CN107201979A - 一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法 - Google Patents

一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法 Download PDF

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余剑
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Abstract

本发明公开了一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法，属于发动机点火控制技术领域，包括以下步骤：一、获取小型四冲程发动机内活塞连续运转两圈的时间，将活塞运转第一圈的时间记为T1、活塞运转第二圈的时间记为T2；二、获取T1与T2的差值；三、若步骤二中的差值为正，判定T2对应的第二圈为点火周，T1对应的第一圈为不点火周，令数字点火器在T2内点火；若步骤二中的差值为负，判定T1对应的第一圈为点火周，T2对应的第二圈为不点火周，令数字点火器在T1内点火。本发明提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，利用活塞连续运转两圈的差异判定点火周和不点火周，实现了小型四冲程发动机循环运转过程内只在点火周内点火的目的，吻合发动机的运行原理。

Description

一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法
技术领域
本发明涉及发动机点火控制技术领域，尤其涉及一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法。
背景技术
近年来，国内小型发动机生产商逐渐采用数字点火器用于实现发动机的点火。现有国内市场上的数字点火器均采用与原模拟电路点火器相同的断火或大退角的方式实现限速，存在限速不稳、发动机转动至限速段时有异常噪音及排气温度高的问题，尤其是将原来用于二冲程发动机的点火器用于小型四冲程发动机时，问题更为突出。
由于生态环境对发动机排放值的要求越来越高，四冲程发动机的排放值优于二冲程发动机使其应用更加广泛，许多手持电动工具都以小型四冲程发动机为动力源。由于很多手持电动工具都是近身使用的，发动机的运行噪声关系到用户的身心健康，发动机的转速稳定性和排气温度会直接影响发动机的性能和寿命，所以，如何通过合理的数控程序使数字点火器稳定控制发动机的转速和声音是手持类电动工具的问题之一。
现有的小型发动机在每四个冲程内点火两次，分别在压缩冲程与排气冲程。压缩冲程在活塞将可燃混合气体压缩到一个很小的空间内时，数字点火器控制火花塞产生电火花，点燃可燃混合气体，此次点火为有效点火。排气冲程在活塞将废弃排出只剩下一个很小的空间内残留，数字点火器控制火花塞产生电火花，此次点火是无效点火。由于大部分废气已经排出，数字点火器控制火花塞产生的电火花很难点燃残留的小部分废气，因此，排气冲程内的点火是无效点火。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种在发动机的一个工作循环内只点火一次的小型四冲程发动机的数字点火控制方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，包括以下步骤：
步骤一：获取小型四冲程发动机内活塞连续运转两圈的时间，将活塞运转第一圈的时间记为T1、活塞运转第二圈的时间记为T2；
步骤二：获取T1与T2的差值；
步骤三：若步骤二中的差值为正，判定T2对应的第二圈为点火周，T1对应的第一圈为不点火周，令数字点火器在T2内点火；
若步骤二中的差值为负，判定T1对应的第一圈为点火周，T2对应的第二圈为不点火周，令数字点火器在T1内点火。
优选的，所述点火周设有开始相位点t，数字点火器的点火时刻t′与开始相位点之间设有延迟时间Δt。
优选的，所述Δt为0ms～120ms。
优选的，所述点火周和不点火周内均设有脉冲电压，点火周内的脉冲电压用于实现数字点火器的点火。
优选的，所述数字点火器的点火时刻t′与脉冲电压的峰值对应。
优选的，所述脉冲电压为尖脉冲电压。
优选的，所述小型四冲程发动机内的活塞连续运转两圈包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程及排气冲程，进气冲程与压缩冲程合为一圈，燃烧冲程与排气冲程合为一圈，不点火周的时间为进气冲程时间与压缩冲程时间的时间和，点火周的时间为燃烧冲程时间与排气冲程时间的时间和。
采用上述技术方案后，本发明提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法具有如下优点：
1、本发明提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，对现有小型四冲程发动机的点火方法进行了改进，由于点火周是靠可燃性气体爆燃推动活塞实现发动机的运转，而不点火周是靠部件惯性实现运转的，所以发动机在点火周内与不点火周内的转速会有微小差异，从而导致活塞在点火周和不点火周的运行时间有差异。本发明利用活塞连续运转两圈的差异判定点火周和不点火周，实现了小型四冲程发动机循环运转过程内只在点火周内点火、而在不点火周内不点火的目的，吻合发动机的运行原理，提高了数字点火器的点火有效率，有利于节约资源。
2、令数字点火器的点火时刻t′滞后于点火周的开始相位点t，保证发动机各部件可以在不点火周内依靠惯性实现运转，进而保证小型四冲程发动机在一次点火的目的下还能正常工作。
3、点火周内和不点火周内均设置脉冲电压，只有点火周内的脉冲电压参与数字点火器的点火，有利于节约匹配脉冲电压与点火周的时间及程序，提高点火即时性。
4、数字点火器的点火时刻t′与脉冲电压的峰值对应，点火时，脉冲电压正好处于峰值处，有利于保证数字点火器能顺利点火，提高点火准确率。
5、进气冲程与压缩冲程对应不点火周，燃烧冲程及排气冲程对应点火周，燃烧冲程及排气冲程中活塞的运行通过可燃气体的爆燃实现，进气冲程及压缩冲程中活塞的运行依靠惯性实现，符合小型四冲程发动机的运行原理。
附图说明
图1为本发明实施例一小型四冲程发动机的数字点火控制方法的流程图；
图2为本发明实施例一小型四冲程发动机的数字点火控制方法中发动机循环运行时的相位图；
图3为本发明实施例一小型四冲程发动机的数字点火控制方法中工作电压的示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明实施例一提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，包括如下步骤：
步骤一：获取小型四冲程发动机内活塞连续运转两圈的时间，将活塞运转第一圈的时间记为T1、活塞运转第二圈的时间记为T2；
步骤二：获取T1与T2的差值；
步骤三：若T1-T2的差值为正，判定T2对应的第二圈为点火周，T1对应的第一圈为不点火周，令数字点火器在T2内点火；
若T1-T2的差值为负，判定T1对应的第一圈为点火周，T2对应的第二圈为不点火周，令数字点火器在T1内点火。
如图2所示，本实施例的小型四冲程发动机的活塞连续运转两圈包括进气冲程AB、压缩冲程BC、燃烧冲程CD及排气冲程DE，进气冲程AB与压缩冲程BC合为一圈，燃烧冲程CD及排气冲程DE合为一圈。活塞运行进气冲程AB花费的时间为t1，运行压缩冲程BC花费的时间为t2，运行燃烧冲程CD花费的时间为t3，运行排气冲程DE花费的时间为t4。
燃烧冲程CD及排气冲程DE中活塞的运行通过可燃气体的爆燃实现，进气冲程AB及压缩冲程BC中活塞的运行依靠惯性实现。发动机在进气冲程AB及压缩冲程BC内的转速比发动机在燃烧冲程CD及排气冲程DE内的转速快，如此导致(t1+t2)＞(t3+t4)，因此，t3+t4为点火周，t1+t2为不点火周，即不点火周的时间为进气冲程时间t1与压缩冲程时间t2的时间和，点火周的时间为燃烧冲程时间t3与排气冲程时间t4的时间和。
点火周设有开始相位点t，对应图2中的点C，数字点火器的点火时刻t′与开始相位点之间设有延迟时间Δt。本实施例中，Δt为0ms～120ms。令数字点火器的点火时刻t′滞后于点火周的开始相位点t，保证发动机各部件可以在不点火周内依靠惯性实现运转，进而保证小型四冲程发动机在一次点火的目的下还能正常工作。
如图3所示，点火周和不点火周内均设有脉冲电压，点火周内的脉冲电压用于实现数字点火器的点火。数字点火器的点火时刻t′与脉冲电压的峰值对应。只有点火周内的脉冲电压参与数字点火器的点火，有利于节约匹配脉冲电压与点火周的时间及程序，提高点火即时性。
本实施例中，脉冲电压为尖脉冲电压。
本实施例提供的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，对现有小型四冲程发动机的点火方法进行了改进，利用活塞连续运转两圈的差异判定点火周和不点火周，实现了小型四冲程发动机循环运转过程内只在点火周内点火、而在不点火周内不点火的目的，吻合发动机的运行原理，提高了数字点火器的点火有效率，有利于节约资源。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (7)

