专利名称:高能量点火系统的制作方法
本发明所涉及的是一种用于发动机点火的高能量点火系统。
高能量点火是现代发动机技术中重要的发展领域，这对于提高发动机的性能指标，降低燃料消耗，有着极其重要的意义。
高能量点火，通常是采用无触点的电子电路，SAE780327报告中的点火装置就是一例。无触点装置可以避免机械点火装置的触点烧蚀，机械磨损、点火能量低、高速断火等问题，但结构复杂，需用相当数量的半导体器件，而且价格较高，这对于普通发动机的使用不是经济的。
本发明的目的是提供一种没有半导体器件的有触点的高能量点火系统。
采用有常开触点的棘轮断电器是本发明的特征之一，棘轮断电器是靠一个带缺口的棘轮来控制点火的，可以为一级棘轮断电结构，也可为多级棘轮断电结构，其触点的工作方式与凸轮断电器是不同的，它是靠活动触点的弹性(簧片)回复力来断开触点的，而不是靠机械的直接作用来断开的，其闭合是靠恒压接触来完成的，因此它比凸轮断电器有下列优点触点断电速度快，负荷电流大，触点压降小，火花烧蚀小，加工方面比凸轮简单，而且精度要求低，适于批量加工，并可进行多系列的组合装配，有利于实现生产的单一化和产品系列化，并且也将大大减少断电器的调整和维修。
点火线圈则体现本发明的特征之二，这是使用两个初级的闭合磁路的点火线圈。双线圈并联贮能，可大大提高点火能量并获得较小的电感电路时间常数τ，这对发动机高能量点火是非常必要和必须的。而且闭合磁路有比开放磁路小得多的能量损耗和较高的转换效率，并可通过磁路气隙对电路参数进行电路调整。
电压与转速随动装置是本发明的又一特征，它通过一个电磁线圈和一组电源换路触点，改变贮能回路的电源电压实现电压与转速随动，从而稳定了发动机在整个负荷工况下的点火能量，使发动机的点火能量维持在相对稳定的状态，从而使发动机获得良好的工作特性和经济特性。该机构中的热保护元件是防止大电流流过点火线圈引起过热的断路保护元件，具有手动复位功能。
下面结合附图及本发明的最佳实施例对本发明的高能量点火系统作进一步的介绍图1是棘轮断电器的结构;
图2是点火线圈的结构;
图3是四缸无分电器点火电路;
图4是用于四缸无分电器点火系统的二级棘轮断电器的纵向结构;
图5是六缸有分电器，使用普通开放磁路点火线圈的点火电路。
图1是与图3配合使用的二级棘轮断电器的第一级棘轮平面结构，它包括棘轮轴套201，棘轮202，活动断电臂203、213，固定触点204、214，衬块205、215，簧片206、216，触点旁路电容207、217。
图2是双初级点火线圈，它包括I、H型铁心组件301、302、303，初级线圈304、305，次级线圈306，磁路气隙307、308、309、310，(图3电路中的第一级点火线圈)。
图3是用于四缸发动机的无分电器点火电路，由四个大部分组合而成的，电源01、电压与转速随动装置100、棘轮断电器200和点火线圈及高压回路300、400。电源01部分包括电源1，电源正极引线端2，辅助电源引线端3(这是从低于电源标准电压若干伏的正极极板上引出的，电源负极引线4。电压与转速随动装置100部分包括与正极引线连接的固定触点101，连接辅助电源电源线的固定触点102，与点火线圈初级接线端B1、B2的活动触点103，与电源负极连接的热断路保护元件104和与之连接并搭铁的电磁线圈105，棘轮断电器200部分包括属于第一级棘轮断电器210的断电触点203、213(活动触点)、204、214(固定触点)，属于第二级的棘轮断电器220(结构与第一级相同，没有附图)的断电触点223、233(活动触点)、224、234(固定触点)，触点旁路电容207、217、227、237。点火线圈300部分包括第一点火线圈310(详见图2)的两个初级304、305，次级线圈306，第二点火线圈(与第一点火线圈结构相同，没有附图)的两个初级314、315，次级线圈316。高压回路400部分包括与第一点火线圈次级306连接的两只火花塞401、402，(其中二只火花塞的点火间隔角为曲轴转角的360°)，第二点火线圈次级连接的两个火花塞411、412与第一高压回路火花塞接法相同，由于本点火线路是用于四缸四冲程发动机的二级棘轮断电器，因此第一级与第二级棘轮断电器的间隔角度应为90°(与第一级棘轮结构相同，没有附图)。
