K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

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K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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내연기관의 점화 시기(OZ)를 자동으로 최적의 수준으로 유지하도록 설계된 장치는 여전히 매우 복잡합니다. 통합 수준이 높은 미세 회로를 사용하여 단순화할 수 있습니다. 이에 대한 한 가지 예가 아래에 나와 있습니다.

가솔린 내연 기관의 가장 중요한 지표를 개선하는 가장 확실한 방법은 원심 OZ 각도 조절기를 수동으로, 더 나은 자동 제어로 전자식으로 교체하는 것입니다. 유사한 전자 조절기는 이미 저널[1; 2].

장치 [2]를 기반으로 더 간단한 자동 각도 컨트롤러 O3를 개발했습니다. K1816BE31 마이크로컨트롤러를 사용하여 단순화했습니다. 두 개의 디지털 03자리 타이머가 있어 연속적으로 동시에 크랭크축 속도를 측정하고 OZ 각도를 제어할 수 있습니다. 프로토 타입과 달리 차단기 접점은 엔진 시동 중에 정상적인 점화 모드를 보장하는 기계식 원심 조절기의 경우 초기 각도 XNUMX 위치에 유지됩니다.

자동 조절기는 접촉 차단기 및 전자 점화 시스템과 함께 작동하도록 설계되었습니다. 접점을 여는 순간에 대한 스파크 지연은 스파크 기간(Ti - 1/fi, 여기서 fi는 차단기 접점을 여는 빈도)과 점화 진행 시간(각도 OZ에 해당) 사이의 차이와 같습니다. 특정 엔진 크랭크축 속도).

스파크 순간의 계산은 크랭크 샤프트의 반 회전마다 반복되어 레귤레이터의 관성을 실질적으로 보장합니다. 또한 수정 값과 부호를 모두 설정하는 옥탄 교정기에 의한 임시 수정의 도입을 제공합니다. 기화기의 스로틀 밸브 위치와 엔진 속도에 따라 이코노마이저 솔레노이드 밸브가 표준 알고리즘에 따라 제어됩니다.

디지털 컨트롤러의 개략도는 Fig. 1. 이 장치는 프로세서 장치, 입력 셰이퍼, 출력 장치, 옥탄 교정기, 이코노마이저 솔레노이드 밸브 제어 장치, 전압 안정기 및 마이크로 스위치 접점의 갈바닉 절연 회로로 구성됩니다.

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프로세서 노드의 주요 요소는 단일 칩 마이크로 컨트롤러 DD1이며 외부 메모리 (프로그램 저장)가있는 일반적인 방식에 따라 포함됩니다. 마이크로컨트롤러는 ZQ1 석영 공진기에 의해 주파수가 설정되는 내장 발진기에 의해 클럭됩니다. 칩 DD3 - 래치 낮은 바이트 주소.

트랜지스터 VT1의 입력 증폭기, DD2.1, DD2.4 요소의 단일 진동기 및 트리거 DD2.2, DD2.3으로 구성된 셰이퍼는 [2]의 구성표에 따라 조립되며 설계됩니다. 차단기 접점의 바운스 결과를 제거하고 차단기 접점이 열릴 때 컨트롤러의 입력 P3.2에 저수준 신호를 공급합니다. 셰이퍼 입력은 자동차 엔진 차단기에 연결됩니다.

스위치 SA1을 사용하면 자동 조절기를 끄고 인터럽터에서 점화 장치로 직접 신호를 보낼 수 있습니다. 특히 온보드 네트워크의 전압이 기계의 정상 작동에 충분하지 않을 때 심하게 방전된 배터리로 엔진을 시동할 수 있습니다.

옥탄 보정기에는 스위치 SB1, SA2 및 다이오드 VD8-VD22의 인코더가 포함됩니다. 스파크 순간의 수정은 0,7도의 소프트웨어 설정 단계로 불연속적입니다. 스위치 SA2의 위치에 따라 다이오드를 통한 이진 역 코드의 신호가 마이크로 컨트롤러의 입력 P1.0-P1.3에 입력되고 이에 대한 수정 단계 수를 설정합니다. 스위치 SB1에서 컨트롤러의 입력 P1.6까지 수정 부호를 결정하는 신호가 수신됩니다. 이 스위치의 열린 접점이 증가에 해당하고 닫힌 접점이 공칭 값에 대한 점화 타이밍의 감소에 해당하는 것은 소프트웨어에 의해 결정됩니다.

