Проблема отримання від двигуна внутрішнього згоряння максимальної потужності цікавить багатьох автолюбителів Для підвищення потужності двигуна можна зробити розточку і полірування паливопроводів, підгонку їхніх стиків з камерою згоряння, форсування і т д Але, крім цього, існує й інший спосіб підвищення потужності двигуна – мінімізація втрат за рахунок підтримки оптимального кута випередження запалювання (УОЗ) у всьому діапазоні швидкості обертання колінчастого валу (KB).

Більшість "західних" фірм це питання вирішило давно – бортовий комп'ютер контролює всі процеси в робо ті двигуна і керує ними. У вітчизняному автомобілебудуванні цього питання не приділяли належної уваги і, як наслідок, характеристика УОЗ, яка формується відцентровим регулятором, встановленим майже на всіх вітчизняних автомобілях, збігається з оптимальним ної характеристикою в кращому разі в 2-3 точках (рис 1) На деяких ділянках вона може відрізнятися від оптимальної більш ніж на 30%, і при тривалій експлуатації автомобіля ця величина зростає.

Характеристика кута випередження запалювання
Puc.1. Характеристика кута випередження запалювання

Першими на цю зреагували авторадіолюбітелі. Завдяки їм з'явилися досить прості схеми коректорів випередження запалювання в основі їх роботи закладений принцип формування регульованого інтервалу часу на який затримується іскрообразова-гом Оскільки УОЗ та вказаний інтервал часу при різній швидкості обертання KB – величини не пропорційні, то за такої корекції на великих обертах двигуна KB УОЗ зростає настільки, що шкоди від неї більше, ніж користі Тому деякі автори відключають корекцію при оборотах KB вище 2000 2500 об / хв.

Наступним етапом було створення коректорів, в принцип роботи яких було закладено формування безпосередньо регульованого УОЗ Незважаючи на те, що цей спосіб більш прогресивний, в ньому, як і в попередньому, є один недолік – обидва вони формують затримки, які додаються до наперед неправильної характеристиці, сформованої відцентровим регулятором Тому наступним етапом є відмова від використання відцентрового регулятора і створення формувачів оптимального УОЗ на базі ПЗУ містить коди оптимального розподілу УОЗ в залежності від часто ти обертання KB Одне з таких пристроїв описано нижче.

У роботу пристрою закладено принцип, за яким оптимальна характеристика УОЗ у всьому діапазоні роботи двигуна (від 600 до 6000 об / хв) розбиває ся на 256 ділянок На кожній ділянці фіксується величина УОЗ кодується в діапазоні від 0 до 256 і записується в ПЗУ ємністю 256 байт Передбачено оперативне зміщення зазначеної характеристики по вертикальній (плавне) і горизонтальної (ступеневу) осях що дає можливість адаптувати її подражнити типи двигунів і різні марки бензину.

Схема формувача

Рис.2. Схема формувача

Робота схеми Схема формувача показана на рис 2 Його роботу можна раз ділити на три етапи

– Етап вимірювання кутової частоти обертання KB – етап формування регуліруемог УОЗ (регулювання по вертикалі)

– Етап формування оптимального УОЗ.

Перший етап розпочинається при вступі високого логічного рівня від магнітного датчика на вхід пристрою При цьому інтегруючої ланцюжком С4 R6 формується імпульс по передньому фронту якого починає працювати генератор (Г1) зібраний на DD1 3

Імпульси частотою f1 через D3 3 надходять на вхід каскадно-з'єднаних лічильників DD4, DD5, що працюють на збільшення рахунку і накопичують інформацію про тривалість вхідного імпульсу По завершенні вхідного імпульсу інформація про його тривалості (т е про значення оборотів KB) з виходів DD4 DD5 в двійковому коді надходить на адресні входи ПЗУ У ПЗУ відповідно до надійшли адресою формується код тимчасової затримки, відповідної оптимальному УОЗ (для вимірюваної величини оборотів KB) Цей код у двійковому вигляді паралельно записується в регістри лічильників DD7, DD8 імпульсом сформованим ланцюжком С7 R9 Одночасно з цим генератор Г1 блокується генератор Г2 зібраний на DD1 квітня починає виробляти імпульси частотою f2 а лічильники DD4 DD5 на чину працювати на зменшення рахунку т. нею починається другий етап.

Слід зазначити, що на першому етапі в режимі пуску двигуна (при оборотах KB нижче 600 об / хв) відбувається переповнювання лічильників DD4 DD5 При цьому на виведення 7 лічильника DD5 формується короткий негативний імпульс, перемикаючий тригер DD2 3, DD3 2 (Т1), який у свою чергу блокує роботу лічильників DD4, DD5 із записаною в них максимальної інформацією (код 255) У цьому стані схема знаходиться до закінчення вхідного імпульсу по спаду якого через інтегруючу ланцюжок С7 R9 формується негативний імпульс, що записує код 255 у DD7 DD8 Одночасно через ланцюжок С5 R5 відбувається зворотне перемикання тригера Т1 і дозволяється робота на віднімання лічильників DD4 DD5.

