CN1154439A - 用于模型器具的电热式发动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置，它能改善此电热式发动机的起动性。一开关在每一预定时刻转换至恒定电压侧。一控制电路根据在转换期间流过的电流和恒定电压源的输出电压来检测此电热塞的电阻值。此电阻值相应于此电热塞的温度，并用来控制用于赤热此电热塞的恒定电流源的电流值。这使此电热塞的温度处于一充分确保此电热式发动机起动的水平上。

Description

用于模型器具的电热式 发动机的控制装置

本发明涉及一种用于一模型器具的电热式发动机(glow engine)的控制装置，尤其涉及一种控制装置，它适合于改进用于一模型器具的电热式发动机的起动性。

一种小排量的电热式发动机典型地用作一模型器具，如模型飞机，模型直升飞机，模型车，模型船或诸如此类的动力源。此电热式发动机属于热球式发动机(hot bulbengine)的范畴，它使用的燃料主要的由甲醇组成。

一种电热式发动机通常形成如图5(a)所示的外部结构。在这样构成的传统电热式发动机中，针阀100和节流阀102的开度均调节为将适当比率的燃料—空气混合物输送入汽缸104，并且向由铂合金或类似材料制成的电热塞106供电，以使此电热塞106赤热至高温。然后一曲轴108旋转。这导致在此汽缸104中压缩活塞110的燃料爆炸和燃烧。

一旦此电热式发动机起动，在发动机中燃烧的热和此电热塞106的热力或热惯性使此电热塞保持赤热，甚至在向此电热塞106的供电中断之后仍保持如此，以使此发动机的爆炸和燃烧可以维持。在图5(a)中，参考标号112表示一排放口或一排放阀，114是一传动器垫片，116是一螺旋浆螺母。120是一进气或吸入阀口，122是一曲柄，124是一连杆，126是一排气道或通路，128是一汽缸盖。

通常用于这样一种电热式发动机的而电热塞106通常按如图5(b)所示的方式构成。具体地说，此电热塞106包括一锁定路130，它是一六角形杆状并且其中具有一柱形槽，在此安置有一由铂合金制成的卷绕式加热器132或类似物。此卷绕式加热器132在它的一端通过一芯螺丝134与一顶盖136电连接，并且在它的另一端与此锁定器130的下端电连接。此锁定器130在它下部的外圆周设置一安装螺塞138。此芯螺丝134借助一绝缘垫片140与此锁定器130电绝缘。在此顶盖136和此锁定器130之间连接一电源如一电池或类似物，以使此卷绕式加热器132可以赤热。参考标号142表示一装配螺丝。

这样一种用于一模型器具的电热式发动机的结构设计为汽缸容积小至1到20cc，并采用简单的方式。为了起动此电热式发动机，通常需要准备适当比率的燃料—空气混合物并且充分加热此电热塞。

但是，此适当比率的燃料—空气混合物的准备需要技术和判别能力都要增加到相当的水平。否则，过剩的燃料供给使此电热式发动机滞塞，导致此电热塞被此燃料冷却，使得此电热塞的温度降低，从而使此发动机的起动更困难。

再者，此电热塞可以通过通常如图6中所示的电路由电池加热。如图6所示，供给此电热塞106的电流由电池142产生，该电池142可以是一铅电池，一镍镉电池或类似物，然后通过对恒定电流装置144如一可变电阻的调节把电流调为3至5A。这使得通过此电热塞106的电压大约为1.5V，以使此电热塞106可以加热至一足够高的温度。

通常，当一使用者不善于操作此电热式发动机时，此发动机的运转易于滞塞。在最坏的情况下，需要把此电热塞106从此电热式发动机中拆下使得从汽缸104中除去供给的过剩的燃料。这样，公知的是在现有技术中使用者为了起动此电热式发动机需要排除困难并完成复杂的操作。

