Устройство регулирования угла опережения

 

Изобретение относится к тепловым двигателям , в частности к двигателям внутреннего сгорания для оптимизации угла опережения зажигания в ДВС. Устройство содержит датчик 1 сигнала вибраций с выходным процессором 2. сглаживающий фильтр 3, 2 компаратора 4, 5, арифметическое устройство 9, регулятор 12 равномерного управления моментом зажигания, преобразователь 11 частота - напряжение, входную 10 и выходную 13 клеммы, одновибратор 6. пропорциональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s F 02 P 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ФигЛ (21) 4873668/21 (22) 17.09.9 f (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (76) А.И.Лут, С.М.Столяров и А.П.Дьяконов (53) 621.43.044 (088.8) (56) Патент США 3Ф 4343273, кл. F 02 P 5/14, 1984..

Патент США М 4409937, кл. F 02 P 5/04, 1983, (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА

ОПЕРЕЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к тепловым двигателям, в частности к двигателям внутреннего сгорания для оптимизации угла опережения зажигания в ДВС. Устройство содержит датчик 1 сигнала вибраций с выходным процессором 2. сглаживающий фильтр 3, 2 компаратора 4, 5, арифметическое устройство 9, регулятор 12 равномерного управления моментом зажигания, преобразователь 11 частота — напряжение, входную 10 и выходную

13 клеммы, одновибратор 6, пропорциональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1745133 ю

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности, в устройствах оптимизации угла опережения зажигания.

Известно устройство для регулирования угла опережения зажигания, представляющее собой электронный октан-корректор, содержащий- управляемый формирователь временной задержки и потенциометрический регулятор.

Однако такое устройство требует постоянной корректировки времени задержки сигнала в зависимости от применяемого октанового числа топлива, нагрузки на двигатель, температуры всасываемого воздуха и т.д, ТаМая корректировка осуществляется водителем вручную, во время движения автомобиля, что приводит к повышенному расходу топлива, снижению динамических характеристик двигателя, его перегреву. При этом угол опережения зажигания во всем диапазоне частот вращения оптимизировать невозможно, что является дополнительным фактором, влияющим на безопасность движения автомобиля.

Известно устройство контроля и распределения моментов зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и компаратором, вход которого подключен к общей. точке соединения выходного процессора и сглаживающего фильтра, преобразователь частота— напряжение, последовательнО соединенные с регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, а арифметическое устройство последовательно соединено с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой.

Недостатком этого устройства является высокая инерционность системы регулирования угла опережения зажигания в динамических режимах работы двигателя и . низкая точность процесса восстановления системы в исходное состояние.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности регулирова.ния углов опережения зажигания на переходных режимах работы двигателя внутреннего сгорания, . Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и распределения моментов зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и компаратором, вход которого подключен к общей точке соединения

20

35

50

55 выходного процессора датчика и сглаживающего фильтра. преобразователь частота— напряжение последовательно соединен с регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, арифметическое устройство, последовательно соединенное с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой, введены одновибратор, вход которого соединен с выходом первого компаратора, выходом — с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления и формирователя сигнала прямого преобразования, общая точка вторых входов этих формирователей соединена с выходом второго компаратора. выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства. Третий вход пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой. Первый вход второго компаратора включен к общим точкам соединения первого компаратора и выходного процессора с сглаживающим фильтром, второй вход второго компаратора подключен к общей точке соединения входа первого компаратора и выхода сглаживающего фильтра.

Пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления содержит логический модуль, включающий инвертор, последовательно соединенный с элементом

И, второй вход которого соединен с одновибратором, а выходом — с интегратором с начальной установкой и регулируемым одновибратором, формирователь сигнала сброса интегратора, вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора. Входы формирователя сигнала сброса интегратора и регулируемого одновибратора соединены с входной клеммой, инвертор логического модуля соединен с выходом второго компаратора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления; на фиг,3 — временные диаграммы измерения параметров импульса детонации; на фиг,4 — временные диаграммы работы устройства, Устройство оптимизации угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания содержит установлен н ый на двигателе вблизи свечи зажигания датчик 1 вибраций, последовательно включенный. с выходным процессором датчика 2, сглаживающим фильтром 3 и вторым входом первого компаратора 4, первый вход которого

1745133 ный интенсивности детонационного процесса (фиг.4д). Импульсы восстановления, поступающие из пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления используются в арифметическом устройстве 9 для восстановления значения выходного постоянного сигнала, соответствующего отсутствию детонации или меньшей ее интенсивности (фиг.4д). Регулятор 12 равномерного управления моментом зажигания, используя сигнал зажигания и выходное напряжение преобразователя 11 частота — напряжение, пропорциональное частоте вращения вала, с клеммы 10, а также выходное напряжение арифметического ус-. тройства 9, вносит задержку положительного фронта своего выходного сигнала (фиг.4е). Задержка, вносимая в сигнал зажигания, имеет оптимальную величину, необходимую для устранения детонации, существующей в текущий момент, Использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие и точность регулирования углов опережения зажигания на переходных режимах работы двигателя, что позволяет экономить топливо, применять его в широком диапазоне ок-. тановых чисел без дополнительной регулировки, увеличить ресурс двигателя, снизить токсичность выхлопных газов, Формула изобретения

1, Устройство регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и первым компаратором, второй вход которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика и сглаживающего фильтра, преобразователь частота — напряжение, последовательно соединенный с регулятором равномерного уп-. равления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, арифметическое устройство последовательно соединено с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности регулирования углов опережения зажигания на переходных режимах работы двигателя внутреннего сгорания, в него до: полнительно введены одновибратор, про5 порциональный формирователь динамики сигнала восстановления, формирователь сигнала прямого преобразования, второй компаратор, при этом одновибратор входом соединен с выходом первого компаратора, 10 выходом — с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления и формирователя сигнала прямого преобразования, общая точка вторых входов этих

