ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2247259
СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ І УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ ЗАЖИГАНИЯ паливоповітряної суміші В ДВИГУНІ внутрішнього згоряння

СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ І УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ ЗАЖИГАНИЯ паливоповітряної суміші В ДВИГУНІ внутрішнього згоряння. АЛЬТЕРНАТИВНИЙ ДВИГУН. АЛЬТЕРНАТИВНИЙ рушія. НОУ ХАУ. ВПРОВАДЖЕННЯ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГІЇ.

ВИНАХІД. СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ І УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ ЗАЖИГАНИЯ паливоповітряної суміші В ДВИГУНІ внутрішнього згоряння. Патент Російської Федерації RU2247259

Ім'я заявника: Петровичев Олександр Сергійович
Ім'я винахідника: Петровичев Олександр Сергійович
Ім'я патентовласника: Петровичев Олександр Сергійович
Адреса для листування: 600017 м Володимир, Жовтневий проспект, д. 36, кв. 159, тел. (4922) 35-31-81
Дата початку дії патенту: 2002.01.17

Винахід відноситься до систем управління моментом запалювання паливоповітряної суміші в двигуні внутрішнього згоряння.

Технічним результатом винаходу є підвищення ККД двигуна внутрішнього згоряння за рахунок оптимізації робочого процесу перетворення теплової енергії згорілої паливоповітряної суміші в механічну енергію обертання колінчастого вала двигуна. Застосування винаходу дає можливість здійснювати автоматичне визначення і установку оптимального моменту запалювання паливоповітряної суміші в конкретному двигуні внутрішнього згоряння незалежно від технічного стану двигуна, сорти палива і зовнішніх умов навколишнього середовища. Згідно винаходу початок моменту запалювання паливоповітряної суміші регулюється за результатами закінчення її горіння. При цьому процес горіння паливоповітряної суміші контролюють світлочутливим датчиком полум'я і після кожного циклу виробляють порівняння фактичного і заданого часу горіння всій топливовоздушной суміші. Потім на підставі отриманих даних проводять корекцію часу затримки моменту запалення наступного циклу.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до систем управління моментом запалювання паливоповітряної суміші в двигуні внутрішнього згоряння.

З рівня техніки відомі способи корекції моменту запалення, засновані на регулюванні затримки початку моменту запалення щодо жорстко заданого закону керування (залежно установки кута випередження запалювання від оборотів двигуна) за допомогою електронних пристроїв, довільно вибирається точка початку відліку, а потім обчислювальний блок мікропроцесора за сигналами різних датчиків змінює час затримки моменту запалення, тим самим змінюючи кут випередження запалювання.

При цьому способі оптимальний момент початку запалювання паливоповітряної суміші (ТВС) попередньо визначається на спеціальному стенді випробувальним способом на еталонному двигуні, а отримані множинні значення початку моменту запалення реалізуються на серійних двигунах механічним пристроєм або електронною мікропроцесорної системою, в якій закон зміни кута випередження запалювання (в залежно від різних параметрів: оборотів двигуна, кількості, складу і температури паливоповітряної суміші) записується у вигляді математичної матриці в пам'яті мікропроцесора. В процесі роботи двигуна мікропроцесор обчислює і встановлює еталонний заданий момент початку запалювання відповідно до значень перерахованих вище параметрів, які визначаються спеціальними датчиками.

Недоліками зазначеного способу є невідповідність установки еталонного значення моменту запалювання потребному, так як час горіння паливоповітряної суміші залежить від тиску, температури, кількості і якості суміші, якості бензину на конкретному двигуні. Іншими словами, існуючі способи припускають корекцію моменту запалення топливовоздушной суміші одного двигуна щодо початкової установки моменту запалювання іншого еталонного двигуна.

Прототипом винаходу є спосіб боротьби з детонацією, найбільш схожий з тим, що заявляється, при якому корекція моменту запалення здійснюється за допомогою іонізаційного датчика. Суть методу полягає в корекції моменту запалення після порівняння фактичного часу проходження фронту полум'я від свічки запалювання до ионизационного датчика з заданим, при виникненні детонації цей час різко зменшується і система вводить затримку моменту запалювання до зникнення детонації двигуна (см., Наприклад, патент США №4308519 , МПК F 02 B 77/08, опубл. 29.12.1981).

Недоліком прототипу є те, що метод можна застосовувати тільки при наявності детонації, а й невисока точність визначення величини і знака корекції кута випередження запалювання через складність і нерівномірності поширення фронту полум'я в камері згоряння через хаотичної турбулентності паливоповітряної суміші, що призводить до великого розкиду величини корекції кута випередження запалювання.

Завданням, на вирішення якої спрямовано винахід, є автоматичне визначення і установка оптимального моменту запалювання паливоповітряної суміші в конкретному двигуні внутрішнього згоряння незалежно від технічного стану двигуна, сорти палива і зовнішніх умов навколишнього середовища.

Технічним результатом винаходу є підвищення ККД двигуна внутрішнього згоряння за рахунок оптимізації робочого процесу перетворення теплової енергії згорілої паливоповітряної суміші в механічну енергію обертання колінчастого вала двигуна.

Технічний результат досягається за допомогою регулювання початку моменту запалення топливовоздушной суміші за результатами закінчення її горіння. При цьому контролюють процес горіння паливоповітряної суміші світлочутливим датчиком полум'я і після кожного циклу виробляють порівняння фактичного і заданого часу горіння всій топливовоздушной суміші. Потім проводять корекцію часу затримки моменту запалення наступного циклу. При цьому початок горіння паливоповітряної суміші коригується таким чином, щоб його закінчення відбувалося в заданій точці, якій відповідає положення поршня 10-15 ° після верхньої мертвої точки. При закінченні процесу горіння в цій точці робота, що здійснюються робочим тілом (згорілої топливовоздушной сумішшю), є максимальною. Виходячи з цього при використанні заявляється способу кожен робочий цикл двигуна внутрішнього згоряння контролюється світлочутливим датчиком полум'я. Початок процесу горіння (оптимальний момент запалювання) в кожному наступному циклі коригується по результату закінчення процесу горіння попереднього циклу, при цьому обчислювальний блок мікроконтролера визначає величину і знак корекції в залежності від різниці фактичного моменту закінчення процесу горіння і заданого. Заявляється спосіб дозволяє реалізувати "ідеальну" теоретичну криву закону зміни кута випередження запалювання залежно від оборотів двигуна.

Отримання технічного результату винаходу можливо тільки при застосуванні корекції моменту початку запалювання після порівняння фактичного моменту закінчення процесу горіння (величина змінна) і заданого моменту закінчення горіння (величина постійна) всієї паливоповітряної суміші шляхом регулювання часу затримки моменту запалення обчислювальним блоком мікроконтролера при контролі процесу горіння світлочутливим датчиком полум'я.

Новими істотними ознаками винаходу, що відрізняються від аналогів і прототипів, є:

  • корекцію почали моменту запалювання обчислювальним блоком мікроконтролера кожного наступного циклу за результатами порівняння заданого і фактичного моментів закінчення процесу горіння всій топливовоздушной суміші в камері згоряння в попередньому циклі обчислювальним блоком мікроконтролера,
  • застосування світлочутливого датчика полум'я для контролю процесу горіння.

Введення нових істотних ознак дозволяє автоматично встановлювати оптимальне значення моменту запалювання в циліндрі двигуна незалежно від розкиду експлуатаційних параметрів двигуна (тиску, температури, кількості і якості паливоповітряної суміші) і невідповідності сорту бензину, так як корекція моменту запалення проводиться в конкретному циліндрі, в конкретних умовах і при згорянні конкретного сорту палива (в той час як існуючі способи припускають корекцію моменту запалення топливовоздушной суміші одного двигуна щодо початкової установки моменту запалювання іншого еталонного двигуна), тобто здійснюється "пряме управління процесом згорання". Застосування світлочутливого датчика полум'я дозволяє усунути неоднозначність корекції моменту запалення, так як тривалість світлового потоку всіх палаючих газів не залежить від загальної картини поширення фронту полум'я в камері згоряння, а лише вказує на наявність горіння або його відсутність. Корекція початку моменту запалення по моменту закінчення згоряння ТВС попереджає поява детонації на всіх режимах роботи двигуна за рахунок автоматичного зменшення кута випередження запалювання при найменшому скороченні часу горіння ТВС від заданого.

Винахід пояснюється кресленнями, де

  • на фіг.1 представлена схема моделі мікропроцесорної системи запалювання, що реалізує спосіб автоматичного визначення та встановлення оптимального моменту запалювання паливоповітряної суміші в двигуні внутрішнього згоряння;
  • на фіг.2 представлена тимчасова діаграма роботи обчислювального блоку мікроконтролера системи.

Відповідно до винаходу система містить (див. Фіг.1):

  • датчик початку відліку часу затримки моменту запалення 1;
  • датчик заданого положення поршня (відповідає заданому моменту закінчення горіння ТВС) 2;
  • світлочутливий датчик полум'я 3;
  • обчислювальний блок мікроконтролера 4,
  • стандартний блок запалювання 5.

Система працює наступним чином (див. Фіг.1 і фіг.2).

СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ І УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ ЗАЖИГАНИЯ паливоповітряної суміші В ДВИГУНІ внутрішнього згоряння. Патент Російської Федерації RU2247259

У робочому такті стиснення при проходженні поршня умовно заданої точки початку відліку "а" сигнал датчика 1 запускає в обчислювальному блоці мікроконтролера 4 наступні лічильники часу:

  • лічильник часу затримки моменту запалення 11 від початку відліку до моменту видачі імпульсу напруги Д в блок запалювання 5;
  • лічильник часу заданого моменту закінчення процесу горіння;
  • лічильник часу фактичного моменту закінчення процесу горіння.

Після відліку лічильником часу затримки 11 обчислювальний блок мікроконтролера видає сигнал Д в стандартний блок запалювання 5 і далі через розподільник на свічки запалювання. Відбувається займання паливоповітряної суміші і починається процес горіння Г в робочому такті двигуна.

Обчислювальний блок мікроконтролера 4 очікує надходження сигналів від датчика заданого положення поршня (відповідного заданому моменту закінчення горіння паливоповітряної суміші) 2 і від датчика фактичного моменту закінчення горіння паливоповітряної суміші 3. Після надходження сигналів В і б відбувається зупинка відповідних лічильників часу, порівняння заданого і фактичного моментів закінчення згоряння паливоповітряної суміші, визначення величини корекції часу затримки і формування нового часу затримки моменту запалення 11 'в оперативно пристрої обчислювального блоку мікроконтролера для відліку скоригованого часу затримки моменту запалення в подальшому робочому циклі і, отже, нового часу згоряння паливоповітряної суміші.

СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ І УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ ЗАЖИГАНИЯ паливоповітряної суміші В ДВИГУНІ внутрішнього згоряння. Патент Російської Федерації RU2247259

Таким чином, робота пристрою зводиться до безперервного контролю і зміни (корекції) моменту початку горіння (часу затримки моменту запалення в оперативно пристрої обчислювального блоку мікроконтролера) через зворотний зв'язок по моменту його закінчення.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб автоматичного визначення та встановлення оптимального моменту запалювання паливоповітряної суміші в двигуні внутрішнього згоряння, що полягає в регулюванні початку моменту запалення топливовоздушной суміші за результатами закінчення її горіння, при цьому контролюють процес горіння паливоповітряної суміші світлочутливим датчиком полум'я і після кожного циклу виробляють порівняння фактичного і заданого часу горіння всій суміші, а потім проводять корекцію часу затримки моменту запалення наступного циклу.

Версія для друку
Дата публікації 04.11.2006гг


НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів