專利名稱：高能電子點火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種點火裝置，特別是在汽油發(fā)動機交通工具上使用的一種蓄電池高能電子點火裝置。
目前，雖然在汽油發(fā)動機交通工具上普遍使用的傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)歷史悠久，但已越來越不能適應(yīng)現(xiàn)時汽車發(fā)動機發(fā)展的需要，即要求點火系統(tǒng)能提供高輸出電壓，大的點火能量、降低發(fā)動機的能源消耗和有毒氣體排出等等。為了適應(yīng)這種需要，近期出現(xiàn)了專利號為CN85204097名稱為“高能點火裝置”的實用新型專利，已由溫州甌浦汽車電子裝置廠實施，其特征是點火線圈的一個低壓接線柱接三極管的發(fā)射極，另一個接線柱接電源，且點火線圈組件的初級線圈線徑增大為1.2～1.4毫米，電感增大到10毫亨，并在殼體內(nèi)注入油脂散熱材料等，從而使該點火裝置所通過的電流和儲存的電磁場能量得到增加，散熱性能也得到了改善，且采用簡化了的晶體管線路以及能承受大電流，高反壓的三極管，達(dá)到節(jié)約燃料的效果。
綜上所述，與傳統(tǒng)的蓄電池點火裝置相比，該點火裝置確有一些優(yōu)點，但由于選取大電感，則只能在低速時顯著增大儲能，而不能適應(yīng)高速時發(fā)動機對增大能量的需要，這一點對點火裝置來說又是十分重要的指標(biāo)，且參數(shù)選擇也不盡合理，如點火系統(tǒng)最大電流由5安培增到18安培，則對汽車的供電系統(tǒng)提出了比原設(shè)計更高的要求，過于簡單的電路，不能充分發(fā)揮高能點火線圈的優(yōu)勢，而且在晶體管電路中未采取相應(yīng)的有效保護(hù)措施以及原材料消耗過高等，并且就點火裝置發(fā)展趨勢而言，非接觸式紅外光電傳感式晶體管高能蓄電池點火裝置較之現(xiàn)有的白金觸點傳感式晶體管高能蓄電池點火裝置更能適應(yīng)高速發(fā)動機的需要，如能具有適應(yīng)兩種信號傳感器使用的輸入接口，逐步過渡到習(xí)慣使用紅外光電式信號傳感器，則將更有利于高性能發(fā)動機發(fā)展的需要和更具有競爭能力了。
本實用新型的目的在于提供一種參數(shù)選擇更趨合理，適用于兩種信號傳感器使用的，具有高輸出電壓，大的點火能量，優(yōu)良的高低速性能，并在晶體管電路中采用了較為完善的保護(hù)措施的高能點火裝置，以彌補所述現(xiàn)有技術(shù)之不足。
本實用新型具體技術(shù)解決方案是在分電器與晶體管電路之間使用了由接線端子、引線、電阻和插頭構(gòu)成的白金觸點傳感方式的輸入接口和由燈座、光電管、紅外發(fā)光管、引線和插頭構(gòu)成的紅外光電傳感方式的輸入接口；在晶體管電路內(nèi)采用了較為完善的多種保護(hù)措施，如在功放管BG11的集電極與基極之間接有二極管BG10，在紅外發(fā)光管BG12的負(fù)端與地之間接有二極管BG1，在光電管BG13的集電極與地之間接有二極管BG3，輸入管BG5的基極通過R3相對“地”之間接有電阻R2和二極管BG2，以及在電源入口處接有二極管BG9，在輸入管BG5的基極與功放管BG11的集電極之間接有由電阻R7和二極管BG4(或僅有R7)構(gòu)成的正反饋電路，用以提高本裝置的低速(30轉(zhuǎn)／分)發(fā)火性能，采用計算機輔助設(shè)計確定高能點火線圈的參數(shù)；在高能點火線圈中連接高壓電極柱的內(nèi)鐵芯上端，附加了一個與之相配合的絕緣屏障套，用以解決高壓與結(jié)構(gòu)尺寸小的矛盾即防止跳火產(chǎn)生，同時由于二極管BG10的存在一方面降低了功放管BG11截止電流的速率，另一方面有效地限制了點火線圈輸出高電壓的電壓值，并且還設(shè)計了與電路相適應(yīng)的專用高能點火線圈。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步敘述。