当此发动机的运转滞塞时，此电热塞106由燃料冷却如上所示，从而难以起动此发动机。为了避免此困难，建议增加由该电热塞106产生的热，以改进此发动机的起动性。遗憾的是，这一方法有一缺点是使此电热塞106在使用期中易损坏，因为需要连续地供给此电热塞106过剩的电流。

本发明是鉴于此现有技术的上述缺点而作出的。

因此，本发明的目的是提供一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置，它能够在对此电热塞没有任何损坏地情况下改进此电热式发动机的起动性。

按照本发明，提供了一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置。在本发明中，安装在此电热式发动机上的电热塞的电阻值在此电热式发动机的起动期间，在每个预定时刻均得到测量，从而根据所测量的此电热塞的电阻值控制输入此电热塞的电流。

根据本发明，还提供了一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置。此控制装置包括在此电热式发动机起动期间用于把一恒定电流输送至安装在此电热式发动机上的一电热塞的一恒定电流源，一用于检测跨过此电热塞的电压的电压检测装置，和一用于基于输给此电热塞的恒定电流值和通过此电压检测装置检测的电压值计算此电热塞电阻值的控制装置，由此按照所计算的电阻值控制此恒定电流值。

在本发明的一个优选实施例中，当此电热塞的电阻值超过一预定值时，输出一标明此电热塞损坏的警报信号。

在如上所述的本发明的结构中，此电热塞的温度通过对其电阻值的测量而得到检测，并由此控制输至此电热塞的电流值，以使检测的此电热塞的温度达到一预定值。这就防止了在此电热式发动机滞塞时此电热塞温度的降低，这使此电热式发动机的起动性得到了明显的改善。

如上所述，本发明的结构还可如此构成，即当电热塞性能恶化时，产生警报信号。此构造允许此电热塞进行适当的更换，从而方便了此电热式发动机的维修。

本发明的这些和其他的目的以及许多附加的优点，通过以下结合附图的详细描述，可作出更好的理解。其中：

图1是本发明中用于模型器具的电热式发动机的控制装置的第一具体实施例的电路图；

图2是图1中控制装置操作的时间图；

图3是本发明中用于模型器具的电热式发动机的控制装置的第二具体实施例的电路图；

图4是图3中控制装置操作的时间图；

图5(a)是通常的电热式发动机的透视图；

图5(b)是一电热塞的剖面图；

图6是用于给一电热塞输入电流的常规电路的电路图。

本发明中用于模型器具的电热式发动机的控制装置将参照附图进行描述。

首先参照图1，其阐述了本发明中用于模型器具的电热式发动机的控制装置的第一具体实施例。

如图1所示，此所阐述的具体实施例的控制装置的构成是诸如一铅电池，一镍镉电池或类似产品的电池2与一恒定电压源3和一恒定电流源4相连接。这种结构允许此恒定电流源将一恒定电流从电池2通过开关5输送至电热塞1，从而赤热此电热塞1。

再有，此恒定电压源3将一恒定电压供给此电热塞1，以便检测此电热塞1的温度，从而在检测时刻基于通过此电热塞的电流值检测此电热塞1的温度。

标号6表示可以包括一中央处理器CPU的控制电路。此控制电路6自动控制从此恒定电流源4输出的恒定电流值，并检测从此恒定电压源3输至此电热塞1的电流值。还有，此控制电路6的功用是把此开关5转向此恒定电压源3的一侧以检测此电热塞1的温度。这样，当此电热塞1变劣时，此控制电路6检测此变劣以输出一警报信号给一显示警报装置或机构7。

此电热塞1的温度通过计算此电热塞1的电阻值来检测。这是基于这样的事实：此电热塞1的卷绕式加热器的电阻有一已知的正温度系数，这使得它的电阻值随着其温度的增加而增加。

