197069. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés benzinüzemű motorok gyújtásának szabályozására
1 97 069 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés benzinüzemű motorok gyújtásának szabályozására. A javasolt kapcsolási elrendezés primer oldalával bemeneti kapcsokra csatlakoztatott, a benzinüzemű motor hengereiben elrendezett gyújtóelektródok számára gyújtófeszültséget előállító gyújtótranszformátort és a gyújtótranszformátor primer oldalára kollektorával csatlakozó tranzisztort tartalmaz, ahol a tranzisztor emittere megszakító első sarkára, bázisa Schmitt-triggeren keresztül a megszakító második sarkára van csatlakoztatva. A benzinüzemű belsőégésű motorok hengereiben összesűrített keverék égési viszonyait jelentős mértékben befolyásolja az elektromos gyújtószikra hoszszúsága, teljesítménye és időtartama. Ezek a paraméterek a gyújtdberendezés konstrukciós kialakításával jelentősen befolyásolhatók. A hagyományos, úa tekercsgyújtás esetén problémát jelent, hogy a gyújtási energia igen erősen függ a fordulatszámtdl: az alapjáraton mérhető gyújtási energiának közepes fordulatszámokon már csupán fele, maximális fordulaton pedig mindössze a negyede áll rendelkezésre. A gyújtásienergiának ez a váltó - zása természetesen alapvetően képes befolyásolni az égés lefolyását, amit úgy küszöbölnek ki, hogy gyújtáshoz mindenkor a szükséges minimális gyújtási energiát meghaladó energiát biztosítanak. A hagyományos tekercsgyújtás hátrányainak kiküszöbölésére dolgozták ki az elektronikus gyújtó áramköröket, amelyek alapvető előnye a megnövelt gyújtási energia és ezzel a gyújtás megbízhatóságának növelése, a megszakító elektromos igénybevételének csökkenése, a kedvezőbb hidegindítás stb. Az elektronikus gyújtó áramkörök elterjedt változatait egyebek között Hingl János: Elektronika az autóban című könyve ismerteti (Műszaki Könyvkiadó, Budapest; 1980). Az elektronikus megoldások egyik alaptípusát az energiatároló induktivitással ellátott, úgynevezett tranzisztoros gyújtás jelenti; elvét tekintve a hagyományos gyújtáshoz ez áll a legközelebb. Ebben speciális gyújtótranszformátorra van szükség, ami utólagos (tehát nem gy ári) beszerelés esetén azt a hátrányt is jelenti, hogy a felhasználónak az egyébként jói működő gyújtőtranszformátorát le kell cserélnie. További hátránya ennek a megoldásnak, hogy a zárásszög pontatlan beállítására, valamint annak fordulatszámfüggő változásaira nagyon érzékeny. Növekvő fordulatszámokon a megszakító vagy a megszakítást kiváltó impulzusadó (Hali-generátor, optikai jeladó, mágneses vagy kapacitfv adó stb.) zárási idejének csökkenése miatt a gyújtási időpontban az induktivitásban tárolt energia szükségképpen csökken. Ezt a problémát az eddigiekben alkalmazott tirisztoros gyújtások sem a megszakító megtartásával, sem annak mechanikai kontaktusát kiváltó impulzusadó megoldásaival nem küszöbölték ki. Amellett, hogy a kis zárási idő miatt nagyobb fordulatszámokon csökken a gyújtási energia, további probléma az a kis fordulatszámokon (nagy zárási időnél) jelentkező hatás, hogy az energiatároló induktivitáson hosszabb ideig folyó egyenáram a benne alkalmazott vasmag differenciális permeabílitását csökkenti, „lemágnesezi a transzformátort”. Mivel a gyújtási energia a megszakítás pillanatában folyó áramon kívül a primer oldali induktivitás nagyságától is függ, így a hagyományoshoz hasonlóan a tranzisztoros gyújtásoknál kis fordulatszámokon a gyújtási energia csökken, ami a motor gazdaságos üzeme, megbízhatósága és a környezetszennyező anyagok kibocsátása szempontjából nem ked vező. Az elektronikus gyújtóáramkörök másik alaptípu-. sa tirisztorra épül és nagyfeszültségű kondenzátorral van ellátva. A tirisztoros gyújtás a zárási szög változásaira nem túlzottan érzékeny. Ennél a megoldásnál azonban a gyújtószikra időtartama olyan rövid, hogy a gyújtási időpontnak az optimálistól való eltolódása, ami a gyújtásszabályozó elvi és konstrukciós kialakítása miatt szükségszerűen fellép, a motor működését, teljesítményét és üzemanyag-fogyasztását, valamint kopását érezhetően befolyásolja. Másrészt a gyújtásienergia-növelés, ami a légfelesleg tényezőnek a gazdaságos üzem és a környezetszennyezés csökkentése szempontjából egyaránt kívánatos növelését teszi lehetővé, a tirisztoros gyújtásnál csak a gyújtóteljesítmány növelésével érhető el. (A gyújtás időtartama ugyanis nagyon kicsi, gyakorlatilag nem növelhető.) A gyújlóteljesítmény növelésének azonban a villamos ív keletkezése szab határt: 20...25 kV körüli és azt meghaladó gvűjtóíeszültségeknál az ív, nem kis gyulladásveszélyt teremtve, könnyen áthúzhat a motor külső részein. Nagy előnye a megoldásnak, hogy az energiatároló kondenzátor kapacitását kellően kis értékre választva a gyújtási energia állandósága a teljes fordulatszám-tartomáuyban elérhető. Mivel azonban a tárolt energia nagysága a kondenzátor kapacitásával arányos, így a kapacitás ilyen megválasztása a gyújtási energia növelésének határa lesz. A találmány feladata olyan elektronikus gyújtóberendezés kidolgozása, amely egyesíti a tranzisztoros és tirisztoros gyújtások előnyös tulajdonságait, fordulatszámtól függetlenül állandó gyújtási energiát biztosít, a gyújtás időtartama az eddigi tranzisztoros gyújtásokénál nem rövidebb, és az eredetileg (gyárilag) beépített gyújtótranszformátor megtartásával minden fordulatszámon biztosítja annak optimális üzemét (a maximális gyújtási energiát). A találmány alapja az a felismerés, hegy a tranzisztoros gyújtást vezéreit astabil multivibrátorral kapcsolt tranzisztorral és induktivitással kiegészítve olyan hatásos elrendezés hozható létre, amellyel az eddigi megoldásokhoz képest benzinben szegényebb keverékek is hatékonyan gyújthatok meg, és amelyben a gépjármű eredeti gyújtdtranszformátora használható fel. A kitűzött feladat megoldásá ra olyan kapcsolási elrendezést dolgoztunk ki, amely primer oldalával bemeneti kapcsokra csatlakoztatott, a benzinüzemű motor hengereiben elrendezett gyújtóelektródok számára gyújtófeszültséget előállító gyújtótranszformátort és a gyúj tótranszformátor primer oldalára kollektorával csatlakozó tranzisztort tartalmaz, ahol a tranzisztor emittere a megszakító első sarkára, bázisa Schmitt-triggeien keresztül a megszakító második -sarkára van csatlakoztatva. A találmány szerint a gyújtótranszformátor primer oldala és az egy-ik bemeneti kapocs között első és második induktivitásból álló soros tag van beiktatva, az első és második induktivitás közös pontja kapcsolótranzisztor kollektorára van csatlakoztatva, ahol a kapcsolótranzisztor emit-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
