Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12981
.pdf
38 1,917 B yA'] Завершено. Принято: сентябрь. 30, 1932.
«а, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.»
Усовершенствования в системах электрического искрового разряда и связанные с ними усовершенствования.
Мы, Джордж Ингл Финч, из Имперского колледжа науки, Южный Кенсингтон, Лондон, S.W.7, подданные
Великобритании.
Роберт Т. Уильям Саттон, бакалавр наук, проживающий по адресу: Скарсдейл Роуд, 48, Виктория Парк,
Манчестер, графство Ланкастер, подданный Великобритании, и компания FEnIZANTI, LIMITED, из
Элоллинвуда, графство Ланкастер, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Великобритании, настоящим заявляют, что сущность данного изобретения заключается в следующем: данное
изобретение относится к системам электрического искрового разряда и имеет своей целью создание систем
искрового разряда с улучшенными характеристиками. В обычных системах зажигания с высоковольтной
катушкой высоковольтный разряд создается путем прерывания цепи первичной катушки в точке,
соответствующей пиковому значению первичного тока (или нижней точке на восходящей части кривой тока,
зависящей от скорости вращения), и поддержания прерывания до тех пор, пока вся энергия, обусловленная
схлопыванием магнитного поля, не будет рассеяна в разряде вторичной обмотки в точках свечи зажигания.
Первичный ток неуклонно возрастает до достижения точки прерывания, после чего ток резко падает до нуля,
и остается на этом уровне до тех пор, пока после полного рассеивания всей доступной энергии во вторичном
разряде не начнется следующий цикл работы с замыканием первичной цепи.
Полезность разрядника зависит от пикового значения начальной части разряда, которое пропорционально
первичному току при разрыве.
По мере увеличения скорости или частоты работы пиковое значение генерируемого вторичного тока
становится все меньше и меньше, поскольку время, доступное между включением и выключением для
нарастания первичного тока, а следовательно, и значение первичного тока при выключении, уменьшается.
Уменьшается величина пикового значения вторичного тока, на которую пропорциональна величина пикового
значения.
Рассеивание энергии в искрогасителе во вторичной обмотке происходит в течение значительного периода
времени, тогда как, как хорошо известно, [Price. 1/-1 на самом деле только начальная часть общей энергии,
рассеиваемой при разряде 55 из вторичной обмотки, полезна для воспламенения горючей смеси в двигателе
внутреннего сгорания. Настоящее изобретение предлагает способ, позволяющий рассеивать во вторичном
разряде только ту энергию, которая полезна для воспламенения, а оставшаяся доступная энергия
сохраняется в первичной цепи или возвращается в нее, вместо того чтобы быть бесполезно рассеянной во
вторичном разряде. Кроме того, величина C)5 и скорость рассеивания такой полезной энергии,
обеспечиваемой вторичной обмоткой, остаются постоянными и не зависят от рабочей частоты искрогасителя.
Изобретение представляет собой систему электрического искрового разряда, в которой первичная цепь
восстанавливается в момент, когда первичный ток падает до нуля, или очень скоро после этого.
Изобретение также включает в себя систему электрического искрового разряда, в которой первичная цепь
восстанавливается в момент, когда вторичный ток достигает своего максимума, или вскоре после этого.
Изобретение также включает в себя систему электрического искрового разряда, в которой первичная цепь
восстанавливается до завершения вторичного разряда. 83 Изобретение также включает в себя систему
искрового разряда, содержащую устройство замыкания и размыкания для управления первичной цепью, при
этом момент восстановления первичной цепи может контролироваться или изменяться во время работы
устройства, что позволяет изменять общую продолжительность вторичного разряда.
по желанию.
Изобретение также включает в себя систему электрического искрового разряда, как описано выше, в которой
период прерывания первичной цепи автоматически становится практически постоянным независимо от
изменений скорости или частоты работы. Изобретение также включает в себя систему электрического
искрового разряда, как описано выше, в которой длительность прерывания первичной цепи выбирается таким
образом, что достигается заданная длительность вторичного тока при высокой или иной заданной скорости.
Изобретение также включает в себя систему электрического искрового разряда, описанную выше,
применительно к стробоскопическим наблюдениям.
Изобретение также включает в себя системы электрического искрового разряда, в основном описанные ниже.
