Устройство автоматического регулирования угла опережения зажигания в карбюраторном двигателе

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комитет Российской Федерации ие патентам и товарным знакам (n) 486366б/Ое (22) 04, ВЗО. (46) 30.10И Бюа йв 39-40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский актитут экспериментальной физики (72) Ерохин АА; Ерохин ИА (73) Всесоюзный научно-исследовательский инстиЪ Ю М

9NI cIPONcIM М

ЛИИВАЙИЯ ЯМА 0AEPBl(KH9l$I ЗАЖИГАНИЯ В KAPS ЮРАТОРЯОМ ДВИГАТЕЛЕ (57} Сущность изобретения: устройство содержит блок 1 измерения уровня детонации с формирователем 2 уровня детонации, блок 5 анализа порога детонациц блок 3 вычисления, исполнительный элемент 4, блок 6 синхронизации, тумблерный регистр 20. Блок анализа порога детонации содержит ЙЗ-триггер 7 и два элемента 2И 8, 9. Блок вы(в) RU (11) 2002097 Cl (51) 5 Г02Р5 04

1 1. числения содержит реверсивный счетчик 18 и вычитающий счетчик 19. Блок синхронизации содержит датчик 16 угла поворота коленчатого вала с усилителем-формирователем 17 импульсов, прерыватель 21 со схемой 22 подавления дребезга контактов прерывателя. элементы 10, 11, 12 задержки, элемент 2 ИЛИ 13, RS-триггер 14, элемент

2И 1б. Устройство работает как следящая система за.порогом детонации, воздействуя на режим работы двигателя непрерывным изменением угла опережения зажигания. Изобретение полностью исключает детонацию, чем увеличивает ресурс двигателя, поддерживает режим работы двигателя на пороге детонации, создавая условия для получения максимального KRQ и максимальной экономии горючего. Устройство обеспечивает работу двигателя без детонации при использовании бензина с пониженным октановым числом. 2 ип

2002097

Изобретение относится к системам регулирования электроискроваго зажигания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), в частности к системам регулирования угла опережения зажигания (УОЗ). 5

Известны электронные устройства регу- лирования УОЗ как цифровые; так и аналоговые, предназначенные для корректировки момента искрообразования с целью недопущения или ограничения детонации и представляющие собой регулируемые схемы задержки импульса прерывателя. Эти устройства, решая задачу повышения точности или расширения диапазона регулирования УОЗ, являются уст- 15 ройствами с ручным управлением, в которых водитель с его субьективными качествами выполняет функции анализа и управления.

Основным недостаткам известных уст- 20 райств является невозможность постояннога отслеживания оптимального УОЗ, так как корректировка осуществляется вручную на слух, а режим работы двигателя в дорожных условиях меняется непрерывно. 25

Наиболее близким к изобретению является устройство регулирования времени зажигания в ДВС, состоящее иэ блока измерения уровня детонации с формирователем уровня и блока анализа порога дето- 30 нации, соединенных последовательно, блока вычисления, подключенного к блоку анализа, исполнительного элемента, подключенного к выходу блока вычисления, и блока синхронизации, саединенного с бло- 35 ком вычисления, Здесь решается задача ре-. гулирования УОЗ в зависимости от уровня детонации;

Однако это устройство отличается сложностью. Кроме того, диапазон работы двига- 4о теля с такой системой выбора УОЗ характеризуется нестабильностью и зависимостью от качества применяемого топлива, Цель изобретения — повышение эффек- "5 тивности работы устройства и его упрощение.

Цель достигается тем, что устройство автоматического регулирования УОЗ в карбюраторном двигателе, содержащее блок 50 измерения уровня детонации с формирователем уровня и блок анализа порога детонации, соединенные последовательно. блок вычисления, подключенный к блоку анализа, исполнительный элемент, подключен- 55 ный к выходу блока вычисления, и блок синхронизации, соединенный с блоком вычисления, снабжено тумблерным регистром, при этом блок анализа. порога детонации выполнен на триггере и двух-злементах 2И, блок синхронизации выполнен на трех элементах задержки, включенных последовательно, источнике сигнала управления, подключенном к выходу первого элемента задержки, элементе 2 ИЛИ. триггере, элементе 2 И и датчике поворота коленчатого вала с формирователем импульсов, а блок вычисления выполнен на реверсивном и вычитающем счетчиках. Вход триггера блока анализа подключен к выходу формирователя уровня, а прямыми и инверсными выходами — к первым входам элементов 2 И блока анализа, выходы которых соединены с входами вычитания и сложения реверсивного счетчика, входы предварительной записи которого соединены с тумблерным регистром. Вычитающий счетчик входами предварительной записи подключен к информационным выходам реверсивного счетчика, а выходом — к исполнительному элементу. Первый вход элемента 2 И блок синхронизации через формирователь импульсов подключен к датчику угла поворота коленчатого вала, второй вход — к выходу триггера блока синхронизации, а выход — к информационному входу вычитающего счетчика. Выход первого элемента задержки соединен с вторыми входами элементов

2 И блока анализа, с первым входом элемента 2 ИЛИ блока синхронизации и с R-входом вычитающего счетчика, выход второго элемента задержки соединен с входом разрешения предварительной записи вычитающего счетчика, выход третьего элемента задержки подключен к R-входу триггера блока анализа и S-входутриггера блока синхронизации, Выход вычитающего счетчика подключен к второму входу элемента 2

ИЛИ блока синхронизации, выход которого соединен с R-входом триггера этого блока.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг, 2 — временная диаграмма его работы, где 1 — блок измерения уровня детонации, выполненный в виде резонатарнаго усилителя, 2 — формирователь уровня детонации, выполненный в виде порогового устройства, 3 — блок вычисления, 4 — исполнительный элемент, выполненный в виде блока электронного зажигания, 5— блок анализа порога детонации, 6 — блок синхронизации, 7 — триггер блока анализа порога детонации, выполненный на любом типе триггеров с R- u S-входами, 8, 9 — элементы 2И блока анализа порога детонации, 10, 11, 12 — элементы задержки блока синхронизации, выполненные на однавибратарах, 13 — элемент 2 ИЛИ блока синхронизации, 14 — триггер блока синхронизации с R- u S-входами. 15 — элемент 2 И блока синхронизации, 16 — мэгнитазлектри2002097

20

40

55 ческий датчик угла поворота коленчатого вала, 17 — усилитель-формирователь импульсов блока синхронизации, 18 — реверсивный счетчик блока вычисления, 19 — вычитающий счетчик блока вычисления, 20 — тумблерный регистр, 21 — прерыватель— штатный узел системы зажигания автомобиля, 22 — схема подавления дребезга контактов прерывателя, выполненная любым известным образом,.А — импульсы угла поворота коленчатого вала, Б — импульсы прерывателя,  — импульсы U< блока синхронизации, à — импульсы Ug блока синхронизации, Д вЂ” импульсы 0з блока синхронизации, Š— состояние прямого выхода триггера блока синхронизации, Ж вЂ” импульс порога детонации, 3 — состояние прямого выхода триггера блока анализа порога детонации, И вЂ” состояние инверсного выхода триггера блока анализа порога детонации, К вЂ” импульс увеличения УОЗ, Л вЂ” импульс уменьшения УОЗ, M — пакет импульсов угла поворота коленчатого вала, соответствующих текущему УОЗ. Н вЂ” выходной импульс вычитающего счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно на тумблерном регистре 20 набирается код УОЗ в градусах согпасно инструкции по эксплуатации.

Тумблерный регистр введен в устройство для установки начального УОЗ, необходимого для облегчения пуска двигателя. При пуске двигателя устройство самосинхронизируется, начиная с первого импульса прерывателя. Поэтому никаких требований к исходному состоянию устройства не предъявляется, По каждому импульсу прерывателя 21 (фиг. 2 А) запускается блок 6 синхронизации, который вырабатывает в элементах 10, 11, 12 задержки сдвинутые во времени импульсы 01,02, Оз(фиг. 2 В, Г иД), Импульсом

U> с выхода элемента 10 задержки в блоке

5 анализа порога детонации анализируется состояние блока 1 измерения уровня детонации в предыдущем такте. Если формирователь 2 зарегистрировал уровень порога детонации, то выходной импульс этого формирователя (фиг. 2 Ж) устанавливает в состояние "1" триггер 7 блока анализа порога детонации (фиг. 2 3) и импульс Ui проходит на вход вычитания реверсивного счетчика

18 блока 3 вычисления через открытый элемент 2И 8. Если уровень порога детонации не достигнут, триггер 7 остается в состоянии "0" (фиг. 2 И), импульс Ui проходит на вход сложения счетчика 18 через открытый элемент 2И 9. Кроме того, импульсом U> сбрасываются в состояние "0" триггер 14 блока синхронизации (фиг. 2 F) и вычитающий счетчик 19. Вычитающий счетчик подготовлен к приему кода УОЗ с реверсивного счетчика. а триггер 14 запрещает прохождение импульсов угла поворота коленчатого вала на его вычитающий вход. Таким образом, по окончании действия импульса 01 в счетчике 18 хранится скорректированное значение УОЗ, а счетчик 19 подготовлен к приему этого кода, Импульсом Uz с выхода элемента 11 задержки код УОЗ с выходов реверсивного счетчика 18 заносится в вычитающий счетчик 19. По окончании времени действия импульса Uz устройство готово для определения УОЗ посредством отсчета того количества импульсов угла поворота коленчатого вала, которое записано в счетчике 19.

С выхода элемента 12 задержки импульс Оз (фиг. 2 Д) устанавливает в состояние "1" триггер 14 блока синхронизации (фиг, 2 Е) и разрешает прохождение импульсов угла поворота коленчатого вала с магнитоэлектрического датчика 16, усиленных и сформированных усилителем-формирователем 17, через элемент 2И 15 на вычитающий вход счетчика 19, Импульсы U4 с выхода . элемента 2И 15 (фиг. 2 М) поступают до тех пор, пока содержимое счетчика 19 не станет равным нулю. В момент регистрации нуля счетчика в нем вырабатывается выходной импульс (фиг. 2 Н), который сбрасывает триггер 14 и запрещает работу элемента 2И

15. Таким образом, на выходе элемента 2И

15 в каждом такте появляется пакет (пачка) импульсов, количество которых равно УОЗ по коленчатому валу. Выходной импульс счетчика 19 запускает исполнительный элемент, который образует искру в одном из цилиндров двигателя. Вспышка топливной смеси в цилиндре регистрируется датчиком детонации блока 1, а блоком 5 определяется и запоминается для следующего такта наличие или отсутствие порога детонации. На этом цикл работы устройства закачивается.

С приходом очередного импульса прерывателя цикл повторяется.

Устройство работает как следящая система за порогом детонации, воздействуя на режим работы двигателя непрерывным изменением УОЗ.

В идеальных условиях при постоянной нагрузке на двигатель устройство в одном такте увеличивает УОЗ на единицу, а в следующем уменьшает на единицу. В реальных условия, когда нагрузка на двигатель постоянно меняется, устройство непрерывно отслеживает эти изменения и вырабатывает оптимальный УОЗ для текущих условий, 2002097

Дискретность изменения УОЗ определяется числом зубьев на венце маховика и обеспечивает высокую точность регулирования.

Заявляемое техническое решение полностью исключает детонацию, чем увеличивает ресурс двигателя, поддерживает режим работы двигателя на пороге детонации, создавая условия для получения макси- 10 мального КПД и максимальной экономии горючего. Устройство обеспечивает гарантированный диапазон работы двигателя без

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ

ЗАЖИГАНИЯ В КАРБЮРАТОРНОМ ДВИГАТЕЛ Е, содержащее блок измерения уровня детонации с формирователем уров- 20 ня и блок анализа порога детонации, соединенные последовательно. блок вычисления, подключенный к блоку анализа, исполнительный элемент, подключен- 25 ный к выходу блока вычисления, и блок синхронизации, соединенный с блоком вычисления, отличающееся тем, что оно снабжено тумблерным регистром, блок анализа порога детонации выполнен на триггере и 30 двух элементах 2И, блок синхронизации . выполнен из трех элементов задержки, включенных последовательно, источнике сигнала управления, подключенном к вхо-. ду первого элемента задержки, элементе 35

2ИЛИ, триггере, элементе 2И и датчике угла поворота коленчатого вала с формирователем импульсов, а блок вычисления выполнен на реверсивном и вычитающем счетчиках, причем вход триггера блока 40 анализа подключен к выходу формирователя уровня, а прямой и инверсный выходык первым входам элементов 2И блока анализа, выходы которых соединены с входадетонации при использовании бензина с пониженным октановым числом.

Работоспособность заявляемого устройства можно гарантировать, так как основные принципиально важные узлы проверены в работе на макетах. Устройство, предназначенное для выполнения очень сложной и важной в автомобильной технике задачи, отличается простотой решения, исполнения и дешевизной в изготовлении. (56) Патент США М 4409937, кл, F 02 P 5/04, 1983. ми вычитания и сложения реверсивного счетчика, входы предварительной записи которого соединены с тумблерным регистром, вычитающий счетчик входами предварительной записи подключен к информационным выходам реверсивного счетчика, а выходом - к исполнительному элементу, первый вход элемента 2И блока синхронизации через формирователь импульсов подключен к датчику угла поворота коленчатого вала, второй вход - к выходу блока синхронизации, а выход - к информационному входу вычитающего счетчика, выход первого. элемента задержки соединен с вторыми входами элементов

2И блока анализа, первым входом элемента 2ИЛИ блока синхронизации и R-входом вычитающего счетчика, выход второго элемента задержки соединен с входом разрешения предварительной записи вычитающего счетчика, выход третьего элемента задержки подключен к й-входу триггера блока анализа и S-входу триггера блока синхронизации, выход вычитающего счетчика подключен к второму входу элемента 2ИЛИ блока синхронизации, выход которого соединен с R-входом триггера этого же блока.