专利名称：用于内燃机的无接触点火系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的无接触(不接触)点火系统，用于自动点火正时，在低转速到高转速范围内进行点火提前控制和点火延迟控制。
在这种类型的无接触点火系统中，如果内燃机的转速也就是转子的转速增加，那么伴随着所述速度的增加，点火充电和放电电容器的充放电时刻也提前，最终内燃机转速的增加超过所设定的转速范围，有时导致内燃机受损。
采用调速器机构的设备和利用电子控制的设备已经被提出用作阻止内燃机超速的设备。
然而由于在与曲轴整体转动的同时膨胀和收缩，调速器机构要求大量的操作空间，存在这样的缺点，也就是由于机械操作，使用期限缩短。
当使用电子控制设备作为发动机超速阻止设备时，存在下述问题，也就是由于使用复杂的电子电路，不能降低成本。
发明内容
鉴于上述问题构思本发明，本发明的一个目的是提供一种结构紧凑和成本低廉的用于内燃机的无接触点火系统，其可以改善起动性能和马力，同时当发动机速度在低速～正常速度范围内导致点火时刻提前，当速度在正常速度之上时，通过导致点火时刻延迟可以阻止发动机超速。
为了实现上述目的，用于内燃机的无接触点火系统包括具有设置在一磁铁两侧的磁极的转子；具有两条腿并被设置的与转子相对的芯部，其中一条腿上缠绕有触发线圈，另一条腿上缠绕有发电线圈，所述另一条腿在转子转动方向上被设置成与上述一条腿相对；一点火充电放电电容器，用于对所述发电线圈的感应电压进行充电；第一转换元件，当发电线圈的感应电压达到一预定(指定)触发级别，该第一转换元件被触发成导电，用于将充电到点火充电放电电容器内的电压提供到点火线圈；一触发控制电容器，用于对充电线圈和触发线圈的感应电压进行充电；一第二转换元件，在触发控制电容器充电后的指定时间，禁止第一转换元件由发电线圈感应电压所导致的触发。
在本发明中，在启动时间，由于内燃机的点火正时被提前，不会出现反冲(一种现象，当点火之后，活塞立刻被推回，由于启动时慢的活塞速度，使曲轴反转)，可以希望稳定的启动和增加的速度。在正常的发动机速度范围内，通过充分提前点火时间，能够充分地保持发动机的马力。另一方面，当发动机速度在超过正常发动机速度的高速范围内，由于点火时间可以被延迟，具有阻止发动机超速的优点。
作为推荐的实施例，选择晶体管作为第二转换元件，在触发控制电容器的放电指定时间内，其使触发线圈两端短路，以阻止所述第一转换元件的触发。采用这种方式，使用低成本的电路结构，可以实现第一转换元件的触发。
作为另一个推荐的实施例，触发控制电容器包括一时间常数电路，用于确定触发控制电容器的放电时间常数，以便执行点火正时延迟控制。采用这种方式，具有通过设定时间常数电路的放电时间常数能够选择发动机转动速度的优点，该速度导致点火时间延迟，从而高精度地容易地启动。
作为另一个推荐的实施例，能够提供一种电路保护触发电路，用于在低于点火充电放电电容器的容量电压的高压内触发所述第一转换元件。在该实施例中，充电电压不能超过点火充电放电电容器的容量电压。从而能够阻止对包括点火充电放电电容器的电路的每个部分的伤害。
发明的推荐实施例在图2中，构成该实施例用于内燃机的无接触(不接触)点火系统的转子3在被嵌在诸如铝体的非磁体4内的磁铁5的两侧具有一对磁极6和7。磁极6和7中每个磁极的一部分在转子3的外表面上被暴露，可以被制造成在转子3转动期间与芯部8的两条腿8a、8b的端面相对。
芯部8是面对转子3的角状的U形(angular U)元件，发电线圈1和触发线圈2分别被缠绕在腿8a、8b上。触发线圈2被缠绕在一个腿8b上，发电线圈1被缠绕在另一条腿8a上，其被设置成相对于腿8b与转子3的转动方向相对。腿8a和8b与转子3相对的表面被形成为弧形，从而与转子3之间保持恒定距离。
在
图1中，二极管9、点火充电放电电容器10和点火线圈11的初级线圈11a与发电线圈1串联，从而构成用于由发电线圈感应的正电压充电的电路。
点火充电放电电容器10与作为第一转换元件的可控硅整流器12的阳极和阴极、二极管15和点火线圈11的初级线圈11a串联，这种串联连接构成放电电路，用于对已经被充电到点火充电放电电容器10上的电荷进行放电。这种放电电路的功能是，当可控硅整流器(thyristor)12被触发并导电时，将已经被充电到点火充电放电电容器10上的电荷放电到点火线圈11上。
火花塞13与点火线圈11的次级线圈11b相连，以及用于点火线圈11初级侧的LC振荡二极管14被连接在可控硅整流器12的阳极和阴极之间。
电阻16将可控硅整流器12的门电路(gate)连接到可控硅整流器12的阴极和二极管15之间的连接点上。串联电路包括电阻17，以及二极管18通过电阻16平行连接到二极管15上。
另一方面，电阻19、二极管20、触发控制电容器21和二极管15被串联连接到触发线圈2的两端。另外，电阻22和二极管23被串联连接到一连接发电线圈1和二极管9的电路与一连接二极管20和触发控制电容器21的电路之间。
与触发控制电容器21一起构成时间常数电路的电阻24和25被串联到触发控制电容器21的两端，作为第二转换元件的晶体管26的基极被连接到两个电阻24和25之间的连接点。晶体管26的集电极与一连接触发线圈2和二极管15的电路相连。晶体管26的发射极通过电阻27和二极管28与一连接发电线圈1和二极管9的电路相连。晶体管26的集电极通过二极管18和电阻17也与可控硅整流器12的门电路相连。反向电流阻止二极管29与触发线圈2的两端相连。具有电阻30的电路保护触发电路31被连接在连接发电线圈1和二极管9的电路与可控硅整流器12的门电路之间。在低于点火充电放电电容器10的容量电压的高电压下，电路保护触发电路31触发可控硅整流器12。
下文将介绍具有上述结构的内燃机的无接触点火系统的操作。首先，如果发动机被启动，转子3沿图2中箭头A所示方向转动，具有图3(a)和3(b)所示波形的电压在与转子3相对的芯部8上的发电线圈1和触发器2内被分别感应。在触发器2上产生被感应电压的时间比在发电线圈1产生被感应电压的时间晚。在发电线圈1上所产生的感应电压中，通过二极管9和点火充电放电电容器10，将正电压施加到点火线圈11的初级线圈11a上，将电荷充电到点火充电放电电容器10内。
另一方面，在触发器2内所产生的感应电压中，正电压升高比在发电线圈1上所产生的感应电压的正电压的升高晚一个预定时间，该正电压通过电阻19、二极管20和15被充电到触发控制电容器21。触发控制电容器21也被来自发电线圈1的正感应电压充电，给出图3(C)所示充电电压波形。点火充电放电电容器10充电之后，如果可控硅整流器12的门电压达到一指定大小，也就是如果触发线圈2内的感应电压达到图3(a)所示的点火触发级别LL，可控硅整流器12被打开，点火充电放电电容器10上的电荷通过可控硅整流器12被提供到点火线圈11上。因此，从点火线圈11向火花塞13施加点火电压，内燃机燃料腔内的燃料空气混合物被点燃。通过重复上述操作，发动机被启动，然后速度增加，通过提前点火时刻，马力也就是发动机的输出被增加。
在将触发线圈2的感应电压从正电压改变到负电压的过程中，具有图3(c)所示充电电压波形并已经被充电到触发控制电容器21的电荷通过电阻24和25被放电，晶体管26被打开。因此晶体管26、电阻27和二极管28的串联电路并联到发电线圈1，在此期间，可控硅整流器12的触发被禁止，从而可控硅整流器12关闭。
因此当发动机速度变得高于正常速度范围时，发电线圈1的感应电压的生成周期变短。在时间轴上的感应电压的宽度变宽，如图4所示，可控硅整流器12被触发的时刻晚于一个延迟宽度T1。从而点火充电放电电容器10的充电电压R的放电开始被延迟。具体地说，如图4所示，如果发动机速度超过对应于时间常数电路所设定的时间常数的正常发动机速度，点火时间逐渐延迟，因此能够阻止发动机超速。
发动机启动之后，在从低速到指定的正常速度范围内，到达正常速度NR，点火时间不受时间常数的影响，并随着发动机速度的增加，而快速地提前。因此与进行发动机稳定启动一起，能够阻止出现由曲轴上的延迟所导致的反冲(一种现象，当点火之后，活塞立刻被推回，由于启动时慢的活塞速度，曲轴反转)，由于在正常发动机速度范围内，点火时间被尽可能提前，能够充分地保持发动机马力，通过使用触发线圈2，能够简化用于点火正时控制的电路结构。
另一方面，如果发动机速度变得比高速范围更高，如图5所示，发电线圈1的感应电压的发电循环变得更短，当晶体管26被触发控制电容器21的放电电压打开，可控硅整流器12的触发被禁止。从而，阻止向点火线圈11提供点火电流，能够阻止发动机超速。同时在点火充电放电电容器10内，充电电压逐渐增加。当充电电压达到低于点火充电放电电容器10的容量电压的指定级别HL时，触发电流通过电阻30流到可控硅整流器12的门电路。从而可控硅整流器12打开，点火充电放电电容器10的充电电荷被放电到点火线圈11内，完善了对点火充电放电电容器10和电路中其它部分的保护。
权利要求
1.一种用于内燃机的无接触点火系统包括具有设置在一磁铁两侧的磁极的转子；具有两条腿并被设置成与转子相对的芯部，其中一条腿上缠绕有触发线圈，在另一条腿上缠绕有发电线圈，所述另一条腿在转子转动方向上被设置成与上述一条腿相对；一点火充电放电电容器，用于对所述发电线圈的感应电压进行充电；第一转换元件，当发电线圈的感应电压达到一预定触发级别，该第一转换元件被触发成导电，用于将充电到点火充电放电电容器内的电压提供到点火线圈；一触发控制电容器，用于对充电线圈和触发线圈的感应电压进行充电；一第二转换元件，用于在紧随触发控制电容器充电后的指定时间，禁止第一转换元件由发电线圈感应电压所导致的触发。
2.如权利要求1所述用于内燃机的无接触点火系统，其特征在于所述第二转换元件是晶体管，用于在触发控制电容器的指定充电时间使触发线圈两端的短路，以阻止所述第一转换元件的触发。
3.如权利要求1所述用于内燃机的无接触点火系统，其特征在于触发控制电容器构成一时间常数电路，用于确定触发控制电容器的放电时间常数，以便执行点火正时延迟控制。
4.如权利要求1所述用于内燃机的无接触点火系统，其特征在于还包括电路保护触发电路，用于在低于点火充电放电电容器的容量电压的高压内触发所述第一转换元件。
全文摘要
提供一种无接触点火系统，其配备有用于对发电线圈感应电压进行充电的点火充电放电电容器；第一转换元件，当发电线圈的感应电压达到一预定触发级别，该第一转换元件被触发导电，用于将充电电压提供到点火线圈；一触发控制电容器，用于对充电线圈和触发线圈的感应电压进行充电；在触发控制电容器充电后的指定放电时间，第一转换元件由发电线圈感应电压所导致的触发被第二转换元件禁止。
文档编号F02P5/155GK1472438SQ03147159
公开日2004年2月4日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月11日
发明者铃木繁之 申请人:追浜工业株式会社