Цифровой автомат-регулятор угла O3. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Зажигание

 Комментарии к статье

В двигателях внутреннего сгорания большинства современных автомобилей текущим углом опережения зажигания (03) управляет в основном механический центробежный регулятор, которому присущи такие недостатки, как нестабильность характеристики и сложность ее изменения, инерционность, нестабильность угла O3, вызванная трением и люфтами в механизме. Предлагаемое вниманию читателей электронное устройство практически свободно от этих недостатков. Благодаря "гибкости конструкции" оно может заменить любой центробежный регулятор. Кстати, актуальность этой темы сейчас неожиданно возросла. Дело в том, что в последние годы в Россию ввезено много автомобилей, оснащенных электронными блоками управления зажиганием, которые время от времени выходят из строя. Их замена в наших условиях не всегда технически возможна, не говоря уже о том, что она крайне дорога. Выходом из такого рода затруднений в некоторых случаях может стать установка самодельных блоков, подобных описанному в этой статье.

Технические характеристики описанного ниже цифрового автоматического регулятора угла 03 отличаются высокой стабильностью и не зависят от температуры окружающей среды. Возможные колебания угла при фиксированной частоте вращения коленчатого вала двигателя не выходят за пределы ±0,25 град. Коррекция угла происходит через каждые полоборота коленчатого вала двигателя, что практически обеспечивает безынерционность устройства. Цифровой регулятор предназначен для работы совместно с цифровым октан-корректором, описанным мной ранее ("Радио", 1987, № 10, с. 34- 37), но может работать и самостоятельно.

Принцип работы цифрового регулятора основан на заполнении реверсивного счетчика импульсами, частота следования которых зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, и вычитании из него импульсов фиксированной частоты. Запись в счетчик начинается в момент искрообразования, а вычитание из него - в момент размыкания контактов прерывателя. При переходе счетчика в состояние 0 формируется выходной импульс, запускающий систему зажигания, после чего процесс повторяется. Время вычитания и определяет время задержки выходного импульса относительно момента размыкания контактов прерывателя, т. е. угол задержки, вносимый регулятором.

Принципиальная схема цифрового регулятора изображена на рис. 1. Устройство состоит из узла VT3, DD2.1, DD2.4, устраняющего влияние "дребезга" контактов прерывателя, кварцевого таймера DD1, VT1, VT2, DD4-DD6, шифраторов на диодах VD6-VD15, которые определяют характеристику регулятора, генератора прямоугольных импульсов DD2.2, DD2.3, счетчика DD8 с переменным коэффициентом счета, RS-триггера DD3.1, DD3.2, реверсивного счетчика DD9-DD11 и элементов управления. При показанной на рис. 1 схеме включения диодов VD6-VD15 регулятор по характеристике аналогичен механическому центробежному регулятору Р-147А, устанавливаемому на часть автомобилей М-2140иМ-2141.

(нажмите для увеличения)

После включения зажигания RS-триггер DD3.1, DD3.2 может установиться в любое состояние. Предположим, что на выходе элемента DD3.2 будет высокий уровень. Тогда импульсы с частотой около 50 кГц с выхода генератора DD2.2, DD2.3 после деления счетчиком DD8 поступят на вход +1 реверсивного счетчика DD9-DD11.

При появлении на выходе 8 счетчика DD11 сигнала высокого уровня элемент DD7.1 запретит прохождение импульсов на выход Y счетчика DD8 и заполнение реверсивного счетчика прекратится. Число импульсов, учтенных реверсивным счетчиком, определит максимальное время задержки выходного сигнала относительно момента размыкания контактов прерывателя.

После размыкания контактов прерывателя одновибратор DD2.1, DD2.4 сформирует импульс низкого уровня длительностью около 500 мкс, необходимый для устранения влияния "дребезга" контактов прерывателя при их размыкании. Продифференцированный цепью

С6, R20, R21, этот импульс переключит триггер DD3.1, DD3.2. Высокий уровень, появившийся на выходе элемента DD3.1, разрешит прохождение импульсов генератора DD2.2, DD2.3 на вход -1 реверсивного счетчика, а низкий уровень на выходе элемента DD3.2 запретит их прохождение на вход +1.

Дифференцирующая цепь C8R28R29 служит для синхронизации генератора с контактами прерывателя. При переключении реверсивного счетчика DD9- DD11 из состояния 0 в состояние 15 на выходе 0 счетчика DD11 сформируется импульс низкого уровня.

Фронт этого импульса запускает одновибратор, собранный на элементах DD7.4, DD7.3. Импульс высокого уровня с выхода элемента DD7.4 обнулит реверсивный счетчик и счетчики DD1, DD4, DD5, а импульс низкого уровня (длительностью около 20 мкс) с выхода элемента DD7.3 возвращает триггер DD3.2, DD3.1 в исходное состояние.

Так как счетчик DD5 находится в нулевом состоянии, на выходе 0 дешифратора DD6 будет сигнал низкого уровня, который после инвертирования элементом DD7.2 обнулит счетчик DD8 и удержит его в этом состоянии. Следовательно, пока на выходе 0 дешифратора DD6 присутствует сигнал низкого уровня, заполнения реверсивного счетчика DD9-DD11 не произойдет, несмотря на высокий уровень на нижнем по схеме входе элемента DD3.3, и реверсивный счетчик будет находиться в состоянии 0.

Время, в течение которого дешифратор DD6 находится в каждом из состояний 0,1,2,3, определяется коэффициентом счета счетчика DD4, который, в свою очередь, определяется тем, в каком состоянии в текущий момент находится дешифратор DD6, и схемой подключения диодов VD6-VD8. Коэффициент счета счетчика DD8 также определяется состоянием дешифратора DD6 и схемой подключения диодов VD9-VD15.

Рассмотрим формирование характеристики регулятора, показанной на рис. 2. В уже упомянутой выше статье описан принцип формирования характеристики октан-корректора. В его состав также входит реверсивный счетчик, но частота следования заполняющих и вычитающих импульсов не меняется в течение одного периода искрообразования. В этом случае угол задержки, вносимый устройством, постоянен и не зависит от частоты вращения вала двигателя. Характеристика октан-корректора - горизонтальная прямая.

Рис.2

В электронном автоматическом регуляторе угла 03 частота следования импульсов, заполняющих реверсивный счетчик, дискретно меняется в течение одного периода искрообразования, и график зависимости угла 03 от частоты вращения вала двигателя приобретает вид кривой, состоящей из прямых отрезков. Положение точек излома 1, 2, 3 зависит от интервалов времени, в течение которых дешифратор DD6 находится в каждом из состояний 0, 1,2, 3. Интервалы определены коэффициентом счета счетчика DD4, который, в свою очередь, зависит от схемы включения диодов VD6 -VD8.

Частота следования импульсов, заполняющих реверсивный счетчик во время нахождения дешифратора DD6 в каждом из состояний, зависит от коэффициента счета счетчика DD8, который определяется схемой включения диодов VD9 -VD15.

В соответствии со схемой регулятора (см. рис. 1) при частоте вращения вала двигателя более 5000 мин-1 или периоде искрообразования менее 6 мс дешифратор DD6 будет находиться в состоянии 0. Следовательно, на входе R счетчика DD8 будет высокий уровень, импульсов на его выходе не будет, состояние реверсивного счетчика DD9-DD11 не изменяется, поэтому регулятор не задерживает выходной импульс относительно входного.

При уменьшении частоты вращения вала двигателя (см. точку 1 на рис. 2) дешифратор DD6 переключится в состояние 1, на входе R счетчика DD8 появится низкий уровень, начнется заполнение реверсивного счетчика, следовательно, появится задержка выходного импульса относительно момента размыкания контактов прерывателя.

Изменяя схему включения диодов VD6-VD8 и VD9-VD15, можно в широких пределах менять характеристику электронного регулятора. Расчет коэффициентов счета счетчиков DD4 и DD8, а значит, и определение схемы дешифраторов довольно сложен (размер журнальной статьи не позволяет привести его полностью). Для их расчета написана программа (табл. 1) на языке программирования "Q-Basic", которая входит в состав O.C.DPS 6.22 и Windows'95. Внеся незначительные изменения в программу, ее можно использовать на компьютерах "Радио 86РК" и "Spectrum".