圖1傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)電路原理圖；圖2本實用新型白金觸點傳感式晶體管高能點火裝置電路原理圖；圖3本實用新型紅外光電傳感式晶體管高能點火裝置電路原理圖；圖4a，白金觸點傳感器電原理圖與輸入接口Ab，紅外光電傳感器電原理圖與之輸入接口B；圖5絕緣屏障套的結(jié)構(gòu)簡圖；圖6紅外光電傳感器之分缸碟結(jié)構(gòu)簡圖；圖7本實用新型高能點火線圈結(jié)構(gòu)簡參見
圖1，目前普遍使用的傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)由蓄電池E，附加電阻Rf，點火線圈T，斷電器K，電容器C等組成，當(dāng)斷電器K閉合時，電流由蓄電池E經(jīng)電阻Rf，點火線圈初級繞組N1，斷電器K而到地，此電流在線圈內(nèi)形成磁場并儲存能量。當(dāng)斷電器K打開瞬間，經(jīng)點火線圈初級繞組N1內(nèi)的電流突然中斷，而在次級繞組N2上感應(yīng)出很高的電壓，此電壓被引至發(fā)動機火花塞上放電，使汽缸內(nèi)的混合氣體點燃，從而完成點火功能。
參見圖2、圖4a，在本實用新型之白金觸點傳感式晶體管高能電子點火裝置電路原理圖中，由現(xiàn)有分電器內(nèi)的斷電器K和電容C及圖4a所示包含端子(1)、引線(2)、電阻(3)、插頭(4)的輸入接口A組成的信號傳感電路，由電阻R3、R4、R6、三極管BG5、BG6組成的輸入整形放大級，由電阻R8，二極管BG11組成功放級，以及由二極管BG2、BG3、電阻R2組成的對輸入電路的保護(hù)，二極管BG10對功放管BG11的保護(hù)，以及高能點火線圈的初級繞組N1，次級繞組N2，附加電阻Rf組成的點火電路，由電阻R7、二極管BG4(或只有R7)組成的正反饋電路和BG9對電源的保護(hù)。其工作原理如下當(dāng)斷電器K的白金觸點閉合時，電流由a點經(jīng)電阻R9和白金觸點流入地(圖4a中左圖所示)，這時b點為低電位，經(jīng)電阻R3至輸入整形放大級BG5、BG6的基極，在BG5、BG6的集電極上得到高電位，并經(jīng)隔離二極管BG7、BG8耦合到末級功率放大管BG11的基極，使其導(dǎo)通，此時點火線圈初級繞組N1內(nèi)有電流，由電源“＋”極經(jīng)附加電阻Rf、點火線圈初級繞組N1、功放管BG11集電極、發(fā)射極到地。此電流在線圈內(nèi)形成磁場并儲存能量，而當(dāng)斷電器K的白金觸點開啟時，b點立即變?yōu)楦唠娢?，并有電流?jīng)a點、電阻R9、R3流入三極管BG5、BG6的基極，則三極管BG5、BG6集電極輸出為低電位，此時無電流流過功放管BG11的基極，則BG11截止。與此同時，以磁場形式儲存于線圈內(nèi)的能量，在線圈次級N2上感應(yīng)出高電壓，并在火花塞電極處放電，完成一次點火功能。其中正反饋電路的工作原理如下當(dāng)白金觸點傳感或紅外光電傳感使接口b點形成高電位時，將使功放管BG11截止，此時點火線圈初級繞組N1里的電流突然中斷，于是N1上感應(yīng)出約幾百伏的高電壓，經(jīng)耦合升壓到N2使其產(chǎn)生很高的點火電壓。同時，在N1上感應(yīng)出的高電壓經(jīng)電阻R7、二極管BG4耦合到輸入管BG5的基極，使BG5能更迅速、更可靠地導(dǎo)通，才能使功放管更迅速更可靠地截止，使在N2上產(chǎn)生更高的電壓。