当发动机工作时，轴套201与棘轮202、212一起旋转，当衬块205、215与棘轮弧面接触时203、204和213、214同时闭合，点火线圈310开始贮能，电路中电流开始增长，触点103在电磁线圈的作用下开始换路，与固定触点102接触，点火线圈在较低的电压下贮能。当棘轮转至缺口部分时，衬块205、215脱离弧面开始下降，触点断开，在次级306两端产生点火高压，并通过火花塞电极401、402构成高压回路。当第一级棘轮点火后，第二级棘轮和点火线圈进入贮能状态，当棘轮转过90°角时，触点223、233和224、234断开，第二点火线圈开始点火。
当转速升高时，贮能回路电流开始下降，电磁线圈磁力减弱，活动触点103复位，贮能回路处于全电压供电，使因转速升高而下降的电流得到较大的补偿，从而保证发动机在整个负荷工况下点火的高能量，热故障保护元件则在发生停车和故障时断开电路，并能手动复位。
图4是二级棘轮断电器纵向结构图，包括与棘轮轴套201连接的第一级棘轮210，第二级棘轮220，断电器上盖208、定心弹子209，轴套201下部装有一离心机构的从动板A，用以连接离心机构和带动棘轮旋转。
图5是图3电路的变形或被认为是一对常规点火电路的保守型改造的点火电路，与图3的不同点仅在于点火线圈结构和棘轮缺口个数，故图中只显示不同点，其余示以框图。其结构包括一级棘轮断电器，缺口个数与发动机缸数相等，两个开放磁路的点火线圈L1、L2，两个并联的次级16、17，初级线圈14、15，断电触点10、13和11、14。触点旁路电容12、15，点火线圈初级A、D端与断电触点10、13连接，B、C端则与电压与转速随动装置的活动触点连接，当发动机工作时触点10、13与11、14闭合，并通过固定触点11、14形成回路，点火线圈开始贮能，当棘轮转至第一个缺口时，触点10、13与11、14断开点火线圈次级16，产生点火高压，并通过分电器传给火花塞，而次级的另一端则与机体连接，构成高压回路，电压与转速随动机构与四缸点火电路的工作状态相同，故不重述。
关于棘轮级数应根据发动机的排量和最高转速加以选定，每一个棘轮的缺口数应为偶数，也可以是奇数，缺口在每一级棘轮的分布个数应等于发动机缸数与棘轮级数的倒数的乘积。
棘轮断电器在非活塞发动机点火应用及其他方面的性能也优于其它类型的点火装置的断电机构和开关系统。
权利要求
1.发动机高能量点火系统，其特征在于该系统具有(a)、带常开触点的棘轮断电器。
2.发动机高能量点火系统，其特征在于该系统具有(b)，双初级的闭合铁心的点火线圈;
3.发动机高能量点火系统，其特征在于该系统具有由电源换路机构和热故障保护元件组成的电压与转速随动装置。
4.根据权利要求
1，其中点火电路的断电器可以为一级棘轮断电结构，也可以为多级棘轮断电结构。
5.根据权利要求
4，其中每一级棘轮断电器至少包括一组断电触点。
6.根据权利要求
4或5，其中每一级断电器应包括一个带缺口的园形棘轮。
7.根据权利要求
6，当断电器是一级断电器时，其棘轮缺口个数应与发动机缸数相等。
8.根据权利要求
4和6，多级棘轮断电器缺口个数应等于发动机缸数与棘轮级数的倒数的乘积(缺口在每一级棘轮的分布个数一般应为偶数但包括1)。
9.根据权利要求
2，其中点火线圈包括一个闭合的铁心组件和至少有两个初级和一个次级的线圈。
10.根据权利要求
9，其中高压线圈次级的两个端分别接于两个火花塞中心电极并通过机体构成放电回路。
11.根据权利要求
2或9，其中装配后的点火线圈铁心应具有两个以上的磁路气隙。
12.根据权利要求
5或9，其中每一个初级线圈，应与一个独立的触点组连接。
13.根据权利要求
12，其中点火线圈的初级绕组应呈并联状态，接入低压回路。
14.根据权利要求
3，其中电压与转速随动装置包括一组电源换路触点，一个电磁线圈，组成电源换路机构，以及热故障保护元件。
15.根据权利要求
3或14，其中电源换路机构的两个固定触点应分别引自电源正极和低于电源电压正极极板，而电源的负极则通过热故障保护元件和电磁线圈的串联之后搭铁。
专利摘要
本发明提供了一种发动机高能量点火系统，通过棘轮断电器、带气隙闭合磁路的双初级线圈、电压与转速随动机构使该系统得以可靠地工作。由于本发明是一种机械点火系统，因此比同功能的电子点火系统具有成本低、易生产的特点。
文档编号F23Q5/00GK85106594SQ85106594
公开日1987年3月25日 申请日期1985年9月3日
发明者刘华东 申请人:刘华东导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan