Устройство регулирования угла опережения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9 1)5 Г 02 Р 5/04 ЗОБРЕТЕН ТЕНТ телям, в частности к двигателям внутреннего сгорания для оптимизации угла опережения зажигания в ДВС, Устройство содержит датчик 1 сигнала вибраций с выходным процессором 2. сглаживающий фильтр 3, 2 компаратора 4, 5, арифметическое устройство 9, регулятор 12 равномерного управления моментом зажигания, преобразователь 11 частота - напряжение, входную 10 и выходную 13 клеммы, одновибратор 6, пропорциональный формирователь 7 динамики. сигнала восстановления, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛАОПЕРЕЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к тепловым двигаФигЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ 1745133 А10 20 30 35 40 50 55 ФИзобретение относится к двигателямвнутреннего сгорания, в частности, в устройствах оптимизации угла опережения зажигания.Известно устройство для регулированияугла опережения зажигания, представляющее собой электронный октан-корректор, содержащий управляемый формировательвременной задержки и потенциометрический регулятор.Однако таое устройство требует постоянной корректировки времени задержкисигнала в зависимости от применяемого октанового числа топлива, нагрузки на двигатель, температуры всасываемого воздуха ит.д, ТаМая корректировка осуществляетсяводителем вручную, во время движения автомобиля, что приводит к повышенному расходу топлива, снижению динамическиххарактеристик двигателя, его перегреву, Приэтом угол опережения зажигания во всем диапазоне частот вращения оптимизироватьневозможно, что является дополнительнымфактором, влияющим на безопасность движения автомобиля.Известно устройство контроля и распределения моментов зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащеедатчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика,сглаживающим фильтром и компаратором,вход которого подключен к общей. точке соединения выходного процессора и сглаживающего фильтра, преобразователь частота -напряжение, последоввтельнО соединенныес регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, а арифметическоеустройство последовательно соединено с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой.Недостатком этого устройства являетсявысокая инерционность системы регулирования угла опережения зажигания в динамических режимах работы двигателя и. низкая точность процесса восстановлениясистемы в исходное состояние.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности регулирова.ния углов опережения зажигания напереходных режимах работы двигателявнутреннего сгорания,. Поставленная цель достигается тем, чтов устройство контроля и распределения моментов зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчиквибраций, последовательно соединенный свыходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и компаратором, вход которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика и сглаживающего фильтра. преобразователь частота - напряжение последовательно соединен с регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, арифметическое устройство, последовательно соединенное с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой, введены одновибратор, вход которого соединен с выходом первого компаратора, выходом - с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления и формирователя сигнала прямого преобразования, общая точка вторых еходое этих формирователей соединена с выходом второго компаратора. выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства. Третий вход пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой, Первый вход второго компаратора включен к общим точкам соединения первого компаратора и выходного процессора с сглаживающим фильтром, второй вход второго компаратора подключен к общей точке соединения входа первого компаратора и выхода сглаживающего фильтра.Пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления содержит логический модуль, включающий инвертор, последовательно соединенный с элементом И, второй вход которого соединен с одно- вибратором, а выходом - с интегратором с начальной установкой и регулируемым одновибратором, формирователь сигнала сброса интегратора, вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора. Входы формирователя сигнала сброса интегратора и регулируемого одновибратора соединены с входной клеммой, инвертор логического модуля соединен с выходом второго компаратора.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления; на фиг,З - временные диаграммы измерения параметров импульса детонации; на фиг,4 - временные диаграммы работы устройства,Устройство оптимизации угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания содержит установленный на двигателе вблизи свечи зажигания датчик 1 вибраций, последовательно включенный с выходным процессором датчика 2, сглаживающим фильтром 3 и вторым входом первого компаратора 4, первый вход которогоности регулирования углов опережения зажигания на переходных режимах работы двигателя внутреннего сгорания, в него дополнительно введены одновибратор, пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления, формирователь сигнала прямого преобразования, второй компаратор, при этом одновибратор входом соединен с выходом первого компаратора, выходом - с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления и формирователя сигнала прямого преобраЗования, общая точка вторых входов этих формирователей соединена с выходом второго компаратора, а их выходы соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства, третий вход пропорциональногоформирователя динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой, первый вход второго компаратора соединен. с вторым входом первого компаратора, второй вход второго компарэтора подключен к первому входу первого компаратора.