ЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕКТОР УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02P5/145 

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

Известен электронный корректор угла опережения зажигания, содержащий входную и выходную шины, блок временной задержки искрообразования, задатчик временной задержки искрообразования (см. патент США 4409937, кл. F 02 P 5/04, 1983).

Данный электронный корректор сложен для реализации и решает узкую задачу - исключение детонационной работы двигателя в случае использования топлива с низким октановым числом.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей электронного корректора угла опережения зажигания.

Поставленная задача решается тем, что в электронный корректор угла опережения зажигания, содержащий входную и выходную шины, блок задержки искрообразования, задатчик временной задержки искрообразования, введены элементы НЕ и ИЛИ-НЕ, шина датчика температуры корпуса двигателя с составляющей связью, причем входная шина подключена к входу элемента НЕ, блок временной задержки искрообразования соединен первым входом с выходом элемента НЕ и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ и выходной шиной, третьим входом с задатчиком временной задержки искрообразования, выходом с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, а шина датчика температуры корпуса двигателя подключена к входу задатчика временной задержки искрообразования.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

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

Характеристики регулирования (фиг. 2) представлены кривой I, определяющей штатную характеристику угла опережения зажигания, задаваемую центробежным регулятором угла опережения зажигания, в зависимости от оборотов двигателя, кривой II - штатной характеристикой, смещенной на плюс 8 градусов, кривой III - результирующей характеристикой регулирования при введении в корректор заданной временной задержки искрообразования при температуре корпуса двигателя, равной плюс 20^oC, и кривой IV - результирующей характеристикой регулирования при введении в корректор заданной временной задержки искрообразования в установившемся температурном режиме двигателя. Кривая V условно отражает границу детонационной зоны двигателя на топливе с заданным октановым числом для данного двигателя. Кривая VI условно отражает границу детонационной зоны двигателя на топливе с пониженным октановым числом для данного двигателя. Кривая VII - пересчитанная в угол опережения характеристика блока временной задержки в зависимости от оборотов двигателя при температуре корпуса двигателя, равной плюс 20^oC. Кривая VIII - пересчитанная в угол опережения характеристика блока временной задержки в зависимости от оборотов двигателя при установившемся температурном режиме.

Электронный корректор содержит входную шину 1 (фиг. 1) от задатчика зажигания (прерывателя), выходную шину 2, блок временной задержки искрообразования 3, задатчик временной задержки искрообразования 4, элемент НЕ 5, элемент ИЛИ-НЕ 6 и шину 7 датчика температуры корпуса двигателя.

Входная шина 1 подключена к входу элемента НЕ 5. Первый вход блока 3 временной задержки искрообразования соединен с выходом элемента НЕ 5 и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 6. 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 с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 6. Шина 7 температуры корпуса двигателя подключена к входу задатчика 4 временной задержки искрообразования.

Электронный корректор работает следующим образом.

При выбранном начальном угле опережения зажигания, например плюс 13 градусов, и температуре корпуса двигателя, равной плюс 20^oC, после запуска двигателя рабочая точка регулирования угла опережения зажигания находится в точке г (обороты холостого хода двигателя). Угол опережения зажигания в этой точке составляет (+11 - +12) градусов. С увеличением числа оборотов двигателя рабочая точка характеристики регулирования перемещается в точку d по кривой III. Начиная с оборотов двигателя, соответствующих точке d, характеристика регулирования выходит на кривую II, определяемую центробежным регулятором угла опережения зажигания. По мере повышения температуры корпуса двигателя рабочая точка d автоматически перемещается в сторону высоких оборотов двигателя. С повышением температуры корпуса двигателя характеристика регулирования также автоматически перемещается от кривой III при температуре двигателя плюс 20^oC до кривой IV при установившемся температурном режиме двигателя. Поле характеристик регулирования угла опережения зажигания, заключенное между кривыми III и IV, определяется как алгебраическая сумма штатной характеристики II и поля характеристик блока 3 временной задержки искрообразования, заключенноно между кривыми VII и VIII. Воздействие задатчика на блок 3 временной задержки искрообразования приводит к увеличению или уменьшению зоны поля характеристик между кривыми III и IV. Плавный переход характеристики регулирования от кривой III до кривой IV осуществляется за счет увеличения температуры датчика температуры корпуса двигателя. Измерение температуры датчика в зависимости от температуры окружающего воздуха и режимов движения автомобиля (изменение скорости набегающего воздуха) приводит к "сканированию" характеристики регулирования вблизи кривой IV и оптимизации режима работы двигателя. Так, например, при остановке автомобиля у перекрестка или высокой температуре окружающего воздуха поле характеристик III - IV расширяется, а в холодное время года или при движении автомобиля с высокой скоростью поле характеристик III - IV сужается.