15 формирователей соединена с выходом второго компаратора, а их выходы соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства, тре. тий вход пропорционального формировате20 ля динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой, первый вход . второго компаратора соединен. с вторым входом первого компаратора, второй вход второго компарэтора подключен к первому

25 входу первого компаратора.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления содержит логический модуль, интегратор с

30 начальной установкой, регулируемый од. новибратор и формирователь сигнала сброса интегратора, при этом логический модуль включает инвертор, последовательно соединенный с элементом И, второй вход ко35 торого соединен с первым входом пропорционального формирователя дина- мики сигнала восстановления, а выход — с интегратором с начальной установкой, выход которого соединен с входом регулируемого

40 одновибратора, вход формирователя сигнала сброса интегратора соединен с выходом регулируемогоо одновибратора, входы формирователя сигнала сброса интегратора и регулируемого одновибратора соединены с

45 третьим входом пропорционального формирователя динамики, инвертор логического сигнала восстановления, вход инвертора логического модуля соединен с вторым входом пропорционального формирователя ди50 намики сигнала восстановления.

1745133 подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика 2 и сглаживающего фильтра 3, второй компаратор 5, первый вход которого подключен к общим точкам соединения первого компаратора 4 и выходного процессора датчика со сглаживающим фильтром 3, а второй вход подключен к общей точке соединения второго входа первого компаратора 4 и выхода сглаживающего фильтра 3, одновибратор 6, вход которого соединен с выходом первого компаратора 4, выходом — с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления и формирователя 8 сигнала прямого преобразования, представляющего логический элемент И, общая точка вторых входов этих формирователей соединена с выходом второго компаратора 5, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства 9. Третий вход пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой 10, подключаемой к прерывателю двигателя. Преобразователь 11 частота— напряжение последовательно соединен с регулятором 12 равномерного:управления моментом зажигания, входы которого соединены с входной клеммой 10, Арифметическое устройство 9 последовательно соединено с регулятором 11 равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой 13, подключаемой к свече зажигания двигателя через силовой ключ и катушку зажигания (не показаны). Пропор.циональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления может быть выполнен в виде (фиг.2) логического модуля 14., включающего инвертор 15, последовательно соединенного с элементом И 16, второй . вход которого соединен с одновибратором

6, интегратором 11 с начальной установкой и регулируемым одновибратором 18. Устройство содержит также формирователь 19 сигнала сброса интегратора, вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора 18. Формирователь 19 "сигнала сброса интегратора и регулируемый одновибратор 18 имеют входы, соединенные с входной клеммой 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал вибрации с датчика 1 вибраций поступает на выходной процессор датчика

2, где происходит его усиление.и выпрямление. Выпрямленный сигнал поступает на сглаживающий фильтр 3, первый компаратор 4 и второй аналоговый компаратор 5.

Сглаживающий фильтр 3 формирует огиба5

30

55 ющую выпрямленного сигнала вибраций, значение огибающей используется как опорное для компараторов 4 и 5. Пороги срабатывания этих компараторов различаются (фиг.За), следовательно, выходной сигнал второго компаратора 5 запаздывает по отношению к выходному сигналу nepeoro компаратора 4 (фиг.Зб, в}. Нарастающий фронт выходного сигнала первого компаратора 4 используется для запуска прецизионного одновибратора 6. который вырабатывает измерительный импульс (фиг.3г).

В формирователе 8 сигнала прямого преобразования измерительный импульс и импульс из второго компаратора 5 используется для выработки импульса совпадения (фиг.Зд), длительность которого пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации, Такая зависимость позволяет определить интенсивность детонационного процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания. Импульс совпадения подается в арифметическое устройство 9. В пропорциональном формирователе 7 динамики сиг5 нала восстановления измерительный импульс и импульс второго компаратора 5 используется логическим модулем 14. Для формирования импульса крутизны импульс компаратора 5 инвертируется в инверторе .

15 и сравнивается в элементе И 16 с измерител ь н ы м импул ьсом (фиг.3е). Длительность этого импульса обратно пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации. Длительность импульса крутизны используется для

5 установления скорости восстановления угла опережения зажигания в сторону начальных значений после подавления или умень-. шения детонации.

На пропорциональный формирователь

0 7 динамики сигнала восстановления также поступают импульсы сигнала зажигания через входную клемму 10 (фиг.4а). Импульсы крутизны накапливаются в интеграторе с начальной установкой 17 (фиг.4б). При отри5 цательном фронте сигнала зажигания регулируемый одновибратор 18 вырабатывает импульс восстановления. Выходное напряжение интеграгора 17 определяет длительность и м пул ьса одно вибратора 18. По окончании импульса восстановления интегратор 17 сбрасывается в начальное состояние формирователем 19 сигнала сброса интегратора (фиг,46, в). Импульсы регулируемого одновибратора 18 (импульсы восстановления) поступают на арифметическое устройство 9. Импульсы совпадения, поступающие из формирователя 8 сигнала прямого преобразования в арифметическом устройстве 9 (фиг.4), преобразуются в постоянный выходной сигнал, пропорциональ1745133 д

1745133

Редактор E.Êîï÷à

Корректор Т.Палий

Заказ 2205 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель А.Лут

Техред М,Моргентал

0/ гая

gg

If

Уй