这样制作的已阐述的具体实施例的控制装置的操作方法将参照图2进行描述。

此控制电路6转换此开关5以使此开关5的一活动触点(a)与它的一固定触点(b)相连，从而使一恒定电流从此恒定电流源4输至此电热塞1。当一预定的时间段过去后，此控制电路6转换此开关5以使此活动触点(a)与此开关5的固定触点(c)相连，从而允许一恒定电压从此恒定电压源3输至此电热塞1。这时，输入此电热塞1的电流由此控制电路6检测，以便在此控制电路6中计算出此电热塞1的电阻值。这就获得了此电热塞1的电阻值，这样此电热塞1的温度可以从已获得的电阻值中得到检测。

当检测到此电热塞1的温度降低时，此控制电路6控制此恒定电流源4从而增加此恒定电流源4的电流值；而当检测到此电热塞1的温度升高时，此控制电路6控制此恒定电流源4从而降低此恒定电流源1的电流值。这样控制的此恒定电流值使得此电热塞1在下一循环中赤热。

在每个循环T处通过向着此恒定电压源3侧转换开关5来完成电阻测量，这样此电热塞1的温度变化可以在实时而没有任何时间拖延的情况下得到检测。

例如，当在此电热式发动机中产生滞塞时，燃料额外地供给此发动机导致此电热塞1的温度降低，从而降低其电阻值。这在此电阻的测量时被检测，以通过此控制电路6进行控制，结果增加了从此恒定电流源4中输出的电流值，这导致在测量此电阻值之后，由此控制电路6的控制而减弱的恒定电流输给此电热塞1。这就有效地防止了此电热塞1的温度下降，从而改善了此电热式发动机的起动性。

当此电热式发动机起动时，在发动机中燃烧的热和此电热塞的热惯性使此电热塞1的温度升高。在这种情况下，检测到此电热塞1的电阻值在这电阻的测量时刻增加，通过此控制电路6的控制，结果降低了从此恒定电流源4输出的恒定电流值。由此控制电路6的控制减弱的恒定电流输给此电热塞1，这样，在不损坏此电热塞1的情况下可以改善此电热式发动机的起动性。

此电热塞1的性能恶化使此卷绕式加热器的输出减弱，结果其电阻值比此电热塞1处于通常状态时所获得的有所增加。这种恶化或增加通过此控制电路6被检测出来；结果当此电热塞1的电阻值达到一预定值或更多时，认为此电热塞1损坏。这使一警报信号输至此显示警报装置7。

此警报装置7显示此电热塞1的损坏并借助声音告知损坏的使用者。这使得使用者用一正常的电热塞1更换该已损坏的电热塞1。

参照图3，其阐述了本发明中用于一模型器具的电热式发动机的控制装置的第二具体实施例。

如图3所述，在此第二具体实施例的控制装置中，诸如一铅电池，一镍镉电池或类似产品的电池与一恒定电流源13和一恒定控制装置15相接，其中此恒定电流源13把从此电池12中输出的能量转变成一恒定电流，然后输给一电热塞11，使此电热塞11变得赤热。

此电流控制装置15还包括一中央处理器(CPU)，其功用是控制从此恒定电流源13输出的恒定电流值。还有，向此电流控制装置15供给由一电压检测电路14检测的电压值，此电压检测电路14起检测跨过此电热塞11的电压的作用，从而检测此电热塞11的温度。再有，当此电热塞11性能恶化时，此电流控制装置15检测此恶化，从而把警报信号输给显示警报机构16。

此电热塞11的温度通过计算此电热塞11的电阻值进行检测。这是基于这样的事实：此电热塞11的卷绕式加热器的电阻有一已知的正温度系数，致使其电阻值随着其温度的升高而增加。

现在参照图4描述该电流控制装置15的操作方式。

此电流控制装置15在S12步骤中检测此电热塞11的卷绕式加热器两端的电压。然后在S14步骤中，此电流控制装置15测量此电热塞11的电阻值，此电热塞11的电阻是基于从恒定电流源13输出的电流值和此卷绕式加热器两端的已检测的电压而得出的。

接着，此电流控制装置15在步骤16判定在步骤14中测量的电阻值是否比一预定值高。当前者被判定比后者高或此电热塞11的温度被判定降低时，此电流控制装置15在步骤S10增加从此恒定电流源13输出的恒定电流值。

