14.1 Структурная схема микропроцессора

В микропроцессор­ной системе зажигания (рис. 5.12) применяется электронное управление углом опережения зажигания. Обычно микропроцес­сорная система одновременно управляет и системой топливопода-чи - либо полностью, либо каким-то ее элементом, чаще всего эко­номайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ).

Центральной частью микропроцессорной системы является контроллер (микро-ЭВМ, микропроцессор). В постоянном запоми­нающем устройстве ПЗУ микропроцессора по определенным адре­сам записаны оптимальные значения угла опережения зажигания, которые соответствуют режимам работы ДВС, определяемым час­тотой вращения, нагрузкой и нагревом двигателя.

Анализируя сигналы с датчиков, получаемые через устройство ввода-вывода (УВВ), а также положение поршня относительно верхней мертвой точки в одном или двух цилиндрах, процессор П определяет требуемое значение угла опережения зажигания и че­рез УВВ и формирователь импульсов зажигания (ФИЗ) выдает ко­манду электронному коммутатору на подключение первичной цепи катушки зажигания к сети питания, а затем на прерывание тока в этой цепи, т.е. на искрообразование.

На рис. 5.12 представлена структурная схема контроллера, применяемого на некоторых модификациях отечественных авто­мобилей.

Контроллер получает информацию: от индукционного датчика начала отсчета (НО), установленного на картере сцепления так, что он генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле стального штифта, укрепленного на маховике, при положении в верхней мертвой точке поршней 1 и 4 цилиндров; от датчика угловых импульсов (УИ), реагирующего на прохождение зубьев шестерни венца маховика и снабжающего контроллер ин­формацией о частоте вращения и угле поворота коленчатого вала двигателя; от полупроводникового датчика температуры охлаж­дающей жидкости Г порогового типа, информирующего о достиже­нии температуры заданного уровня; от датчика АР разряжения во впускном коллекторе тензометрического типа, информирующего о нагрузке двигателя.

Для управления ЭПХХ сигнал поступает с концевого выключа­теля (KB) от дроссельной заслонки.

Аналоговые сигналы с датчиков преобразуются в цифровой код аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Сигналы с датчиков НО и УИ преобразуются в прямоугольные импульсы с логическими уровнями интегральных микросхем, сигнал с датчика разряжения, величина которого по напряжению пропорциональна разряжению, также преобразуется во временные импульсы.

Выполнение команд в системе разнесено по времени. Процес­сор Л, формирует сигнал «Старт АЦП» по которому УВВ запускает преобразователь напряжение/время и преобразует напряжение с датчика нагрузки двигателя в цифровой код.

По сигналу «Конец преобразования» в сети устанавливается адрес ПЗУ в разрядах А5-А9 с допуском к необходимой информации. Начало измерения нагрузки двигателя и вычисления угла опережения зажигания син­хронизировано с импульсом НО. Угол опережения зажигания вы­числяет процессор по жесткому алгоритму. Как только значение вычисленного угла опережения зажигания совпадает с углом пово­рота коленчатого вала, по сигналу с процессора через УВВ вклю­чается блок ФИЗ, вырабатывающий импульсы зажигания постоян­ной скважности, которые через ключ СЗ подаются на выход блока управления.

Каналы управления многоканального коммутатора выбираются по сигналу ФИЗ через ключ выбора канала ВК.

15.1. Цифровой датчик для измерения момента.

Метод формирования, когда на выходе цифрового датчика момента состоит в следующем. Самая минимальная длина импульсов соответствует самому малому моменту на валу.

Необходимо запомнить длительный получаемый импульс на выходе триггера короткими импульсами, длительность которых в 400 раз меньше самого короткого импульса на выходе тригера, получаемого при очень малом моменте.

Это делается с помощью логического элемента «И» и автоколебательного мультибратора.

15.2. Принцип действия генераторов переменного тока.

Генератор состоит: Статор 1 из стали с зубцами на которых намотаны катушки 2 т.е. обмотка статора, в которых индуцируется ЭДС. В нутрии статора на расстоянии 0,5мм вращается ротор 3 имеющий полюса: положительный и отрицательный. Внутри ротора помещена обмотка возбуждения 4. Поток преодолевает воздушный зазор 0,5мм от “+” ротора к зубцу, от зубца к “–“ ротора и замыкается через втулку 5 на валу ротора.

При вкл. выключателя зажигания из замкнутых контактов через регулятор напряжения к обмотке генератора прекладывается напряжение от АКБ. В следствии чего по обмотке возбуждения идет ток. Этот ток намагничивает полюса генератора. В следствии чего возникает постоянный магнитный поток. Постоянный магнитный поток распространяется по положительным. Значит в зубцах статора возникает переменный магнитный поток т.к. под каждым зубцом статора проходят то положительный то отрицательный полюс ротора при его вращении. На зубцах статора намотаны медные обмотки и в этих обмотках возникает переменное ЭДС. Переменное напряжение выпрямляется с помощью выпрямителя 6.