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления содержит логический модуль, интегратор с начальной установкой, регулируемый одновибратор и формирователь сигнала сброса интегратора, при этом логический модульвключает инвертор, последовательно соединенный с элементом И, второй вход которого соединен с первым входом пропорционального формирователя дина-мики сигнала восстановления, а выход - с интегратором с начальной установкой, выход которого соединен с входом регулируемого одновибратора, вход формирователя сигнала сброса интегратора соединен с выходом регулируемогоо одновибратора, входы формирователя сигнала сброса интегратора и регулируемого одновибратора соединены с третьим входом пропорционального формирователя динамики, инвертор логического сигнала восстановления, вход инвертора логического модуля соединен с вторым входом пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления,Формула изобретения1, Устройство регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего, сгорания, содержащее датчик вибраций, по следовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и первым компаратором, второй вход . которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика и сгла живающего фильтра, преобразователь частота - напряжение, последовательно соединенный с регулятором равномерного уп-. равления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, 45 арифметическое устройство последовательно соединено с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точ ный интенсивности детонационного процесса (фиг.4 д). Импульсы восстановления,поступающие из пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления используются в арифметическом 5устройстве 9 для восстановления значениявыходного постоянного сигнала, соответствующего отсутствию детонации или меньшей ее интенсивности (фиг.4 д). Регулятор 12равномерного управления моментом зажиания, используя сигнал зажигания и выходное напряжение преобразователя 11частота - напряжение, пропорциональноечастоте вращения вала, с клеммы 10, а такжевыходное напряжение арифметического устройства 9, вносит задержку положительного фронта своего выходного сигнала(фиг.4 е). Задержка, вносимая в сигнал зажигания, имеет оптимальную. величину, необходимую для устранения детонации, 20существующей в текущий момент,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие иточность регулирования углов опережениязажигания на переходных режимах работы 25двигателя, что позволяет экономить топливо, применять его в широком диапазоне ок-.тановых чисел без дополнительнойрегулировки, увеличить ресурс двигателя,снизить токсичность выхлопных газов, . 30подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика 2 и сглаживающего фильтра 3, второй компаратор 5, первый вход которого подключен к общим точкам соединения первого компаратора 4 и выходного процессора датчика со сглаживающим фильтром 3, а второй вход подключен к общей точке соединения второго входа первого компаратора 4 и выхода сглаживающего фильтра 3, одновибратор 6, вход которого соединен с выходом первого компаратора 4, выходом - с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления и формирователя 8 сигнала прямого преобразования, представляющего логический элемент И, общая точка вторых входов этих формирователей соединена с выходом второго компаратора 5, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства 9, Третий вход пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой 10, подключаемой к прерывателю двигателя. Преобразователь 11 частота - напряжение последовательно соединен с регулятором 12 равномерного управления моментом зажигания, входы которого соединены с входной клеммой 10, Арифметическое устройство 9 последовательно соединено с регулятором 11 равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой 13, подключаемой к свече зажигания двигателя через силовой ключ икатушку зажигания (не показаны). Пропор.циональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления может. быть выполнен в виде (фиг.2) логического модуля 14включающего инвертор 15, последовательно соединенного с элементом И 16, второй. вход которого соединен с одновибратором 6, интегратором 11 с начальной установкойи регулируемым одновибратором 18. Устройство содержит также формирователь 19сигнала сброса интегратора, вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора 18. Формирователь 19 "сигнала сброса интегратора и регулируемый одновибратор 18 имеют входы, соединенные с входной клеммой 10.Устройство работаетследующим образом,Сигнал вибрации с датчика 1 вибрацийпоступает на выходной процессор датчика 2, где происходит его усиление.и выпрямление. Выпрямленный сигнал поступает на сглаживающий фильтр 3, первый компаратор 4 и второй аналоговый компаратор 5, Сглаживающий фильтр 3 формирует огиба 5 10 15 20 30 50 55 ющую выпрямленного сигнала вибраций, значение огибающей используется как опорное для компараторов 4 и 5. Пороги срабатывания этих компараторов различаются (фиг.За), следовательно, выходной сигнал второго компаратора 5 запаздывает по отношению к выходному сигналу первого компаратора 4 (фиг,Зб, в). Нарастающий фронт выходного сигнала первого компаратора 4 используется для запуска прецизионного одновибратора 6, который вырабатывает измерительный импульс (фиг,Зг).В формирователе 8 сигнала прямогопреобразования измерительный импульс и импульс из второго компаратора 5 используется для выработки импульса совпадения (фиг.Зд), длительность которого пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации, Такая зависимость позволяет определить интенсивность детонационного процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания. Импульс совпадения подается в арифметическое устройство 9, В пропорциональном формирователе 7 динамики сиг нала восстановления измерительныйимпульс и импульс второго компаратора 5 используется логическим модулем 14. Для формирования импульса крутизны импульс компаратора 5 инвертируется в инверторе 15 и сравнивается в элементе И 16 с измерител ь н ы м импул ьсом (фиг. Зе). Длительность этого импульса обратно пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации. Длительность импульса крутизны используется для 5 установления скорости восстановления углаопережения зажигания в сторону начальных значений после подавления или умень-.шения детонации.На пропорциональный формирователь 0 7 динамики сигнала восстановления такжепоступают импульсы сигнала зажигания через входную клемму 10 (фиг.4 а). Импульсы крутизны накапливаются в интеграторе с начальной установкой 17 (фиг,4 б). При отри цательном фронте сигнала зажигания регулируемый одновибратор 18 вырабатывает импульс восстановления. Выходное напряжение интеграгора 17 определяет длительность и м пул ьса одно вибратора 18. По окончании импульса восстановления интегратор 17 сбрасывается в начальное состояние формирователем 19 сигнала сброса интегратора (фиг,46, в), Импульсы регулируемого одновибратора 18 (импульсы восстановления) поступают на арифметическое устройство 9. Импульсы совпадения, поступающие из формирователя 8 сигнала прямого преобразования в арифметическом устройстве 9 (фиг.4), преобразуются в постоянный выходной сигнал, пропорциональ1745133 ставитель А,Лутхред М,Моргентал Редактор Е,Копч Корректор Т,Пали оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10 аказ 2205 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5