Бесконтактная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02P5/08 

378 плечом к выходу ключа записи, а другимк выходу ключа считывания. На фиг. 1 предсгйьлена принципиальная схема системы зажигания для двигателей внутреннего сгорания; на фиг. 2 характеристики .зажигания, реализуемые системой; на фиг. 3 - временные диаграм мы, иллюстрирующие работу системы за- жигакия. Система зажигания содержит связанные с коленчатым, валом 1 двигателя внутреннего сгорания (ДВС) секторные датчики угловых положений вала: датчик 2 записи, датчик 3 считывания и датчик 4 малых (пусковых) оборотов вала двигателя. К выходам датчиков записи 2 и считывания 3 подключены входы датчика 5 времени коррекции и входы элементов 6 и 7 логического блока 8. Второй вход элемента 6 подключен к выходу датчика 5 времени коррекции. К выходу датчика 4 малых оборотов подключен вход алемянта 9 логического блока 8 и преобра- эоёатель Ю частота «апряжение, к выходу которого подключен вход бесконтакт- ного реле 11. Выходы репе 11 -подклю- чены к входам элементов 9 и 12 логичес кого блока 8. Вход эл.емента 13 логичес- кого блока 8 соединен с делителем 14, подключенным к выходу операционного усилителя 15. Выкод усилителя 15 соединен с его инвертирующим входом посредством конденсатора 16, образующего емкостную отрицательную обратную связь Операционный усилитель 15 совместно с конденсатором 16, резисторами 17-19 и ключами записи 2О и считывания 21 представляет собой аналоговое запоминаю шее устройство {ЗУ). Выход элемента 22 лргического блока 8 соединен с фазой ключа 21 считывания, а выход элемента 23 через конденсатор 24 с входом усилителя 25. Выход усилителя 25 подключен к базе силового ключа 26, в коллекторной цепи которого включена первичная обмотка катушки 27 залыггания. В коллекторной цепи ключа 20 записи включены нагрузочный резистор 28, преобразователь 29 датчика 30 нагрузки двигателя и регулировочный резистор 31, который одним полюсом подключен к источнику напряжения питания ( + V ), а другим через резистор 32к среднему вы воду (+0,5 V ) источника питания. Параллельно резистору 32 включен контакт 33 датчика температуры. Система зажигания работает следующим образом. 3 При малых (пусковых) оборотах вала нскрообразование осуществляется по сигналам датчика 4 в моменты времени t у(фиг. 3) при угловых положениях вала, соответствующих верхним мертвым точкам (ВМТ). При этом сигналы датчика 4 проходят по открытым элементам 9 и 23 логического блока 8 и далее через конденсатор 24 и усилитель 25 на базу силов о го ключа 26. Момент времени tuo и соответствующее ему угловое положение вала 0р , принимается за.начало отсчета времени и углов зажигания.. При осуществлении запуска двигателя (СОо W tO 2) преобразователь 1О переключает реле 11 и элементы 12, 23, конденсатор 24 и усилитель 25 пропускают на вход ключа 26 сигнал с делителя 14. Один цикл работы устройства состоит из трех основных интервалов времени (фиг. 3): время записи tju, равное времени поворота вала двигателя на некоторый постоянный угол Q , в течение которого датчик 2 записи выдает сигнал УЯ , соответствующий уровню логическо- го нуля, и запирает ключ 20 записи, при этом на резистор 17 с делителя из ре- зисторов 18, 19 подается напряжение записи Vjrj и осуществляется запись (интегрирование) информации о режиме работы ДВС} время паузы ,ц -время между окончанием времени записи и началом времени считывания, в течение которого в зависимости от режима работы ЛВС информация, записанная в ЗУ сохраняется неизменной либо корректируется (частичдр считывается); время считывания tgy равное времени поворота вала на некОторый постоянный угол - Q рц (сигнал Vj ), при этом на резисто{ 17 с делителя из резисторов 18, 19 подается напряжение считывания V рц и осуществляется выборка (обратное интегрирование) информации,имеющейся в ЗУ. Одновременно с началом времени записи запускается датчик постоянного времени коррекции, на выходе которого в течение времени имеет место сигнал V f ., соответ твующий логической единице, В соответствии с линейными участками характеристики зажигания, изображенной на фиг. 2, система имеет три режима работы. Режим малых оборотов () Wx ) фиг. 2 и фиг. 3 (а-д). На фиг. 3 (а-в) показаны временные диаграммы напряжений (сигналов), вырабатываемых соответственно датчиками: малых оборотов 4 ( V4 ). записи 2 .{ Vj ), считывания 3 ( V-i ). На фиг. Зг и Зд показано напряжение YC , вырабатываемое датчиком 5 времени коррекции и напряжение на выходе операционного усилителя 15. Поскольку время записи 1 jj соответствует времени поворота вала на определенный угол 9 ЗП это время обратно пропорционально частоте СО вращения вала две. При 00 - 00-t время записи tjn больше времени Ь-к (t |(/Q lijy ) и записанная за время t 3(1 информация (фиг. Зд) запоминается и сохраняется в виде напряжения на выходе операционного усилителя 15 до прихода сигнала о начале считывания, после чего открывается ключ 21 и осуществляется считывание (выборка) информации из ЗУ в течение времени выборки /t g . В момент ; окончания выборки (момент временив;ц ) осуществляется искрообразование. С помощью регулировочного резистора 31 момент искрообразования может быть совмещен с моментом искрообразования ц) и угол опережения зажигания при этом равен нулю. При неизменных напряжениях записи Vo| и считьтания V( и отсутствии коррекции записанной информации угол зажигания постоянен и не зависит от час- тоты вращения вала. Это позволяет сформировать горизонтальные участки характе ристик зажигания (фиг. 2) для малых (СОо WD : СО ) частот вращения вала. Режим средних частот вращения вала (С0 - W )) фиг. 2 и фиг. 3 (в -к). При увеличении частоты вращения вала время записи t jjj уменьшается и при частоте Ц) становится равным времени ьцО-- вырабатываемого датчиком 5 вре- мени коррекции. При дальнейшем увеличении С) возникает и пропорционально возрастает истинное время коррекции информации t к равное разности времени t и ЗП ( ( время коррек- ции t ц логический блок 8 открывает ключ 21 считывания и осуществляется коррекция (частичное считывание) информации в течение времени i , пропорциональ ного частоте вращения вала. По истечении времени коррекции оставшаяся в ЗУ информация запоминается и сохраняется до начала времени считывания (выборки), .