便携式汽油工具及其电子点火系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式汽油工具及其电子点火系统，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，该便携式汽油工具电子点火系统还包括：直流电源、和与直流电源电性相连且与点火线圈相连的控制器。本实用新型操作简单方便，即使在开机阶段转速较低的条件下依然能实现启动，提高系统的整体效率，而且可以精确控制点火角度和能量，当汽油机的负载急剧变化时，通过位置传感器检测到转速的变化，适时调整点火角度，让汽油机工作更稳定，使用户的使用体验更好，利于产品的普及和推广。
【专利说明】
便携式汽油工具及其电子点火系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种便携式汽油工具及其电子点火系统。
【背景技术】
[0002]便携式汽油工具常用于园林绿化行业，其电子点火系统是其中的一个关键系统，电子点火系统主要包括飞轮、点火线圈、火花塞，主要作用是将吸入燃烧室内的可燃混合气体由高压线圈驱动的火花塞产生火花点燃可燃混合气体，使之爆炸释放能量，而且电子点火系统在最合适的点火角度，发出足够的点火能量，可以让便携式汽油工具的汽油机运行平稳，提高效率。目前普遍使用的电子点火系统包括磁电机、点火器、设置在气缸上的感应线圈、以及安装在飞轮上的永磁铁，永磁体随着飞轮转动当每一圈与固定在气缸上的感应线圈相遇时，就会在感应线圈中产生感应电流(原理就如同发电机)并且飞轮转速越高产生的感应电流越大，转速越低感应电流越小，通过电路将此线圈感应电流放大成为几万伏的电压使与之连接的并置于汽油机燃烧室内的火花塞点火。然而该电子点火系统存在以下缺点:其电压与转速成正比，在转速比较低时，产生的感应电流小，点火的能量也比较低，其中点火时刻，点火能量和转速的关系如图1所示。而且在开机阶段，转速较低，点火能量不能产生此时需要的大火花，不利于点火，导致汽油机很难启动，影响用户使用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是:提供一种便携式汽油工具及其电子点火系统，操作简单方便，即使在开机阶段转速较低的条件下依然能实现启动，使用户的使用体验更好，利于产品的普及和推广。
[0004]本实用新型的第一技术方案是:一种便携式汽油工具电子点火系统，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源、和与直流电源电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0005]在第一技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:
[0006]其还包括设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器。
[0007]所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个。
[0008]所述感应元件设置在飞轮上且为铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中位置传感器为接近开关。
[0009]所述直流电源为锂电池，且控制器为单片机控制器。
[0010]所述直流电源为可拆卸并可充电。
[0011]本实用新型的第二技术方案是:一种便携式汽油工具电子点火系统，其中便携式汽油工具包括机体、以及设置在机体上并由手动牵引或电动牵引的飞轮，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、以及与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0012]在第二技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:
[0013]所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个。
[0014]所述感应元件包括用于初始定位的定位磁铁、以及用于转速测量的测量磁铁。
[0015]其还包括设置在机体上并与位置传感器电性相连并固定的线路板，所述感应元件设置在飞轮的周向，而线路板则位于飞轮的一侧。
[0016]所述感应元件为磁铁且数目为单个，而位置传感器为两个以上。
[0017]所述感应元件设置在飞轮上且为铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中位置传感器为接近开关。
[0018]其还包括向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器。
[0019]本实用新型的第三技术方案是:一种便携式汽油工具，其包括机体、设置在机体中的气缸、可在气缸中往复运动的活塞、设置在气缸下方的曲轴室、存放汽油的油箱、设置在机体上的飞轮、以及电子点火系统，该电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连且设置在气缸上的火花塞，该电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、以及与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0020]在第三技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:
[0021 ]所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少两个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中所述感应元件包括用于初始定位的定位磁铁、以及用于转速测量的测量磁铁。
[0022]其还包括设置在机体上并与位置传感器电性相连并固定的线路板，所述感应元件设置在飞轮的周向，而线路板则位于飞轮的一侧。
[0023]其还包括向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器。
[0024]所述直流电源为可拆卸并可充电。
[0025]本实用新型的第四技术方案是:一种便携式汽油工具电子点火系统，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源、与直流电源电性相连且与点火线圈相连的控制器、以及与控制器相连的温度传感器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0026]本实用新型的第五技术方案是:一种便携式汽油工具电子点火系统，其中便携式汽油工具包括机体、以及设置在机体上并由手动牵引或电动牵引的飞轮，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器、向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0027]本实用新型优点是:
[0028]本实用新型减轻飞轮叶片的重量，使得汽油机发出的功率较少的消耗在飞轮叶片上，提高系统的整体效率，而且通过使用单片机设计的控制器，可2精确控制点火角度和能量;当汽油机的负载急剧变化时，控制器可以通过位置传感器检测到转速的变化，适时调整点火角度，让汽油机工作更稳定，另外操作简单方便，即使在开机阶段转速较低的条件下依然能实现启动，使用户的使用体验更好，利于产品的普及和推广。
【附图说明】
[0029]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0030]图1为传统的点火系统特性曲线图；
[0031]图2为本实用新型的立体结构图，其中部分壳体被移除；
[0032]图3为图1的剖视图；
[0033]图4为本实用新型的电路功能方框图；
[0034]图5为本实用新型的点火系统特性曲线图；
[0035]图6为本实用新型中控制器的电路图；
[0036]图7为本实用新型中电源模块的电路图；
[0037]图8为本实用新型中高压点火机构的电路图；
[0038]图9为本实用新型中风门、油门控制机构的电路图；
【具体实施方式】
[0039]实施例:如图2-3所示，本实用新型提供了一种便携式汽油工具电子点火系统的第一实施例，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞40，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源70、和与直流电源70电性相连且与点火线圈相连的控制器。直流电源70优选为锂电池，更优选为可拆卸充电式锂电池包，且控制器为单片机控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
[0040]参考图2-3所示，本实用新型提供了一种便携式汽油工具电子点火系统的第二实施例，其中便携式汽油工具包括机体10、以及设置在机体10上并由手动牵引或电动牵引的飞轮30，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞40，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮30或机体10上的感应元件、设置在机体10或飞轮30上并通过感应元件获取飞轮30转速信息的位置传感器50、以及与位置传感器50电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。本实施例中感应元件设置在飞轮30上且为磁铁，数目为至少两个，而位置传感器50则设置在机体10上且数目为单个，位置传感器50优选为霍尔元件，也可以为光电元件或其他元件。
[0041]优选地，感应元件包括用于初始定位的定位磁铁32、以及用于转速测量的测量磁铁34，定位磁铁32又称上死点定位磁铁。
[0042]优选地，本实施例还包括设置在机体10上并与位置传感器50电性相连并固定的线路板52，感应元件设置在飞轮30的周向，而线路板52则位于飞轮30的一侧并与飞轮30保持间隙。
[0043]优选地，感应元件为磁铁且数目为单个，而位置传感器为两个以上。
[0044]优选地，本实施例还包括向控制器提供电能的直流电源70，直流电源70优选为锂电池，更优选为可拆卸式锂电池包。
[0045]参考图2-3所示，本实用新型提供了一种便携式汽油工具的第三实施例，其包括机体10、设置在机体10中的气缸20、可在气缸20中往复运动的活塞60、驱动活塞60运动的曲轴62、设置在机体10上并由曲轴62带动旋转的飞轮30、以及电子点火系统，该电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连且设置在气缸20上的火花塞40，该电子点火系统还包括:设置在飞轮30或机体10上的感应元件、设置在机体10或飞轮30上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器50、以及与位置传感器50电性相连且与点火线圈相连的控制器。其中感应元件优选地设置在飞轮30上且为磁铁，数目为至少两个，而位置传感器50则设置在机体10上且数目为单个，位置传感器50优选为霍尔元件，也可以为光电元件或其他元件。气缸20内有燃烧室22，其中火花塞40固定在气缸20上并至少部分伸入到燃烧室22内。
[0046]优选地，感应元件包括用于初始定位的定位磁铁32、以及用于转速测量的测量磁铁34，定位磁铁32又称上死点定位磁铁。
[0047]优选地，本实施例还包括设置在机体10上并与位置传感器50电性相连并固定的线路板52，感应元件设置在飞轮30的周向，而线路板52则位于飞轮30的一侧并与飞轮30保持间隙。
[0048]优选地，感应元件为磁铁且数目为单个，而位置传感器为两个以上，位置传感器50优选为霍尔元件，也可以为光电元件或其他元件。
[0049]优选地，本实施例还包括向控制器提供电能的直流电源70、以及与控制器相连的温度传感器。
[0050]参考图2-3所示，本实用新型提供了一种便携式汽油工具电子点火系统的第四实施例，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞40，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源70、与直流电源70电性相连且与点火线圈相连的控制器、以及与控制器相连的温度传感器。直流电源70优选为锂电池，更优选为可拆卸式锂电池包。
[0051]参考图2-3所示，本实用新型提供了一种便携式汽油工具电子点火系统的第五实施例，其中便携式汽油工具包括机体10、以及设置在机体10上并由手动牵引或电动牵引的飞轮30，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞40，该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮30或机体10上的感应元件、设置在机体10或飞轮30上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器50、与位置传感器50电性相连且与点火线圈相连的控制器、向控制器提供电能的直流电源70、以及与控制器相连的温度传感器。位置传感器50优选为霍尔元件，也可以为光电元件或其他元件。直流电源70优选为锂电池，更优选为可拆卸式充电锂电池包。
[0052]参考图4所示，其为本实用新型的电路功能方框图，其结构包括负极与地相连的锂电池、与锂电池正极相连且进行降压的电源模块、与电源模块相连的控制器、与控制器相连的风门控制机构、与控制器相连的油门控制机构、与控制器相连的电启动控制机构、与控制器相连的高压点火机构、与控制器相连且与霍尔元件相连的速度反馈机构、以及与控制器相连的温度传感器。其中控制器内有主芯片电路，其电路结构具体参考图6，电源模块内部电路具体参考图7所示，而高压点火机构的电路结构具体参考图8所示，风门、油门控制机构的电路结构具体参考图9所示。高压点火机构包括点火线圈、火花塞等元件。
