Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания

Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

»I830828

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.12.79 (21) 2850737/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Г1риоритст

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень ¹ 6 .1ата опубликования описания 15.02.82

Ч К-,з

F 02 P 5/08

Государственный комитет (53) УДК 621.43.04 (088.8) по делам изобретений и открытий

72) Авторы

ЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к системам зажигания для двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих бсз самовоспламенения, и касается усовершенствования систем зажигания ДВС с электронным pervлированием момента искрообразования.

Известна электронная система зажигания для ДВС, содержащая последовательно сосдиненныс блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсединснным к нему датчиком метки, усилитель мощности, датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, соединенный с блоком вычисления и счетчиком, и датчики параметров работы ДВС, например датчики температуры, нагрузки, положения дроссельной заслонки, подсоединенные к блоку вычислсиия (1).

Известное техническое рсшеHHe обеспечивает реализацию сложных зависимостей угла опережения момента искрообразования от скорости вращения коленчатого вала ДВС путем введения дополнитсльной аппаратуры, однако это приводит к уменьшению надежности системы.

Кроме того, известная система обладаст низким быстродействием при 2000 îб/ми!!, так как поступающая информация о скорости вращения коленчатого вала ДВС устаревает, низкой эффективностью работы при небольших скоростях вращения коленчатого вала ДВС вследствие больших потерь энергии в катушкс зажигания, и затруднено сс регулирование под индивидуальныс особенности серийного ДВС.

Извсстна система управления моментом пскрообразования с помощью цифровой памяти, содержащая память, два кодируюгцих устройства, устройство дополнитслььой интерполяции, два устройства матричной адрссацпп, накопитель, устройство подсчета угла зажигания. выходной каскад и обмотку, интсрполяцпонный генератор, устройство дополнительной адресации и дат15 ".HI положения колен (атого вала !2).

С сс помощью можно реги лировать гол спережсния зажигания в функции скорости вращения коленчатого вала и нагрузки, однако только в статическом режиме работы.

g!(1 когда двигатель работает с постоянной скоростью и нагрузкой. Для проведения динамичсскпх испытаний двигателя необходимо подключать эту систему к дорогостоящей ,.нивсрсальпой ЭВМ, что даст возможность

25 гыявпть дополиитсльныс изменения. необходимые для перехода между различных1п режимами.

Наиболсс близкой к изобретению является система зажигания для ДВС с элскт30 ронным регулированием момента пскрооб830828

3 разования, содержащая соединенные последовательно блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсоединенным к нему датчиком метки, и усилитель мощности, датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, соединенный с блоком вычисления и счетчиком, датчики параметров работы ДВС, 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 гходу блока выработки команд, генератор стабильной частоты, подсоединенный ко второму входу блока выработки команд, и блок задержки, подсоединенный к третьему входу олока выработки команд, причем выход счетчика такжс подсоединен к четвертому входу блока выработки команд, а второй выход блока выработки команд подсоединен ко входу блока задержки и в1орому входу усилителя мощности.

Благодаря этому известная система зажигания для ДВС реализует оптимальные характеристики режимов работы двигателя по контролируемым параметрам, рассчитывая момент пскрообразования и момент начала накопления энергии в катушке зажигания. Система является гибкой н может быть использована для серийного двигателя, обеспечивая его оптимальную работу.

Недостатком известной системы являетсч невозможность оперативного изменения зависимостей угла опережения зажигания от параметров работы двигателя, изменение которых связано с эксплуатацией двигателя. В этом случае требуется определение измененных параметров работы двигателя и перепайка блока выработки команд, что невозможно осуществить даже на станциях технического обслу>кпвания, так как требует сложной, дорогостоящей аппаратуры. обычно используемой на серийных заводах.

Цель изобретения — повышение точности и оперативности настройки системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему зажигания для ДВС, содер>кашую соединенные последовательно блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсоединенным к нему датчиком метки и усилитель мощности, блок определения параметров работы, датчики параметров работы, например датчики, скорости вращсния 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

30 ! > о

4 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 четвертому входу блока выработки команд, блок

> правления подсоединен к третьему входу блока оперативного запоминающего устройства.

Для четырсхцилиндрового ДВС система дополнительно 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, и выход, соединенный со входом до -,олнительного 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 фпг. 1 представлена блок-схема системы зажигания для ДВС; на фиг. 2 блок-схема системы, зажигания для четырехцплпндрового ДВС; на фиг. 3 — временная диаграмма работы системы.

