點在這裡只作為電子點火器的控制信號使用，流過觸點的電流很小，不會燒蝕，真正的點火線圈原邊的斷電開關，由電子點火器內部的無觸點電子開關代替，因此動作速度快，性能也有所提高。
圖5所示的電子式無觸點分組點火系統實施例其點火正時位置傳感器1選用的是磁脈衝傳感器，也可以選用光電傳感器、霍爾傳感器或其它無觸點傳感器，其它部分與電子式有觸點分組點火相同。由於採用全電子方式，無機械磨損，因而電子式無觸點分組點火系統的動作速度更快，性能更好，可作為本發明的最佳實施例。
本發明的突出效果是可以顯著提高點火系統在高速時的火花能量，從而可滿足現代汽油發動機向多缸、高速、高壓縮比和採用稀混合氣方向發展的需要。表1是對六缸發動機採用傳統點火和分兩組點火方式時，點火線圈初級電流和火花能量的理論計算結果。計算中，電源電壓U取12伏，點火線圈初級電阻R取1.5歐姆，電感L取10毫亨，發動機與分電器的傳動比取2∶1，傳統點火的觸點閉合係數取0.65，分組點火的觸點閉合係數取0.9。
表1
可見，發動機轉速越高，分組點火法的優越性越顯著。
權利要求
1.一種汽油機的點火方法及裝置，採用由點火正時位置傳感器、點火線圈初級斷電開關、點火線圈、點火線圈高壓輸出線、配電器和火花塞組成的點火系統，其特徵在於，所述點火系統中的點火正時位置傳感器1、點火線圈初級斷電開關2和點火線圈3被等分成n個獨立的點火組，n為能整除所述汽油機氣缸數的正整數，每組只負責也等分成n個組的對應氣缸組的點火，各組點火正時位置傳感器1-1、1-2、…、1-n同軸旋轉，並按所述汽油機的點火順序布置。
2.根據權利要求1所述的點火方法及裝置，其特徵在於，其中所述各正時位置傳感器1-1、1-2、…、1-n是一些與分電器軸同軸在空間分層設置的機械凸輪，各凸輪端部互相交錯周向均 布，端部數量之和等於氣缸數，而其中所述點火線圈初級斷電開關2則是n個與傳統點火系統相同的斷電器觸點。
3.根據權利要求2所述的點火方法及裝置，其特徵在於，其中所述點火線圈初級斷開關2是n個有觸點的電子點火器10-1、10-2、……同時保留其中所述各斷電器觸點。
4.根據權利要求1所述的點火方法及裝置，其特徵在於，其中所述點火正時位置傳感器1是n個磁脈衝傳感器，而所述點火線圈初級斷電開關2是n個有觸點的電子點火器10-1、10-2、……、10-n。
5.根據權利要求2、3或4所述的分組點火方法及裝置，其特徵在於，其中所述的點火線圈3是一種具有n個初級繞組、一個共用高壓繞組的結構。
6.根據權利要求1所述的點火方法及裝置，其特徵在於，其中所述分組數n等於氣缸數，採用n個獨立的點火線圈，各線圈的高壓輸出線分別接至各氣缸的火花塞。
全文摘要
一種改進的汽油機的點火方法，將氣缸及點火系統中的點火正時位置傳感器、點火線圈初級斷電開關和點火線圈均分成若干組，每組只負責本組氣缸的點火。所用正位置傳感器可以是機械凸輪，也可以是各種無觸點傳感器；所用斷電開關可以是斷電器觸點，也可以是各種有觸點的電子點火器；所用點火線圈可以是相互獨立的，也可以是具有與分組數相同的多個初級繞組和一個共用高壓繞組。分組數必須能整除氣缸數。
文檔編號F02P7/03GK1039876SQ8810471
公開日1990年2月21日 申請日期1988年7月26日 優先權日1988年7月26日
發明者汪世文 申請人:汪世文