Urzadzenie do sterowania zaplonem i wtryskiem silnika spalinowego Przedmiot wynalazku. Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do sterowania zaplonem i wtrys¬ kiem paliwa w silniku spalinowym czterosuwowym.Stan , techniki. Wynalazek ma zastosowanie zwlaszcza w silnikach, w których liczba i uklad cylindrów powoduje, ze nie ma regularnego po¬ wtórzenia katów zaplonu dla kazdego obrotu walu korbowego. Przypadek ten dotyczy silników jedno- cylindrowych oraz silników trzy-, szescio- dwuna- stocylindrowych. Na przyklad, w przypadku silni¬ ka szesciocylindrowego w ukladzie V, kolejne tloki osiagaja swoje zwrotne polozenie odkorbowe po obrocie walu korbowego odpowiednio o 90° i 150^ w ten sposób, ze cykl powtarza sie dopiero po obrocie walu korbowego o 720°, a za^on powinien oczywiscie wystapic przed przejsciem kazdego tlo¬ ka do zwrotnego polozenia odkorbowego, tworzac zmienny kat, zalezny od warunków pracy silnika.Istota wynalazku. Celem wynalazku jest reali¬ zacja urzadzenia, w którym zaplon powinien byc dokonywany z wieksza dokladnoscia niz ta, która sie otrzymuje w znanych urzadzeniach.Zgodnie z wynalazkiem 'urzadzenie charaktery¬ zuje sie tym, ze zawiera osadzona na wale korbo¬ wym krzywke walu korbowego ograniczajaca sze¬ reg identycznych wycinków przedzielonych równiez identycznymi wycieciami, o kacie srodkowym, któ¬ ry ma wspólny dzielnik z kolejnymi katami jakie tworza tloki pomiedzy ich poszczególnymi zwrot¬ nymi polozeniami odkorbowymi podczas calkowite- 10 15 20 25 80 go cyklu pracy silnika. Nastepnie urzadzenie za¬ wiera zespól detekcyjny odleglosci, zamontowany na stale przy krzywce walu korbowego i zawiera¬ jacy co najmniej jeden czujnik, przy czym liczba czujników zalezy od liczby wycinków krzywki i od cyklu silnika, aby dla polozenia zwrotnego kazdego tloka koniec wycinka krzywki pokrywal sie z czuj¬ nikiem zespolu detekcyjnego odleglosci, który wy¬ twarza w ten sposób co najmniej szereg sygnalów, konczacych sie w polozeniu zwrotnym kazdego .tloka. Dalej urzadzenie zawiera krzywke rozrzadu, osadzona na walku rozrzadczym silnika, obracaja¬ ca sie z predkoscia równa polowie predkosci walu kolbowego, i majaca wycinki i naprzemianlegle wyciecia, których liczba jest równa co najwyzej liczbie cylindrów silnika, i których rozmieszczenie odpowiada katowemu przesunieciu cykli wlasci¬ wych kazdemu cylindrowi silnika. Nastepnie urza¬ dzenie zawiera detektor odleglosci z czujnikiem, zamontowanym na stale przy wymienionej krzyw¬ ce rozrzajdu, tworzac z koncem kazdego wycinka, odpowiadajacym zwrotnemu polozeniu tloka, kat wyprzedzenia, którego miara jest co najmniej rów¬ na polowie bezwzglednej wartosci kata bledu, mo¬ gacego istniec miedzy walem korbowym a wal¬ kiem rozrzadczym w ten sposób, ze detektor odleg¬ losci krzywki rozrzadu tworzy kolejne sygnaly z wyprzedzeniem w stosunku do rozwazanego polo¬ zenia zwrotnego kazdego tloka, lecz z czolami nie¬ okreslonymi dokladnie z przodu i z tylu. Dalej, 8*4273 82 427 4 urzadzenie zawiera logiczny uklad porównujacy, przylaczony do zespolu detekcyjnego odleglosci krzywki walu korbowego i do detektora odleg¬ losci krzywki rozrzadu, sprawiajacy, ze sygnal wy¬ padkowy, wyprzedzajacy w stosunku do zwrotnego polozenia kazdego tloka, jest wytworzony kazdo¬ razowo, gdy istnieje zbieznosc miedzy co najmniej