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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива DPP-3 - трехфазные источники питания TDK-Lambda на DIN-рейку 31.01.2011 Серия DPP-3 состоит из 4-х номиналов мощностей: 120, 240, 480 или 960 Вт с выходными напряжениями 12, 24, 48 В и предназначена для промышленной автоматики, систем измерений и контроля, систем распределенного питания. Источники питания DPP-3 работают от 3-х фазной сети переменного тока диапазона 340...575 В частотой 47...63 Гц без необходимости переключения или регулировки. Каждая модель содержит корректор коэффициента мощности. Важным свойством серии является двухфазная работоспособность: при пропадании одной фазы блок будет продолжать работать со снижением мощности всего до 80%! Выходное напряжение модуля можно подстроить с помощью потенциометра на передней панели. Это нужно для компенсации падения напряжения в силовых проводниках к нагрузке. Возможно параллельное соединение 2-х модулей для увеличения мощности. Нестабильность по нагрузке при параллельном соединении составляет +5%, при одиночной работе- +1%. Для дополнительного удобства в применениях автоматики и контроля 24-вольтные модели имеют реле слежения за выходным напряжением.

Другие интересные новости:

▪ Солнечный реактор производит водород и улавливает отходы

▪ Возобновляемые источники энергии станут популярнее природного газа

▪ Гаджет для поцелуев на расстоянии

▪ Видеоигры могут повысить умственные способности ребенка

▪ Злость голодных людей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Дикий народ! Дети гор. Крылатое выражение

▪ статья Что такое блуждающий огонек? Подробный ответ

▪ статья Мешочный узел. Советы туристу

▪ статья Предохранение серебряных вещей от потускнения. Простые рецепты и советы

▪ статья Карманные солнечные часы. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025