после чего вновь открывается ключ 21 считывания и осуществляется окончатель- js ная выборка информации. В момент окон- чания выборки осуществляется искрообразо ание. Угол опережения зажигания Q (фиг. 3li ) при этом тем больше, чем боль- 78 36 ша время коррекции,т. е. пропорционален частоте 60 вращения вала. Режим больших частот вращения вала (00 (2 фиг. 2 и фиг. 3 (Л -Г). В этом режиме время коррекции полностью заполняет все время паузы ( окончании коррекции сразу начинается выборка без промежуточного хранения (запоминания) информации. В этом случае угсхп зажигания также постоянен и не зависит от частоты вращения вала, что и обеспечивает горизонтальность участка характеристики зажигания аля (фиг. 2). В общем случае работу системы можно описать уравнением 9-в„- е где Of - угол зажигания относительно ВМТ; Qfn максимальный угол зажигания, соответствующий углу поворота вала от начала выборки до ; - напряжение записи, соответствующее разности потенциалов между обшей точкой делителя из резисторов 18, 19 и общим выводом опера ционного усилителя в режиме записи; Yn. -напряжение считывания, соответствующее разности потенциалов между общей точкой делителей из резисторов 18, . 19 и общим выводом операционного усилителя в режиме считьтания; Q«l - угол поворота вала при записи;t 1 - время коррекции; (f) - частота вращения вала ДВС. В режиме малых частот (ООо W ty - отрицательно ( фиктивно) и логический блок 8 не открывает ключ 21 считывания для коррекции, что равносильно тому, что величина fc ( в формуле (1) равна нулю. Угол зажигания при этом не зависит от Сл) и определяется лишь электромеханическими параметрами системы. Наиболее просто регулиро- вать такой электрический параметр как напряжения записи, для чего предусмот- рен регулировочный резистор 31, с по- мощью которого осуществляется начальная установка угла зажигания. 77 В режиме средних частот (60 iCOi л)21 осуществляется коррекция записанной информации. Как было отмечено равенство (1) принимает вид . 0..0 . W, 12} jjQ - постоянное время, вырабатываемое датчиком 5 времени коррекции. Йа (2) следует, что при постоянстве длительности импульса датчика 5 времен коррекции характеристика зажигания в данном режима линейна, В режиме больших частот вращения две ( л) (j)2 время коррекции равно времени паузы и равенство () принимае вид О Q и Э-0 -г;0 где Q j - угол поворота вала за время паузы. Из (3) следует, что в рассматриваемом режиме угол зажигания постоянен и не зависит от частоты вращения вала. Из (1-3) следует, что с изменениямв напряжения записи V-jfl и(или) считыван Vgtj характеристика зажигания может см щаться вертикально вверх и вниз, что по зволяет осуществлять коррекцию углов зажигания по различным параметрам авягателя и, в частности, по нагрузке и тем пературе, для чего в систему зажигания введены преобразователь 29 и датчик ЗО нагрузки в напряжение, а также контакт 33 датчика температуры. На фаг. 2 и Зд пунктиром показаны смещения характерне тики и процессы в ЗУ при осуществлений такой коррекции.. С целью согласования электромеханических параметров системы к выхоовм ключей оаписи и считывания подключен делитель напряжания (резисторы 18 и 19), с общей точки которого подаются н пряжения записи н считывания на вход усилителя ЗУ. 38 Для фиксации окончания выборки информации из ЗУ на вход ключа 21 считывания подается сигнал с выхода ЗУ через логический блок 8, элементы 12 и 13 которого используются в качестве компараторов. Использование данной системы зажигания позволит путем реализации заданного закона регулирования углов зажигания по параметрам двигателя повысить эксплуатационные характеристики ДВС, а также увеличить надежность и точность работы систем зажигания. Формула изобретения Бесконтактная система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая секторные датчики записи и считьшания, связанные с коленчатым валом двигателя, и датчики температуры и нагрузки двигателя, соединенные с логическим блоком и схемой регулирования угла опережения зажигания, выполненной в виде аналогового запоминающего устройства с ключами записи и считывания, причем выход логического блока через усилитель подключен к силовому ключу с катушкой зажигания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, введен датчик времени коррекции, входы которого подключены к секторным датчикам записи и считывания, а вход ключа считывания через элементы логического блока соединен с выходами датчика времени коррекции, датчика считьшания и аналогового запоминающего устройства, причем вход последнего соединен со средней точкой делителя, подключенного одним пйечом к выходу ключа записи, а другим - к выходу ключа считывания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2644309/О6, кя. Р 02 Р 5/08, 10.08.78. 2.Патент США № 39О12О1, кл. 123-117Р, опублик. 1975.