专利名称：天然气发动机无触点高能点火装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发动机的点火装置，特别是一种天然气发动机无触点点火装置。
二背景技术：
目前使用的天然气发动机大多以井口伴生气体为燃料，该气体成分复杂，压强变化范围大，对天然气发动机的点火装置有着更高的要求。现有的天然气发动机点火系统主要采用美国磁电机式点火装置。其工作过程是磁电机在天然气发动机工作时发出交流电，经整流后给加给逆变升压电路产生200V直流电给储能电容充电；如发动机的某缸需要点火时，信号传感器产生一个触发信号，储能电容瞬间放电，经高压线圈升压给火花塞点火。对于多缸发动机需要配备多套点火电路，造成火花能量的提升受磁电机功率的限制，点火提前角调整不方便，低速启动性能差，特别是成本高，不适宜我国国情。
三
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种成本低廉、维修方便，低速启动性能优异，点火能量强大，用于六缸以上的多缸发动机时，可组合使用的天然气发动机无触点点火装置。
本实用新型的技术方案是由蓄电池、发电机、电压调节器、分电器、控制电路、火花塞和驱动齿轮箱等组成，其特征在于分电器是机械无触点分电器，包括分电器上盖体8、外壳32、中轴36、分火头28等组成，在分电器外壳32内装有固定支架31，在固定支架31的上面安装霍尔传感器2，并由导线引出外壳32，在固定支架31的上方沿中轴36套入触发盘30，由螺母29与中轴36紧固，在触发盘30的下表面固定与发动机汽缸相同数量的磁钢1，磁钢1与霍尔传感器2之间形成间隙配合；分电器的中轴36底部设有凸栓，插入驱动齿轮箱37，并与驱动轴40的偏心槽48配合，分电器与驱动齿轮箱37由连接器47固定；控制电路包括由置于分电器内的传感器电路与由二极管D1、D2组成的触发电路4，由R2、C1、D3、T1组成的延时保护电路12，由R3、R4、R5、C2、T2组成的放大电路5，由C3、D5组成的常规保护电路11，由D4、T3组成的末级控制电路6连接组成控制电路；控制电路的输出端接入高压线圈B，同时蓄电池通过熔断器15接入高压线圈B，由高压线圈B的输出端通过高压线接入分电器的分火头28。
该天然气发动机无触点高能点火装置的改进方案包括11、驱动齿轮箱37内的驱动轴40另一端的设有相同的偏心槽42和连接器43，安装有相同的分电器，驱动轴40两端的偏心槽42和48形成25-60度的夹角。
2、在控制电路的输入端与霍尔传感器2的输出端并行接入安装在发动机机体上的温度传感器(t)51和机油压力传感器(p)52。
3、在分电器内的固定支架31的下部的中轴36上固定装有离心块支架34，并在其上面装有离心块33。
按照上述技术方案的天然气发动机无触点点火装置，具有1、能产生强大的高压火花满足使用各类天然气的发动机点火要求；2、对于多缸发动机可采用双分电器组合控制点火；3、启动性能良好，工作稳定可靠，维护方便；4、增加发动机的输出功率，提高燃气工作效率；5、使用汽油机的分电器配件，成本低廉。
四
图1是本实用新型的整体结构的方块图。1是触发磁钢，2是霍尔传感器，3是传感器电路，4是触发电路，5是放大电路，6是末级控制电路，7是高压线圈B，8是分电器上盖体，9是火花塞，11是常规保护电路，12是延时保护电路，13是充电电压调节器，14是磁电机，15是熔断器，16是滤波电容，17是蓄电池接头。
图2是本实用新型电路结构连接图。图中2是霍尔传感器，7是高压线圈B，8是分电器上盖体，13是电压调节器，14是磁电机，15是熔断器，17是蓄电池接头，51是发动机的温度传感器t，52是机油压力传感器p。
图3是分电器的结构截面图。1是触发磁钢，2是霍尔传感器，28是分火头，29是螺母，30是触发盘，31是分电器的固定支架，32是分电器的外壳，33是离心块，34是离心块支架，35是轴承，36是中轴。图4是驱动齿轮箱的结构截面图。37是驱动齿轮箱，38是从动锥轮，39是主动锥轮，40是驱动轴，41是右端轴承，42是右偏心槽，43是右连接器，44是右端油封，45是左端轴承，46是左端油封，47是左端连接器，48是左偏心槽。
五具体实施方式
结合附图3和附图4，分电器是机械无触点分电器，包括分电器上盖体8(图中未画出)、外壳32、中轴36、分火头26等组成，在分电器外壳32内装有固定支架31，在固定支架31的上面安装霍尔传感器2，并由导线引出外壳32，在支架31的上方沿中轴36套入触发盘30，由螺母29与中轴36紧固，在触发盘30的下表面固定与发动机火花塞相同数量的磁钢1，磁钢1与霍尔传感器2之间形成间隙配合。分电器的中轴36底部设有凸栓，插入驱动齿轮箱37，并与驱动轴40的偏心槽48配合，分电器与驱动齿轮箱37由连接器47固定。在分电器内的分电器支架31的下部与中轴36固定装有离心块支架34和离心块33。对于六缸以上的发动机，在驱动齿轮箱37的另一端的驱动轴40设有相同的偏心槽42和连接器43，安装有相同的分电器，分两组给火花塞供电点火，主轴40两端的偏心槽42和48形成25-60度的夹角。
按照图2给出的电路图，控制电路包括由置于分电器内的传感器电路与由二极管D1、D2组成的触发电路4，由R2、C1、D3、T1组成的延时保护电路12，由R3、R4、C2、T2组成的放大电路5，由R5、C3、D5组成的常规保护电路11，由D4、T3组成的末级控制电路6连接组成控制电路。控制电路的输出端接入高压线圈B，同时蓄电池通过熔断器15接入高压线圈B，由高压线圈B的输出端通过高压线接入分电器的分火头26。在控制电路的输入端接入安装在发动机机体上的温度传感器(t)51和机油压力传感器(p)52。
实施例一介绍本实用新型用于单缸机及6缸以下多缸天然气机的结构及使用情况。多缸机中只结合6缸机进行介绍，而2、3、4缸机点火原理与工作方式与6缸机一样，在此不作叙述。下面以1190NT(单缸机)、6190T(6缸机)为例子进行叙述结合附图3，由于1190NT是单缸机，不用分电器系统，所以传感器信号采用飞轮触发的方式来取得。触发磁钢嵌入飞轮外缘内则与飞轮面平齐，霍尔传感器用一支架紧靠飞轮固定在机身上，保证传感器与磁钢间留有3mm左右间隙，传感器上留有二根44×25mm镙杆，用来调节该间隙及固定传感器。发动机工作时按照发动机的运转方向，当活塞运行到压缩上止点前达最佳点火提前角时，飞轮上的磁钢刚好与传感器位置并齐，这样就能触发传感器产生点火正时控制信号。该信号通过D2控制T2b为低电平，T2截止，T3b失去T2e送来的推动信号而截止，T3截止会中断高压点火线圈B初极电流，根据电磁感应原理B初极中电流的瞬间中断会使B产生感应电压。该电压通过B次极升压后通过高压线传给火花塞产生火花，点燃气缸中的压缩混合气来作功。由于发动机的飞轮是不断运转的，当磁钢触发传感器后会很快离开，传感器复位，T2b恢复为高电平，T2导通并推动T3导通，B1初极再次流过电流使B1充磁，直到发动机需再次点火时，飞轮上的磁钢又一次触发传感器工作，这样就完成了发动机的连续点火任务。由于1190NT是四行程发动机，每完成一个工作循环飞轮要转2圈，这样每个做功循环内飞轮要转二圈就会同时触发点火系点二次火，第一次点火是在压缩上止点前24度左右，用来点燃混合气作功；第二次点火是在排气上止点前24度，可用来对废气进一步燃烧及清除火花塞上的积炭。