poczatkiem jednego z sygnalów pochodzacych od krzywki walu korbowego a jednym z sygnalów utworzonych poczawszy od krzywki rozrzadu w ten sposób, ze niedokladnosc, sygnalu pochodzacego od krzywki rozrzadu jest skorygowana przez sygnaly pochodzace od krzywki walu korbowego. Wreszcie urzadzenie zawiera przelicznik krzywej wyprzedze¬ nia zaplonu lub ilosci wtryskiwanego paliwa, przy¬ laczone do wyjscia ukladu logicznego tak, ze jest regulowane poczawszy od pojawienia sie sygnalu wypadkowego.Skrócony opis figur. Urzadzenie wedlug wyna¬ lazku jest przedstawione w przykladzie, wykona¬ nia na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sche¬ mat silnika spalinowego z zaplonem iskrowym, w którym zastosowano urzadzenie wedlug wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 2 i 2a — sche¬ matycznie elementy pomiaru katów charaktery¬ stycznych rozrzadu, które zawiera urzadzenie, w widoku z góry, fig. 3 — schemat logiczny czesci urzadzenia wedlug wynalazku, fig. 4 — schemat szczególnego wykonania schematu logicznego z fig. 3, fig. 5 — schemat ilustrujacy polozenie .sygnalów wytwarzanych przez urzadzenie w jego wykona¬ niu wedlug fig. 3 i 4.Opis korzystnego przykladu wykonania wynalaz¬ ku. Fig. 1 przedstawia silnik z walem korbowym 1, na którym osadzone sa przegubowo lby korbo- wodów 2, których glówki osadzone sa przegubo¬ wo w tlokach 3a do 3f, suwajacych sie w dwóch rzedach cylindrów 4 i 5 w ukladzie V. Kazdy cy¬ linder ima zawory ssace 6 i wydechowe 7, których ruch jest sterowany przez walek rozrzadczy 8, napedzany przez wal korbowy 1 za pomoca lan¬ cucha 9, pasa napedowego przekladni zebatej lub innych srodków, w taki sposób, ze walek rozrzad¬ czy 8 ma liczbe obrotów równa polowie liczby obrotów walu korbowego 1. Nalezy przyjac, ze wa¬ lek rozrzadczy 8 obraca sie w kierunku przeciw¬ nym do kierunku obrotu walu korbowego 1, lecz jest oczywiste, ze istota wynalazku nie uleglaby zmianie, gdyby walek rozrzadczy obracal sie w tym samym kierunku co wal korbowy.W silniku typu Ve, do którego odnosi sie opis, czopy la walu korbowego 1 sa przesuniete katowo wzgledem siebie w taki sposób, ze dla dowolnie wybranej kolejnosci zaplonu mieszanki palnej w róznych cylindrach tloki suwajace sie w nich osia¬ gaja kolejno zwrotne polozenie odkorbowe dla ko¬ lejnych przesuniec katowych o kat 90° i 150°.Dla ustalenia pojec i zakladajac, ze kolejnosc zaplonu mieszanki w róznych cylindrach, odpowia¬ da kolejnosci, w której sa kolejno przedstawione na rysunku rózne tloki dla calkowitego cyklu pracy silnika, tlok 3a znajduje sie w zwrotnym poloze¬ niu odkorbowym w punkcie PMH 3a, tlok 3b w punkcie PMH 3b odleglym o kat 90° od punktu poprzedniego, tlok 3c w punkcie PMH 3c odleglym od poprzedniego o 150° i tak dalej i wreszcie tlok 3f w punkcie PMH 3f odleglym od poprzedniego o kat 90°, co odpowiada, jak to pokazuje prawa strona fig. 1, dwom calkowitym obrotom walu korbowego 1, gdy tlok 3a jest w punkcie zwrot¬ nym PMH 3a odleglym od poprzedniego o 150°, to znaczy obrotowi o kat 720° walu korbowego, któremu odpowiada obrót tylko o kajt 360° walka rozrzadczego 8, poniewaz walek ten jest napedza¬ ny z predkoscia równa .polowie predkosci walu korbowego. Aby zapewnic pomiar katów charak¬ terystycznych rozrzadu w kazdym polozeniu walu korbowego, wal ma, jak pokazano na fig. 1, ele¬ ment detekcyjny lub czujnik 10, nazywany dalej krzywka walu korbowego* i w sposób analogiczny walek rozrzadczy 8 jest wyposazony w element detekcyjny lub czujnik 11, nazywany dalej krzyw¬ ka walka rozrzadczego.Fig. 2 przedstawia sposób realizacji krzywki wa¬ lu korbowego 10, wykonanej na przyklad w ksztal¬ cie tarczy, majacej trzy wycinki wystajace 12, 12a i 12b oddzielone wycieciami lub przerwami 13, 13a i 13b, przy czym zarówno wycinki jak i wyciecia maja ten sam kat rozwarcia, w rozwazanym przy¬ kladzie 60°. Krzywka walu korbowego 10, podob¬ nie jak krzywka walka rozrzadczego 11, moze byc oczywiscie uksztaltowana inaczej, na przyklad tar¬ cza moze byc kolowa, a wystajace wycinki 12 do 12b utworzone przez czesci metalowe lub magne¬ tyczne, podczas gdy wyciecia sa uksztaltowane przez czesci nie metalowe lub nie magnetyczne.W sposobie realizacji wedlug fig. 1 do 5 usta¬ wia sie wobec krzywka walu korbowego 10 pierw¬ szy mechanizm czujnikowy a i drugi mechanizm czujnikowy b w odleglosci, której miara jest kat 30°. Na przyklad, czujnik b jest osadzony tak, aby odpowiadal punktowi PMH 3a, a biorac pod uwa¬ ge kierunek obrotu walu korbowego oznaczonego strzalkami fi, czujnik a jest osadzony o 30° przed czujnikiem b.Z powyzszego widac, zwazywszy na kierunek obrotu walu korbowego, ze czujnik a, w polozeniu przedstawionym na fig. 2, przenosi pierwszy ro¬ dzaj informacji, który odpowiada odwzorowaniu wyciecia 13 podczas, gdy czujnik b okresla doklad¬ nie przesyl informacji drugiego rodzaju, który od¬ powiada odwzorowaniu wycinka 12a.Jak pokazano na fig. za, krzywka walu roz¬ rzadczego 11, obracajaca sie w kierunku strzalki 12, jest zbudowana w sposób identyczny jak opisa¬ na uprzednio krzywka 10 walu korbowego, i po¬ siada wycinki 16, 16a, 16b przedzielone wycieciami 17, 17a, 17b o kacie 00°. Czujnik c jest polozony wobec krzywki rozrzadu 11 w ten sposób, ze czo¬ lo 16i wycinka 16 poWinno byc przesuniete o kat a w tyl w stosuku do zwrotnego polozenia odkor- bowego tloka 3a. To samo oczywiscie dotyczy czól przed innymi wycinkami 16a, 16b, które sa prze¬ suniete o ten sam kat w stosunku do zwrotnego polozenia odkorbowego tloków kazdego z dwóch rzedów cylindrów 4 i 5.A wiec, tak jak powyzej wyjasniono, niedoklad¬ nosc regulacji walka rozrzadczego 8 moze odpo¬ wiadac bledowi mniej wiecej 10°. Wobec tego, ze walek rozrzadczy 11 obraca sie z predkoscia równa 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0082 417 polowie predkosci walu korbowego, ta niedoklad¬ nosc sprowadza sie do mniej wiecej 5°, jesli chodzi o regulacje tej krzywki. Zatem wybierajac kat a, na przyklad równy 7,5°, ma sie pewnosc, ze infor¬ macje przesylane przez mechanizm czujnikowy c, gdy wyjecie 17, 17a lub 17b z nim sie zbiega, po¬ krywaja zawsze maksymalny blad regulacji moga¬ cy wystapic pomiedzy walem korbowym a wal¬ kiem rozrzadczym.Sygnaly wytworzone na wyjsciu kazdego czuj¬ nika sa pod postacia sygnalów napieciowych, for¬ mowanych w odpowiednich obwodach 21^ 22 i 23 (fig. 3), przeznaczonych do utworzenia sygnalów A, B, C takiego rodzaju, który zalezy od wybranej realizacji dla wykonania urzadzenia bedacego przedmiotem wynalazku. Inaczej mówiac, sygnaly A, B, C moga miec postac napieciowych. sygnalów prostokatnych, jesli urzadzenie jest zrealizowane za pomoca elementów elektronicznych, badz