15.3. Зависимость давления в цилиндрах двигателя от угла опережения.

При замыкании выкл.зажигания(ВЗ) ток от «+» АКБ при закрытых контактах прерывателя нарастает.Это происходит из-за того,что первичная обмотка имеет активное и индуктивное сопротивление.Ток проходит по первичной обмотке,намагничивает сердечник катушки,т.о. эл. Энергия преобраз. В магнитную,параметром её является магнитный поток Ф.При размыкании контакта ток падает и U2=100dФ/dt=1,2 кВ.Для хорошего зажигания необходимо напряжение 12кВ,для этого необходимо обеспечить падение потока более резко.Для этого введём конденсатор и в начале индуктивный ток компенсируется ёмкостным током.

Подача искры должна осуществляться раньше,чем ,отсчитываемый от момента подачи искры до момента прихода поршня в ВМТ ,угол опережения зажигания.В зависимости от угла опережения зажигания мы можем израсходовать одинаково бензина,но получить выше давление,а след. и выше мощность.

При угле опережения=37 град.-раннее зажигание,давление в цилиндре нарастает по кривой (1).

При угле опереж.=23 град.-нормальное (2).

При угле опереж.=5-8 град.-позднее (3).

Увеличивается частота вращения коленвала от 1000 до 6000,необх.автоматич.увеличивать угол опережения зажигания.Влияние оказывает и нагрузка.При возрастании нагрузки нужно уменьшать угол опережения зажигания.Для этих целей существует центробежный регулятор угла опережения и вакуумный регулятор.

Центробежный. На ведущем валике закреплена пластина с грузиками и осями,грузики могут поворачиваться вокруг осей и стянутой пружины. На каждом грузике имеется штифт.На втулке кулачка вторая пружина с прорезями, в которые входят штифты нижней пластины.

Вакуумный. Полость вакуумного регулятора, в которой размещена пружина,соединена трубкой со смесительной камерой карбюратора. На дроссельной заслонке одна полость сообщается с атиосферой.

17.1.схема включения стартерного электродвигателя и его характеристики

Принципиальная электрическая схкма включения стартера

Uc<Uб т.к. тратится на сопротивление Rпр и Rm 

Мощность на валу Pc меньше электромагнитной Pэm на размер потерь на трение в подшибниках и щелочном контакте, вентиляционных и магнитных

потерь, кпд электродвигателя =0,5-0,6

режимы:

-холостого хода Icх

-при мах КПД Icnmax

-номинальный при мак P стартера,задают :P,M,n,I

-полного торможения:M и I используются как диагностические оценки состояния эл цепей и магн. цепей стартера

17.3.Принцип действия датчика частоты вращения двигателя

при вращ. вала с мет. диском 5 с прорезями и выступами на выходах катушки 6 форм. разнополярные импульсы, которые диф. с помощью первой диф. цепи 11. В исходном положении триггера считаем, что первый транзистор 8 закрыт, а второй 9 открыт, при поступлении на базу 14 тр-ра 8 полож. остроконечного имп-са А в м-т времени t , тр-р 8 открывается, при следующем поступлении в t2 отриц. остроконечн. им-са Б, тр-р 8 открывается , а 9 открывается, при поступлении от первой дифф. цепи 11 импульсов В и Г на базу 14 тр-ра 8 происходит формир. прямоугольного импульса. с помощью агрегатов выпрямления они преобраз. в послед. экспоненц. импульсов полож. полярности ,после чего сглаживаются фильтром 3 и изм. прибором 4

17.2.Управление системой впрыска по расходу воздуха

Датчик массового расхода воздуха:

- Датчик объемного расхода воздуха

- Проволочный датчик массового расхода воздуха

- Пленочный датчик массового расхода воздуха

Проволочный датчик массового расхода воздуха

Датчик этого типа из нагретого провода (2), установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика массового расхода воздуха основана на принципе постоянства температуры. Нагретый платиновый провод, расположенный в воздушном потоке, является одним из плеч резисторного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резисторный мост, поддерживается постоянная температура (около 100 С) платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.

При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резисторный мост становится несимметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры провода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы.

Этот ток также протекает через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в блок электронного управления для вычисления количества впрыскиваемого топлива. Измерение температуры воздуха компенсируется резистором (4), который представляет собой платиновое кольцо. Изменение температуры воздуха одновременно изменяет сопротивление нагретого провода (2) и термокомпенсационного сопротивления (4), поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.

При эксплуатации платиновый провод неизбежно загрязняется. Для предотвращения загрязнения после выключения двигателя провод в течение 1с накаляется до температуры 1000 С. При этом вся налипшая на него грязь сгорает. Этот процесс контролируется электронным блоком управления.