Устройство регулирования углаОпЕРЕжЕНия зАжигАНия для дВигАТЕляВНуТРЕННЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК F02P5/08 F02D5/02 H03K5/13 

Изобретение относится к управлению двигателями внутреннего сгорания, и предназначено для электронного регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания или регулирования топливоподачи в дизелях. Известны дискретно-аналоговые уст ройства для электронного регулирования угла опережения зажйгания, в которых моменты искрообразования определяются несколькими факторами или по край1;ей мере, частотой вращения вала и нагрузкой двигателя 1 . Недостатком известных устройств является низкая точность управления моментом искрообразования. Наиболее близким к предлагаемому является устройство регулирования оп режения зажигания для двигателя внут реннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, под ключенный к многовходовому генератору переменных импульсов, соединенному с генератором нормированных импульсов, подключенным к ключу, установленному в цепи первичной обмотки катушки зажигания, блок сравнения емкостной накопитель и датчики параметров двигателя. Блок сравнения управляет длительностью переменных импульсов и включает в себя характеристический функциональный преобразователь 2 . Точность отработки величины опережения данного устройства зависит от точности соблюдения заданной сложной характеристики преобразователя. Кроме того, существенны погрещности отработки величины опережения при совокупности воздействия всех определяющих факторов опережения в диапазоне изменения частоты вращения вала двигателя и температуры. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, подключенный к многовходовому генератору переменных импульсов., соединенному с гегенератором нормированных импульсов, подключенным к ключу, установленному в цепи первичной обмотки катушки зажигания, блок сравнения, емкостной накопитель и датчики параметров двигателя, дополнительно содержит расширитель и вентиль ограничения запаздывания, причем последний включен межд выходом генератора переменных импульсов и входом генератора нормированны импульсов, а блок сравнения содержит зарядны) и разрядный вентили емкостной памяти, входы которых соединены с датчиком частоты вращения, а выходы - с емкостным накопителем, подключенным к генератору переменных импульсов и соединен через расширитель с выходом генератора нормированных импульсов. Кроме того, генератор нормированных импульсов и расширитель соединены с датчиком параметров двигателя.

Интенсивность искрообразования определяется длительностью импульсов, вырабатываемых генератором нормированных импульсов и регулируется в соответствии с сигналами датчиков параметров двигателя, соединенных с генератором нормированных импульсов. Опережение зажигания определяется величиной дополнительного растяжения длительности нормированных импульсов и регулируется в соответствии с сигналами датчиков параметров двигателя соединенных с расширителем.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства в случае динамического равновесия; на фиг. 3 диаграммы работы в случае заниженного опережения; на Фиг. 4 - диаграммы работы в случае чрезмерного опережения.

Устройство регулирования угла опережения зажигания содержит датчик 1 частоты вращения вала, генератор 2 переменных импульсов, генератор 3 нормированных импульсов, причем генератор 3 через соединенные с ним датчики параметров двигателя управляется любыми факторами (например, напряжением питания катушки зажигани температурой двигателя, нагрузкой двгателя, ключ 4 катушки зажигания, блок 5 емкостной памяти, расширитель б нормированных импульсов, управляемый через соединенные с ним датчики параметров двигателя любыми факторами, (например, частотой вращения, нагрузкой двигателя температурой двигателя) , блок 7 сравнения, состоящий из зарядного вентиля 8 и разрядного вентиля 9, вентиль 10 ограничения запаздывания. Ключ 4 включен в цепь катушки 11 зажигания. Генератор 3 нормированных импульсов управляется параметрами датчиков 12-15. Расширител б управления параметрами датчиков 16-19.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 переменных импульсов запускается в моменты верхних мертвых точек (ВМТ) и управляется через блок 5 емкостной памяти от блока 7 сравнения временного положения задни

фронтов нормированных импульсов, расширенных расширителем 6 на величину требуемого опережения относительно ВМТ. В зависимости от степени совпадения этих сравниваемых моментов изменяется потенциал блока 5 емкостной памяти и, следовательно, длительность {tпер ) переменных импульсов.

Обеспечивается отслеживание равенства:

{i:

пер нор/и

где Т - период сигналов ВМТ с датчика 1;

норАл время открытого состояния ключа 4; опер время опережения.

Для исключения ситуации, когда равенство (1) отслеживается по сумгие нескольких периодов Т, в устройстве используется вентиль 10 ограничения запаздывания, которым производится отсечка переменных импульсов в моменты ВМТ. При этом моменты искрообразования оказываются задержанными относительно БМТ на время 1цорд -Устройство переводится в состояние на рушения равновесия,в сторону запаздывания. Для улучшения динамики восстановления равновесия и запрещения ложных моментов искрообразования от выступающих за ВМТ остатков переменных импульсов генератор 2 переменных импульсов сбрасывается в исходное состояние зарядными импульсами емкостной памяти.

В состоянии динамического равновесия, когда выполняется равенство(1), задние фронты расширенных нормированных импульсов совпадают с ВМТ (фиг 2),

При нарушении равновесия в сторону запаздывания (фиг. 3), что характерно при резком наборе оборотов, зарядный вентиль 8 по совпадению им- . пульсов с выхода датчика 1 частоты вращения и расширенных нормированных импульсов срабатывает, увеличивая потенциал блока 5 емкостной памяти, что способствует возвращению устройства в состояние равновесия.

При нарушении равновесия в сторону чрезмерного опережения (фиг. 4), что характерно при резком сбросе оборотов, разрядный вентиль 9 по совпадению инверсных импульсов с выхода датчика 1 частоты вращения и инверсных расширенных нормированных импульсов срабатывает, открывая путь току разряда блока 5-емкостной памяти.

В упрощенном варианте (без генератора 3 нормированных импульсов) устройство превращается в обычное устройство электронного зажигания без регулирования опережения, но с возможностью автоматического регулирования интенсивности зажигания. В этом случае обеспечивается более высокий КПД, меньший вес и габариты, чем у существующих устройств, поскольку принцип работы устройства позволяет изготавливать его из импульсных интегральных элементов. При замене катушки зажигания на электромагнитную форсунку при соответствующем наборе датчиков параметров позволяет перспективно использорать предлагаемое устройство для электронного впрыска дизельных двигателей. Формула изобретения 1. Устройство регулирования угла опережения зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты рращения вала двигате ля, подключенный к многовходовому ге нератору переменных импульсов, соеди ненному с генератором нормированных импульсов, подключенным к ключу, установленному в цепи первичной обмотк катушки зажигания, блок сравнения, емкостной накопитель и датчики параметров двигателя, отличающе еся тем, что, с целью повышения точности .регулирования, устройство дополнительно содержит расширитель и вентиль ограничения запаздывания, причем последний включен между выходом генератора переменных импульсов и входом генератора нормированных импульсов, а блок сравнения содержит зарядный и разрядный вентили емкостной памяти входы которых соединены с датчиком частоты вращения, а выходы - с емкостным накопителем, подключенным к генератору переменных импульсов, и соединен через расширитель с выходом генератора нормированных импульсов. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что генератор нормированных импульсов и расширитель соединены с датчиком параметров двигателя . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2282254, кл. f 02 Р 5/06, опублик. 197-6. 2.Патент Франции № 2311192, кл. F 02 Р 5/08, опублик. 1977.

nвp tнo }м t|snep

пер HOfff iffftep 7Т

5МТ и 5

0

д е

ж

пер норм опер