Устройство автоматического регулирования воспламенения горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02P9/00 

Изобретение относится к устройстам регулирования рабочего процесса вигателя внутреннего сгорания, а менно к устройствам автоматического егулирования воспламенения горючей смеси двигателя путем воздействия на араметры искрового разряда системы заяшгания.

Целью изобретения является повыение надежности устройства за счет снижения количества элементов, работающих в предельных режимах, при одновременном повышении точности регуирования.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения блока предварительной установки.

Устройство содержит преобразова- тель 1 напряжения, управляемый вы- прямитель 2, накопительньй конденса- тор 3, катушку 4 зажигания с первич- ной обмоткой 5, тиристор 6, блок 7 управления, входную шину 8 от прерывателя, сигнализатор 9 воспламенения, датчик 10 оборотов двигателя, преобразователь 11 частота - напряжение, селектор 12 максимальной длительности, первый генератор 13, управляемый напряжением, первьй счетчик 14, первый эле.мент И-НЕ 15, реверсивный счетчик -16, блок 17 импульсно-фазо- вого управления, элемент ИЛИ 18, второй генератор 19, управляемый напряжением, второй счетчик 20 инвертор 21 и второй элемент И-НЕ 22. Блок 23 предварительной установки содержит элемент 2 И 24, конденсатор 25, резистор 26, два элемента И-НЕ 27 и 28, резистор 29,,и общую шину 30. Преобразователь 1 напряжения подключен че-.,- рез управляемый выпрямитель 2 к цепи, состоящей из последовательно включенных накопительного конденсатора 3 и первичной обмотки 5 катушки 4 зажигания, параллельно с которой включен тиристор 6, управляющий электрод которого соединен с выходом блока 7 управления, на вход управления которого подключена входная шина 8 от прерывателя, выход датчика 10 оборотов двигателя через преобразователь 12 максимальной длительности и входом первого генератора 13, управляемого напряжением, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 14, выход старшего разряда которого через.первый вход первого элемента И-НЕ 15 подключен к входу об

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ратного счета реверсивного счетчика 16. Блок 17 импульсно-фазового управления соединен своими выходами с входами управляемого выпрямителя, а входами - с выходом реверсивного счетчика 16 и входами элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с вторь1м входом первого элемента И-НЕ 15, выход сигнализатора 9 воспламенения соединен с информационным входом селектора 12 максимальной длительности, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к входу сброса первого счетчика 14 и к входу прямого счета реверсивного счетчика 16. Селектор 12 максимальной длительности Состоит из второго счетчика 20, счетным входом подключенного к выходу второго генератора 19, управляемого напряжением, вход которого является входом управления селектора I 12 максимальной длительности, выход старшего разряда второго счетчика 20 соединен с прямым выходом селектора 12 максимальной длительности, через инвертор 21 с инверсным выходом селектора 12 максимальной длительности и с первым входом второго эле мента . И-НЕ 22, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика 20, информационный вход селектора 12 максимальной длительности соединен с вторым входом второго элемента,И- НЕ 22. Блок 23 предварительной установки имеет один вход,, подключенный к выходу переноса старшего разряда реверсивного счетчика 16, кD-входам и входу предварительной записи которого подключены соответственно первый и второй выходы блока 23 предварительной установки, первый выход которого подключен через резистор 29 к шине питания, а второй выход является выходом элемента 2И 24, первый вход которого является входом блока 23, а второй вход через последовательно включенные элементы И-НЕ 27 и 28 и резистор 26, параллельно которому включен Конденсатор 25, соединен с общей шиной 30.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания в реверсивный счетчик 16 с его информационных входов записывается цифровой код, соответствзпощий минимальной фазе управляющих импульсов, т.е. максимальному углу проводимости тиристоров

управляемого выпрямителя 2 (цепи предварительной установки реверсивного счетчика 16 с его информационных входов показаны на фиг.2). Блок 17 импульсно-фаэового управления на управляющие электроды тиристоров управляемого выпрямителя 2 выдает импульсы, фаза которых пропорциональна числу, цифровой код которого записан в реверсивном счетчике 16 и подан на входы блока 17 импульсно-фазового

управления. При минимальной фазе управляющих импульсов з.аряд накопительного конденсатора 3 от источника питания через полностью открытый управляемый выпрямитель 2 и первичную обмотку 5 катушки 4 зажигания проходит до максимального напряжения. При пуске двигателя в момент появления высокого уровня на входной шине 8 блок 7 управления вьщает сигнал зажигания на тиристор 6, при открывании которого происходит разряд накопительного конденсатора 3 на первичнзта обмотку 5 катушки 4 зажигания, обеспечивающий максимальную энергию искрового разряда.