然后，当所测量的电阻值被判定比此预定值高或此电热塞11的温度被判定升高时，在步骤S18降低从此恒定电流源13输出的电流值。

从此恒定电流源13输出的所控制的恒定电流使此电热塞11赤热到一预定温度。当循环时，执行图4中的操作，使此电热塞11的温度变化可以在实时没有任何时间拖延的情况下得到检测。

例如，当此电热式发动机发生滞塞时，此电热塞11的温度降低，而此温度是由于额外的燃料加入到此电热式发动机中，在步骤S16中被检测出来的，结果通过此电流控制装置15进行控制，以增加从此恒定电流源13中输出的电流值，随后通过此控制增加此恒定电流对此电热塞11的供给。这防止了此电热塞11的温度降低，从而有助于改善此电热式发动机的起动性。

这样，当此电热式发动机起动时，由此发动机燃烧的热和此电热塞11的热惯性使此电热塞11的温度增加。在这种情况下，在步骤S16中检测此电热塞11的电阻值的增量，以使此电流控制装置15控制此恒定电流源13，从而降低从那里输出的电流值。然后，这样减弱的此恒定电流供给此电热塞11，结果在此电热塞11没有任何损坏的情况下，此电热式发动机的起动性可以得到改善。

还有，此电热塞11的恶化使此卷绕式加热器的输出减少了，结果其电阻值比此电热塞1处于通常状态时所获得的有所增加。这种恶化或增加通过此控制电路6被检测出来；结果当此电热塞11的电阻值达到一预定值或更多时，认为此电热塞11损坏。这使一警报信号输送至此显示警报装置16。

此警报装置16显示此电热塞11的损坏并借助声音告知损坏的使用者。这使得使用者用一正常的电热塞11更换该个已损坏的电热塞11。

在本发明中，输给此电热塞的电流在1.5V电压的情况下通常可以设定为大约3至5A。再有，本发明可以这样构成即以检测此电热式发动机的起动来切断对此电热塞的供电的方法来进行控制。另一方面，可以检测出此发动机旋转速度的减慢，仅当转速减慢时，对此电热塞进行供电，以确保此发动机以一低速稳定旋转。

如从以上可以看出的，本发明的控制装置可以这样构成即通过测量其电阻值来检测此电热塞的温度，从而控制输给此电热塞的电流值，以使此电热塞的温度处在一预定值。这一结构防止了由于滞塞导致的此电热塞温度的下降，从而改善了此电热式发动机的起动性。

再有，本发明的构成以这样的方法即当此电热塞损坏时，产生一警报信号。这一结构确保了此电热塞实时地，恰当地更换，从而方便了此电热式发动机的维修。

在参照附图对本发明的较佳具体实施例进行详细描述的同时，可以根据上面所述提示进行各种改进和变化。因此要注意到在所附的权利要求中，本发明可以有除了明确描述以外的其它改进。

Claims (4)

1、一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置，其中安装在此电热式发动机上的电热塞的电阻值在此电热式发动机的起动期间，在每个预定时刻均得到测量，从而根据所测量的此电热塞的电阻值控制输入此电热塞的电流。

2、如权利要求1所述的控制装置，其中当此电热塞的电阻值超过一预定值时，输出一标明此电热塞损坏的警报信号。

3、一种用于模型器具的电热式发动机的控制装置包括：

一在此电热式发动机起动期间用于把一恒定电流输送至安装在此电热式发动机上的一电热塞的恒定电流源；

一用于检测通过此电热塞的电压的电压检测装置；和

一用于计算此电热塞电阻值的控制装置，其中此电阻值是基于输给此电热塞的恒定电流值和通过此电压检测装置检测的电压值计算获得的，由此按照所计算的电阻值控制此恒定电流值。

4、如权利要求3所述的控制装置，其中当此电热塞的电阻值超过一预定值时，输出一标明此电热塞损坏的警报信号。

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