Способ регулирования угла зажигания двигателя внутреннего сгорания

-- м нд 1 мнпатентнс.теИ- С А-ЗИ Союз Советских Социалистических Республик(53)М. Кл.з Р 02 Р 5/08 с присоединением заявки Мо(осударственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) ПриоритетОпубликовано 07,12,80.бюллетень МоДата опубликования описания 07. 12. 80(71) Заявитель Московский институт радиотехники, электроники и автоматики(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к двигателе- строению, в частности к способам автоматического регулирования двигателя внутреннего сгорания, а именно к способам аналогового регулирования 5 угла зажигания двигателя внутреннего сгорания.Известны способы регулирования угла зажигания двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что 10 угол зажигания измеряют при помоши центробежного автомата в зависимос" ти от частоты вращения двигателя и при помощи мембранного вакуумного автомата - в зависимости от нагруз" ки двигателя (11 .Недостатком таких способов является низкая точность регулирования угла зажигания из-за наличия значительного гистереэиса у механических автоматов.Известны также способы регулирования угла зажигания двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что осуществляют запись инфор мации в аналоговое запоминающее устройство в. виде произведения параметра записи и времени записи, равного времени поворота вала двигателя, на некоторый определенный угол записи, 30 считывают полученную информацию и по окончанию считывания производят искрообразование 21 .Указанные способы имеют низкую точность регулирования угла зажигания вследствие инерционности про" цесса регулирования.Целью изобретения являются обеспечение безынерционности и увеличе" ние точности регулирования угла зажигания.Поставленная цель достигается ,тем, что в период времени между записью и считыванием осуществляют запоминание и ее коррекцию, а также тем, что коррекцию осуществляют в те чение времени, пропорционального частоте вращения вала двигателя, Кроме того, поставленная цель достигается тем, что коррекцию угла зажигания осу.1 ествляют по нагрузке двигателя путем изменения значения параметра записи и (или) считывания.На фиг. 1 дана блок-схема устрой" ства, реализующего способ регулирования угла зажигания двигателя внут-. реннего сгорания; на фиг. 2 - зависимости угла зажигания от частоты вращения вала двигателя; на фиг 3 - временная диаграмма процессов, лояс 785540няющая сущность предлагаемого способа; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы.Устройство содержит регулятор 1угла зажигания, выполненный в видезапоминающего устройства, управляемые ключи записи 2 и считывания 3информации, источники 4 и 5 информации соответственно записи и считывания, логический блок б, датчик 7 фиксированного времени коррекции, датчики 8 и 9 времени соответственно записи и считывания,датчик 10 нагрузки двигателя, силовой ключ 11.и катушку 12 зажигания.Способ регулирования угла зажигания двигателя внутреннего сгоранИя заключается в том, что осуществляют запись информации в аналоговое запоминающее устройство ввкде произведения параметра записии времени записи, равного времениповорота вала двигателя, на некоторый определенный угол записи, затем осуществляют запоминание, информацию, ее коррекцию и считывание, а по окончанию считыванияпроизводят искрообразование.При пусковых частотах вала искрообразование осуществляется вмомент времени с, (фиг. 3) приугловых положениях вала, соответствующих верхней мертвой точке(ВМТ) поршня. Времени с соответиоствует угол поворота вала Ор, который примем за начало отсчета.При запуске (ЫрЫОЭ,)(фиг. 2)логический блок 6 переключает входключа 11 на выход регулятора 1, спомощью которого осуществляется регулирование угла зажигания,Один цикл работы устройства состоит из трех временных интервалов(фиг, 3); время записи сравноевремени поворота на некоторый уголВ , время считывания сц,равноевремени поворота вала на некоторыйпостоянный угол; время паузывремя между окончанием времени эаписи и началом времени считывания,Одновременно с началом времени записи запускается датчик 7 фиксированного времени коррекции со, однако истинное время корреции является разностью с 1 Ср и Ср (С 1 Сс,со -с,п ) .В течение времени записи открыт ключ 2 (фиг. 1), и в запоминающее устройство 1 вводится информация 9в виде произведения некоторого зйачения параметра записи "А" и времени записиВ качестве параметра записи "А" (и считывания "В") может быть исполь зована некоторая величина, изменяющая состояние носителя информации запоминающего устройства, Так для магнитного запоминающего устройства 5 10 1.г 20 25 30 35 40 45 59 55 б 5(ЗУ) такой величиной может быть напряжение, приложенное к обмотке в течение времени записи (считывания).При записи информации в такое ЗУ в магнитном сердечнике ЗУ изменяется значение индукции. В конденсатор. ном и электрохимическом ЗУ параметром записи (считывания) может быть ток, осуществляющий заряд (разряд) конденсатора или перенос вещества в течение времени записи информации.Мерой записанной информации 6(фиг. 3)в зависимости от типа используемого ЗУ является соответственно значение индукции, заряда ( напряжения) и количества вещества (электричества),Рассмотрим три режима работы двигателя в соответствии с участками характеристики зажигания (фиг. 2),Режим малых оборотов (СОр (о.)- С 1, ) (фиг. 2 и 3), На фиг. 3 показаны в временные диаграммь: напряжений (сигналов), вырабатываемых соответственно датчиками записи (Чп ), считывания (Чч ) и коррекции (Чд ), при малой частоте вращения вала, Поскольку время записи спсоответствует времени. поворота вала на определенный угол дп , то, очевидно, время записи обратно пропорционально частоте вращения вала, При(ЫЫ) время записи с в больше времени с,ср и, записанная за время записи с. информация вп(фиг. 3), сплошная линия "запоминается" и сохраняется в ЗУ До прихода сигнала о начале времени считывания, после чего открывается ключ считывания и осуществляется считывание информации из носителя ЗУ под.действием параметра считывания в течение времени выборки С . В момент окончания выборЬ ки с осуществляется искрообраэование при фиксированных значениях параметров записи и считывания ("А" и "В")момент искрообразования может бытьсовмещен с начальным моментом искрообразования. Угол опережения зажигания при этом равен нулю,Особенностью способа является то,что при неизменных параметрах записи и считывания ("А" и "В") и отсутствия коррекции количества записаннойинформации, угол зажигания постоянен и не зависит от частоты вращения вала. Это позволяет сформировать горизонтальные участки характеристик зажигания (фиг. 2) для малых частот вращения вала Ы.И 1.ЫРежим средних оборотов (1,Э,Ы.ИД (фиг. 2 и 4), При увеличении угловой частоты вала Ы время записи с уменьшается и при частоте со становится РавнЫм вРемени сср, ПРи дальнейшем увеличении ы возникает и пропорционально возрастает время коррекцииравное как было указано, разности времени с,ср и с . В течение времени коррекции с осуществляетсягде А В - приращение магнитной индукции;У - среднее значение приложенсрного к обмотке напряжения;с - время приложения напряжения;и - число витков обмотки;5 - сечение сердечника,В качестве меры количества информации принимает приращение индукции ЬВ, а в качестве параметровзаписи, коррекции и считываниясоответствующие напряжения Чрс Чсл . Для процессов записи,коррекции и считывания (выборки)можно записатьц с Цдъдд - дд) дъ- д. 6 50 фсчсоответственновремя записи, коррекции и выборки. г частичное считывание информации, записанной во время записи, в количестве, пропорциональном времени коррекции, т.е. частоте вращения вала двигателя, В качестве параметров коррекции удобно использовать параметр считывания "В", так как в этом случае осуществления коррекции используется ключ считывания и нет необходимости введения в схему отдельного ключа коррекции.По окончании времени коррекции оставшаяся в ЗУ информация запоминается и сохраняется до начала времени считывания (выборки), после чего вновь открывается ключ считывания и осуществляется окончательная выборка информации, В момент окончания выборки подается сигнал на искрообразование, Нетрудно видеть, что угол опережения зажигания тем больше, чем больше время коррекции ск, которое, в свою очередь, пропорционально частоте вращения вала ЮИз приведенного следует, что зависимость О (и);.