SU760424A1

SU760424A1 - Способ автоматического регулирования угла опережения зажигания

Info

Publication number: SU760424A1
Application number: SU782615785A
Authority: SU
Inventors: Natalya N Ketsaris; Aleksandr A Lebedinskij; Samuil G Pustelnikov; Vladimir Seroshtanov; Vyacheslav Cheplanov
Original assignee: Ni Eksperimentelnyj I Avtomobi
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1980-08-30

Description

1

Предлагаемое изобретение относится к системам зажигания поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности к системам электронного регулирования угла опережения зажи- 5 гания. Изобретение может быть ис- . пользовано в автомобилестроении для моделей двигателей с улучшенными по- . казателями по токсичности и экономичности. ' ιθ

Известны электронные системы зажигания с автоматическим регулированием угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания с применением замкнутого контура обратной 15 связи .

в таких системах зажигания реализован способ регулирования, основанный На фиксации момента уменьшений давления газов в рабочей камере цй- 20. линдра сравнением этого момента ,с эталонным и подрегулировки момента зажигания до оптимального значения. ..

Этот способ реализуется с помощью введения схемы, детектирующей мфмент 25 возникновения падения давления в цилиндре двигателя с искровым воспламенением рабочей смеси, и устройства, определяющего стандартное положение угла поворота вала двигателя, 30

2

Недостатком описанного способа является трудность фиксации момента уменьшения давления, связанная с тем, что датчики давления в цилиндре любого типа обладают сигналом с неявно выраженным максимумом, кроме того, сигнал в зависимости от частоты вращения является переменным по частоте и амплитуде.

Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ регулирования [2] .

' При указанном способе регулирование осуществляется за счет выделения сигнала рассогласования фактического углового положения момента максимального давления в цилиндре относительно некоторого заданного положения коленчатого вала. Максимум КПД двигателя имеет место при совпадении момента максимума давления в цилиндре с заданным (эталонным) положением коле нчатоёо вала. Коррекция угла опережения зажигания производится таким образом, чтобы величина упомянутого рассогласования была минимальной (т.е. стремилась к нулю), выделение сигнала рассогласования осуществляет* ся сравнением пары импульсов, один из которых соответствует моменту

. ³ ..................7'

ВМТ-верхней мертвой точке, а второй моменту Максимума давления в камере сгорания. На выходе схемы сравнения формируется импульс, длительность которого равна Временному промежутку

' между упомянутыми импульсами. Длительность импульса на выходе схемы сравнения зависит от числа оборотов двигателя. Для преобразования временного интервала в угловой, не зависящий от числа оборотов двигателя, введен блок измерения частоты вращения и фазовый компаратор. На выходе компаратора формируется сигнал, не зависящий от числа оборотов, величина которого пропорциональна угловому рассогласованию ' между ВМТ и максимумом давления. Далее осуществляется ^грегулировка опережения таким образом, чтобы величина рассогласования, макси' мума давления относительно заданного (эталонного) была максимальной (стремилась к нулю).

Описанный способ имеет следующие недостатки. Датчики положения максимума Давления в цилиндре любого типа обладают выходным сигналом с неявно выраженным максимумом, в то же время сигнал в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя является

........ переменным по частоте и амплитуде.

Выделение экстремальной точки такого сигнала,'соответствующей максимуму давления в цилиндре, является весьма сложной технической задачей.

Цель изобретения - увеличение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что при способе автоматического регулированйя угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания·

^'"^"прйыенением замкнутого контура обратной связи, состоящем из индикации положения поршня в верхней мертвой точке, замера и детектирования тока Ионизации в камере сгорания, формирования импульса, характеризующего ст'епень отклонения режима работы двигателя от оптимального, формирования эталонного импульса, соответствующего оптимальному режиму работы двигателя, сравнения указанных импульсов и формирования сигнала коррекции,перед формированием импульса, характеризующего степень отклонения режима раб.оты двигателя от оптимального, '

' ‘ вводится операция замера скорости

распространения фронта пламени в камере сгорания путем регистрации по'7 явления тока ионизации на фиксированием расстоянии от свечи, а эталонный импульс формируют постоянной длительности с последующим преобразованием его в сигнал, пропорциональный частоте вращения.

Способ автоматического регулирования угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания с применением замкнутого контура обратной

74/4 4

связи состоит из индикации положения поршня в верхней мертвой точке, с целью определения начала отсчета,замера тока ионизации с помощью ионизацибнного датчика. Датчик представляет собой два электрода, находящих5 ся по отношению друг к другу под некоторым электрическим потенциалом.