sygna¬ lów równowaznych, jesli urzadzenie jest zrealizo¬ wane za pomoca, na przyklad, elementów pneuma¬ tycznych.W przypadku elektronicznej realizacji urzadze¬ nia wedlug wynalazku, powolujac sie na fig. 4, sygnaly A, B, C otrzymuje sie w obwodzie emi- ter-kolektor poszczególnych tranzystorów T2, |r3 i T4, których bazy otrzymuja sygnal napieciowy wyprostowany, rozporzadzalny na zaciskach wyj¬ sciowych czujników a, b i c.Biorac pod uwage (powyzsze wyjasnienia i po¬ wolujac sie na fig. 5, stwierdza sie, ze rozpocze¬ cie nadawania sygnalu A stanu 1 przez czujnik a nastepuje przy kacie 30° po przejsciu przez zwrot¬ ne polozenie odkorbowe tloka 3a i ze sygnal A odpowiada rozwartosci katowej wycinka 12, to znaczy 00°. Zaden sygnal A nie pojawia sie na¬ stepnie podczas kata 60°, dopóki nie bedzie wy¬ tworzony nowy sygnal A i tak dalej.Co sie tyczy czujnika b, który jest przesuniety o kat 30° w tyj w stosunku do czujnika a, wytwo¬ rzone przezen sygnaly B stanu 1 sa zatem przesu¬ niete o kat 30° w tyl w stosunku do sygnalów A, a sygnaly B od^wwiadaja oczywiscie temu same¬ mu katowi obrotu walu korbowego, poniewaz po¬ chodza takze z kolejnego przejscia wycinków i wy¬ jec krzywki walu korbowego.W ten sam sposób, sygnal C utworzony w obwo¬ dzie emiter-kolektor tranzystora T4, który tworzy obwód formowania 23, odpowiada kolejnemu przejsciu wycinków 16, 16a, 16b, których kat roz¬ warcia wynosi 60°. Jednakze, wobec tego, ze krzywka rozrzadu 11 obraca sie z predkoscia rów¬ na polowie predkosci walu korbowego, sygnaly C odpowiadaja obrotowi walu korbowego o 120°, lecz wobec niedokladnosci regulacji pomiedzy walem korbowym a walkiem rozrzadczym czola z przodu i z tylu sygnalów C, sa nieokreslone, poniewaz z powodu wspomnianej niedokladnosci regulacji, czola te z przodu i z tylu wykazuja ten sam blad co blad regulacji.Aby uwzglednic powyzsze, (fig. 3) sygnaly A i C sa podawane na wejscia bramki ET24, podczas gdy sygnal B jest przeslany do jednego z wejsc dru¬ giej bramki ET25, której drugie wejscie jest przy¬ laczone przez obwód NIE 26 do wyjscia obwodu 15 formowania 23, to jest tranzystora T4. W ten spo¬ sób druga bramka ET25 otrzymuje na swych wej¬ sciach z jednej strony sygnal B, a z drugiej stro¬ ny sygnal uzupelniajacy z C, to znaczy sygnal C. * Gdy sygnal A stanu 1 i sygnal C, równiez sta¬ nu 1, zbiegaja sie, otrzymuje sie sygnal A.C. sta¬ nu 1 na wyjsciu z bramki ET24. Otóz ten syignal, jak to pokazuje fig. 6, eliminuje blad regulacji 10 walka rozrzadczego w stosunku do walu korbowe¬ go, poniewaz sygnal A stanu 1 jest wytworzony przez uklad, gdy krzywka walu korbowego 10 obrócila sie o 30°, gdy sygnal C jest wytworzo¬ ny równiez przez uklad po Obrocie walka roz¬ rzadczego o 7,5°, co odpowiada obrotowi walu kor¬ bowego o 15°. Przeto nie jest wazne, ze w regu¬ lacji walka rozrzadczego w stosunku do walu kor¬ bowego istnieje blad mniej wiecej 10°.W analogiczny sposób otrzymuje sie na wyjsciu 20 z bramki ET25 sygnal B.C. stanu 1, lecz tylko wtedy, kiedy sygnal B stanu 1 odpowiada sygna¬ lowi C stanu O ze wzgledu na istnienie obwodu NIE 26. Z tych samych wymienionych wyzej wzgledów, sygnal B.C. jest niezalezny od bledów 25 regulacji, istniejacej pomiedzy walem korbowym a walkiem rozrzadczym. Laczac wyjscia bramek ET24 i 25 z obwodem LUB 27, sygnal stanu 1 mo¬ zna otrzymac tylko spelniajac zaleznosc logiczna A.C. + B.C. = l. Sygnal stanu 1, oznaczony, przez 30 Q na fig. 5, jest przeto wytworzony w kazdym przypadku, gdy istnieje jednoczesnie sygnal A.C; stanu 1 oraz sygnal B.C. stanu 1.W praktyce, aby stworzyc bramke ET24, -wy¬ starczy wlaczyc obwody kolektorowe tranzysto¬ rów T2 i T4 odpowiednio do wejsc diod D4 i D8, których wyjscia sa miedzy soba polaczone, a wiec dostarczaja sygnaly A.C. Bramka ET25, jest w ten sam sposób utworzona przez diody D5 i De, przy czym dioda D5 jest przylaczona do obwodu kolektora tranzystora T8, a dioda De jest przyla¬ czona do obwodu kolektora tranzystora T5, któ¬ rego baza jest przylaczona do obwodu kolektora tranzystora T4 w ten sposób, ze tranzystor T5 45 tworzy inwerter, aby dostarczyc sygnal C, two¬ rzac w ten sposób obwód NIE 26 z fig. 3. Wyjscia diod D5, De sa polaczone miedzy soba dla wy¬ tworzenia sygnalów B.C, a wyjscia diod D7 i De sa od^powiednio przylaczone do wspólnego wyjscia 50 diod D5, De z jednej strony i diod D8, D4 z dru¬ giej strony, co czyni, ze diody D7, De tworza bramke LUB, na której wyjsciu otrzymuje sie zaleznosc A.C. + B.C., a wiec sygnal Q (fig. 4 i 5).Gdy trzeba miec do dyspozycji sygnal Q, jak to 55 wyjasniono w dalszym ciagu, wówczas przewidu¬ je sie obwód NIE 26a (fig. 3), zmontowany na wyjsciu z bramki LUB 27. Obwód NIE moie byc zrealizowany przez tranzystor T5, którego baza jest przylaczona do wspólnego" wyjscia diod D7 60 i D8.Na fig. 5 widac, ze kolejne sygnaly Q stanu 1 odpowiadaja zatem jedynie oznaczonym sygnalom A i oznaczonym sygnalom B i ze sa wiernym obrazem tych sygnalów, zaleza przeto wylacznie c5 od polozenia walu korbowego bez mozliwosci, aby 35 4082 427 7 8 ewentualny blad regulacji walka rozrzadczego mógl nalozyc sie na jego polozenie.Rozpatrujac ciagle fig. 5 i biorac pod uwage wyibrana regulacje czujników a, b, widac, ze pierwszy sygnal Q stanu 1 jest wytworzony, gdy jest zbieznosc pomiedzy pierwszym sygnalem C stanu 1, a pierwszym sygnalem A stanu 1, przy czym ten ostatni sygnal zbiega sie z przejsciem wycinka 12 przed czujnikiem a, to znaczy, ze wy¬ twarzanie pierwszego sygmalu Q stanu 1 rozpo¬ czyna sie przy kacie 60° przed dojsciem tloka 3b do zwrotnego polozenia odkorbowego.W ten sam sposób {fig. 5) drugi sygnal Q stanu 1 jest wytworzony, gdy nie istnieje sygnal C stanu 1, lecz jest wytworzony sygnal B stanu 1.Otóz, czujnik b jest przesuniety w stosunku do czujnika a, a omawiany sygnal B jest wlasnie wytworzony podczas przejscia wycinka 12b, któ¬ rego przednie czolo jest polozone o 180° w sto¬ sunku do rozwazanego polozenia poczatkowego.Podczas, gdy drugi sygnal Q zachowuje stan 1 w czasie obrotu o kat 60p, dzieki temu koniec te¬ go drugiego sygnalu odpowiada obrotowi walu korbowego o kat 240°, co odpowiada pozycji zwrotnego polozenia odkorbowego tloka 3c, po¬ niewaz to zwrotne polozenie odkorbowe jest prze¬ suniete o kat 150° w stosunku do zwrotnego po¬ lozenia odkorbowego tloka 3b.Z powyzszego widac, ze kazdy sygnal Q stanu 1 rozpoczyna sie przy kacie 60° przed przyjsciem do zwrotnego polozenia odkorbowego kazdego tlo¬ ka silnika, a zatem kazdy sygnal C moze byc uzyty do powstawania wyzwolenia iskry zaplo¬ nowej w tym przedziale katowym, poprzedzaja¬ cym przyjscie kazdego tloka do zwrotnego polo¬ zenia odkorbowego. PL