1.一种小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：获取小型四冲程发动机内活塞连续运转两圈的时间，将活塞运转第一圈的时间记为T1、活塞运转第二圈的时间记为T2；
步骤二：获取T1与T2的差值；
步骤三：若步骤二中的差值为正，判定T2对应的第二圈为点火周，T1对应的第一圈为不点火周，令数字点火器在T2内点火；
若步骤二中的差值为负，判定T1对应的第一圈为点火周，T2对应的第二圈为不点火周，令数字点火器在T1内点火。
2.根据权利要求1所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述点火周设有开始相位点t，数字点火器的点火时刻t′与开始相位点之间设有延迟时间Δt。
3.根据权利要求2所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述Δt为0ms～120ms。
4.根据权利要求2所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述点火周和不点火周内均设有脉冲电压，点火周内的脉冲电压用于实现数字点火器的点火。
5.根据权利要求4所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述数字点火器的点火时刻t′与脉冲电压的峰值对应。
6.根据权利要求5所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述脉冲电压为尖脉冲电压。
7.根据权利要求1-6任一项所述的小型四冲程发动机的数字点火控制方法，其特征在于，所述小型四冲程发动机内的活塞连续运转两圈包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程及排气冲程，进气冲程与压缩冲程合为一圈，燃烧冲程与排气冲程合为一圈，不点火周的时间为进气冲程时间与压缩冲程时间的时间和，点火周的时间为燃烧冲程时间与排气冲程时间的时间和。
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