УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ ЗАЖИГАНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 1995 года по МПК F02P5/145 

Изобретение относится к системам зажигания с электронным управлением моментом зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известно устройство с электронным управлением моментом зажигания ДВС, содержащее датчики импульсов, связанные с валом ДВС, формирователи импульсов, логический элемент ИЛИ, одновибраторы, счетчики импульсов, ключи, генератор импульсов, электронное устройство зажигания, триггер, регистр и преобразователь кода в частоту следования импульсов [1]
Это устройство формирует характеристику момента зажигания как функцию от частоты вращения вала ДВС.

Недостатком этого устройства является его сложность, что определяет его низкую эксплуатационную надежность.

Наиболее близким аналогом к данному устройству является устройство, содержащее магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой закреплен на корпусе, а ротор датчика на распредвалу ДВС, и электронное устройство зажигания, предназначенное для формирования искры на свечах зажигания ДВС [2]
На сигнальной обмотке статора датчика при вращении ротора формируется квазисинусоидальный сигнал, пологий передний фронт которого используется для порогового запуска электронного устройства зажигания. С ростом частоты вращения распредвала возрастает крутизна упомянутого сигнала, что вызывает опережение момента зажигания.

Недостатком этого известного устройства является сложность изменения или оптимизации характеристик управления моментом зажигания, что практически возможно лишь путем изменения конструкции датчика.

В качестве технического результата при использовании изобретения следует рассматривать: создание достаточно простого и надежного устройства управления моментом зажигания ДВС; расширение и оптимизацию диапазона регулирования угла опережения зажигания без изменения конструкции датчика с учетом входных характеристик электронного устройства зажигания.

Указанный технический результат достигается по первому варианту тем, что в устройство управления моментом зажигания ДВС, содержащее магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой закреплен на корпусе, а ротор датчика на распредвалу ДВС, и электронное устройство зажигания, введены конденсатор, резистор, диод и нелинейная зарядно-разрядная цепь, первый и второй выводы которой соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика и конденсатора, и непосредственно и через последовательно соединенные диод и резистор с соответствующими входами электронного устройства зажигания.

Такой же технический результат достигается по второму варианту устройства, который отличается от первого соединения введенных элементов: первый и второй выводы нелинейной зарядно-разрядной цепи соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика и конденсатора, и непосредственно и через резистор с соответствующими входами электронного устройства зажигания, при этом вход электронного устройства зажигания, подключенный к резистору, соединен через диод с точкой соединения конденсатора и сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика.

В простейшем случае нелинейная зарядно-разрядная цепь содержит две цепи, включенные параллельно и состоящие из последовательно соединенных стабилитрона, диода и резистора, или одну цепь, состоящую из последовательно соединенных двуханодного стабилитрона и резистора. Однако при дополнительных требованиях к характеристикам устройства указанная нелинейная зарядно-разрядная цепь может быть выполнена с использованием и других нелинейных элементов, например, тиристоров, транзисторов и т.п.

На фиг. 1 и 2 приведены электрические структурные схемы устройства управления моментом зажигания (соответственно первый и второй варианты); на фиг. 3 ориентировочная форма напряжения на сигнальной обмотке датчика; на фиг. 4 характеристика опережения зажигания, формируемая устройством; на фиг. 5 график изменения напряжения на конденсаторе устройства.

Устройство управления моментом зажигания содержит магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой 1 закреплен на корпусе, а ротор 2 датчика на распредвалу двигателя, электронное устройство 3 зажигания, конденсатор 4, резистор 5, диод 6 и нелинейную зарядно-разрядную цепь 7, первый и второй выводы которой соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора 4 и сигнальной обмотки 1 статора магнитоэлектрического датчика, и непосредственно и через последовательно соединенные диод 6 и резистор 5 с соответствующими входами электронного устройства 3 зажигания.

Устройство управления моментом зажигания (фиг. 2) содержит магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой 1 закреплен на корпусе, а ротор 2 датчика на распредвалу двигателя, электронное устройство 3 зажигания, конденсатор 4, резистор 5, диод 6 и нелинейную зарядно-разрядную цепь 7, первый и второй выводы которой соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных сигнальной обмотки 1 статора магнитоэлектрического датчика и конденсатора 4, и непосредственно и через резистор 5 с соответствующими входами электронного устройства 3 зажигания, при этом вход электронного устройства 3 зажигания, подключенный к резистору 5, соединен через диод 6 с точкой соединения конденсатора 4 и сигнальной обмотки 1 статора магнитоэлектрического датчика.