Для запуска программы необходимо ввести параметры характеристики центробежного регулятора нужной модели, взятые из технического описания регулятора. Это угол 03 и частота вращения вала двигателя (не путать с частотой вращения кулачка прерывателя) в точках 1, 2, 3 характеристики (рис. 2). Результат работы программы выводится в форме, аналогичной представленной здесь табл.2.

Таблица 2

Например, когда дешифратор DD6 находится в состоянии 2, необходимый коэффициент счета счетчика DD8 оказался равным 18/64. Максимальный коэффициент счетчика К155ИЕ8 равен 63/64. Чтобы получить нужный коэффициент счета, необходимо с выхода 2 дешифратора DD6 подать напряжение низкого уровня на те входы счетчика, сумма весовых значений которых равна 63-18=45, т.е. на входы 1, 4, 8 и 32. На остальных входах должен быть единичный уровень.

Это обеспечено включением диодов VD10, VD11 и VD15. На вход 32 счетчика DD8 низкий уровень подан постоянно. В табл. 2 указаны коэффициенты счета счетчиков DD4 и DD8 и коды на их входах при различных состояниях дешифратора DD6 для получения характеристики центробежного регулятора Р-147А автомобиля "Москвич-2140".

Автор: А. Бирюков, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Зажигание.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Эксперименты с негативным временем 22.12.2024 Исследователи из Университета Торонто сделали прорывное открытие в области квантовой физики, экспериментально подтвердив существование явления, известного как "негативное время". Ранее эта концепция оставалась лишь теоретической гипотезой, вызывая больше вопросов, чем ответов. Открытие стало возможным благодаря изучению взаимодействия света с материей. В ходе экспериментов ученые наблюдали необычное поведение фотонов, проходящих через облако атомов. Фотоны демонстрировали, что могут "покидать" это облако еще до того, как "попадут" в него. Это странное явление получило название "отрицательного времени". Важно отметить, что "негативное время" не имеет ничего общего с путешествиями во времени, которые часто фигурируют в научной фантастике. Это явление связано с особенностями квантовой механики, в которой фотоны - элементарные частицы света - ведут себя одновременно как волны и частицы. Такое двойственное поведение выходит за рамки классической физики, где объекты подчиняются линейному течению времени. Результаты исследований, хотя и парадоксальны с точки зрения здравого смысла, не нарушают законы теории относительности Эйнштейна. Как объясняют ученые, движение фотонов "назад во времени" не позволяет переносить информацию быстрее скорости света, а потому не противоречит фундаментальным законам физики. Это явление связано исключительно с квантовыми процессами, где понятия времени и пространства приобретают особые, непривычные свойства. Практическое значение открытия пока остается неизвестным, но его потенциал впечатляет. Исследование негативного времени может пролить свет на многие аспекты квантовой механики, открывая путь к созданию новых технологий. Например, в будущем эти знания могут найти применение в разработке квантовых компьютеров, сверхточных систем коммуникации и других передовых технологий. Это открытие в очередной раз подчеркивает, насколько непредсказуем и сложен микромир. На уровне квантов законы природы часто противоречат нашей интуиции, но именно благодаря таким исследованиям наука продвигается вперед, открывая горизонты для новых знаний и инноваций.

Другие интересные новости:

▪ Волны песка подчиняются законам математики

▪ Жизнь у ветряной турбины

▪ Фонарик на светодиодах

▪ Смартфон Sony Xperia Z Ultra

▪ Для предсказания инфаркта кватит капельки крови

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья С одной стороны, нельзя не признаться, с другой стороны, нельзя не сознаться. Крылатое выражение

▪ статья Какой хоккеист получил тюремный срок за драку на площадке? Подробный ответ

▪ статья Мята колосистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Будильник грибника, он же - сторожевое устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Почему летит ракета? Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026