При прохождении Фронта пламени промежуток между электродами ионизируется ив цепи электродов протекает ток, пропорциональный степени ионизации и разности потенциалов, приложенных к электродам. Далее проводится преобразование сигнала тока ионизации с целью выделения фазы максимума давле15 ния в цилиндре.

Одновременно формируется эталонный

импульс, длительность которого такова, что начало его соответствует верхней мертвой точке, а конец 20 фиксированному, оптимальному углу пика максимума давления. После выделения фазы максимума давления происходит сравнение ее с фазой, соответствующей оптимальному углу пика максиме мума давления, и формируется сигнал рассогласования, соответствующий сигналу корректировки. При предлагаемом способе увеличение точности регулирования достигается тем, что взамен индикации фазы максимума давления в камере вводится операция замера скорости движения фронта пламени.

В момент приХода фронта пламени к датчику ионизации, установленному на фиксированном расстоянии от све35 происходит бросок тока ионизации. Фаза броска тока ионизации относительно верхней мертвой точки является информацией о скорости горения смеси.

40 Кроме того, отличие предложенного способа заключается в формировании эталонного импульса постоянной длительности, в то время как в прототипе эталонный импульс имеет длительность, обратно пропорциональную

³ частоте. Сравнение рабочего и эталонного импульсов и формирование сигнала рассогласования ведется с учетом соответствия сигнала коррекции определенной программе, обеспечивающей фазовое положение максимума давления в оптимальной точке.

Обоснование предложенного способа приводится ниже.

Согласно теории процесс сгорания в бензиновом двигателе считается нормальным, когда топливо-воздушная смесь сгорает в процессе' распространения фронта турбулентного пламени с такими скоростями, что повышение дав40 ления в результате сгорания начинается за 12-15° до ВМТ и практически заканчивается до заметного расширения движения поршня. При этом максимум давления должен лежать в пределах

45 12-15° поворота коленчатого вала пос5 76042,4 6

ле ВМТ. Таким образом, работа автомо- рости горения в отличие от замера

бильного двигателя сопровождается из- давления в камере сгорания в протоменением скоростей сгорания в зависимости от скоростного режима двигателя и его нагрузки. Задачей устройства регулировки опережения зажигания 5 является обеспечение положения максимума давления в цилиндре в пределах 12-15° поворота коленчатого вала после ВМТ в условиях переменных скоростей сгорания. ...

Обеспечивая программным устройством линейный закон изменения угла опережения зажигания, начиная с начальной частоты регулирования, при которой гарантируется значение угла 12-15° после ВМТ, будем сравнивать реальные времена распространения фронта пламени от свечи до датчика ионизации с эатлонным. Разница этих значений, преобразованная с учетом реальной частоты вращения, представ- 20 ляет собой угол коррекции момента опережения зажигания. Таким образом, информация об отклонении реального времени от эталонного постоянного значения позволяет сформировать сиг- 25 нал корректировки угла опережения зажигания для обеспечения оптимального положения максимум давления.

Использование информации о реаль- 30 ном времени распространения фронта пламени является основой для реализации нового способа автоматического регулирования мрмента искрообразования. - 35

Предлагаемый способ позволяет повысить точность регулирования, так как он основывается на измерении скорости движения фронта пламени, а ско-.. рость горения - первичная характеристика процессов в камере сгорания.Одновременно упрощается техническая реализация способа за счет замены аналогового датчика давления пороговым . датчиком броска тока ионизации, так ⁴⁵как способ основывается на измерении скорости движения фронта пламени, т.е. производится операция замера скотине.

Техническая реализация способа, упрощается также за счет исключения из_Асхемы дифференцирующего угла при замене аналогового датчика пороговым датчиком броска тока ионизации.Применение способа в конечном счете приводит к улучшению экономических и . мощных показателей двигателей внутреннего сгорания путем оптимизации режимов работы двигателя.

Claims

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания с применением замкнутого контура обратной связи, состоящий из индикации положения поршня в -верхней мертвой точке, замера и детектирования тока ионизации в камере сгорания, формирования импульса, характеризующего степень отклонения режима работы двигателя от оптимального, формирования эталонного импульса, соответствующего оптимальному режиму работы двигателя, сравнения указанных импульсов и формирования сигнала коррекции,о тл и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью увеличения точности регулирования,перед формированием импульса, характеризующего степень отклонения режима работы двигателя от оптимального,замеряют скорость распространения фронта пламени в камере сгорания путем регистрации появления тока ионизации на фиксированном расстоянии от свечи, а эталонный импульс формируют постоянной длительности с последующим преобразованием его в сигнал, пропорциональный частоте вращения.