При реализации изобретения в одном из вариантов, например, примененном к системе катушечного
зажигания, питаемой постоянным током и снабженной устройством размыкания контактов, мы предлагаем два
устройства замыкания и размыкания, соединенных параллельно в первичной цепи, образованной первичной
обмоткой катушки и источником постоянного тока. Устройства замыкания и размыкания состоят из
неподвижного и подвижного контактов и шунтируются обычным способом с помощью соответствующей
емкости. Неподвижные и подвижные контакты электрически соединены между собой. Подвижные контакты
приводятся в действие последовательно кулачком или кулачками, приводимыми в движение от двигателя
внутреннего сгорания, зажигание которого осуществляется искровыми разрядами катушки. Кулачок или
кулачки и контакты расположены относительно друг друга таким образом, что обе пары контактов не
размыкаются одновременно, а сначала размыкается одна пара (при этом первичная цепь остается замкнутой
через вторую пару контактов), а затем вскоре после этого размыкается вторая пара (тем самым фактически
разрывая первичную цепь).
Первичная цепь снова замыкается путем замыкания первой пары контактов.
В одном из примеров подвижные контакты установлены на лезвиях или рычагах, расположенных на
расстоянии почти 180° друг от друга относительно двойного кулачка, причем две выступающие поверхности
лежат на расстоянии 180° друг от друга вокруг общей оси вращения: угол смещения контактных лезвий не
равен точно 180°, так что при вращении кулачка сначала срабатывает одна пара контактов, а затем сразу же
после этого срабатывает другая пара контактов. В результате такой схемы цепь от источника постоянного
тока через первичную обмотку катушки зажигания прерывается на очень короткий промежуток времени.
Удобно, что фактическую продолжительность прерывания можно регулировать, например, путем установки
одной пары контактов на элементе, способном к небольшому вращательному перемещению вокруг оси
кулачка относительно других пар контактов. Кулачок синхронизирован с подвижными контактными рычагами
таким образом, что после прерывания цепи генератора она восстанавливается сразу же после того, как
первичный ток в катушке зажигания падает до нуля.
Благодаря такой схеме вторичный ток быстро возрастает до своего пикового значения, а затем немедленно
падает до нуля, не снижаясь медленно, как это было бы в случае длительного обрыва первичной цепи.
Следовательно, в искровом зазоре рассеивается только энергия, полезная для осуществления зажигания;
оставшаяся энергия появляется снова при восстановлении первичной цепи, вместо того чтобы рассеиваться
во вторичном разряде и вызывать обычное нерациональное сгорание контактов свечи зажигания.
Следует понимать, что не обязательно восстанавливать первичную цепь сразу после того, как вторичный ток
достигнет своего пикового значения, но любая задержка после этого момента, как правило, приводит к
перегоранию контактов свечи зажигания без каких-либо заметных преимуществ с точки зрения зажигания.
Восстановление первичной цепи до того, как вторичный ток достигнет своего пикового значения, немедленно
останавливает рост вторичного тока, который затем быстро падает до нуля.
В описанном выше примере изменение скорости или частоты работы, очевидно, приведет к изменению
времени замыкания и размыкания первичной цепи. Например, при очень низкой скорости (устройство
настроено на достижение максимальной эффективности зажигания при нормальной и, следовательно, более
высокой скорости вращения), восстановление первичной цепи может не произойти до тех пор, пока вскоре
после падения первичного тока до нуля не пройдет некоторое время. Поэтому предпочтительно
предусмотреть автоматические средства, позволяющие поддерживать фактическую продолжительность
обрыва цепи 105 в первичной цепи постоянной независимо от изменений скорости или частоты работы.
Одним из удобных способов достижения этой цели является двухступенчатый кулачок между 110 отдельными
элементами, ограниченная степень относительного вращения которого достигается центробежной массой,
прикрепленной к пружине, соединяющей два элемента.
В системах, соответствующих настоящему изобретению 115, пиковое значение вторичного тока остается
практически постоянным независимо от скорости или частоты работы, поскольку в этом устройстве, как
подробно показано ниже, первичный ток в момент обрыва практически постоянен или близок к своему
максимально возможному значению независимо от частоты обрыва. Следовательно, вероятность отказа
зажигания из-за закопченной свечи зажигания (с образованием шунтирующего сопротивления) не выше на
высоких скоростях, чем на низких. Эта характеристика является существенным отличием от существующих
систем катушечного зажигания, в которых снижение пикового значения вторичного тока происходит с
увеличением скорости.
