Пристрій регулювання кута випередження двигуна внутрішнього згорання

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания,в частности, в устройства х оптимизации угла опережения зажигания. Известно устройство для регулирования угла опережения зажигания, представляющее собой электронный октан-корректор, содержащий управляемый формирователь временной задержки и потенциометрический регулятор [1]. Недостатком такого устройства является необходимость постоянной корректировки времени задержки сигнала зажигания, осуществляемой вручную. Использование водителя как элемента обратной связи устройства приводит к запаздыванию управлением искрообразования и, как следствие, к повышенному расходу топлива. Известно устройство для изменения угла опережения зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и первым компаратором, второй вход которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика и сглаживающего фильтра, преобразователь "частота - напряжение", последовательно соединенный с регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой, арифметическое устройство последовательно соединено с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой ([2], прототип). Недостатком такого устройства является повышенное время реагирования на сигнал датчика вибраций при возникновении детонации, равное нескольким циклам работы двигателя, а также линейная характеристика восстановления первоначального значения угла опережения зажигания по окончании переходного режима. Невысокое быстродействие и низкая точность восстановления системы в исходное состояние приводит к повышенному расходу топлива и снижению мощности двигателя на динамично меняющихся переходных режимах работы ДВС. В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания, в котором новые функциональные блоки и их связи позволят обеспечить повышение быстродействия и точности регулирования угла опережения зажигания, и за счет этого снизить расход топлива на переходных режимах работы двигателя. Этот те хнический результат достигается тем, что в устройство, содержащее датчик вибраций, последовательно соединенный с выходным процессором датчика, сглаживающим фильтром и первым компаратором, второй вход которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика и сглаживающего фильтра, преобразователь "частота - напряжение", последовательно соединенный с регулятором равномерного управления моментом зажигания, входы которого соединены с входной клеммой, арифметическое устройство, последовательно соединенное с регулятором равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой, согласно изобретению, дополнительно введены одновибратор, пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления, формирователь сигнала прямого преобразования, второй компаратор, при этом одновибратор входом соединен с выходом первого компаратора, выходом - с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления и формирователя сигнала прямого преобразования, общая точка вторых входов эти х формирователей соединена с выходом второго компаратора, а их выходы соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства, третий вход пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой, первый вход второго компаратора соединен со вторым входом первого компаратора, второй вход второго компаратора подключен к первому входу первого компаратора. Пропорциональный формирователь динамики сигнала восстановления содержит логический модуль, интегратор с начальной установкой, регулируемый одновибратор и формирователь сигнала сброса интегратора, при этом логический модуль включает инвертор, последовательно соединенный с элементом "И", второй вход которого соединен с первым входом пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления, а выход - с интегратором с начальной установкой, выход которого соединен со входом регулируемого одновибратора, вход формирователя сигнала сброса интегратора соединен с выходом регулируемого одновибратора, входы формирователя сигнала сброса интегратора и регулируемого одиовибратора соединены с третьим входом пропорционального формирователя динамики, инвертор логического сигнала восстановления, вход инвертора логического модуля соединен со вторым входом пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления. Такая совокупность известных и новых существенных признаков является достаточной для достижения технического результата при использовании изобретения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема пропорционального формирователя динамики сигнала восстановления; на фиг. 3 - временные диаграммы измерения параметров импульса детонации; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства. Устройство регулирования угла опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания содержит установленный на двигателе вблизи свечи зажигания датчик 1 вибраций, последовательно включенный с выходным процессором датчика 2, сглаживающим фильтром 3 и вторым входом первого компаратора 4, первый вход которого подключен к общей точке соединения выходного процессора датчика 2 и сглаживающего фильтра 3, второй компаратор 5, первый вход которого подключен к общим точкам соединения первого компаратора 4 и выходного процессора датчика со сглаживающим фильтром 3, а второй вход подключен к общей точке соединения второго входа первого компаратора 4 и выхода сглаживающего фильтра 3. одновибратор 6, вход которого соединен с выходом первого компаратора 4, выход - с общей точкой соединения первых входов пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления и формирователя 8 сигнала прямого преобразования, представляющего логический элемент "И", общая точка вторых входов этих формирователей соединена с выходом второго компаратора 5, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами арифметического устройства 9. Третий вход пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления соединен с входной клеммой 10, подключаемой к прерывателю двигателя. Преобразователь 11 "частота -напряжение" последовательно соединен с регулятором 12 равномерного управления моментом зажигания, входы которых соединены с входной клеммой 10. Арифметическое устройство 9 последовательно соединено с регулятором 12 равномерного управления моментом зажигания и выходной клеммой 13, подключаемой к свече зажигания двигателя через силовой ключ и .катушку зажигания (не показаны). Пропорциональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления может быть выполнен в виде (фиг. 2) логического модуля 14, включающего инвертор 15, последовательно соединенный с элементом "И" 16, второй вход которого соединен с одновибратором 6, а выход - с интегратором 17с начальной установкой и регулируемым одновибратором 18. Устройство содержит также формирователь 19 сигнала сброса интегратора, вход которого соединен с выходом регулируемого одновибратора 18. Формирователь 19 сигнала сброса интегратора и регулируемый одновибратор 18 имеют входы, соединенные с входной клеммой 10. Устройство работает следующим образом. Сигнал вибрации с датчика 1 вибраций поступает на выходной процессор датчика 2, где происходит его усиление и выпрямление. Выпрямленный сигнал поступает на сглаживающий фильтр 3, первый компаратор 4 и второй аналоговый компаратор 5. Сглаживающий фильтр 3 формирует огибающую выпрямленного сигнала вибраций, значение огибающей используется как опорное для компараторов 4 и 5. Пороги срабатывания этих компараторов различаются (фиг. 3а), следовательно, выходной сигнал второго компаратора 5 запаздывает по отношению к выходному сигналу первого компаратора 4 (фиг. 3б, в). Нарастающий фронт выходного сигнала первого компаратора 4 используется для запуска прецезионного одновибратора 6, который вырабатывает измерительный импульс (фиг. 3г). В формирователе 8 сигнала прямого преобразования измерительный импульс и импульс из второго компаратора 5 используется для выработки импульса совпадения (фиг. 3д), дли тельность которого пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации. Такая зависимость позволяет определить интенсивность детонационного процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания. Импульс совпадения подается в арифметическое устройство 9. В пропорциональном формирователе 7 динамики сигнала восстановления измерительный импульс и импульс второго компаратора 5 используется логическим модулем 14. Для формирования импульса крутизны импульс компаратора 5 инвертируется в инверторе 15 и сравнивается в элементе "И" 16 с измерительным импульсом (фиг. 3е). Длительность этого импульса обратно пропорциональна крутизне фронта сигнала вибрации. Длительность импульса крутизны используется для установления скорости восстановления угла опережения зажигания в сторону начальных значений после подавления или уменьшения детонации. На пропорциональный формирователь 7 динамики сигнала восстановления также поступают импульсы сигнала зажигания через входную клемму 10 (фиг. 4а). Импульсы крутизны накапливаются в интеграторе 17 с начальной установкой (фиг. 4б). При отрицательном фронте сигнала зажигания регулируемый одновибратор 18 вырабатывает импульс восстановления. Выходное напряжение интегратора 17 определяет длительность импульса одновибратора 18. По окончании импульса восстановления интегратор 17 сбрасывается в начальное состояние формирователем 19 сигнала сброса интегратора (фиг. 4б, в). Импульсы регулируемого одновибратора 18 (импульсы восстановления) поступают на арифметическое устройство 9. Импульсы совпадения, поступающие из формирователя 8 сигнала прямого преобразования в арифметическое устройство 9 (фиг. 4г), преобразуются в постоянный выходной сигнал, пропорциональный интенсивности детонационного процесса (фиг. 4д). Импульсы восстановления, поступающие из пропорционального формирователя 7 динамики сигнала восстановления, используются в арифметическом устройстве 9 для восстановления значения выходного постоянного сигнала, соответствующего отсутствию детонации или меньшей ее интенсивности (фиг. 4д). Регулятор 12 равномерного управления моментом зажигания, используя сигнал зажигания в выходное напряжение преобразователя 11 "частота-напряжение", пропорциональное частоте вращения вала, с клеммы 10, а также выходное напряжение арифметического устройства 9, вносит задержку положительного фронта своего выходного сигнала (фиг. 4е). Задержка, вносимая в сигнал зажигания, имеет оптимальную величину, необходимую для устранения детонации, существующей в текущий момент.