下面再叙述发电机部份的工作过程发电机主要用来提供点火系的工作电能。还是以1190NT机为例，由于1190NT使用的是24V启动马达而本点火系工作在12V，所以用二块12V蓄电池串联作启动电源，从两块电池中间12V处引出12V端子供点火系工作，如电池组启动发动机后不需移走，需采用28V车用发电机及电压调节器。附图2中，d与f相连，发电机发出的电压在电压调节器的调节下，保证不超过28V，经三芯扦座上24V端子给电池组充电，同时供点火系工作。当发动机启动后如需将电池移走，附图2中，c与d相连，需采用14V车用发电机及电压调节器。
当电池与三芯扦座相接时，24V电压只供马达启动用，12V电压一路经过熔断器给点火系供电，另一路通过ed、电压调节器向发电机供产生磁场的砺磁电流，当发动机启动并达到一定转速后，发电机发出的电压开始向点火系供电，并保持自身所需的砺磁电流。这时便可移走电池。
下面再叙述本实施例用于6缸机的情况，现以6190T型天然气机为例因点火控制电路、发电机、电压调节器及启动电路与上叙单缸机(1190NT)的一样，在此不再叙述。主要叙述用于6缸机时所使用的分电器触发及分火部份。特殊轴置式传感无触点电子分电器的结构见附图3，用轴置式传感结构的分电器，寿命要比普通分电器长3倍以上，而且分电器中轴磨损产生的间隙不会影响其工作效果。由于触发盘的位置是设计成可任意调动的，所以其初始触发角也可任意设置，可满足所有顺向及逆向旋转的分电器的触发要求，也就是说世界上任何采用分电器触发、分火的发动机该种设计都能满足使用条件。分电器通过分电器联接器与发动机上分电器驱动轴相联(结合附图4)，分电器驱动轴一端通过齿轮箱与发动机曲轴相联，由曲轴带动其运转，其转速比为2∶1，即曲轴转二圈分电器驱动轴转一圈，另一端与分电器相联，带动分电器旋转。工作过程如下当发动机启动时，分电器中轴带动触发盘及分火头随曲轴一起运转，当发动机某缸运转到压缩上止点前最佳点火提前角时(6190T为30度)，触发盘上的磁钢应刚好触发传感器，向点火控制电路送出点火控制信号，使点火电路产生点火高压，该高压经分火头递至上盖体上相对应的分缸线，由分缸线将高压送到对应缸上的火花塞，火花塞产生高压火花点燃缸内压缩混合气而做功。6190T的点火缸序为1-5-3-6-2-4，当分电器转360度时，应按这个顺序触发每一缸点一次火，使发动机每一缸均完成一个做功循环。
实施例二介绍本实用新型用于12缸机上的情况，现以12V190T发动机为例本实用新型用于6缸以上多缸机时采用二套或二套以上点火系统组成轮番工作阵的方式来工作。这样做的目的是要降低生产成本，给日后的维修带来方便。因本实用新型的分电器及分火盖均采用汽车上现有的配件，但6缸以上汽车的分电器不易找到，所以，本实施例采用二套用于6缸机的点火系统来完成12V190T发动机的点火任务。由于其点火控制电路的工作原理与实施例一中6190T的一样，这里主要叙述二套点火系统轮番工作的组合方法及结构。2∶1齿轮驱动箱用来将发动机曲转转速降低一倍后驱动无触点分电器，所以它直接与机体上的传动装置相联并固定在机体上，而点火控制器、高能点火线圈、滤波电容则统一装在一个机箱内固定在齿轮驱动箱26的外壳上。