Важная характеристика, которую мы наблюдали, касается кривой тока priD mary. В существующих системах
эта кривая быстро обнуляется при прерывании цепи и остается на нуле до восстановления цепи, после чего
постепенно поднимается от нуля до точки, в которой происходит следующее прерывание. Однако в этом
случае прерывание первичной цепи, за исключением самой низкой скорости, происходит задолго до того, как
первичный ток достигнет максимального значения. Однако в системах, соответствующих настоящему
изобретению, период прерывания может быть сделан настолько коротким, что при восстановлении первичной
цепи вторичная цепь по-прежнему замыкается посредством искрового разряда. Следовательно, первичная
индуктивность в этот момент чрезвычайно мала, и поэтому первичный ток способен быстро возрастать до
значения, ненамного меньшего, чем то, которого он достиг в момент прерывания. После этого первичный ток
снова возрастает до момента следующего прерывания.
Таким образом, первичный ток в момент разрыва достигает значительно большего значения, чем в
существующих системах.
Следует понимать, что приведенные выше примеры описаны лишь в качестве иллюстрации и могут быть
изменены различными способами. Например, в качестве альтернативы использованию двух пар точек
контакта мы можем использовать один язычок или рычаг, перемещающийся между двумя неподвижными
контактами, причем этот язычок соответствующим образом приводится в действие кулачком для обеспечения
необходимого короткого периода прерывания.
Ранее существовавшие системы, использующие одну пару контактов или две пары контактов, работающих
синхронно, как это обычно делается для целей зажигания, и настроенные на обеспечение короткого периода
прерывания, необходимого нам, подвержены выходу из строя из-за искрения и замыкания зазора или зазоров
в ионизированной атмосфере. Именно поэтому мы предпочитаем использовать две пары контактов: одну для
размыкания, а другую для замыкания цепи. Использование двух пар контактов, работающих синхронно,
безусловно, хорошо известно.
Однако мы предпочитаем использовать аналогичный механизм, при котором контакты работают в
противофазе на заданную величину, чтобы получить желаемый эффект, как уже объяснялось.
Настоящее изобретение может быть применено к стробоскопическим наблюдениям различными способами.
Например, при наблюдении за валом или другим вращающимся телом контактор может использоваться для
управления первичной цепью трансформатора, вторичная цепь которого подключена к неоновой лампе,
служащей для освещения вала или тела.
Согласно этому примеру, если приводимый в действие одним кулачком приводит в действие прерыватель, то
освещение вала может осуществляться один раз за оборот, при этом четкость изображения достигается за
счет уменьшения, по желанию, периода каждой вспышки. Также, медленно вращая прерыватель, можно
наблюдать за различными участками вала.
Дата: 31 марта 1931 года.
Маркс и Клерк.
50; 60.
75.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области систем искрового разряда и связанные с ними аспекты.
Мы, Джордж Ингл Фиксоу из Имперского колледжа науки, Южный Кенсингтон, Лондон, S.W.7, подданный
Великобритании, Роберт Уильям Саттон, бакалавр наук, проживающий по адресу: Скарсдейл-роуд, 48,
Виктория-парк, Манчестер, графство Ланкастер, подданный Великобритании, и компания FERRANTI, LIMITED,
проживающая в Холлинвуде, графство Ланкастер, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Великобритании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системам электрического искрового разряда.
В обычных системах зажигания с высоковольтной катушкой высоковольтный разряд создается путем
прерывания цепи первичной катушки в точке, соответствующей пиковому значению протекающего первичного
тока, и поддержания прерывания до тех пор, пока вся энергия (100%), обусловленная коллапсом магнитного
поля, не рассеется в разряде из вторичной обмотки в точках свечи зажигания.
Первичный ток неуклонно возрастает до достижения точки прерывания, после чего ток быстро падает до нуля,
и остается на этом уровне до тех пор, пока после полного рассеивания всей доступной энергии во вторичном
разряде не начнется следующий цикл работы с замыканием первичной цепи.
По мере увеличения скорости или частоты работы пиковое значение генерируемого вторичного тока
уменьшается, поскольку время, доступное между включением и выключением для нарастания первичного
тока, а следовательно, и значение первичного тока при выключении, которому пропорционально пиковое
значение вторичного тока, уменьшается.