출력 노드는 [4.1]의 방식에 따라 트랜지스터 VT4.3, VT3를 기반으로 한 증폭기가 있는 단일 진동기 DD5, DD1에 조립되며 진폭 12V 및 지속 시간의 양극성 펄스를 생성하도록 설계되었습니다. 전자 점화 시스템을 시작하기 위한 500μs. 요소 DD4.1의 출력이 자유 요소 DD4.4(다이어그램에 표시되지 않음)의 입력에 연결되면 전자 타코미터에 공급하기 위해 요소 DD4.4의 출력에서 펄스 시퀀스를 제거할 수 있습니다.

전기 밸브 제어 장치는 [4.2]의 방식에 따라 요소 DD2와 트랜지스터 VT4, VT3에 조립됩니다. 컨트롤러의 출력 P3.5에서 낮은 로직 레벨은 요소 DD4.2에 의해 반전된 후 트랜지스터 VT2, VT4를 엽니다. 개방형 트랜지스터 VT4를 통해 엔진 기화기로의 연료 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브의 권선에 12V의 전압이 공급됩니다.

기화기에 설치되고 스로틀에 기계적으로 연결된 센서-마이크로 스위치의 접점에서 마이크로 컨트롤러 입력의 갈바닉 절연을 제공하는 릴레이 K1에 노드가 조립됩니다. 댐퍼가 열리면 센서 접점이 닫히고 릴레이 권선 K1에 12V의 전압이 적용됩니다.릴레이의 닫힌 접점 K1.1을 통해 낮은 논리 레벨이 입력 P1.7에 적용됩니다. 컨트롤러, 스로틀 개방에 대해 알려줍니다.

자동 조절기는 차량의 온보드 네트워크에서 전원을 공급받습니다. 입력 필터 L1C13을 통해 DC 전압이 DA1 스태빌라이저에 공급되고 출력에서 5V의 전압이 미세 회로 및 기타 노드에 공급됩니다. 조절기는 자동차 점화와 동시에 켜집니다.

공급 전압이 인가되면 커패시터(C6)는 저항(R8)을 통해 충전되어 리셋 신호를 생성하고, 이에 따라 컨트롤러(DD1)는 초기 상태로 들어가 준비 동작을 수행한다. 첫째, DD3.5 요소에 의해 반전되고 트랜지스터 VT4.2에 의해 증폭 된 후 트랜지스터 VT2를 열고 온보드 네트워크의 전압이 공급되는 출력 P4에서 낮은 레벨을 설정합니다. 솔레노이드 밸브 권선으로 인해 엔진 기화기에 연료가 공급될 수 있습니다.

둘째, 회로에 따라 DD2.2 요소의 하위 입력에서 낮은 수준의 펄스가 트리거 DD2.2, DD2.3을 초기 상태로 설정하여 DD2.2 요소의 출력이 높고, DD2.3 요소의 출력이 낮습니다. 셋째, 입력 P3.2에서 낮은 수준의 인터럽트를 활성화합니다.

넷째, 내부 타이머 - TO 및 T1 카운터를 16비트 모드로 설정하고 내부 타이머 T1에서 인터럽트를 활성화합니다. 컨트롤러 타이머는 1개의 오실레이터 주기 후에 상태가 12씩 증가하도록 구성됩니다. 12MHz의 클록 주파수에서 타이머 상태는 1µs 후에 증가하므로 최소 65535min-457의 엔진 크랭크축 속도에 해당하는 1µs 이하의 기간을 측정할 수 있습니다. 타이머가 "모두 XNUMX" 상태에서 "모두 XNUMX" 상태로 전환될 때 컨트롤러의 특수 레지스터에 오버플로 플래그가 설정되며 이에 따라 인터럽트가 활성화되면 컨트롤러는 이를 서비스하는 해당 서브루틴을 실행합니다. 방해하다.

다음으로 컨트롤러는 타이머를 재설정하고 타이머 TO 카운트를 시작하며 입력 P3.2에서 낮은 수준에 대한 대기 모드로 들어갑니다. 따라서 디지털 컨트롤러는 엔진을 시동할 준비가 된 것입니다.

