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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Концепт электрического седана VW ID.AERO 01.07.2022 Немецкий автопроизводитель Volkswagen Group официально представил шестой по счету электрический концепт из фирменной линейки ID - им стал седан VW ID.AERO (предыдущие модели: ID.3, ID.4, ID.5, ID.6 и ID. Buzz). Бренд позиционирует новинку как флагманский среднеразмерный седан (premium mid-size sedan) в прогрессивном стильном аэродинамическом дизайне, рассчитанный на молодую аудиторию. Этот пятиметровый седан не просто выглядит аэродинамично - покатая линия крыши в купе-стиле позволили снизить коэффициент лобового сопротивления до отметки 0,23. Электромобиль VW ID.AERO построен на платформе MEB и оснащен батареей емкостью 77 кВтч, которая обеспечивает запас хода 620 км (385 миль) по циклу WLTP. Серийное производство и продажи модели стартуют во второй половине 2023 года в Китае и Европе, при этом новинка станет глобальной моделью, то есть будет продаваться в Европе, США и Китае.

Другие интересные новости:

▪ Планшет нового типа от Lenovo

▪ Эти дети у нас в печенках сидят

▪ Обмен запахами с помощью мобильников

▪ Обнаружены топологические фононы в графене

▪ Система получения водорода из водопроводной воды без электролиза

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Хирургические болезни. Конспект лекций

▪ статья Почему сукно на большинстве бильярдных столов - зеленое? Подробный ответ

▪ статья Сгибание труб с помощью пружины. Домашняя мастерская

▪ статья Прямой пуск трехфазного электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство для прослушивания магнитных фонограмм. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026