При выходе двигателя на обороты холостого хода, а также в начальные моменты разгона возможна его неустойчивая работа из-за появления пропусков воспламенения. В этом случае в равномерной последовательности импульсов, поступающих с выхода сигнаризатора -9 воспламенения на информа- ционный вход селектора 12 максимальной длительности, появляются пропуски, соответствующие по времени пропускам воспламенения горючей смеси в камере сгорания двигателя. Напряжение с выхода преобразователя 11 частота - напряжение, полученное преобразованием частоты и 1пульсов, снимаемых с зубчатого диска на валу двигателя через датчик угловых импульсов датчика 10 оборотов двигателя, управляет частотой вырабатываемых импульсов первого 13 и второго 19 генераторов управляемых напряжением. На счетный вход второго счетчика 20 селектора 12 максимальной длительности с выхода второго генератора 19, управляемого напряжением, поступает последовательность импульсов, частота которых изменяется в зависимости от значения оборотов двигателя и тем больше, чем больше значение оборотов. Второй счетчик

5

0

5

20 считает число импульсов в моменты времени между двумя последовательно идущими воспламенениями горючей сме, си, т.е. тогда, когда с выхода сигнализатора 9 воспламенения на второй вход второго элемента И-НЕ 22 поступает сигнал логической 1, а с его выхода на вход сброса второго счетQ чика 20 подается логический О, разрешающий работу этого счетчика. Сигнал логического О с выхода старшего разряда второго счетчика 20 инвертируется инвертором 21 и, поступая на первый вход второго элемента И-НЕ 22, разрешает счет импульсов вторым счетчиком 20. Зависимость частоты импульсов, вырабатываемьк вторым генератором 19, управляемым напряжением, от значения оборотов двигателя задана таким образом, что при отсутствии пропусков воспламенения очередной сигнал логического О с выхода сигнализатора 9 воспламенения через второй элемент И-НЕ 22 обнуляет второй с четчик 20 раньше, чем он досчитается до появления логической 1 на выходе старшего разряда. Если очередной импульс с выхода сигнализатора 9 воспламенения вовремя не появился, т.е. произошел пропуск воспламенения, то второй счетчик 20 досчитывает до появления на выходе старше1 о разряда сигнала логической , который Через инвертор 21 обнуляет этот счетчик. Таким образом, селектор 12 максимальной длительности вырабатывает импульсы только в моменты пропусков воспламенения. Если Время между двумя последовательно , идущими воспламенениями изменяется из-за изменения значения оборотов двигателя, но пропусков воспламенения нет, то работа селектора 12 мак-i симальной длительности не нарушается,, так как соответственно со значением оборотов двигателя изменяется и частота второго генератора 19, управляемого напряжением. Сигнал логичес- кой 1 с прямого выхода селектора 12 максимальной длительности, соответствующий пропуску воспламенения, воздействуя на вход сброса первого счетчика 14, устанавливает его выходы в состояние логического О, препятствуя прохождению сигнала с выхода старшего разряда первого счетчика 14 через первый элемент И-НЕ 15 на вход обратного счета реверсивно0

5

0

5

0

5

го счетчика 16, Одновременно импульс пропуска воспламенения с инверсного выхода селектора 12 максимальной длительности увеличивает на одну единицу содержимое реверсивного счетчика 16. Если при этом происходит его пе- реполнение, то сигнал с выхода переноса старшего разряда вновь производит запись с информационных входов в реверсивный счетчик 16 максимального числа, угол проводимости тирис-

торов управляемого выпрямителя 2 оста ется максимальным, обеспечивая продолжение выдачи максимальной энергии искрового разряда.