由二套6缸机用本实用新型组成的12V190T机点火系统的点火缸序为1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12。要求曲轴转720度，分电器转360度，通过2∶1速比的驱动齿轮箱降速一倍时，点火系统要按照这一点火缸序给12个缸各点一次火。即12缸机各缸机间的点火相位角为30度。
将以上12个缸的点火缸序分成两组时，一只分电器负责1-6缸的点火，其点火缸序应为1-5-3-6-2-4；另一只分电器负责7-12缸的点火，其点火缸序为8-10-7-11-9-12。
由于12V190T机各缸间的点火相位角只有30度，而本实施例采用的6缸机分电器的点火相位角为60度，所以只有采用二套6缸分电器相互错开30度并工作在轮番点火状态下才能满足12V190T机点火相位角30度的条件。在驱动齿轮箱的主轴的两个偏心槽中心线之最小夹角为30度。
12V190T机的点火控制器及保护电路的工作原理与单缸机一样，详叙及实施例1。
权利要求1.一种天然气发动机无触点高能点火装置，由蓄电池、发电机、电压调节器、分电器、控制电路、火花塞和驱动齿轮箱等组成，其特征在于分电器是机械无触点分电器，包括分电器上盖体(8)、外壳(32)、中轴(36)、分火头(28)等组成，在分电器外壳(32)内装有固定支架(31)，在固定支架(31)的上面安装霍尔传感器(2)，并由导线引出外壳(32)，在固定支架(31)的上方沿中轴(36)套入触发盘(30)，由螺母(29)与中轴(36)紧固，在触发盘(30)的下表面固定与发动机汽缸相同数量的磁钢(1)，磁钢(1)与霍尔传感器(2)之间形成间隙配合；分电器的中轴(36)底部设有凸栓，插入驱动齿轮箱(37)，并与驱动轴(40)的偏心槽(48)配合，分电器与驱动齿轮箱(37)由连接器(47)固定；控制电路包括由置于分电器内的传感器电路与由二极管D1、D2组成的触发电路(4)，由R2、C1、D3、T1组成的延时保护电路(12)，由R3、R4、R5、C2、T2组成的放大电路(5)，由、C3、D5组成的常规保护电路(11)，由D4、T3组成的末级控制电路(6)连接组成控制电路；控制电路的输出端接入高压线圈B，同时蓄电池通过熔断器(15)接入高压线圈B，由高压线圈B的输出端通过高压线接入分电器的分火头(28)。
2.根据权利要求1的天然气发动机无触点高能点火装置，其特征在于驱动齿轮箱(37)内的驱动轴(40)的另一端设有相同的偏心槽(42)和连接器(43)，安装有相同的分电器，驱动轴(40)两端的偏心槽(42)和(48)形成25-60度的夹角。
3.根据权利要求1或2的天然气发动机无触点高能点火装置，其特征在于在控制电路的输入端与霍尔传感器(2)的输出端并行接入安装在发动机机体上的温度传感器t(51)和机油压力传感器p(52)。
4.根据权利要求1或2的天然气发动机无触点高能点火装置，其特征在于在分电器内的固定支架(31)的下部的中轴(36)上固定装有离心块支架(34)，并在其上面装有离心块(33)。
专利摘要本实用新型涉及一种天然气发动机无触点高能点火装置，由蓄电池、发电机、电压调节器、分电器、控制电路、火花塞和驱动齿轮箱等组成，其特点是分电器是机械无触点分电器，在分电器内装有霍尔传感器，与触发盘下表面固定与发动机火花塞相同数量的磁钢之间形成间隙配合。由传感器向控制电路发送信号，控制高压线圈给火花塞点火。该点火装置，具有高压火花强，启动性能良好，工作稳定可靠，维护方便，增加发动机的输出功率，成本低廉，对于多缸发动机可采用双分电器组合控制点火。
文档编号F02P7/067GK2545381SQ0221417
公开日2003年4月16日 申请日期2002年4月22日 优先权日2002年4月22日
发明者万怀清 申请人:万怀清