Система зажигания для ДВС содер>кит блок выработки команд 1, имеющий четыре входа, к которым подсоединены генератор 2 стабильной частоты, олок 3 оперативного запоминающего стройства, счетчик 4 и блок задержки 5, п четыре выхода, первый пз которы. . подсоединен к блоку 3, вто. рой — ко входу блока 5 задержки и входу усплптсля мощности 6, третий — ко входу блока 7 вычисления, а четвертый — ко входу блока 8 определения параметров работы, выход которого подсоединен ко втором входу блока 3, блок управления 9, подсоединенный к третьему входу блока 3, датчик метки 10, соединенный к счетчику 4, датчик

11 скорости вращения 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 начинаетcs: с ввода в нес заданных характеристик, индивидуальных для каждого двигателя.

Работает система следующим образом.

Команда на усилитель мощности 6 о момснте пскрообразования поступает от блока выработки команд 1. Этот же сигнал поступает на вход блока выработки команд 1 через блок 5 задержки, после чего система приходит в исходное положение

830828

5 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 поступающей в него от датчика 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС, да1чика 12 температуры охлаждающей жидкости, дат гика 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 и передаст эту информацию обратно в блок выработки команд 1, формирующий на своих выходах сигналы, длительности которых определяются зависимостями угла опережения момента искрообразова ния от параметров рабогы ДВС.

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

Например, пусть требуется реализовать линейную зависимость угла опережения зажигания (8) от угловой скорости (го) 8 = К ° ю. Так как 8 = о ° т, то т = К.

Следовательно, угол опережения момента искрообразования будет равен числу импульсов с частотой f =, зафиксиро2;т ванных за время т, формируемое в данном случае блоком выработки команд 1. Лналогично реализуются зависимости угла опережения зажигания от других параметров

ДВС.

На фиг. 3 изображена временная диаграмма работы системы. После момента предыдущего искрообразования, обозначенного на фиг. 3 звездочкой (""), блок 5 задержки формирует время задержки т3.

Затем 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 Ne и времени накопления энергии в катушке зажигания N„. Эту информацию блок 7 вычисления передает в счетчик 4, который отсчитывает импульсы, пропорциональные сумме углов N8 и N„, за время т х и т,. После этого счетчик 4 прекращает счет до прихода сигнала с датчика 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 им6 пульсов, пропорциональных углу (180 —

Х0 — N „) за время т 180 — Ne — N „.

Затем счетчик 4 передает сигнал на усилитель могцности 6 о начале накопления

5 энергии в катушке зажигания в течение гремени т -, После накопления энергии в катушке зажигания блок выработки команд 1 передает на усилитель мощности 6 команду о

10 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

15 ДВС реализует оптимальные характеристики режимов работы ДВС, индивидуальные для каждого двигателя, что повышает точность настройки системы и обеспечивает наивысшую эффективность работы ДВС с

20 наименьшим содержанием окиси углерода, окиси азота и углеводородов в отработавших газах.

В процессе эксплуатации двигатели изменяется его скоростные, нагрузочные и

25 регулировочные характеристики. Возникает необходимость корректировки первоначальной заданной характеристики ДВС. Оперативная настройка системы, заключающаяся в изменении содержимого блока 3, в этом

30 случае производится оператором с помощью переключателей, установленных на блоке управления 9, аналогично подготовке системы к работе, но без остановки двигателя.

25 Работа системы по новым измененным характеристикам начинается не позже, чем через один оборот коленчатого вала ДВС после подачи команды оператором.

Система зажигания для четырехцилинд40 рового ДВС (фиг. 2) содержит дополнительно счетчик 15, имеющий два входа, к которым подсоединены счетчик 4 и датчик

11 скорости вращения коленчатого вала

ДВС. Выход счетчика 15 соединен со вхо45 дом усилителя мощности 16. Счетчик 17 имеет два входа, к которым подсоединены блок выработки команд 1 и датчик 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС.

Выход счетчика 17 подсоединен к другому

50 входу усилителя мощности 16. Рабочий цикл четырсхцилпндрового ДВС происходит за два оборота коленчатого вала, поэтому на каждую половину его оборота должно произойтп искрообразование в одном из цилиндров ДВС. С этой целью после окончания счета счетчика 4 сигнал с

ыо выхода поступает в усилитель мощности 6 и одновременно на вход счетчика 15. с приходом этого сигнала счетчик 15 начи50 нает счет импульсов со скоростью, определяемой датчиком 11 скорости вращения коленчатого вала ДВС до количества, соответствующего углу поворота коленчатого вала ДВС на 180 . После окончания счета

55 счетчик 15 передает сигнал на усилитель

830828

7 мОЩИОсти 16 О и!!час(с ИÇKO(lлснн51 энсpfll(l

В киту шкс зажигания.

Сигнал с вь(ходи блока выработк(! ком 3 нд 1, поступ (1101(I H x на Вход чс ил птсл я моlцностп (1, oдноврсмсH((o (!o+3CTcH 113 13х03 счетчика 17, с приходом этого сигнала счетчик 17 начинает счет импульсов со скоpocThI0, Опрсделясмо(! д3T (ик05! 1 1 скОрОсти вращения коленчатого вала ДВС до количества, соо гвстствуюн(cro углу повороти коленчатого нала ДВС на 180 . После окончания счета счетчик 17 передаст Hа другой

ВХОД сил(ITc;I Я ъ(0(ЦHocTI(1 6 ко. (3((;f" 0 моменте искрообразования.

Достижение высокой точности и сш!>кение, как минимум, на порядок, врсмсни настройки системы приводит к повышеник1 эффективности эксплуатации двигателя путем оперативного снятия характеристик

ДВС.

Реализация сложных зависимостей момента искрообразования от скорости, нагрузки, температуры, положения дроссельной заслонки и других параметров работы

ДВС позволяет снизить расход топлива на

8 — 10% и уменьшить токсичность отр а бота вших газов.

Предлагаемая система зажигания для

ДВС также мо !сст 61 (rb HCHO:Ih30B3H3 B загодских условиях в качестве инструмента для исследований процессов зажигания в

ДВС, в частности, для определения оптимальных углов опережения зажигания в зависимости от параметров эксплуатации: скорости, нагрузкн, температуры и т. д.

Формула изосретения

1. Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая сосдиненныс последовательно блок выработки команд, блок вычисления, счетчик с подсоединенным к нему датчиком метки, и усилитель мощности, блок определсгн!я па раметров работы, датчики параметров работы, например датчики скорости вращения коленчатого вала, температуры охлаждàloшей жидкости, нагрузки, положения дроссельпой заслонки, подсоединенныс к блокам вычисления и определения параметров работы, генератор стабильной частоты, подсоединенный к первому входу блока выработки команд, 11 блок задержки, подсосди5 псиный ко второму входу блока выработки команд, причем выход счетчика подсосдн1(c(1 к третьему входу блока выработки (.оманд, второй выход которого подсоединен ко входу блока задержки и второму входу усилителя мощности, о т;I и ч а юlIi, а я с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности настройки, в нес введен блок оперативного запомпнаю(цсго устройства, один вход которого подсосдинен к выход блока определения параметрог работы, другой вход — к TpcT(,cм выходу блока выработки команд, а выход — к чстьертому входу блока выработки команд, блок управления подсоединен к третьему

20 ьходу блока оперативного запоминающего устройства.

2. Система по п. 1, о тл и ч l ю щ а я с я тем, что для !стырехцнлиндрового ДВС она дополнительно содержит два счетчика и

25 HTOPOH»Pl! ÷åì псРвый дополнительный счетчик имеет два входа, к которым подсоединены счетчик и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, и выход, соединенный со входом дополни3Q тельного усилителя IOIIIHocTH, второй дог(олнительный счстчик имеет также два входа, к которым подсоединены блок выработки команд и датчик скорости вращения коленчатого вала ДВС, II »(!sop, соединен35 ный с другим входом дополнительного усилителя мощности.

Исто(ники информации, I(pH1l51 r»lc lso 3íí. i(;1 н!(с «ри экс пер rH3c

1. Патснт ФРГ Л 2339755, кл. 1= 02 Р

5/08, 1975.

2. Роль снсциилы(ых электронных устройств. предназначенных для исследований

45 в ооласти ав" îì, îáèë,üíîé электроники. Материалы гл!мш(зиума по автомобильной элек(роннкс, Париж, 1978.

3. Лнторскuc свидетельство СССР по:(иянкс Л< 2597731106, 28.03.78.

830828 l up Гrv„ мега с У нмт

4М7

Вмт

Фиг 4

Составитель В. Седов

Редактор И. Гохфельд Техред А. Камышинкова Корректор Т. Добровольская

Подписное

Заказ 1196

Изд, J42 I 15 Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпнй !

13035, Москва, Ж-35, Раушская аб., д. 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома