Устройство автоматического регулирования воспламенения горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания

Устройство автоматического регулирования воспламенения горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам регулирования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, в частности, путем воздействия на параметры искрового разряда системы зажигания. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения количества элементов, работающих в предельных режимах, при одновременном повышении точности регулирования. В устройство введены блок 17 импульсно-фазового управления, селектор 12 максимальной длительности, счетчик 14, элемент И-НЕ 15, элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик 16, блок 23 предварительной установки. Кроме того выпрямитель 2 выполнен управляемым. Устройство обеспечивает максимальную энергию искрообразования в режиме пуска двигателя и поддержание оптимальной энергии искрообразования в рабочем режиме. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„ (so 4 F 02 Р 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4330526/24-21 (22) 05.10 ° 87 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С.M.Êèðoâà (72) А.Д.Сигалов и E.È.Ñèãàëîâà (53) 621.43.044 (088.8) (56) Патент Франции № 2161445, кл. F 02 Р 9/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 756067, кл. F 02 P 9/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ГОРЮЧЕЙ

СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам регулирования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, в

2 частности путем воздействия на пара,метры искрового разряда системы зажигания. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения количества элементов, работающих в предельных режимах, при одновременном повышении точности регулирования . В устройство введены блок 17 импульсно-фазового управления, селектор 12 максимальной длительности, счетчик 14, элемент ИНЕ 15, элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик 16, блок 23 предварительной установки. Кроме того, выпрямитель

2 выполнен управляемым. Устройство обеспечивает максимальную энергию

О искрообразования в режиме пуска.дви- ж гателя и поддержание оптимальной энерР гни искрообразования в рабочем режиме. 2 ил. С,"

1523704

Изобретение относится к устройствам регулирования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, а именно к устройствам автоматического регулирования воспламенения горючей смеси двигателя путем воздействия на параметры искрового разряда системы зажигания. о

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения количества элементов, работающих в предельных режимах, при одновременном повышении точности регулирования. f5

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — пример выполнения блока предварительной установки.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения, управляемый вы- 20 .прямитель 2, накопительный конденса:тор 3, катушку 4 зажигания с первич;.ной обмоткой 5, тиристор 6, блок 7 управления, входную шину 8 от прерывателя, сигнализатор 9 воспламенения, 25 датчик 10 оборотов двигателя, преобразователь 11 частота — напряжение, селектор 12 максимальной длительности, первый генератор 13, управляемый напряжением, первый счетчик 14, пер- 30 вый элемент И-НЕ 15, реверсивный счетчик 16, блок 17 импульсно-фазового управления, элемент ИЛИ 18, второй генератор 19, управляемый напряжепием, второй счетчик 20 инвертор

21 и второй элемент И-НЕ 22. Блок

23 предварительной установки содержит. элемент 2 И 24, конденсатор 25, резистор 26, два элемента И-HE 27 и 28, резистор 29„и общую шину 30, Преобра- 40 зователь 1 напряжения подключен через управляемый выпрямитель 2 к цепи, состоящей из последовательно включенных накопительного конденсатора 3 и первичной обмотки 5 катушки 4 зажи- 45 гания, параллельно с которой включен тиристор 6, управляющий электрод которого соединен с выходом блока 7 управления, на вход управления которого подключена входная шина 8 от прерывателя, выход датчика 10 оборотов двигателя через преобразователь

12 максимальной длительности и входом первого генератора 13, управляемого напряжением, выход которого соединен со счетным входом первого счет«55 чика 14, выход старшего разряда которого через первый вход первого элемента И-HE 15 подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика

16. Блок 17 импульсно-фазового управления соединен своими выходами с входами управляемого выпрямителя, а входами — с выходом реверсивного счетчика 16 и входами элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ 15, выход сигнализатора 9 воспламенения соединен с информационным входом селектора 12 максимальной длительности, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к входу сброса первого счетчика 14 и к входу прямого счета реверсивного счетчика

16. Селектор 12 максимальной длительности состоит из второго счетчика

20, счетным входом подключенного к выходу второго генератора 19, управляемого напряжением, вход которого является входом управления селектора . 12 максимальной длительности, выход старшего разряда второго счетчика 20 соединен с прямьпч выходом селектора

12 максимальной длительности, через инвертор 21 с инверсным выходом селектора 12 максимальной длительности и с первым входом второго элемента

И-НЕ 22, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика 20, информационный вход селектора 12 максимальной длительности соединен с вторым входом второго элемента ИНЕ 22. Блок 23 предварительной установки имеет один вход, подключенный к выходу переноса старшего разряда реверсивного счетчика 16 к D-входам и входу предварительной записи которого подключены соответственно первый и второй выходы блока 23 предварительной установки, первый выход которого подключен через резистор 29 к шине питания, а второй выход является выходом элемента 2И 24, первый вход которого является входом блока

23, а второй вход через последовательно включенные элементы И-НЕ 27 и 28 и резистор 26, параллельно которому включен конденсатор 25, соединен с общей шиной 30 °

Устройство работает следующим образом.

