Способ ограничения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (двс)

 

Изобретение относится к электрооборудованию ДВС и предназначено для использования в управляемых системах зажигания, выключаемых при достижении двигателем заданной частоты вращения. Способ заключается в определении заданной частоты и выключении системы зажигания при достижении заданной частоты. Выключающий систему зажигания импульс формируют высокоточным цифровым автогенератором, питаемым через диод и резистор коротким импульсом, вырабатываемым системой зажигания в момент возникновения искры, при этом интервал времени, в течение которого от начала подачи короткого питающего напряжения формируют первый и единственный выключающий импульс на выходе цифрового генератора, постоянен при любых частотах вращения и соответствует заданной частоте ограничения, причем при низких частотах вращения выключающий импульс подают на ключевой элемент (тиристор) в момент отсутствия на нем напряжения, а при возрастании частоты до заданной величины подают выключающий импульс на тиристор, к которому приложено напряжение, шунтируя при этом зарядную катушку и выключая систему зажигания. Предлагаемое формирование выключающего сигнала упрощает частотный анализ и позволяет создать малогабаритные устройства. 2 ил.

Предлагаемый способ ограничения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) относится к управляемым системам зажигания, в частности к тиристорным системам, выключаемым при достижении заданной частоты.

Известен аналоговый способ определения частоты, путем заряда конденсатора (22) через диод (23) до напряжения, плавно возрастающего от увеличения частоты и достигающего, при определенной частоте, "порогового" значения, при котором через диод Зенера (24) происходит открытие тиристора (26) и замыкание зарядной катушки (2), то есть выключение системы зажигания [ФРГ, заявка N 2606824 от 20.02.76, публ. 08.09.77, МКИ F 02 P 11/00 (F 02 D 17/04)].

Существенным недостатком указанного способа является низкая точность, связанная: - с разбросом напряжений, вырабатываемых генераторами системы зажигания; - с температурными уходами параметров "пороговых" элементов - диода Зенера и тиристора и элементов, входящих в преобразователь частота-напряжение.

Известен цифровой способ определения частоты, при котором в устройстве сравнивается частота вращения вала двигателя с образцовой частотой и формируются сигналы, разрешающие или запрещающие прохождение импульсов зажигания [СССР, авторское свидетельство N 953241, публ. 23.08.82, бл. N 31, МКИ F 02 D 37/00] Существенным недостатком указанного способа является сложность его реализации, обусловленная сложностью частотного анализа сигналов, что приводит к созданию сложных и горизонтальных устройств, что, в свою очередь, не позволяет использовать их на малогабаритных переносных двигателях.

Целью предлагаемого способа является его упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, заключающемся в определении заданной частоты и выключении системы зажигания при достижении заданной частоты, выключающий систему зажигания импульс формируют высокоточным цифровым автогенератором, питаемым через диод и резистор любым коротким импульсом, вырабатываемым системой зажигания в момент возникновения искры, при этом интервал времени, в течение которого от начала подачи короткого питающего напряжения формируют первый и единственный выключающий импульс на выходе цифрового генератора, постоянен при любых частотах вращения и соответствует заданной частоте ограничения, причем, при низких частотах выключающий импульс подают на ключевой элемент-тиристор в момент отсутствия на нем напряжения, а при возрастании частоты до заданной величины подают выключающий импульс на тиристор, к которому приложено напряжение, шунтируя при этом зарядную катушку и выключая систему зажигания.

Предлагаемое формирование выключающего сигнала упрощает частотный анализ и позволяет, тем самым, создать малогабаритные устройства.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ.

На фиг. 2 - временные диаграммы напряжений.

Устройство, соответствующее предлагаемому способу состоит из тиристорной системы зажигания 1, включающий зарядную катушку 2, зарядный диод 3, накопительный конденсатор 4, тиристор 5, высоковольтный трансформатор 6, 7, управляющую катушку 8, резистор 9, диод 10, и цифрового генератора 11, включающего времязадающие резисторы 12 и конденсатор 13, два цифровых инвертора 14, 15 и диод 16, цифровой генератор 11 питается от управляющей катушки 8 посредством диода 17, резистора 18 и конденсатора 19.

Принцип работы устройства реализующий заявляемый способ поясняется с помощью временных диаграмм напряжений, приведенных на фиг. 2.

Короткий импульс U₈ (фиг. 2) с управляющей катушки 8 (фиг. 1) подается через диод 17 и резистор 18 и формирует на конденсатор 19 и питающем выводе цифрового генератора 11 импульсное питающее напряжение U_пит (фиг. 2). При этом на выходе цифрового автогенератора 11 (фиг. 1) генерируется за цикл при любых частотах вращения ДВС только один выключающий импульс U_вых (фиг. 2). Интервал времени τ_зад, в течение которого от начала подачи питания U_пит формируется первый и единственный выключающий импульс на выходе цифрового автогенератора, постоянен при любых частотах вращения, так как зависит только от номиналов резистора 12 (фиг. 1) и конденсатора 13 автогенератора 11. Поэтому при низких частотах вращения выключающий импульс U_вых (фиг. 2), генерируемый цифровым автогенератором, попадает на ключевой элемент - тиристор 5 (фиг. 1) в момент T₂ (фиг. 2), равный τ_зад, когда к тиристору не приложено никакого напряжения и система зажигания не выключается.

При возрастании частоты вращения момент заряда конденсатора 4 (фиг. 1) T₁ начинает совпадать с моментом T₂ (фиг. 2), то есть выключающий импульс U_вых подается на тиристор 5 (фиг. 1), к которому приложено напряжение U₄ (фиг. 2). В результате этого тиристор 5 (фиг. 1) открывается и шунтирует зарядную катушку 2, конденсатор 4 не заряжается, то есть система зажигания отключается.

Предлагаемый способ позволил создать малогабаритное устройство, которое прошло заводские и эксплуатационные испытания и зарекомендовало себя с положительной стороны.

Формула изобретения

Способ ограничения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в определении заданной частоты и выключении системы зажигания при достижении заданной частоты, отличающийся тем, что выключающий импульс формируют высокоточным цифровым автогенератором, питаемым через диод и резистор любым коротким импульсом, вырабатываемым системой зажигания в момент возникновения искры, при этом интервал времени, в течение которого от начала подачи короткого питающего напряжения формируют первый и единственный выключающий импульс на выходе цифрового генератора, постоянен при любых частотах вращения и соответствует заданной частоте вращения, причем при низких частотах вращения выключающий импульс подают на ключевой элемент - тиристор в момент отсутствия на нем напряжения, а при возрастании частоты до заданной величины подают выключающий импульс на тиристор, к которому приложено напряжение, шунтируя при этом зарядную катушку и выключая систему зажигания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2