характеристика зажигания - в рассматриваемом режиме линейна (фиг, 2).В качестве примера рассмотрим математическое описание процессов применительно к магнитному аналоговому запоминающему устройству.Пусть магнитное Зу содержит в своем составе магнитный сердечник сечением 5 и обмотками записи, коррекции и считывания с числами витков соответственно ып, ик, иск,В соответствии с интегральным законом электромагнитной индукции для сердечника с обмоткой можно записать Из привеценного выше следует, чтоЬ 8 -48=М . Принимая во внимание,что с получимсч )к 1 счЭ= -- Ь --- 1 ц 1Ь Цсч ФЪО Ъп исча 1 с кЗдесь Эь и вьо - угол поворотавала за время выборки и записи соответственно. Учитывая, что 6= 8, -бгде О - угол опережения с 0 зажигания и Вс - угол поворотавала от начала выборки до началаотсчета 9, а также полагая, чтодля коррекции можно испольэоватьпараметр и обмотку считывания, будемиметЬ:В=вп,- - ,д Вьп+Зп счВ рассмотренном выше режиме малыхчастот вращения вала величина сотрицательная и логический блок нЕоткрывает ключ коррекции (считывания)что равносильно тому, что величинав формуле 2 равна нулюВ=8 - - П - - 9ф ч(М 25 т исч аМ ЪоПри этом не трудно видеть, угол зажигания постоянен и не зависит отчастоты вращения вала двигателя.Для второго режима, когда ск ) Оформулу 2 можно представить в видеОа чоткуда следует, что зависимость,8(Ю линейна и угол опережения зажигания пропооционален частоте вращения вала ц)Режим больших оборотов вала двигателя (И )ШИТ (фиг. 2 и 5).40 В этом режиме время коррекции занимает все время паузы ск =сп илис=с,=Э /Ы (5)Подставим (5) в управление (2)получим;45 Осчфу " с (6)где Оп - угол поворота вала за время паузы.Из выражения (6) следует, что врежиме больших оборотов угол опережения зажигания также не зависит отчастоты вращения вала двигателя.Из приведенного следует, что полученая зависимость Э(Ъ 11 соответствуетхарактеристике зажигания - линия 1,(фиг. 2),Из уравнений (2, 4 и б) следуеттакже, что изменением значения парабО метра записи Чп и (или) считыванияЧхарактеристика может быть смещена вертикально вверх и вниз, что позволяет осуществлять коррекцию угловзажигания по различным параметрамдвигателя, и, в частности, по на 785540грузке, как зто показано пунктиром на фиг. 2 и 3Предлагаемый способ обеспечивает безинерционность регулирования, так как в устройстве нет инерционных, зле"ентов, а также высокую термостабильность и стабильность работы устройства во времени ввиду того, что погрешности преобразования информации, вызванные изменениями характеристик ЗУ и возникающие при записи информации, полностью компенсируются при ее считывании.Формула изобретения1. Способ регулирования угла зажигания двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что осу,ществляют запись информации в аналоговое запоминающее устройство в ви" де произведения параметра записи и времени записи, равного времени поворота вала двигателя на некотбрый оп- . ределенный угол записи, считывают полученную информацию и по окончании считывания производят искро,образование, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью обеспечениябезинерционность и увеличение точности регулирования угла зажигания,в период времени между записью исчитыванием осуществляют запоминание информации и ее коррекцию.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й. с я тем, что коррекциюосуществляют в течение времени, Пропорционального частоте вращения валадвигателя,3, Способ по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что коррекцию угла зажигания осуществляютпо нагрузке двигателя путем изменениязначения параметра записи и (или)считывания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3935843,20 кл. 123-117, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2593912/06,кл. Г 02 Р 5/08, 1978 (прототип),Тираж б 08Государственного клам изобретений иМосква ЖРау Подписноитета .СССРкрытийкая наб,4 овинска