단일 진동기 DD2.1, DD2.4의 출력에서 차단기 접점이 처음 열리면 500μs 지속 시간의 펄스가 생성되며 C7R11R12 회로에 의해 차별화된 후 트리거 DD2.2가 전환됩니다. 2.3, DD2.2 및 로우 레벨은 요소 DD3.2의 출력에 설정됩니다. 컨트롤러의 입력 PXNUMX를 입력하면 TO 타이머를 중지하고 상태를 저장하며 초기 설정을 수행하고 카운팅 모드에서 다시 시작하는 적절한 인터럽트 서비스 루틴을 호출합니다. 그 후 유지 보수 타이머의 저장된 값을 분석합니다.

엔진이 시동되면 크랭크축 속도가 측정 허용치보다 낮아 유지보수 타이머가 오버플로됩니다. 이 조건에서 컨트롤러는 지연 없이 출력 P3.4에서 짧은 로우 레벨 펄스를 생성하여 단일 진동기 DD4.1, DD4.3을 시작합니다. 단일 진동기의 출력에서 생성되는 500μs 지속 시간의 저수준 펄스는 트랜지스터 VT3, VT5를 닫고 전자식 엔진 점화 시스템을 시작합니다. 그 후 DD2.2 요소의 하위 입력에 대한 저레벨 펄스가 있는 컨트롤러는 트리거 DD2.2, DD2.3을 원래 상태로 설정하고 다음 트리거 전환을 위해 다시 대기 모드로 들어갑니다.

크랭크축 속도가 457min-1을 초과하면 유지보수 타이머 오버플로가 더 이상 발생하지 않으며 컨트롤러는 입력 P3.2에서 인터럽트 처리 루틴을 실행할 때 스파크 기간을 분석합니다. 그림에 표시된 기계식 조절기 P147B의 특성에 따라. 2(N - 크랭크축 속도).

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

1에서 지점 1까지의 수평 섹션에서 장치는 지연없이 출력 펄스를 생성합니다. 차단기 접점을 여는 순간 섹션 2-XNUMX에서 컨트롤러는 다음에 따라 점화 펄스 형성에 필요한 지연을 계산합니다. 공식

tset = (tmeas - φoz tmeas/180) - tcalc ± tcorr,

여기서 tzad - 점화 지연 시간, μs; tmeas - 차단기의 두 개의 인접한 개구부 사이의 시간, μs; φoz - 특정 엔진 크랭크 샤프트 속도에서 점화 전진 각도의 값, 각도; tcalc - 인터럽터의 접점을 여는 순간부터 점화 지연 계산이 끝날 때까지 경과한 시간, μs tcorr - 옥탄 보정 스위치의 위치와 보정 기호 스위치 μs에 따라 시간 보정(점화 보정).

결과 지연 값은 65536에서 빼며 결과는 타이머 T1을 고정한 후 타이머가 시작되고 타이머의 내용이 마이크로초마다 XNUMX씩 증가하기 시작합니다.

점화 지연 계산 완료와 동시에 컨트롤러는 기화기의 스로틀 밸브 위치와 엔진 샤프트의 속도에 따라 솔레노이드 밸브를 켜거나 끕니다. 스로틀이 열리면 컨트롤러는 P3.5 출력에서 지속적으로 낮은 수준을 유지하여 기화기에 연료를 공급할 수 있습니다.

닫히면 릴레이 K1이 전기자를 해제하고 접점 K1.1이 열리고 저항 R10을 통해 컨트롤러의 입력 P1.7에 하이 레벨이 적용됩니다. 컨트롤러는 측정된 스파크 기간을 소프트웨어 정의 시간 임계값과 비교하고 그에 따라 밸브를 열거나 닫습니다. 이 시간 임계값은 차량에 장착된 이코노마이저 제어 장치에 설정된 값과 일치합니다.

입력 P3.2에서 인터럽트 루틴이 완료된 후 컨트롤러는 트리거 DD2.2, DD2.3을 초기 상태로 설정하고 타이머 T1의 인터럽트 신호를 기다립니다.

일정 시간이 지나면 타이머 T1이 오버플로되고 인터럽트 벡터 처리 요청이 생성됩니다. 컨트롤러는 해당 서브루틴을 실행하고 타이머 T1을 중지하고 낮은 수준의 펄스로 단일 진동기 DD4.1, DD4.3을 시작합니다. 닫힌 트랜지스터 VT4는 점화 장치의 시작 펄스를 생성합니다. 서브루틴을 완료한 후 컨트롤러는 P3.2에 들어가기 위해 낮은 수준을 다시 기다립니다.