Вышеописанный закон коррекции формируется следующим образом. В интервале времени накопления энергии в катушке зажигания или замкнутом положении контактов прерывателя на входной шине 1 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 напряжения на выходе элемента НЕ 5 заряжаются конденсаторы блока 3 задержки искрообразования (фиг. 3.3). В момент t₁ контакты прерывателя размыкаются. На выходе элемента НЕ 5 появляется низкий уровень напряжения. Конденсаторы блока 3 задержки искрообразования разряжаются через выход элемента НЕ 5. В момент времени t₂₁ напряжение на конденсаторах блока 3 сравняется с опорным напряжением U₀₁, поступающим с последовательно соединенных датчиков температуры корпуса двигателя и задатчика 4 временной задержки искрообразования. При этом на выходе блока 3 временной задержки искрообразования появляется низкий уровень напряжения, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 - высокий уровень напряжения. Напряжение на конденсаторах блока 3 скачком уменьшается до нуля. Момент времени t₂₁ определяет начало искрообразования. Так образуется время задержки t₃₁ = t₂₁ - t₁. По мере повышения температуры корпуса двигателя пороговое напряжение с датчика температуры уменьшается. При этом напряжение конденсаторов блока 3 сравняется с опорным напряжением U₀₂ в точке t₂₂, образуя задержку t₃₂ = (t₂₂ - t₁).

С увеличением оборотов двигателя величина напряжения на конденсаторах блока 3 за время замкнутого состояния контакта прерывателя не достигает максимального значения. При этом на максимальных оборотах двигателя в блоке 3 задержки искрообразования формируется минимальная задержка.

Предложенное техническое решение позволяет использовать топливо с широким диапазоном октанового числа и осуществляет автоматическую коррекцию характеристики регулирования угла опережения зажигания в зависимости от температуры корпуса двигателя, температуры окружающего воздуха и режимов движения автомобиля. При этом значительно уменьшается количество вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду, уменьшается эксплуатационный расход топлива.

Предложенный электронный корректор может быть использован как в контактной, так и бесконтактной системах зажигания. Он может быть реализован на микроЭВМ.

Дополнительными преимуществами предложенного электронного корректора являются стабилизация оборотов холостого хода двигателя, уменьшение "глубины" "провала" управления автомобилем при переходных процессах и защита двигателя в случае отказа системы охлаждения.

Изобретение относится к системам коррекции характеристики угла опережения зажигания в зависимости от октанового числа применяемого топлива и может быть использовано в устройствах формирования импульсов зажигания топливно-воздушной смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. С целью расширения функциональных возможностей и оптимизации характеристики регулирования угла опережения зажигания входная шина 1 соединена с входом элемента НЕ, блок задержки искрообразования 3 первым входом соединен с выходом элемента НЕ 5 и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 6, второй вход блока 3 соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 6 и выходной шиной 2, третий вход блока 3 соединен с задатчиком временной задержки 4, к входу которого подключена шина 7 датчика температуры корпуса двигателя, выход блока 3 соединен с другим входом элемента ИЛИ-НЕ 6. 3 ил.

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