Таким образом, было установлено, что время, в течение которого прерыватель остается разомкнутым, не
должно значительно превышать срок службы искрового разряда, чтобы обеспечить как можно более
длительное время для нарастания первичного тока; в этих условиях, т.е. когда первичная цепь замыкается в
любое время после прекращения разряда, скорость нарастания первичного тока происходит в соответствии с
хорошо известным законом: E R A iE -e---.t Было предложено и применено множество методов для того, чтобы
максимально увеличить время нарастания тока путем замыкания цепи как можно скорее после прекращения
разряда.
Примерами таких методов являются: 1. Специально разработанные уклоны поверхности каина.
2.
Два прерывателя, также снабженные специальными кулачками, работают в таком фазовом соотношении друг
с другом, и каждый из них размыкает цепь независимо от другого таким образом, что возникающие разряды
вызываются попеременно двумя прерывателями. Подобное устройство позволяет приводить в движение
кулачок контактного прерывателя со скоростью, вдвое меньшей, чем та, которая требуется при использовании
одного прерывателя.
3.
Устройство, включающее два параллельно соединенных прерывателя, один из которых установлен
относительно заданного угла поворота кулачка настолько несинхронно с другим прерывателем, что при
размыкании один прерыватель оставляет первичную цепь замкнутой через другой прерыватель. Когда при
дальнейшем вращении кулачка размыкается второй прерыватель и, таким образом, фактически разрывает
цепь, первый прерыватель начинает замыкаться.
Также было предложено подавать на первичную обмотку трансформатора колебательную ЭДС, получаемую
от предварительно заряженного конденсатора, наложенного на батарею урана, при этом прерыватель должен
быть настроен таким образом, чтобы размыкать батарею, когда ток в ней практически равен нулю.
Основная цель изобретения — создание систем электрического искрового разряда, в которых потери энергии
с точки зрения эффективного зажигания устраняются или уменьшаются по желанию.
Обращаясь к прилагаемым схематическим рисункам: Рисунок 1 представляет собой схему типичной
вторичной цепи катушки зажигания 7G.
Рисунки 2 и 3 представляют собой пояснительные диаграммы, иллюстрирующие соответственно рост
напряжения на искровом зазоре и протекающего в нем тока.
75 На рисунке 4 представлен вид с торца двухконтактного прерывателя, пригодного для использования в
соответствии с настоящим изобретением.
На рисунке 5 представлен аналогичный вид подходящего кулачкового механизма 8-й формы.
На рисунке 6 представлен боковой вид удобной формы автоматического механизма для работы совместно с
механизмом, показанным на рисунке а. 85 На рисунке 7 представлен вид с торца модифицированного
контактного механизма.
Для ясного объяснения природы настоящего изобретения целесообразно рассмотреть основные явления,
сопровождающие искровой разряд высокого напряжения.
катушки зажигания в сочетании с рисунками 1–3 прилагаемых (гиаграмматических чертежей).
На рисунке 1 j обозначает вторичную обмотку 95 типичной катушки зажигания и искровой зазор в цепи с ней.
Теперь обмотка j имеет связанную с ней определенную собственную емкость, представленную конденсатором
21, обычно порядка 2G cmi. (900. Jfl' cm. = 1 nf.). Предположим, что замкнутая цепь (не показана), параллельно
соединенная со вторичной обмоткой, по которой течет ток, разомкнута (разомкнута). Тогда силовые линии при
размыкании начинают перерезать вторичную обмотку, в результате чего начинает течь ток. Этот ток не может
протекать через искровой зазор, сопротивление которого в данный момент практически бесконечно. Таким
образом, ток поступает в конденсатор 21 и заряжает его. Следует понимать, что, поскольку конденсатор 21
чрезвычайно мал, его вывод JJ5 быстро зарядится до высокого напряжения, равного потенциалу пробоя
искрового разрядника, после того, как вторая обмотка будет перерезана лишь несколькими из множества
доступных силовых линий. Другими словами, для зарядки конденсатора до потенциала пробоя искрового
разрядника требуется лишь ничтожная доля электромагнитной энергии, первоначально запасенной в
первичной цепи и ставшей доступной для передачи в виде электромагнитной энергии во вторичную цепь.
Теперь зазор исчезает, и его сопротивление падает с почти бесконечно высокого значения до нескольких Ом.
Иными словами, искра, возникающая в искровом зазоре, практически эквивалентна короткому замыканию
вторичной обмотки, учитывая, что сопротивление вторичной обмотки обычно составляет от 1000 до 4000 Ом.
Таким образом, как только возникает искра, электромагнитная энергия, которая продолжает передаваться от
первичной цепи ко вторичной, больше не используется для зарядки или потока в конденсатор 21, а вместо
этого разряжается непосредственно через зазор.
Ту часть искры, в которой рассеивается энергия, запасенная в собственной емкости, можно назвать
«емкостной составляющей», и этот термин удобно используется для обозначения ее электростатической
природы. Его срок службы явно невелик, поскольку собственная емкость составляет, скажем, 20 см,
сопротивление цепи, включающей собственную емкость и искровой разрядник, явно чрезвычайно мало, а
сопротивление фактически включает сопротивление части вторичной обмотки, а также искрового разрядника
и связанных с ним выводов.
Ту часть разряда, в которой электромагнитная энергия передается от первичной обмотки ко вторичной,
принимается ею и рассеивается в таком виде, можно с удобством назвать «индуктивной составляющей»,
поскольку этот термин служит полезной цели — указанию на электромагнитную природу этой энергии.
Из вышеизложенного видно, что емкостная и индуктивная составляющие разряда различаются, среди
прочего, по следующим важным параметрам:41 Что касается емкостной составляющей (1) максимальное
напряжение очень высокое, соответствующее потенциалу пробоя искрового разрядника, который составляет
величину порядка 15000 вольт.
(2) Максимальный ток составляет от 100 до 1000 ампер и более.
(3) Продолжительность действия тока чрезвычайно мала, вероятно, менее секунды.
(4)
Естественная частота тока очень высока и составляет порядка 10 циклов в секунду.
Что касается индуктивной составляющей (1), то пикового напряжения нет (мы обнаружили, что после
возникновения искры разность потенциалов на зазоре составляет всего лишь от 200 до 300 вольт, она
постоянна и практически не зависит от протекающего тока).
(2) Максимальный ток составляет порядка 120 миллиампер или меньше.
6
a (3) Продолжительность относительно велика, т.е. порядка 10 секунд.
(4) Частота тока составляет порядка от 10⁴ до 2 х 10¹⁰ циклов в секунду.
Ввиду вышеизложенного, отображение емкостной и индуктивной составляющих на одном чертеже в одном
масштабе нецелесообразно; поэтому на рисунках 2 и 3, где по оси абсцисс отложено время, прошедшее
после прерывания первичной цепи, длина ox обозначает период в 10 секунд, а ax xz — 10 секунд.
Опять же, на рисунке 2, где по оси ординат отложено напряжение на искровом зазоре, длина 0y, 80
соответствует примерно 200–300 вольтам, а 0y, 85 — примерно 15 000 вольтам, тогда как на рисунке 3, где по
оси ординат отложено напряжение тока, проходящего через искровой зазор, ogJ соответствует примерно 1000
амперам, а 0y, 85 — примерно 100 миллиамперам.
Из рисунка 2 видно, что напряжение на зазоре чрезвычайно быстро возрастает до достижения напряжения
пробоя в точке y,, 2', после чего оно мгновенно падает до значения oy, при котором остается практически
постоянным, но с попеременным изменением знака, до завершения емкостной составляющей в точке ri, после
чего остается практически постоянным до конца разряда, т.е. на протяжении всего срока службы индуктивной
составляющей.
Также из рисунка видно, что ток в искровом разряднике начинается в точках x, и JO.
После чрезвычайно быстрого подъема до пикового значения 3, колеблется вокруг среднего значения около
100 миллиампер и продолжает совершать серию затухающих колебаний вокруг среднего падающего
значения, обозначенного (пунктирная линия, масштаб ординат изменяется в точке x). На рисунке 3 кривая,
простирающаяся до точки al, представляет собой составляющую емкости разряда, тогда как участок кривой
110 от xrl до a представляет собой составляющую индуктивности.
Мы обнаружили, что полезность разряда зависит от пикового значения первого колебания компоненты
индуктивности 115, т. е. от значения oy4, достигнутого в течение полного колебания, происходящего между
моментами времени '11 и r-, (рис. 3). Именно это значение определяет неисправность искры, а также
способность разряда проходить, несмотря на сравнительно низкие значения изоляции и сопротивления свечи
зажигания. Наши эксперименты также показали, что использование линейного источника зажигания,
например, в результате сочетания турбулентности горючей смеси и длительного срока службы искрового
разряда в точках свечи, не дает никаких преимуществ с точки зрения выходной мощности двигателя
внутреннего сгорания. Следовательно, из всего вторичного разряда индукционной катушки фактически
требуется только первая половина первого колебания индуктивной составляющей. Оставшаяся часть
индуктивной составляющей разряда не только не выполняет никакой полезной функции, но и приводит к
растрате энергии.
Это, в свою очередь, приводит к излишнему прогоранию контактов свечи зажигания и вызывает их
избыточный нагрев, что может привести к преждевременному воспламенению.
Таким образом, согласно настоящему изобретению, мы размыкаем первичную цепь в момент, когда
протекающий по ней ток максимально велик, и замыкаем ее снова в момент времени вторичного разряда, в
первой половине первого цикла индуктивной составляющей или вскоре после нее.
При этом нарастание первичного тока при повторном замыкании первичной цепи происходит в два этапа,
причем только второй этап подчиняется закону, изложенному выше. Однако можно показать, что начальный
этап нарастания, т.е. до тех пор, пока вторичный ток не упадет до нуля, происходит в соответствии с законом:
E i-e (1-e- L-l (1-k2)-g -Это происходит с чрезвычайно высокой скоростью, поскольку в момент замыкания
вторичная цепь все еще закорочена разрядом, и, таким образом, при повторном замыкании первичной цепи
фактически достигается почти полная передача оставшейся электромагнитной энергии в первичную цепь.
В приведенных выше формулах использованы следующие обозначения: L = первичная индуктивность.
L = индуктивность вторичной дуги.
kbкоэффициент -связи.
n' 5 кВ/ -t R = сопротивление первичной цепи, i = первичный ток, E = напряжение первичной батареи.
e2 = установившееся напряжение на разряде после пробоя.
-база логарифмов Непьера.
t = время.. - - Изобретение, таким образом, состоит в способе или средстве получения электрического
искрового разряда, при котором первичная цепь размыкается в момент, когда первичный ток достигает
максимально возможного значения, и восстанавливается в течение срока службы вторичного разряда в
момент или вскоре после достижения пика первой половины первого цикла индуктивной составляющей.
Изобретение также включает в себя систему искрового разряда, описанную выше 65, включающую устройство
замыкания и размыкания для управления открытием и закрытием первичной цепи, при этом момент
восстановления первичной цепи может контролироваться или изменяться, предпочтительно 70, во время
работы устройства, что позволяет изменять общую продолжительность вторичного разряда по желанию.
Изобретение также включает в себя систему электрического искрового разряда, описанную выше в пункте 75,
в которой период прерывания первичной цепи автоматически становится практически постоянным
независимо от изменений скорости или частоты работы. 80 Изобретение также включает в себя систему
электрического искрового разряда, описанную выше, в которой длительность прерывания первичной цепи
выбирается таким образом, чтобы получить заданную длительность вторичного тока при высокой или иной
заданной скорости.
Изобретение также включает в себя методы и средства получения электрических искровых разрядов, как
описано выше, применяемые в связи со стробоскопическими наблюдениями.
Для реализации изобретения в одной из форм, показанной на рисунке 1 в качестве примера применения к
катушке зажигания 95, питаемой постоянным током и снабженной устройством размыкания контактов, мы
предлагаем два устройства замыкания и размыкания, соединенных параллельно в первичной цепи,
образованной первичной обмоткой катушки a и источником постоянного тока b. Устройства замыкания и
размыкания состоят из неподвижных контактов c, d и подвижных контактов e, f и шунтируются обычным
способом с помощью соответствующей мощности.
Неподвижный и подвижный контакты, W5, соответственно, электрически соединены между собой. Подвижные
контакты приводятся в действие последовательно кулачком, приводимым в движение, например, от двигателя
внутреннего сгорания, зажигание которого осуществляется искровыми разрядами вторичной катушки. Кулачок
и контакты расположены относительно друг друга таким образом, что обе пары контактов размыкаются не
одновременно, а сначала размыкается пара c, c (первичная цепь i все еще замкнута через вторую пару d, f), а
затем вскоре после этого размыкается пара d, f (тем самым фактически разрывая первичную цепь).
Первичная цепь снова замыкается путем замыкания первой пары контактов c, e.
В альтернативном варианте (не показан) подвижные контакты установлены на лезвиях или рычагах,
расположенных примерно в 1800 125 381,-917 годах. Изменение скорости или частоты работы, очевидно,
будет изменять время, прошедшее между разрывом и замыканием первичной цепи. Например, при очень
низкой скорости (устройство настроено на достижение максимальной эффективности зажигания -70 при
нормальной и, следовательно, более высокой скорости вращения) восстановление первичной цепи может
произойти лишь вскоре после того, как первичный ток упадет до нуля. 75 Поэтому предпочтительно
предусмотреть автоматические средства, позволяющие поддерживать фактическую продолжительность
обрыва в первичной цепи постоянной независимо от изменений скорости или частоты работы.
Один из удобных способов достижения этой цели показан на рисунке 6, где r и s представляют собой два
кулачка, причем r жестко закреплен на валу t, а s соединен с ним вращательно посредством паза, который
входит в зацепление со штифтом v на валу w, несущем кольцо 17.
Воротник перемещается вдоль оси с помощью рычагов 18, шарнирно закрепленных в точке z, при этом на них
действует центробежная сила, приложенная к шарикам 2 под углом 90°, которой противодействует пружина 3.
В модификации, показанной на рисунке 7, предусмотрены два кулачка 10 и 11, соединенных зубчатой
передачей таким образом, чтобы они вращались с одинаковой скоростью 95, а подвижная лопатка 12,
приводимая в действие кулачком 11, имеет контакты 13, 131, взаимодействующие между неподвижными
контактами 14, 15, которые электрически соединены друг с другом.
В показанном положении цепь 100 образована через контакты 14 и 13. При вращении подрезанного кулачка
11 контакт 13 освобождается, и 13' под действием пружины 16 попадает на контакт 15, что позволяет
разорвать цепь на очень короткий промежуток времени. При дальнейшем вращении контакты 15 и 13'
одновременно прижимаются вверх кулачком 10 до тех пор, пока контакт 13 не соприкоснется с контактом 14,
при этом цепь остается замкнутой. Затем контакт 15 опускается под действием кулачка 10, но контакт 13
остается в контакте с контактом 14 благодаря действию кулачка 11.
Благодаря такой конструкции, скорость размыкания цепи ji5 становится независимой от скорости вращения
кулачков благодаря форме кулачка 11.
В системах катушечного зажигания согласно 120 настоящего изобретения пиковое значение вторичного тока
остается практически постоянным независимо от скорости или частоты работы, поскольку в этом устройстве,
как подробно показано ниже, 125 первичный ток в момент разрыва практически постоянен или почти
постоянен на своем максимально возможном значении независимо от частоты разрыва. В отличие от
двойного кулачка, две выступающие поверхности которого расположены на расстоянии 180° друг от друга
вокруг общей оси вращения.
Угол смещения контактных пластин не равен точно 180 градусам, поэтому при вращении кулачка сначала
срабатывает одна пара контактов, а затем сразу же другая. В результате такой схемы, как и описанной выше,
цепь от источника постоянного тока через первичную обмотку катушки зажигания прерывается на очень
короткий промежуток времени. Удобно, что фактический период прерывания можно регулировать, например,
установив пару контактов на элемент, способный к небольшому вращательному перемещению вокруг оси
кулачка относительно другой пары контактов.
Подвижные контактные рычаги синхронизированы относительно кулачка таким образом, что после разрыва
цепи аккумулятора она восстанавливается немедленно, как только первичный ток в катушке зажигания падает
до нуля.
При такой схеме вторичный ток быстро возрастает до своего пикового значения, а затем немедленно падает
до нуля, вместо того чтобы медленно снижаться с рядом уменьшающихся колебаний, как это было бы в
случае длительного прерывания первичной цепи.
Следовательно, в искровом зазоре рассеивается только энергия, полезная для воспламенения; оставшаяся
энергия появляется снова при восстановлении основной цепи, вместо того чтобы рассеиваться во вторичном
разряде и вызывать обычное нерациональное сгорание контактов свечи зажигания.
Следует понимать, что нет необходимости восстанавливать первичную цепь сразу после того, как вторичный
ток достигнет своего пикового значения, но любая задержка после этого момента, как правило, приводит к
перегоранию контактов свечей зажигания без какого-либо заметного преимущества с точки зрения зажигания.
33. Восстановление первичной цепи до того, как вторичный ток достигнет своего пикового значения, однако,
останавливает рост вторичного тока и приводит к его быстрому падению до нуля.
В альтернативной конфигурации, показанной на рисунке 5, двухсекторный элемент k, воздействующий на
рычаг rti, закрепленный в точке n и смещенный пружиной сжатия o, всегда стремится занять положение,
изображенное на рисунке 5.
На конце рычага, удаленном от рычага, приводимого в действие элементом k, расположен контакт p, который
может перемещаться между упруго закрепленными неподвижными контактами q и q'.
В приведенных выше примерах (varia381,917 :S) отказ зажигания из-за закопченной свечи зажигания (с
участием шунтирующего сопротивления, вызывающего утечку) не чаще встречается на высоких скоростях,
чем на низких. Эта характеристика -5 существенно отличается от существующих систем катушечного
зажигания, в которых снижение пикового значения вторичного тока происходит с увеличением скорости.
Важная особенность, которую мы наблюдали, касается кривой первичного тока. В существующих системах
эта кривая быстро падает до нуля при обрыве цепи и остается на нуле до восстановления цепи, после чего
она постепенно поднимается от нуля до точки, в которой происходит следующий обрыв, однако в этом случае
при всех частотах обрывов, кроме самой низкой, размыкание первичной цепи происходит задолго до того, как
первичный ток достигнет своего максимального значения. Однако в системах, соответствующих настоящему
изобретению, период прерывания может быть сделан настолько коротким, что при восстановлении первичной
цепи цепь замыкается за счет искрового разряда. Следовательно, поскольку в этих условиях первичная
индуктивность чрезвычайно мала, первичный ток способен быстро возрастать до значения, ненамного
меньшего, чем то, которое он достиг в момент прерывания.
После этого первичный ток снова возрастает до момента следующего прерывания. В этом воске первичный
ток в момент разрыва достигает значительно большего значения, чем в существующих системах.
Для определения необходимого времени завершения формирования первичной цепи, обеспечивающего
желаемое ограничение вторичного искрового разряда, могут быть использованы любые удобные средства.
Например, для наблюдения за вторичным током может использоваться электромагнитный осциллограф, при
этом контактный механизм регулируется до достижения желаемой точки прекращения разряда.
Однако наблюдения подобного рода будут более эффективными, если использовать катодно-лучевой
осциллограф.
Следует понимать, что приведенные выше примеры носят исключительно иллюстративный характер и могут
быть изменены различными способами.
Если существующие формы контактных механизмов, использующие одну пару контактов, обычно
применяемых для зажигания, адаптировать для обеспечения короткого периода прерывания, необходимого
нам в соответствии с настоящим изобретением, то обнаруживается, что существует риск отказов из-за
искрения и того факта, что зазор или зазоры закрываются в ионизированной атмосфере. По этой причине мы
предпочитаем, как в описанных выше примерах, использовать две пары контактов: одну для размыкания, а
другую для замыкания цепи.
Настоящее изобретение может быть с успехом применено в связи со стробоскопическими наблюдениями.
Например, при наблюдении за скоростью вращения вала или другого вращающегося тела может
использоваться контактор с приводом от цилиндра, управляемый им, для управления первичной цепью
трансформатора, вторичная цепь которого подключена к неоновой лампе, служащей для освещения вала или
тела. Таким образом, освещение вала происходит один раз за оборот, и, уменьшая по желанию период
каждого свечения, можно добиться чрезвычайно четкого изображения. Медленно вращая прерыватель, можно
наблюдать за различными участками 85 вала.
Поскольку мы подробно описали и определили природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы 90
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_381918.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=381918&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB381918A
[]
Дж. ':1- ---..,
5, Л И Дж '= 7-7В-,
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата заключения Конвенции (Бельгия): 4 апреля 1930 года.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 2 апреля 1931 года. № 10,021/31.
1
Завершено: октябрь.
3,
Соседние файлы в папке патенты