ЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕКТОР УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02P5/145 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к системах коррекции характеристики угла опережения зажигания в зависимости от актанового числа применяемого топлива, и может быть использовано в устройствах формирования импульсов зажигания топливно-воздушной смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания.

Известные электронные корректоры угла опережения зажигания (ЭК) например, по патенту США N 4409937, кл. F 02 P 5/04, 1983, достаточно сложны для реализации.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение электронного корректора угла опережения зажигания и оптимизации характеристики регулирования угла опережения зажигания.

Поставленная задача решается тем, что в электронный корректор угла опережения зажигания, содержащей входную и выходную шины, блок задержки искрообразования и задатчик временной задержки искрообразования введены элемент НЕ и элемент ИЛИ-НЕ с соответствующими связями. В нем блок задержки искрообразования соединен первым входом с выходом элемента НЕ, первым входом элемента ИЛИ-НЕ и выходом задатчика временной задержки искрообразования, вторым входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ и выходной шиной, третьим входом с задатчиком временной задержки, выходом со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, а входная шина соединена со входом элемента НЕ.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не были известны, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенный ЭК имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т. к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

На фиг. 1 показана функциональная схема электронного корректора угла опережения зажигания, на фиг. 2 характеристики регулирования угла опережения зажигания, на фиг. 3 диаграмма напряжений на выходах элементов ЭК.

Характеристики регулирования (фиг. 2) представлены кривой I, определяющей штатную характеристику угла опережения зажигания, задаваемую центробежным регулятором угла опережения зажигания в зависимости от оборотов двигателя и кривой II результирующей оптимизированной характеристикой регулирования при введении в корректор заданной временной задержки искрообразования. Кривая III условно отражает границу детонационной зоны двигателя на топливе с заданным октановым числом для данного двигателя. Кривая IV условно отражает границу детонационной зоны на топливе с понижением октановым числом для данного двигателя. Кривая V пересчитанная в угол опережения характеристики блока временной задержки в зависимости от оборотов двигателя при одном крайнем положении задатчика временной задержки. Пунктирной линией показана та же характеристика при другом крайнем положении задатчика.

ЭК содержит входную шину (фиг. 1) от задатчика зажигания (прерывателя), входную шину 2, блок временной задержки искрообразования 3, задатчик временной задержки искрообразования 4, элемент НЕ 5 и элемент ИЛИ-НЕ 6.

Первый вход блока 3 временной задержки искрообразования соединен с выходом элемента НЕ 5, первым входом элемента ИЛИ-НЕ 6 и входом задатчика 4. Второй вход его соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 6 и выходной шиной 2. Третий вход блока 3 соединен с задатчиком временной задержки искрообразования 4. Выход блока 3 соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 6. Входная шина 1 соединена со входом элемента НЕ 5.

ЭК работает следующим образом.

При выбранном начальном угле опережения зажигания, например +10^o, в момент запуска двигателя угол опережения составляет (+7 +8)^o (см. фиг. 2, точка "а"). После запуска двигателя рабочая точка характеристики регулирования угла опережения зажигания перемещается в точку "б" (обороты холостого хода двигателя). Угол опережения зажигания в этой точке составляет (+2 +3)^o. С увеличением оборотов двигателя рабочая точка характеристики регулирования перемещается в точку "в". Начиная с оборотов двигателя, соответствующей точке "в" характеристика регулирования выходит на штатную характеристику I, определяемую центробежным регулятором угла опережения зажигания. Коррекция характеристики регулирования угла опережения зажигания производится при изменении оборотов двигателя от нуля до оборотов, соответствующей точке "в" характеристики II. Результирующая характеристика регулирования II определяется как алгебраическая сумма штатной характеристики I и характеристики блока задержки искрообразования, задаваемой задатчиком 4 задержки искрообразования. Воздействие задатчика 4 на блок задержки 3 приводит к смещению рабочей точки "в" по оси абсцисс и изменению точки отключения коррекции. При этом одновременно регулируются и величина задержки τ_з по углу зажигания. С помощью задатчика 4 удается одновременно изменять как величину задержки τ_з искрообразования, так и точку отключения коррекции характеристики регулирования.