Коли лічильники D4, D5 "дорахував до нульового значення, на виведення 7 лічильника DD5 формується короткий негативний імпульс, перемикаючий тригер Т1, який у свою чергу блокує роботу лічильників DD4, DD5 і дозволяє роботу DD7, DD8. На цьому другий етап закінчується і починається третій.

Лічильники DD7, DD8 із записаною в кінці першого етапу інформацією працюють на віднімання. По сигналу дозволу тригера Т1, що надходить через елемент DD2.1, вони починають сприймати імпульси, виробляються генератором ГЗ, зібраним на DD1.1, і при досягненні нульового значення виробляють негативний імпульс (на виведення 7 DD8), перемикаючий тригер на DD3.1, DD3.4 (Т2), який у свою чергу через DD2.1 блокує роботу лічильників DD7, DD8, а через VT1 формує затриманий вихідний сигнал.

Часові діаграми роботи схеми наведені на рис.3.

Часові діаграми роботи схеми
Puc.3. Часові діаграми роботи схеми

Характерні точки діаграм:

О – початок позитивного вхідного імпульсу, дозвіл роботи лічильників DD4, DD5 на приріст до закінчення вхідного імпульсу або до їх переповнення;

1 (тільки для режиму запуску двигуна) – вміст лічильників DD4, DD5 досягло максимуму (255); блокування DD4, DD5 до закінчення вхідного імпульсу;

2 – запис вмісту DD4, DD6 через перетворювач коду DD6 в DD7, DD8; кінець роботи Г1; скидання блокування DD4, DD5 і початок їх роботи від Г2 на віднімання;

3 – вміст DD4, DD5 досягло нуля, і їх робота блокується; дозвіл роботи DD7, DD8;

4 – вміст DD7, DD8 досягло нуля, і їх робота блокується; на колекторі VT1 формується сигнал, по передньому фронту якого відбувається запалювання;

5 – верхня мертва точка відповідного поршня;

6 – скид блокування DD4, DD5; початок наступного циклу.

Для налагодження пристрою необхідно знати два параметри:-довжину імпульсу, що видається магнітним датчиком, виражену в кутових величинах (градусах) щодо періоду обертання KB; – оптимальну характеристику УОЗ (залежність від оборотів KB). Оскільки зазначена характеристика специфічна для різних автомобілів, можна вступити двома способами.

Перший спосіб.

Використовуючи вільні адресні розряди застосовуваного ПЗУ (А8, А9, А10), комутовані перемикачами S1 … S3 (рис.2), записуємо в нього 8 варіантів характеристик, одержуваних зміщенням по горизонтальній осі через кожні 50 … 100 об / хв вихідної характеристики 2 (рис.1), яка характерна для багатьох автомо-вання автомобiлiв. Після цього, оперуючи перемикачами S1 … S3 і регулятором R2, в ході численних проб, з суб'єктивних ознаками, визначаємо найбільш підходящу. Слід зауважити, що при переході на бензин з меншим октановим числом необхідно переходити на характеристику, яка знаходиться лівіше від вихідної, і навпаки. Знайшовши найбільш підходящу характеристику, доцільно переписати ПЗУ, знову зміщуючи отриману характеристику, але з меншим кроком, наприклад через 20 … 30 об / хв, при цьому вибір необхідної марки бензину проводиться перемикачами S1 … S3.

До недоліків даної схеми відноситься низька стабільність генераторів. Для її збільшення і генераторах потрібно застосовувати резистори з мінімальним ТКС і конденсатори з нульовим ТКЕ (групи МПО). З цієї ж причини пристрій краще розмістити в салоні автомобіля, де перепади температур менше, ніж під капотом.

Для зменшення перешкод на висновки харчування кожної мікросхеми доцільно встановити керамічні конденсатори ємністю 0,1 мкФ, а при довгих комутаційних зв'язки на вході мікросхеми DD1.2 – найпростіший фільтр НЧ з постійною часу порядку 0,01 мс (наприклад R = 30 кОм, С = 300 пФ). Крім того, в деяких примірниках лічильників при збігу фронтів лічильних і керуючих сигналів, а також при переході рахунку з одного каскаду в іншій виникають збої в роботі. Для усунення зазначеного явища необхідно встановити конденсатори ємністю 100 … 200 пФ між висновками 6 DD2, 7 DD8 і загальним проводом харчування.

Формувач встановлюється в розрив між магнітним датчиком обертів распредвала і системою електронного запалювання. При установці формувача шторку штатного відцентрового регулятора необхідно застопорити в положенні, відповідному максимальної швидкості обертання КВ.

Додатково, для організації протиугінної функції, зручно застосувати резистор R2 з вимикачем, який включається послідовно з регулятором. При розмиканні контактів вимикача в крайньому положенні R2 двигун не запуститься. Для цих цілей можна також застосувати кодовий замок, вихід якого необхідно підключити до висновків вересня лічильників DD4, DD5. При наборі правильного коду на зазначені висновки повинен надходити низький логічний рівень.