Нелинейная зарядно-разрядная цепь 7 может быть выполнена в виде последовательно соединенных стабилитронов 8, 9, диодов 10, 11 и резисторов 12, 13 (фиг. 1) или в виде последовательно соединенных двуханодного стабилитрона 14 и резистора 15.

Устройство работает следующим образом.

С началом вращения ротора 2 сигнал с обмотки 1 через конденсатор 4, диод 6 и резистор 5 поступает на вход устройства 3. При этом за счет входного тока устройства 3 конденсатор 4 заряжается. За счет устройства 3 на свечах ДВС происходит искрообразование. Последующее срабатывание устройства 3 происходит под воздействием двух разнополярных напряжений: на обмотке 1 и на конденсаторе 4, т. е. практически по вершине сигнала с обмотки 1. С ростом оборотов двигателя (его вала) напряжение на обмотке 1 также возрастает, но момент срабатывания устройства 3 будет соответствовать вершине импульса сигнала с обмотки 1. При этом фазовый угол момента зажигания на начальном этапе характеристики опережения зажигания остается практически постоянным (фиг. 3, точки а, б, в и фиг. 5, точки n1 и n2.

При дальнейшем росте частоты оборотов ротора 2 сигналы положительной и отрицательной полярностей на обмотке 1 растут и достигают определенных напряжений включения нелинейной зарядно-разрядной цепи 7, что вызывает уменьшение напряжения на конденсаторе 4 и более раннее срабатывание устройства 3, что приводит к смещению момента зажигания в сторону опережения (фиг. 3, точка г). Таким образом формируется участок подъема характеристики опережения зажигания (фиг. 4, точки n2 и n3).

Дальнейшее нарастание сигнала на обмотке 1, которое происходит с ростом частоты вращения ротора 2, компенсируется дополнительным перезарядом конденсатора 4 через цепь 7, что обеспечивает формирование относительно медленного нарастания угла опережения зажигания (фиг. 4 и 5, точки n3 и n4).

Работа устройства по второму варианту отличается лишь влиянием диода 6 на формирование входной характеристики устройства 3 в различных режимах работы ДВС.

Выбор номинального значения напряжений стабилизации стабилитронов 8, 9 и 14 и номинальных значений резисторов 12, 13 и 15, как и входные характеристики устройства 3, позволяют сформировать достаточно простыми средствами необходимую характеристику опережения угла зажигания ДВС в функции частоты вращения распредвала ДВС.

Применение: устройство управления моментом зажигания двигателей внутреннего сгорания может использоваться в транспортных средствах, имеющих магнитоэлектрический датчик положения распредвала и электронное устройство зажигания. Сущность изобретения: устройство содержит магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой закреплен на корпусе, а ротор на распредвалу двигателя, электронное устройство зажигания, конденсатор, резистор, диод и нелинейную зарядно-разрядную цепь. 2 с и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство управления моментом зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащее магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой закреплен на корпусе, а ротор датчика на распредвалу двигателя, и электронное устройство зажигания, отличающееся тем, что в него введены конденсатор, резистор, диод и нелинейная зарядно-разрядная цепь, первый и второй выводы которой соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика, и непосредственно и через последовательно соединенные диод и резистор с соответствующими входами электронного устройства зажигания. 2. Устройство управления моментом зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащее магнитоэлектрический датчик, статор которого с сигнальной обмоткой закреплен на корпусе, а ротор датчика на распредвалу двигателя, и электронное устройство зажигания, отличающееся тем, что в него введены конденсатор, резистор, диод и нелинейная зарядно-разрядная цепь, первый и второй выводы которой соединены с цепью, состоящей из последовательно соединенных сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика и конденсатора, и непосредственно и через резистор с соответствующими входами электронного устройства зажигания, при этом вход электронного устройства зажигания, подключенный к резистору, соединен через диод с точкой соединения конденсатора и сигнальной обмотки статора магнитоэлектрического датчика. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейная зарядно-разрядная цепь содержит первую и вторую цепи, подключенные к первому и второму выводам нелинейной зарядно-разрядной цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных резистора и включенных встречно стабилитрона и диода, при этом полярности включения стабилитронов и диодов в первой и второй цепях отличаются. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейная зарядно-разрядная цепь содержит последовательно соединенные резистор и двуханодный стабилитрон, которые подключены к первому и второму выводам нелинейной зарядно-разрядной цепи.