Заданный (квазипараболический) закон коррекции формируется следующим образом. В интервале времени накопления энергии в катушке зажигания или замкнутом положении контактном прерывателя на входной шине I низкий уровень напряжения (фиг. 3.1), а на выходе элемента НЕ 5 -высокий уровень напряжения (фиг. 3.5). На выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 и выходной шине 2 низкий уровень напряжения (фиг. 3.2), что соответствует замкнутому состоянию контактов прерывателя. Высоким уровнем направления на выходе НЕ 5 заражается конденсатор блока 3 задержки искрообразования (фиг. 3.3). В момент t₁ контакты прерывателя размыкаются. На выходе 3 задержки искрообразования разряжается через выход НЕ 5. В момент времени t₂ напряжение на конденсаторе блока 3 сравняется с порогом срабатывания элемента ИЛИ-НЕ 6 и на выходе последнего появляется высокий уровень напряжения, напряжение на конденсаторе блока 3 скачком уменьшается до нуля. Момент времени t₂ определяет начало искрообразования. Так образуется время задержки τ_з=(t₂-t₁) искрообразования.

Задатчик 4 временной задержки позволяет задавать как постоянную времени заряда конденсатора блока 3, так и постоянную времени его разряда (фиг. 2.3, пунктирные линии). Изменение постоянной времени в процессе зарядки конденсатора блока 3 определяет точку "в" выключения коррекции. Изменение постоянной времени в процессе разряда конденсатора определяет величину временной задержки искрообразования. Чем больше постоянная времени заряда конденсатора, тем ниже частота вращения двигателя, при которой отключается коррекция и меньше временная задержка τ_з искрообразования; и наоборот, чем меньше постоянная времени заряда конденсатора, тем выше частота вращения двигателя, при которой отключается коррекция и больше временная задержка τ_з искрообразования.

С увеличением оборотов двигателя, а также с увеличением постоянной времени заряда конденсатора блока 3 величина напряжения на конденсаторе за время замкнутого состояния контактов прерывателя не успевает превысить порога срабатывания элемента ИЛИ-НЕ 6. При этом импульсы управления на входной шине I повторяются на выходной шине 2. Задержка искрообразования за счет ЭК отсутствует.

Электронный корректор также может быть реализован на микроЭВМ.

Предложенное техническое решение упрощает электронный корректор угла опережения зажигания и позволяет более оптимально завершить обход границы детонационной зоны, учитывая характеристики двигателя и октанового числа применяемого топлива. Он может быть использован как в контактной, так и в бесконтактной системе зажигания.

Дополнительными преимущественными предложенного ЭК является уменьшение колебаний оборотов холостого хода двигателя и провала управления автомобилем в момент трогания.

Опытные образцы предложенного электронного корректора угла опережения зажигания испытаны на автомобилях ВАЗ. Рассматривается вопрос о внедрении его на ВАЗе.

Использование: система коррекции характеристик угла опережения зажигания в зависимости от октанового числа применяемого топлива. Сущность изобретения: для октанового электронного корректора и оптимизации характеристики регулирования угла опережения зажигания входная шина 1 соединена со входом элемента 5 "НЕ". Блок задержки искрообразования 3 первым входом соединен с выходом элемента 5 "НЕ", первым входом элемента 6 "ИЛИ-НЕ" и входом задатчика 4 временной задержки. Второй вход блока 3 соединен с выходом элемента 6 "ИЛИ-НЕ" и выходной шиной 2. Третий вход блока 3 соединен с задатчиком временной задержки 4. Выход блока 3 соединен с другим входом элемента 6 "ИЛИ-НЕ". 3 ил.

Электронный корректор угла опережения зажигания, содержащий входную и выходную шины, блок задержки искрообразования, задатчик временной задержки искрообразования, отличающийся тем, что в него введены элемент НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, причем блок задержки искрообразования соединен первым входом с выходом элемента НЕ, первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом задатчика временной задержки, вторым входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ и выходной шиной, третьим входом с выходом задатчика временной задержки, выходом с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, а входная шина соединена с входом элемента НЕ.