차단기 접점은 엔진 크랭크축의 반 회전마다 열리므로 각 사이클에서 TO 타이머에 의해 측정된 시간은 180도에 해당합니다. 측정된 시간은 프로그래밍 방식으로 256으로 나누고(0,7도에 해당하는 결과를 얻음) VD8-VD22 다이오드의 인코더에서 입력한 코드를 곱합니다. 결과적으로 점화 지연 보정 시간 tcorr이 얻어지며, 이는 해당 부호로 점화 지연의 최종 계산에서 고려됩니다. 스위치 SA2 보정각 OZ는 0~+6,3도 또는 0~-6,3도 범위에서 변경할 수 있으며, 이는 그림의 상하 파선에 해당합니다. 2.

역 코드를 사용하면 인코더의 다이오드 수를 줄일 수 있습니다. 마이너스 보정 각도를 설정할 때 결과 OC 각도가 마이너스 값을 가질 수 없도록 컨트롤러 특성이 소프트웨어에 의해 제한됩니다.

그림 2에 표시된 자동 조절 장치(원심 조절 장치와 동일)의 특성 형성을 고려해 봅시다. XNUMX(굵은 파선). 원심 조절기에서 이러한 형태의 특성은 초퍼 샤프트의 회전 주파수가 증가함에 따라 차례로 작동하는 서로 다른 강성의 두 스프링에 의해 설정됩니다. 라인은 XNUMX개의 섹션으로 구성됩니다.

원점에서 점 1까지의 첫 번째 섹션에서 각도 03은 1과 같습니다. 나머지 2개 섹션(2-3, 3-4 및 3-0)은 직선으로 근사되며 크랭크축 속도에 대한 각도 O1의 의존성에 대한 0개의 선형 방정식 시스템으로 표현됩니다. 공식 φoz = K (N - N1) + φ시작, 여기서 φoz는 OZ의 현재 각도, 도입니다. N - 엔진 크랭크 샤프트의 현재 회전 주파수, min-XNUMX; NXNUMX - 섹션 시작점의 회전 주파수, min-XNUMX; K - N 축에 대한 사이트의 경사각을 고려한 계수. φbegin - 사이트에 대한 OZ의 초기 각도, deg.

각 섹션에 대한 이 세 가지 방정식을 tset에 대한 공식으로 대체하고 변환을 수행하면 인터럽터의 인접한 두 개구부 사이의 측정된 시간 간격에 대한 스파크 순간의 지연 시간에 의존하는 세 가지 선형 방정식 시스템을 얻습니다.

tset = (tmeas K1/256 - B1) - tpasch ± tcorr(섹션 1-2용);

tset = (tmeas K2/256 - B2) - tpasch ± tcorr(2-3용);

tset = (tmeas K3/256 - B3) - tpasch ± tcorr(3-4용),

여기서 K1, B1, K2, B2, K3, B3는 특성의 해당 섹션에 대해 계산된 계수입니다.

이러한 계수를 결정하기 위해 프로그램(표 1)이 Q-Basic 프로그래밍 언어로 작성되었습니다.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

그것에 대한 초기 매개 변수는 기술 설명 [147]에서 Moskvich-2140 자동차의 차단기 분배기 R4V의 원심 조절기의 특성입니다-엔진 크랭크 샤프트의 회전 각도 및 회전 속도 (혼동하지 마십시오) 회전 속도와 회전은 크랭크 샤프트의 절반) 지점 1, 2, 3-테이블에서. 2.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

테이블에서. 3은 표시된 프로그램에 대한 계산 결과를 요약한 것입니다. 6000 min-1의 크랭크축 속도 값은 지점 3의 단면이 수평이기 때문에 조건부로 최대값으로 간주됩니다. 컨트롤러의 제어 프로그램을 단순화하기 위해 특성 섹션 시작 부분의 스파크 기간 값은 가장 가까운 256의 배수와 같습니다.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

테이블에서. 도 4는 ROM DS1에 있는 프로그램의 코드를 나타낸다. 컨트롤러 DD1의 작동을 보장합니다.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

이 프로그램에서 자동 조절기는 A-147 가솔린을 사용하도록 설계된 Moskvich-252.3761 자동차 엔진의 R2140V 차단기 분배기 및 이코노마이저 제어 장치 76과 특성이 유사합니다. 크랭크축의 회전 주파수에 따라 전자 밸브를 켜고 끄는 임계값은 각각 1245min-1 및 1500min-1입니다[5]. 레귤레이터의 특성을 결정하는 정보가 입력되는 프로그램의 주소는 표에 나와 있습니다. 5와 6.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

프로그램의 내용은 상위 바이트로만 표시되는 해당 섹션(T1, T2, T3)의 시작 부분에 있는 스파크 기간을 제외하고 6바이트 3진수 코드로 작성됩니다. 전자 밸브를 주파수에서 시간 형식으로 전환하기 위한 임계값(표 107)은 공식 tpor = 1·XNUMX/Npor에 따라 다시 계산됩니다. 여기서 tpor는 시간(단위: µs)입니다. Npor - min-XNUMX의 속도.

