Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02P5/08 

разования, содержащая соединенные последовательно блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсоединенным к нему датчиком метки, и усилитель мощности, датчик скорости вращения коленчатого вала две, соединенный с блоком вычисления и счетчиком, датчики параметров работы две, например датчики температуры охлаждающей жидкости, нагрузки, положения дроссельной заслонки ДВС и др., подсоединенные к блоку вычисления, блок определения параметров работы ДВС, выполненный в виде блока определения скоростного диапазона ДВС, вход которого подсоединен к датчику скорости вращения коленчатого вала ДВС, а выход - к первому входу блока выработки команд, генератор стабильной частоты, подсоединенный ко второму входу блока выработки команд, и блок задержки, подсоединенный к третьему вхолу блока выработки команд, причем выход счетчика также подсоединен к четвертому входу блока выработки команд, а второй вььход блока выработки команд подсоедиттеи ко входу блока задержки и торому входу усилителя мощпости. Благодаря этому и.звестная система зажигания для ДВС реализует оптимальные характеристики режимов работы двигателя по контролируемым параметрам, рассчнтывая момент искрообразовання и момент начала накопления энергии в катушке зажигания. Система является гибкой и может быть использована для серийного двигателя, обеспечивая его оптимальную работу. Недостатком известной системы является невозможность оперативного изменения зависимостей угла опережения зажигания от параметров работы двигателя, изменение которых связано с эксплуатациеп двигателя. В этом случае требуется определение измененных параметров работы двигателя и перепайка блока выработки команд, что невозможно осхчпествить даже на станпнях технического обсл Ж 1ваиия, так как требует сложной, дорогостоящей аппаратуры. обычно используемой на серийных заводах. Цель изобретеиия - повышеппе точности и оперативпостн настройки системы. Поставленная цель достигается тем, что в систему зажигания для ДВС, содержащую соединенные последовательно блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсоединенным к нему датчиком метки и усилитель MOLHHOCTH, блок определения параметров работы, датчики параметров работы, например датчики, скорости вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости, нагрузки, положения дроссельной заслонки, подсоединенные к блокам вычисления и определения параметров работы, генератор стабильной частоты, подсоединенный к первому входу блока выработки команд, и блок задержки. подсоединенный ко второму входу блока выработки команд, причем выход счетчика подсоединен к третьему входу блока выработки команд, второй выход которого подсоединен ко входу блока задержки и второму входу усилителя мощности, введен блок оперативного запоминающего устройства, один вход которого подсоединен к выходу блока определения параметров работы, другой - к третьему выходу блока выработки команд, а выход - к чётвертому входу блока выработки команд, блок управления подсоединен к третьему входу блока оперативного запоминающего устройства. Для четырехцилиндрового ДВС система донолнптельно содержит два счетчика и второй усилитель мощности, причем первый дополнительный счетчик имеет два входа, к которому подсоединен счетчик и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, н выход, соединенный со входом дополнительного усилителя мощности, второй дополнительный счетчик имеет также два входа, к которым подсоединены блок выработки команд и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, и выход, соединенный с другим входом дополнительного усилителя мощности. На фиг. 1 представлена блок-схема системы зажигания для ДВС; на фнг. 2 - блок-схема системы, зажигания для четырехцилиндрового ДВС; на фиг. 3 менная диаграмма работы системы. Система зажигания для ДВС содержит блок выработки команд 1, имеющий четыре входа, к которым подсоединены генератор 2 стабнл Л1ой частоты, блок 3 онеративного запоминающего устройства, счетчик 4 п блок задержки 5, и четыре выхода, первый из которых подсоединен к 3. второй - ко входу блока 5 задержки н входу усилителя моииюсти б, третий - ко входу блока 7 вычисления, а четвертый - ко входу блока 8 определения параметров рабо1Ы, выход которого подсоединен ко второмх пходу блока 3, блок управления 9, подсоединенный к третьему входу блока 3, датчик метки 10, соединенный к счетчику 4. датчик II скоростп врагпення коленчатого вала. датчик 12 температуры, датчик 13 нагрузки и датчик 14 положения дроссельной заслонки. Датчики 11 -14 подсоединены каждый к блокам 7 и 8, а датчик 11, кроме того, - к счетчику 4. Подготовка системы к работе начинаетСи с ввода в нее заданных характернстик, инднвидуальн1 1х для каждого двигателя. Работает система следующим образом. Команда на усилитель мощности 6 о моменте искрообразования поступает от блока выработки команд 1. Этот же сигнал поступает на вход блока выработки ком:анд 1 через блок 5 задержки, после чего система приходит в исходное положение

для начала нового цикла расчета. Блок выработки команд 1, заданную точность работы которого обеспечивает генератор 2 стабильной частоты, после сигнала, поступившего от блока 5 задержки, формирует сигнал для блока 8 определения параметров работы, который по информации, непрерывно поступаюпд,ей в него от датчика 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС, датчика 12 температуры охлаждающей жидкости, датчика 13 нагрузки и датчика 14 положения дроссельной заслонки, определяет диапазоны параметров работы ДВС, и коды, соответствующие этим диапазонам, передает на вход блока 3, выбирая, тем самым, адреса ячеек блока 3 для воспроизведения записанной в них с помощью блока управления 9 информации. По сигналам с блока выработки команд 1 блок 3 воспроизводит н передает эту информацию обратно в блок выработки команд 1, формирующий на своих выходах сигналы, длительности которых определяются зависимостями угла опережения момента искрообразования от параметров работы ДВС.

Информация о параметрах работы ДВС поступает в систему в виде частотных сигналов от всех датчиков.

Например, пусть требуется реализовать линейную зависимость угла опережения зажигания (8) от угловой скорости (со) 0 K.CO. Так как Э со -т, то т К. Следовательно, угол опережения момента кскрообразования будет равен числу имf

зафиксиропульсов с частотой

2л

ванных за время т, формируемое в данном случае блоком выработки команд 1. Аналогично реализуются зависимости угла опережения зажигания от других параметров

две.

На фиг. 3 изображена временная диаграмма работы системы. После момента предыдущего искрообразования, обозначенного на фиг. 3 звездочкой (), блок 5 задержки формирует время задержки тзЗатем блок вычисления 7 с учетом истинных значений скорости, температуры, нагрузки и положения дроссельной заслонки, определяемых непрерывно датчиками 11 - 14 вырабатывает количество импульсов, соответствующих углу опережения момента искрообразования N8 и времени накопления энергии в катущке зажигания М„. Эту информацию блок 7 вычисления передает в счетчик 4, который отсчитывает импульсы, пропорциональные сумме углов N в и N,, , за время т Ne и т,мн. После этого счетчик 4 прекращает счет до прихода сигнала с датчнка метки, установленной в данном случае в нижней мертвой точке (НМТ), с приходом в счетчик 4 сигнала от датчика метки 10 счетчик 4 со скоростью, определяемой датчиком 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС, продолжает счет импульсов, пропорциональных углу (180°- Кб-N,,) за время т180° -Ne-N,,.

Затем счетчик 4 передает спгнал на усилитель мощности 6 о начале накопления энергии в катущке зажигания в течение времени т -в.

После накопления энергии в катущке зажигания блок выработки команд 1 передает на усилитель мощности 6 команду о 0 моменте искрообразования. Этот же сигнал через блок 5 задержки поступает на вход блока выработки команд 1 для начала нового цикла расчета.

Таким образом, система зажигания для ДВС реализует оптимальные характеристики режимов работы ДВС, индивидуальные для каждого двигателя, что повышает точность настройки системы и обеспечивает наивысщую эффективность работы ДВС с 0 напменьщим содержанием окиси углерода, окиси азота и углеводородов в отработавщнх газах.

В процессе эксплуатации двигатели изменяется его скоростные, нагрузочные и 5 регулировочные характеристики. Возннкает необходимость корректировки первоначальной заданной характеристики ДВС. Оперативная настройка системы, заключающаяся в измененин содержимого блока 3, в этом 0 случае производится оператором с помощью переключателей, установленных на блоке управления 9, аналогично подготовке системы к работе, но без остановки двигателя.

Работа системы по новым измененным

5 характернстикам начинается не позже, чем через один оборот коленчатого вала ДВС после подачи команды оператором.