[0053]综合上述实施例，本实用新型使用锂电池作为直流电源，通过位置传感器用来检测飞轮转速以确定点火角度，而温度传感器检测当前温度，控制器将直流电源经过点火线圈由低压变为高压。控制器根据当前的转速、工作时间、温度等综合工况，计算出当前所需要的点火角度和点火能量，然后电子点火系统通过控制器内部计算出的角度使用高压包释放出相应能量的电火花，使气缸内的油气混合物进行燃烧，推动活塞往复运动，使得汽油机处于理想的工作状态。由此可以在极低转速下实现点火，通过温度传感器检测当前的温度，温度偏低时提高点火能量。同时控制器可以控制点火角度和能量，使得在气缸内浓度最高时点火，火花最大，使得汽油机启动相对容易，更好操作，效率更高，与现有的磁电机技术方案相比，本实用新型不需要在飞轮的叶片上安装笨重的磁铁模块，可以减轻叶片的重量，使得汽油机发出的功率较少的消耗在叶片上，提高系统的整体效率。同时通过速度检测，可以将不同速度下的点火角度控制在最理想的状态，提高汽油机系统在所有速度状态的工作效率，而且通过使用单片机设计的控制器，可以精确控制点火角度和能量。当汽油机的负载急剧变化时，控制器可以通过位置传感器测到的飞轮位置以及飞轮的转速，通过程序算法的控制，适时调整点火角度，由此获得点火时刻、点火能量和转速的关系如图5所示，让汽油机工作更稳定。
[0054]当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种便携式汽油工具电子点火系统，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，其特征在于该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源、和与直流电源电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。2.如权利要求1所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于其还包括设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器。3.如权利要求2所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个。4.如权利要求2所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件设置在飞轮上且为铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中位置传感器为接近开关。5.如权利要求1所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述直流电源为锂电池，且控制器为单片机控制器。6.如权利要求5所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述直流电源为可拆卸并可充电。7.—种便携式汽油工具电子点火系统，其中便携式汽油工具包括机体、以及设置在机体上的飞轮，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，其特征在于该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、以及与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。8.如权利要求7所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个。9.如权利要求8所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件包括用于初始定位的定位磁铁、以及用于转速测量的测量磁铁。10.如权利要求7所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件设置在飞轮上且为铁，数目为至少一个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中位置传感器为接近开关。11.如权利要求7或8或9或10所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于还包括设置在机体上并与位置传感器电性相连并固定的线路板，所述感应元件设置在飞轮的周向，而线路板则位于飞轮的一侧。12.如权利要求7所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于:所述感应元件为磁铁且数目为单个，而位置传感器为两个以上。13.如权利要求7或8或9或10所述的一种便携式汽油工具电子点火系统，其特征在于还包括向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器。14.一种便携式汽油工具，其包括机体、设置在机体中的气缸、可在气缸中往复运动的活塞、与活塞连动的曲轴、设置在机体上并由曲轴带动旋转的飞轮、以及电子点火系统，该电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连且设置在气缸上的火花塞，其特征在于该电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、以及与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。15.如权利要求14所述的一种便携式汽油工具，其特征在于:所述感应元件设置在飞轮上且为磁铁，数目为至少两个，而位置传感器则设置在机体上且数目为单个，其中所述感应元件包括用于初始定位的定位磁铁、以及用于转速测量的测量磁铁。16.如权利要求15所述的一种便携式汽油工具，其特征在于还包括设置在机体上并与位置传感器电性相连并固定的线路板，所述感应元件设置在飞轮的周向，而线路板则位于飞轮的一侧。17.如权利要求14或15或16所述的一种便携式汽油工具，其特征在于还包括向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器。18.如权利要求17所述的一种便携式汽油工具，其特征在于所述直流电源为可拆卸并可充电。19.一种便携式汽油工具电子点火系统，其包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，其特征在于该便携式汽油工具电子点火系统还包括:直流电源、与直流电源电性相连且与点火线圈相连的控制器、以及与控制器相连的温度传感器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。20.—种便携式汽油工具电子点火系统，其中便携式汽油工具包括机体、以及设置在机体上的飞轮，该便携式汽油工具电子点火系统包括点火线圈、和与点火线圈输出相连的火花塞，其特征在于该便携式汽油工具电子点火系统还包括:设置在飞轮或机体上的感应元件、设置在机体或飞轮上并通过感应元件获取飞轮转速信息的位置传感器、与位置传感器电性相连且与点火线圈相连的控制器、向控制器提供电能的直流电源、以及与控制器相连的温度传感器，其中控制器控制点火能量和点火提前角。
【文档编号】F02P9/00GK205638762SQ201620035902
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】孔钊, 陈飞
【申请人】苏州科瓴精密机械科技有限公司