다른 원심 조절기 및 이코노마이저 제어 장치와 함께 기계를 사용하려면 해당 특성이 계산에 대체됩니다.

자동 조절기는 130x85mm 크기의 기술 보드에 조립됩니다. 연결은 MGTF 와이어로 이루어집니다. 스위치 SA1, SA2, SB1은 레귤레이터의 전면 패널에 설치됩니다. 솔레노이드 밸브를 제어할 필요가 없는 경우 요소 R13-R15, R18, R19, VT2, VT4, VD6, VD7, K1을 생략할 수 있습니다. 덮개를 제거한 장치의 모습이 그림 3에 나와 있습니다. 삼.

K1816BE31의 자동 OZ 각도 조절기

마이크로 컨트롤러로서 Intel51 제품군(180x31, 180x51, 180x52) 또는 해당 국내 제품(예: K1816BE51)의 모든 마이크로 회로가 적합합니다.

서비스 가능한 부품으로 구성되고 오류가 없는 레귤레이터는 조정할 필요가 없습니다. 요소 교체 및 성능 확인에 대한 권장 사항은 [1-3]에 제시되어 있습니다. OZ 각도 수정을 위한 조정 한계는 원하는 경우 엔코더에 적절한 수의 다이오드를 추가하여 10,5개 위치에 SA2 스위치를 사용하여 ± 16도까지 늘릴 수 있습니다. 또한 [4]에서와 같이 10방향 16 또는 1 위치용 스위치 형태의 엔코더를 사용하는 것도 가능합니다.

레귤레이터는 차량 대시보드에 장착되며 차폐 케이블로 기화기의 차단기, 점화 장치, 솔레노이드 밸브 및 센서에 연결됩니다.

전자 조절기를 설치하기 전에 원심 조절기의 크래커를 원래 위치에 고정하십시오. 차단기 접점을 여는 순간은 OZ의 초기 각도와 일치해야 합니다. 차단기 커패시터를 분리해야 합니다.

기화기에 나사 센서가 설치된 자동차에 자동 조절기를 설치할 때 (스로틀이 닫히면 접점이 닫힘) 저항 R10을 릴레이 K1의 닫힌 접점에 연결해야합니다.

이 장치는 접점 차단기 및 전자 점화 시스템과 함께 작동하도록 설계되었지만 입력 드라이버 및 출력 장치를 적절하게 개선하면 비접촉 차단기 및 기타 유형의 점화 장치와 함께 작동할 수 있습니다.

K1816BE31 프로그램의 소스 텍스트

문학

Biryukov A. 디지털 옥탄가 보정기. - 라디오, 1987, 10번, p. 34-37.
Biryukov A. OZ 각도의 디지털 자동 조절기. - 라디오, 1999, No. 1, p. 46-48; 2, p. 40,41.
Bannikov V. 향상된 이코노마이저 제어 장치. - 라디오, 1991, No. 8, p. 28-31.
Gorelov N. S. 외 자동차 "Moskvich" 모델 2140, 2138: 수리. -M.: 운송, 1993, p. 234.
Bannikov V. 이코노마이저 제어 장치 교체. - 라디오, 1989, No. 8, p. 서른.

저자: A. Obukhov, Perm

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에어로겔은 또 다른 중요한 이점이 있습니다. 즉, 기름과 같은 다양한 기원의 기름을 대량으로 흡수할 수 있는 능력입니다. 이를 통해 에어로젤은 기름 유출 대응은 물론 물과 공기 정화에도 사용할 수 있습니다.

최신 흡수제는 무게의 10배까지 기름을 흡수할 수 있으며 이는 좋은 지표로 간주됩니다. 중국산 그래핀 에어로겔은 훨씬 더 효율적이며 자체 무게의 900배까지 기름을 흡수할 수 있습니다. 동시에 에어로겔은 유기물을 매우 빠르게 흡수합니다. 에어로겔 1g은 초당 68,8g의 유기물을 흡수할 수 있습니다.

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