способ регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Способ регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, согласно которому задают базовый угол опережения зажигания и корректируют его в сторону уменьшения посредством регулирующего устройства в диапазоне, характерном для возникновения процесса детонационного сгорания топливновоздушной смеси, отличающийся тем, что введен дополнительный параметр регулирования, связанный с текущим режимом работы двигателя и влияющий на скорректированный угол опережения зажигания независимо от регулирующего устройства, причем влияние приводит к увеличению текущего скорректированного угла опережения зажигания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный параметр регулирования связан с положением дроссельной заслонки.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что характеристика дополнительного параметра зависит от положения дроссельной заслонки прямо пропорционально.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к регулированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано для ДВС с принудительным воспламенением.

Известны различные способы регулирования многоцилиндрового ДВС при возникновении детонационного процесса сгорания топливно-воздушной смеси (ТВС), например, способ, реализованный в коммутаторе системы зажигания фирмы "Olson" США. Согласно предложенному способу детонационное сгорание ТВС определяют посредством датчика детонации типа акселерометр для всех цилиндров двигателя одновременно как превышение пикового уровня сигнала датчика над уровнем сигнала от детектора огибающей (средняя величина шума).

В зависимости от мощности разностного сигнала изменяют базовую характеристику угла опережения зажигания (УОЗ) в запаздывание на 6.12+2^o, в при отсутствии детонации измененный текущий УОЗ автоматически увеличивается и за время 5 с вновь достигает величины базового УОЗ.

Недостатком данного способа является "грубое" опpеделение детонационного процесса сгорания ТВС, что приводит к ложному определению режима детонации и, как следствие, к регулированию УОЗ в запаздывание даже при отсутствии детонации. Другим недостатком рассматриваемого способа является большое время возврата к базовой характеристике УОЗ и независимость этого времени от текущего режима работы ДВС.

Известен также способ, реализованный в блоке управления зажиганием "БУЗ-06". Согласно этому способу штатную характеристику УОЗ изначально изменяют в опережение примерно на 10^o ПКВ эквидистантно, после чего производят регулировку системы питания ДВС до уровня, рекомендованного инструкцией по эксплуатации на автомобиль. При возникновении детонационного процесса сгорания ТВС, определяемого как прослушиваемые стуки, производят коррекцию УОЗ в запаздывание внешним регулятором. Реализованная зависимость угла коррекции (УК) от частоты вращения коленчатого вала (ЧВКВ) ДВС охватывает детонационноопасную зону целиком, а вне этой зоны (кроме зоны пусковых оборотов ДВС) УОЗ увеличивается относительно своей штатной характеристики.

Недостатком данного способа является повышенная токсичность отработавших газов, и необходимость подстройки систем ДВС при установке блока. Кроме того, сдвиг характеристики УОЗ в опережение приводит к неоптимальным УОЗ на высоких ЧВКВ, а следовательно, к падению мощности и увеличению расхода топлива.

Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в блоке "Коррекция" (1). Согласно этому способу УОЗ реализуют в запаздывание только в детонационноопасной зоне ЧВКВ, причем коррекцию осуществляют внешним регулятором из салона транспортного средства во время движения при возникновении детонационного режима сгорания ТВС, который определяют как прослушиваемые сутки. Способ, реализованный в блоках "Коррекция" прошел всесторонние испытания в НПО "Автоэлектронике" и на его основе реализованы и выпускаются различными заводами блоки электронного зажигания с функцией коррекции УОЗ.

Недостатком способа является избыточная коррекция УОЗ в зоне рабочих ЧВКВ при частичных нагрузках, что приводит к излишнему расходу топлива.

Предлагаемое изобретение обеспечивает минимизацию потерь мощности и экономичности ДВС в режиме частичных нагрузок при одновременном поддержании недетонационного режима работы двигателя.

Повышение эффективности работы ДВС по предложенному способу выражается в 4.6% экономии бензина и увеличении мощности. Этот результат подтвержден совместными испытаниями МАДИ и НПО "Автоэлектроники". Технический результат выражается и в продлении срока службы ДВС, т.к. избегаются детонационные режимы сгорания ТВС, особенно при эксплуатации автомобиля.

Согласно предложенному способу при возникновении детонационного процесса сгорания ТВС изменяют базовую характеристику УОЗ в запаздывание в функции управляющего воздействия, причем одновременно контролируют дополнительный параметр, связанный с текущим режимом работы ДВС, в функции которого независимо от управляющего воздействия увеличивают текущий измененный УОЗ в сторону опережения вплоть до базовой характеристики УОЗ. Дополнительный параметр может зависеть от положения дроссельной заслонки карбюратора, в этом случае его изменение прямо пропорционально положению заслонки.

На чертеже показана структурная схема устройства, реализующего заявленный способ.

Способ осуществляется следующим образом. Сигнал прерывателя-распределителя ("ПР" 1) классической системы зажигания, например, типа 30.3706 автомобилей "ВАЗ" вырабатывается вольфрамовыми контактами и состоит из высокого уровня (разомкнутое состояние контактов) и низкого уровня (замкнутое состояние контактов). Момент искрообразования соответствуют переходу от низкого к высокому уровню сигнала, а базовая характеристика УОЗ формируется штатными механическими центробежным и вакуумным автоматами опережения. "ПР" 1 связан с электронным блоком III по первому входу "Вх.1". Блок III состоит из последовательно соединенных: входного каскада 1, формирователя постоянной скважности 2, формирователя угла коррекции (УК) 3 и выходного каскада 4. Блок III содержит кроме того источник стабилизированного напряжения питания 5 однополярного питания, схему запрета 6, включенную первым входом к входному каскаду 1, выходом к формирователю УК 3, а вторым входом к преобразователю положение-напряжение 7, который своим входом связан с вторым входным каскадом 8, который в свою очередь, соединен с вторым входом "Вх.2" блока III. Дроссельная заслонка "Др" II является штатной деталью карбюратора. Выходной каскад 4 через выход блока III "Вых." соединен с первичной обмоткой катушки зажигания IV, другая клемма которой связана с источником постоянного напряжения Uss, например, аккумуляторной батареей, с которой также связан источник 5 через средний вход блока III "Вх.3".

На чертеже авторы располагают действующим макетным образцом и протоколом его испытаний с положительным результатом.

Новизна усматривается авторами на том основании, что им неизвестно подробное сочетание основных признаков изобретения, приводящих к заявленному эффекту в сочетании с относительно простой реализацией способа в конкретном устройстве.

Способ подразумевает выполнение следующих операций:

определение базовой характеристики УОЗ по сигналу "ПР";

формирование внутри импульсной последовательности сигнала "ПР" другого сигнала с постоянной скважностью, т.е. отношения всего периода и высокому уровню сигнала;

определение УК в функции управляющего воздействия, в качестве которого может быть использован и внешний регулятор (на чертеже не показан);

изменение базовой характеристики УОЗ на величину УК в сторону уменьшения УОЗ;

определение требуемого диапазона коррекции УОЗ;

"запрет" коррекции УОЗ вне требуемого диапазона;

определение функционального дополнительного параметра регулирования, например, положения дроссельной заслонки карбюратора;

изменение базовой характеристики УОЗ на величину УК в сторону увеличения УОЗ до базовой величины независимо от управляющего воздействия, но в функции дополнительного параметра регулирования;

"запрет" коррекции УОЗ при определенных характеристиках дополнительного параметра (полностью закрытой дроссельной заслонке);

управление внешними исполнительными устройствами, например, катушкой зажигания.