При включении питания в реверсивный счетчик 16 с его информационных входов записывается цифровой код, соответствующий минимальной фазе управляющих импульсов, т.е. максимальному углу проводимости тиристоров

5 1523704 управляемого выпрямителя 2 (цепи предварительной установки реверсивного счетчика 16 с его информацион ных входов показаны на фиг.2). Блок

17 импульсно-фазового управления на управляющие электроды тиристоров управляемого выпрямителя 2 выдает импульсы, фаза которых пропорциональна числу, цифровой код которого записан в реверсивном счетчике 16 и подан на входы блока 17 импульсно-фазового управления. При минимальной фазе управляющих импульсов заряд накопительного конденсатора 3 от источника питания через полностью открытый управляемый выпрямитель 2 и первичную обмотку 5 катушки 4 зажигания проходит до максимального напряжения. При пуске двигателя в момент появления высокого уровня на входной шине 8 блок 7 управления выдает сигнал зажигания на тиристор 6, при открывании которого происходит разряд накопительного конденсатора 3 на первичную обмотку 5 катушки 4 зажигания, обес печивающий максимальную энергию искрового разряда.

При выходе двигателя на обороты холостого хода, а также в начальные моменты разгона возможна его неустойчивая работа из-за появления пропусков воспламенения. В этом случае в равномерной последовательности импульсов, поступающих с выхода сигна1 лизатора 9 воспламенения на информационный вход селектора 12 максимальной длительности, появляются пропуски, соответствующие по времени пропускам воспламенения горючей смеси в камере сгорания двигателя. Напряжение с выхода преобразователя 11 частота — напряжение, полученное преобразованием частоты импульсов, снимаемых с зубчатого диска на валу двигателя через датчик угловых импульсов датчика 10 оборотов двигателя, управляет частотой вырабатываемых импульсов первого 13 и второго 19 генераторов, управляемых напряжением. На счетный вход второго счетчика 20 селектора 12 максимальной длительности с выхода второго генератора 19, управляемого напряжением, поступает последовательность импульсов, частота которых изменяется в зависимости от значения оборотов двигателя и тем больше, чем больше значение оборотов. Второй счетчик

1О

20 считает число импульсов в моменты времени между двумя последовательно идущими воспламенениями горючей смеси, т.е. тогда, когда с выхода сигнализатора 9 воспламенения на второй вход второго элемента И-НЕ 22 поступает сигнал логической "1", а с его выхода на вход сброса второго счетчика 20 подается логический "0", разрешающий работу этого счетчика.

Сигнал логического "0" с выхода старшего разряда второго счетчика 20 инвертируется инвертором 21 и, поступая на первый вход второго элемента

И-НЕ 22, разрешает счет импульсов вторым счетчиком 20. Зависимость частоты импульсов, вырабатываемых вторым генератором 19, управляемым напряжением, от значения оборотов двигателя задана таким образом, что при отсутствии пропусков воспламенения очередной сигнал логического "0" с выхода сигнализатора 9 воспламенения через второй элемент И-НЕ 22 обнуляет второй счетчик 20 раньше, чем он досчитается до появления логической

"1" на выходе старшего разряда. Если очередной импульс с выхода сигнализатора 9 воспламенения вовремя не появился, т.е. произошел пропуск воспламенения, то второй счетчик 20 досчитывает до появления на выходе старше1"о разряда сигнала логической

"1", который ерез инвертор 21 обнуляет этот счетчик. Таким образом, селектор t2 максимальной длительности вырабатывает импульсы только в моменты пропусков воспламенения. Если. время между двумя последовательно идущими воспламенениями изменяется из-за изменения значения оборотов двигателя, но пропусков воспламенения нет, то работа селектора 12 мак- симальной длительности не нарушается, так как соответственно со значением оборотов двигателя изменяется и частота второго генератора 19, управляемого напряжением. Сигнал логической " 1" с прямого выхода селектора

12 максимальной длительности, соответствующий пропуску воспламенения, воздействуя на вход сброса первого счетчика 14, устанавливает его выходы в состояние логического "0", препятствуя прохождению сигнала с выхода старшего разряда первого счетчика 14 через первый элемент И-НЕ 15 на вход обратного счета реверсивно1523704 го счетчика 16. Одновременно импульс пропуска воспламенения с инверсного выхода селектора 12 максимальной длительности увеличивает на одну едини5 цу содержимое реверсивного счетчика

16. Если при этом происходит его переполнение, то сигнал с выхода переноса старшего разряда вновь производит запись с информационных входов в реверсивный счетчик 16 максимального числа, угол проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2 оста-. ется максимальным, обеспечивая продолжение выдачи максимальной энергии искрового разряда.

Если вследствие улучшения режима работы двигателя пропуски воспламенения прекратились, то через выдержку времени, определяемую частотой 20 первого генератора 13, управляемого напряжением, и разрядностью перво го счетчика 14, импульс с выхода старшего разряда первого счетчика 14 через первый элемент И-НЕ 15 уменьшает на одну единицу содержимое реверсивного счетчика 16. При этом блок 17.импульсно-фазового управления, управляемый двоичным кодом с выхода реверсивного счетчика 16, 30 уменьшает угол проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, напряжение заряда накопительного конденсатора 3 уменьшается, а следовательно, уменьшается и энергия искрового разряда. Дальнейшая работа двигателя без пропусков воспламенения ведет к постепенному уменьшению напряжения заряда накопительного конденсатора 3. При этом энергия искро- 40 вого разряда плавно снижается до минимальной, соответствующей минимальному напряжению заряда накопительного конденсатора 3, при котором еще происходит устойчивое воспламенение . 45 горючей смеси в двигателе. Минимальному углу проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, при котором накопительный конденсатор 3 заряжается до минимально допустимого значения, соответствует нулевой код на входе блока 17 импульсно-фазового управления. При этом элемент ИЛИ

18 своим выходным сигналом логического "О" запрещает прохождение импуль55 сов от старшего разряда первого счет« чика 14 через первый элемент И-НЕ 15 к входу обратного счета реверсивного счетчика 16. При ухудшении режимов работы двигателя, когда процесс воспламенения ухудшается настолько, что появляются пропуски воспламенения, с инверсного выхода селектора

12 максимальной длительности поступают импульсы на вход прямого счета реверсивного счетчика 16 ° При этом число на выходе реверсивного счетчика 16 увеличивается, следовательно, увеличивается и число в цифровом коде на входе блока 17 импульсно-фазового управления, который увеличивает угол проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 2, тем самым напряжение заряда накопительного конденсатора 3 увеличивается до такой величины, которая необходима для работы двигателя без пропусков воспламенения.

Блок 17 может быть выполнен и с широт-, но-импульсным управлением. В этом случае изменения величины напряжения заряда накопительного конденсатора 3 определяется длительностью управляющих импульсов блока 17.

Формула и з обретения

Ю устройство автоматического регулирования воспламенения горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащее накопительный конденсатор, подключенный через первичную обмотку катушки зажигания и выпрямитель к преобразователю. напряжения, тиристор, подключенный параллельно с выходами выпрямителя, управляющий электрод тиристора подключен к выходу блока управления, к входу которого подключена входная шина, сигнализатор воспламенения и датчик оборотов двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, введены блок импульсно-фазового управления, селектор максимальной длительности, первый счетчик, первый элемент И-НЕ, элемент

ИЛИ, реверсивный счетчик, блок предварительной установки, выпрямитель выполнен управляемым, при этом инфор" мационные входы реверсивного счетчика подключены к первому выходу блока предварительной установки, второй выход которого подключен к входупред варительной записи реверсивного счетчика, первый вход блока предварительной установки соединен с выходом переноса старшего разряда реверсивного счетчика, выход датчика оборотов дви1523704 гателя подключен к входу преобразователя частота — напряжение, выход которого соединен с входом управления селектора максимальной длительности и

5 через первый управляемый генератор со счетным входом первого счетчика, выход старшего разряда которого через первый вход первого элемента И-НЕ о подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ и входами блока импульсно-фазового управления, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров управляемого выпрямителя, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента ИНЕ, выход сиГНапизатора воспламенения соединен с информационным входом селектора максимальной длительности, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к входу сбро; са первого счетчика и к входу прямого счета реверсивного счетчика, причем селектор максимальной длительности состоит из инвертора, второго элемента И-НЕ, второго управляемого генератора и второго счетчика, счетный вход которого связан через второй управляемый генератор с входом управления селектора максимальной длительности, выход старшего разряда второго счетчика соединен с прямым выходом селектора максимальной длительности, через инвертор с инверсным выходом селектора максимальной длительности и с первым входом второго элемента ИНЕ, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика, а информационный вход селектора максимальной длительности соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ °