3.4. Адаптивные регуляторы времени накопления
Типовая схема адаптивного регулятора скважности приведена на рис. 9.6. От схемы программного регулятора она отличается наличием стабилизирующей обратной связи, которая позволяет поддерживать постоянство уровня тока в катушке зажигания независимо от воздействия многочисленных внешних факторов за счёт коррекции скважности выходного токового сигнала.
Устройство коррекции представляет собой интегратор (ОУ3, С2) выходное напряжение Uкор которого задаёт опорный уровень Uсм2 компаратора (ОУ2). Если опорный уровень Uсм2 изменяется, то изменяется и момент срабатывания компаратора на ОУ2. При более низком напряжении Uсм2 катушка зажигания включается на более короткий период времени. При более высоком опорном напряжении Uсм2 катушка включается на более продолжительный период времени.
Управляет работой интегратора компаратор на ОУ4, который изменяет своё состояние в зависимости от значения выходного тока.
Рассмотренный принцип построения регулятора времени накопления реализован отечественным коммутатором 36.3734, применяемым на автомобиле ВАЗ-2108. Стабилизация величины вторичного напряжения достигается в коммутаторе двумя путями: во-первых, регулированием времени включения первичной цепи обмотки зажигания; во-вторых, ограничением величины тока в первичной цепи величиной около 8 А.
Основными недостатками БСЗ с электронным регулятором времени накопления являются несовершенство механических автоматов угла опережения зажигания и механический способ распределения энергии по цилиндрам двигателя, порождающие погрешности момента образования искры. Системы с электронным регулированием угла опережения зажигания наиболее совершенны по исполняемым функциям.
3.5. Микропроцессорные системы зажигания
В микропроцессорной системе зажигания применяется электронное управление углом опережения зажигания. Как правило, микропроцессорная система одновременно управляет и системой топливоподачи либо полностью (система «Мotronic» фирмы «Bosch»), либо каким-либо её элементом, чаще всего экономайзером принудительного холостого хода (автомобиль ВАЗ-21083, ГАЗ-3302 «Газель и др.).
Центральной частью микропроцессорной системы является контроллер (микро-ЭВМ, микропроцессор). Структурная схема контроллера МС2713 «Электроника» приведена на рис. 9.7. Такая схема применяется на некоторых модификациях автомобилей «Волга», «Газель», ЗИЛ-4314, ВАЗ-21083. Контроллер решает следующие задачи:
– обработка информации, поступающей от датчиков;
– установка оптимального угла опережения зажигания;
– формирование команды на образование искры зажигания;
– формирование команды на прекращение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода.
Контроллер получает сигнал с концевого выключателя КВ от дроссельной заслонки и информацию от индукционных датчиков:
– начала отсчёта НО;
– угловых импульсов УИ;
– температуры охлаждающей жидкости tº;
разряжения во впускном коллекторе Р.
Датчик НО установлен на картере сцепления так, что он генерирует импульс напряжения в момент прохождения в его магнитном поле стального штифта, укреплённого на маховике, при положении в верхней мёртвой точке поршней 1 и 4 цилиндров. Датчик УИ реагирует на прохождение зубьев венца маховика и снабжает контроллер информацией о частоте вращения и угле поворота коленчатого вала двигателя. Датчик температуры охлаждающей жидкости tº порогового типа. Он вырабатывает сигнал о достижении температуры заданного уровня.
Датчики НО и УИ вырабатывают сигналы синусоидальной формы. Преобразователем формы эти сигналы преобразуются в прямоугольные импульсы с логическими уровнями интегральных микросхем. Датчик разряжения вырабатывает сигнал, напряжение которого пропорционально степени разряжения. Этот сигнал также преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде напряжения.
После преобразования сигналов датчиков в цифровую форму они поступают в процессор Р, выполненный на микросхеме КМ1823ВУ1. Процессор реализует процедуру вычисления параметров двигателя (частоты вращения, разряжения, температуры, углового положения вала двигателя), их сравнение с оптимальными, записанными в ПЗУ, и вырабатывает сигналы управления. В ПЗУ записана информация об оптимальном угле опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Информация записана в двух вариантах – характеристики для холодного (температура охлаждающей жидкости ниже 65 °С) и прогретого двигателя. Нужная характеристика выбирается по сигналу датчика температуры, поступающего на 10-й разряд ПЗУ.
Система работает по циклам. Цикл определяется импульсом начала отсчёта НО. По сигналу НО процессор вырабатывает сигнал «старт АЦП», по которому устройство ввода-вывода (УВВ) запускает преобразователь «напряжение-время». Напряжение датчика разряжения преобразуется в цифровой код. По сигналу «конец преобразования» в разряды 5÷9 ПЗУ записывается адрес к нужной информации по нагрузке. В разряды 0÷4 аналогично записывается адрес к информации по частоте вращения и угловому положению коленчатого вала. Когда величина вычисленного угла совпадает с углом поворота коленчатого вала, по сигналу с процессора через УВВ включается блок ФИЗ, вырабатывающий импульсы зажигания постоянной скважности. Через ключ СЗ эти импульсы поступают на выход блока управления.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
9.1. В каком режиме должен работать транзистор контактно-транзисторной системы зажигания?
9.2. Какие недостатки классической системы зажигания устраняются включением в их электрическую схему электронного ключа?
9.3. Включение каких функциональных узлов в схему системы зажигания позволило исключить контакты прерывателя?
9.4. Используя рис. 9.2 и рис. 9.3, поясните принцип формирования сигналов магнитоэлектрическим датчиком и датчиком Холла. Сформулируйте их достоинства и недостатки.
9.5. Какую функцию выполняет конденсатор С6 в бесконтактной системе зажигания по схеме рис. 9.4?
9.6. Для чего в схеме рис 9.4 потребовалось включать конденсатор С1 и резистор R3?
9.7. На каких элементах схемы рис. 9.4 выполнен электронный ключ?
9.8. В чем заключаются недостатки бесконтактной системы зажигания по схеме рис. 9.4?
9.9. Какими параметрами ДВС ограничивается длительность импульсов тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания системы по схеме рис. 9.5?
9.10. Значения каких параметров ДВС учитываются микропроцессорными системами зажигания с контроллером МС2713?