而N2上產(chǎn)生電壓的高低與N1內(nèi)電流中斷的快慢有關(guān)，快則高，慢則低，而低了容易引起火花塞不跳火。當(dāng)發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)速很低或用人工啟動發(fā)動機時，白金觸點斷開的速度變慢，而發(fā)動機相應(yīng)要求點火線圈輸出更高的電壓才能正常工作，這一矛盾由于本實用新型中采用了正反饋電路而獲得解決，使發(fā)動機最低發(fā)火轉(zhuǎn)速從目前的75轉(zhuǎn)／分下降至30轉(zhuǎn)／分，改善了低速發(fā)火性能。本電路保護(hù)措施的工作原理如下由于在汽車內(nèi)高壓導(dǎo)線和輸入信號導(dǎo)線二者不可能完全隔離，因此，由于分布參數(shù)而耦合到半導(dǎo)體元件、電阻、電容元件上的負(fù)極性高電壓將會造成元件失效，以至使整個電路失效，因此，在電路中接入了BG1、R2、BG2、BG3，將其耦合到輸入信號線上使負(fù)極性高電壓被分別短路，從而實現(xiàn)對電路內(nèi)輸入元件的保護(hù)。當(dāng)功放管BG11快速截止時，在點火線圈初級繞組N1上，將產(chǎn)生約幾百伏的電壓，由于接入了穩(wěn)壓管BG10(300～430伏)，當(dāng)電壓高于BG10的穩(wěn)壓值時使其導(dǎo)通，從而降低了功放管BG11截止電流的速率，同時也使得點火線圈初級繞組N1上感應(yīng)產(chǎn)生的電壓受到限制。
參見圖3、圖4b、圖6，示出了本實用新型之紅外光電傳感式晶體管高能電子點火裝置的原理電路及其結(jié)構(gòu)——包括由紅外發(fā)光管BG12、電阻R1、光電管BG13、整形放大管BG5、BG6、隔離二極管BG7、BG8和功率放大管BG11等組成的晶體管點火電路；由二極管BG2、BG3、電阻R2組成對輸入電路的保護(hù)；二極管BG10對功放管BG11的保護(hù)；由電阻R7、二極管BG4(或只有R7)組成的正反饋電路以及二極管BG9對電源的保護(hù)；由燈座(1)、紅外發(fā)光管(2)、光電管(3)、引線(4)、插頭(5)組成的輸入接口B(圖4b所示)，以及安裝于分電器的六角凸輪軸上的分缸碟(圖6所示)，它能隨該軸在光電管(3)與紅外發(fā)光管(2)之間作平面園周運動，采用塑料材料制成。當(dāng)電源接通后，電流由a點經(jīng)紅外發(fā)光管BG12、電阻R1接地(圖4b左圖所示)，此時紅外發(fā)光管BG12發(fā)出連續(xù)的紅外光，如受分缸碟阻檔則BG13截止，b點為低電位，此時相當(dāng)于白金觸點傳感方式的斷電器K處于閉合狀態(tài)，點火線圈初級繞組N1里有電流流過；當(dāng)BG12發(fā)出的紅外光經(jīng)分缸碟上的開口槽為光電管BG13接收而導(dǎo)通，此時電流由a點經(jīng)光電管BG13、電阻R3、R4、三極管BG5、BG6接地，b點為高電位，相當(dāng)于白金觸點傳感方式的斷電器K處于開啟狀態(tài)，則BG11截止，點火線圈次級繞組N2產(chǎn)生高電壓，其他與白金觸點傳感方式完全相同。
參見圖5、圖7，示出本實用新型高能電子點火線圈結(jié)構(gòu)簡圖，包括初級繞組N1(1)、次級繞組N2(2)、內(nèi)鐵芯(3)、外鐵芯(4)、高壓接線嘴(5)、低壓接線柱(6)、絕緣膠蓋(7)、外殼(8)、彈簧片(9)、套管(10)、密封圈(11)、絕緣屏障套(12)、變壓器油(13)、瓷托(14)等組件，為解決輸出電壓高和點火線圈結(jié)構(gòu)緊湊而易引起內(nèi)部跳火現(xiàn)象，本實用新型專門在電極柱的內(nèi)鐵芯上端部增加了能與之相配合的絕緣屏障套(12)，其高度至少為12毫米，用絕緣材料制成。采用計算機輔助設(shè)計與圖2、圖3晶體管電路相適應(yīng)的點火線圈，獲得了較為合理的綜合性參數(shù)初級繞組電感小于7毫亨，直流電阻小于0.7歐姆，匝數(shù)為200～280，初級繞組線徑小于φ1.2毫米，次級繞組線徑為φ0.05～0.08毫米，匝數(shù)比為1105～130，根據(jù)上述參數(shù)制成點火線圈其外殼有效直徑不大于φ65毫米，高度不大于130毫米，整個線圈高度不大于170毫米，線圈最大外徑不大于φ75毫米。
根據(jù)上述參數(shù)制成的點火線圈，加之具有保護(hù)措施的晶體管電路，兩種輸入接口構(gòu)成了本實用新型之高能電子點火裝置，獲得了高達(dá)27000伏的輸出電壓，經(jīng)1000小時的可靠性，耐久性試驗，結(jié)果表明本裝置具有良好的性能，與現(xiàn)有普通點火器比較，最大功率提高5.25千瓦，最大扭矩提高4.16牛頓米，最低比油耗降低2.87克／千瓦小時。
權(quán)利要求1.一種高能電子點火裝置，由信號傳感器、高能點火線圈和晶體管電路組成，其特征在于在分電器與晶體管電路之間采用了由端子(1)、引線(2)、電阻(3)、插頭(4)構(gòu)成的白金觸點式信號傳感器輸入接口A和由燈座(1)、紅外發(fā)光管(2)、光電管(3)、引線(4)、插頭(5)構(gòu)成的紅外光電式信號傳感器輸入接口B；在高能點火線圈中高壓電極柱的內(nèi)鐵芯上端部附加一個與之相配合的絕緣屏障套(12)；在晶體管電路內(nèi)在功放管BG11的集電極與基極之間接有二極管BG10；在紅外發(fā)光管BG12的負(fù)端與地之間接有二極管BG1；在光電管BG13的集電極與地之間接有二極管BG3，在輸入管BG5的基極通過R3與地之間接有電阻R2和二極管BG2；以及在電源入口處接有二極管BG9；在輸入管BG5的基極與功放管BG11的集電極之間接有電阻R7和二極管BG4(或僅有R7)組成的正反饋回路；與晶體管電路相適應(yīng)的高能點火線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高能電子點火裝置，其特征是高能點火線圈內(nèi)的絕緣屏障套(12)的高度至少為12毫米，采用絕緣材料制成；
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高能電子點火裝置，其特征是高能點火線圈的初級繞組線徑小于φ1.2毫米，匝數(shù)為200～280圈，電感量小于7毫亨，次級繞組線徑為φ0.05～0.08毫米，初次級匝數(shù)比為1105～130；
4.根據(jù)權(quán)利要求1的高能電子點火裝置，其特征是采用300～430伏的穩(wěn)壓管BG10。
專利摘要本實用新型提供了一種改進(jìn)的高能電子點火裝置，包括信號傳感器、晶體管電路和高能點火線圈等組件，其特征是具有適于白金觸點傳感和紅外光電傳感兩種信號拾取方式的輸入接口；采用計算機輔助設(shè)計高能點火線圈，獲得了合理的性能參數(shù)；并在其高壓電極柱的內(nèi)鐵芯上增加了防止跳火的絕緣屏障套零件；還在晶體管電路中采取了多種保護(hù)措施，因此，是一種具有輸出電壓高，點火能量大，高低速性能好，節(jié)約燃料的可靠電子點火系統(tǒng)。
文檔編號F02P3/02GK2042895SQ8821506
公開日1989年8月16日 申請日期1988年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月14日
發(fā)明者李勝林 申請人:深圳市寶嘉電子設(shè)備有限公司