Система зажигания для четырехцилиндрового ДВС (фиг. 2) содержит дополни0тельно счетчик 15, имеющий два входа, к которым подсоединены счетчик 4 и датчик 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС. Выход счетчика 15 соединен со вхо5дом усилителя мощности 16. Счетчик 17 имеет два входа, к которым подсоединены блок выработки команд 1 и датчик 11 скорости вращення коленчатого вала ДВС. Выход счетчика 17 подсоединен к другому

0 входу усилителя мощности 16. Рабочий цикл четырехцилиндрового ДВС происходит за два оборота коленчатого вала, поэтому на каждую ноловину его оборота должно произойтп искрообразование в од5ном из цилиндров ДВС. С этой целью после окончания счета счетчика 4 сигнал с его выхода поступает в усилитель мощности 6 н одновременно на вход счетчика 15, с приходом этого сигнала счетчик 15 начи60нает счет импульсов со скоростью, определяемой датчиком И скорости вращения коленчатого вала ДВС до количества, соответствующего углу поворота коленчатого вала две на 180°. После окончания счета 65 счетчик 15 передает сигнал на усилитель

мощности 16 о начале накоплсмшя унергин в катушке зажигания.

Снгнал с выхода блока выработки команд 1, постунаюни-ix на вход усилителя мощности 6, одиовре.менно иодается на вход счетчика 17, с нриходом этого сигнала счетчнк 17 начинает счет имиульсов со скороетьго, определяемой датчиком 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС до количества, соответствующего углу поворота коленчатого ДВС на 180°. После окончания счета счетчик 17 передает на другой вход усплнтеля моидностн 16 команду о моменте искрообразования.

Достижение высокой точностн и снижение, как миннмум, на норядок, времени настройки системы приводит к повышению эффективности эксилуатации двигателя путем оперативного снятия характеристнк

две.I

Реализация сложных зависимостей момента искрообразовання от скорости, нагрузки, температуры, положения дроссельной заслоики и других иараметров работы две позволяет снизить расход топлива на 8-10% и }меньшить токсичность отработавших газов.

Предлагаемая система зажигания для ДВС также может быть использована в заводских условиях в качестве инструмента для исследований процессов зажигания в две, в частности, для определения оптимальных углов опережения зажигания в завнснмостн от параметров эксплуатации: скорости, нагрузкн, температуры и т. д.

Формула изобретения

1. Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая соединенные последовательно блок выработки комаид, блок вычислеиия, счетчик с нодсоединеииым к нему датчиком метки, и усилитель МОИ1НОСТИ, блок определеиия па раметров работы, датчики параметров работы, например датчики скорости врап1,епия колеичатого вала, температуры охлаждающей жидкости, нагрузки, иоложения дроссельной заслонки, подсоединенные к блокам вычислення и определения иараметров работы, генератор стабильной частоты, нодсоединсиный к нервому входу блока выработки команд, и блок задержки, подсоедииенный ко второму входу блока выработки команд, причем выход счетчика не дсоединен к третьему входу блока выработки команд, второй выход которого иодсоедипен ко входу блока задержки и втором)

входу усилителя мощности, отличаю1Ц а я с я тем, что, с целью иовыщепия точности и оперативиости настройки, в нее введен блок онеративного запом11иаю1цего устройства, один вход которого подсоединен

к выходу блока определения параметров работы, другой вход - к третье.му выход} блока выработки команд, а выход - к четвертом) входу блока выработки команд, блок управления нодсоедннен к третьему

входу блока оперативного заиомипающего устройства.

2. Система но п. 1, отличающаяся тем, что для четырехцилиндрового ДВС она донолнительно содержит два счетчика и

второй уснлнтель мощности, нричем первый дополнительный счетчик имеет два входа, к которым подсоединены счетчик и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, и выход, соединенный со входом дополнительного усилителя мощности, второй дополнительный счетчик имеет также два входа, к которым нодсоединены блок выработки команд и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, и выход, соединенный с другнм входом дополнительного усилителя мощности.

Источники ппформации, принятые во вп1 мание нри экспертизе

1.Патент ФРГ ЛУ 2339755, кл. F

02 Р 5/08, 1975.

2.Роль специальных электронных устройств, предназначенных для исследований

в области автомобильной электроники. Материалы симпозиума ио автомобильной элекфоникс, Париж, 1978.

3.Авторское свидете.тьство СССР но заявке Л-j 2597731/06, 28.03.78.

Г

Змт