I

Если вследствие улучшения режима

работы двигателя пропуски воспламенения прекратились, то через выдерж- ку времени, определяемую частотой первого генератора 13, управляемого напряжением, и разрядностью перво |Го счетчика 14, импульс с выхода старшего разряда первого счётчика 14 через первый элемент И-НЕ 15 уменьшает на одну единицу содержимое реверсивного счетчика 16. При этом блок 17 .импульсно-фазового управления, управляемый двоичным кодом с выхода реверсивного счетчика 16, уменьшает угол проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, напряжение заряда накопительного конденсатора 3.уменьшается, а следовательно, уменьшается и энергия искрового разряда. Дальнейшая работа двигателя без пропусков воспламенения ведет к постепенному уменьшению на- пряжения заряда накопительного конденсатора 3. При этом энергия искрового разряда плавно снижается до минимальной, соответствующей минимальному напряжению заряда накопительного конденсатора 3, при котором еще происходит устойчивое воспламенение горючей смеси в двигателе. Минимальному углу проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, при котором накопительный конденсатор 3 заряжается до минимально допустимого значения, соответствует нулевой код на входе блока 17 импульсно-фазово- го управления. При этом элемент ИЛИ 18 своим выходньм сигналом логического О запрещает прохождение импул сов от старшего разряда первого счетчика 14 через первый элемент И-НЕ 15 к входу обратного счета реверсивного счетчика 16, При ухудшении режи-

0

5

0

5

0

5

0

5

мов работы двигателя, когда процесс воспламенения ухудшается настолько, что появляются пропуски воспламенения, с инверсного выхода селектора 12 максимальной длительности поступают импульсы на вход прямого счета реверсивного счетчика 16. При этом число на выходе реверсивного счетчи-, ка 16 увеличивается, следовательно, увеличивается и число в цифровом коде на входе блока 17 импульсно-фазо- вого управления, который увеличивает угол проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, тем самым напряжение заряда накопительного конденсатора 3 увеличивается до такой величины,которая необходима для работы двигателя без пропусков воспламенения.

Блок 1 7 может быть выполнен и с широт- но-импульсным управлением, В этом случае изменения величины напряжения заряда накопительного конденсатора 3 определяется длительностью управляющих импульсов блока 17,

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования воспламенения горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащее накопительный конденсатор, подключенный через первичную обмотку катушки зажигания и выпрямитель к преобразователю.напряжения, тиристор, подключенный параллельно с выходами выпрямителя, управляющий эле.кт- род тиристора подключен к выходу блока управления, к входу которого подключена входная шина, сигнализатор воспламенения и датчик оборотов двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, введены блок импульс- но-фазового управления, селектор максимальной длительности, первый счетчик, первый элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, блок предварительной установки, выпрямитель- выполнен управляемым, при этом информационные входы реверсивного счетчика подключены к первому выходу блока предварительной установки, второй выход которого подключен к входу пред- варительной записи реверсивного счет чика, первый вход блока предварительной установки соединен с выходом переноса старшего разряда реверсивного счетчика, выход датчика оборотов двигателя подключен к входу преобразователя частота - напряжение, выход которого соединен с входом управления селектора максимальной длительности и через первый управляемый генератор со счетным входом первого счетчика, выход старшего разряда которого через первый вход первого элемента И-НЕ

о

подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами элемента РШИ и входами блока импульс- но-фазового управления, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров управляемого выпрямителя, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И- НЕ, выход сигнализатора воспламенения соединен с информационным входом селектора максимальной длительности, прямой и инверсньш выходы которого

0

5

0

подключены соответственно к входу сброг ,са первого счетчика и к входу прямого счета реверсивного счетчика, причем селектор максимальной длительности состоит из инвертора, второго элемента И-НЕ, второго управляемого генератора и второго счетчика, счетный вход которого связан через второй управляемый генератор с входом управления селектора максимальной длительности, выход старшего разряда второго счетчика соединен с прям1-.ш выходом селектора максимальной длительности, через инвертор с инверсным выходом селектора максимальной длительности и с первым входом второго элемента И- НЕ, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а информационный вход селектора максимальной длительности соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ.

Изобретение относится к устройствам регулирования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, в частности, путем воздействия на параметры искрового разряда системы зажигания. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения количества элементов, работающих в предельных режимах, при одновременном повышении точности регулирования. В устройство введены блок 17 импульсно-фазового управления, селектор 12 максимальной длительности, счетчик 14, элемент И-НЕ 15, элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик 16, блок 23 предварительной установки. Кроме того выпрямитель 2 выполнен управляемым. Устройство обеспечивает максимальную энергию искрообразования в режиме пуска двигателя и поддержание оптимальной энергии искрообразования в рабочем режиме. 2 ил.

27 28

Z3 и о.