Угол опережения зажигания
В этой статье рассмотрим такое важное понятие для бензинового двигателя внутреннего сгорания как угол опережения зажигания.
Опережение зажигания – это воспламенение искрой свечи топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя до достижения поршнем верхней мертвой точки.
Для чего собственно надо делать опережение зажигания.
Очень рекомендую, если вы еще не видели, посмотреть как работает двигатель внутреннего сгорания.
Дело в том, что для получения максимальной мощности и крутящего момента от двигателя нужно чтобы давление газов, после сгорания рабочей смеси, достигало максимальной величины в точке 10-12° после верхней мертвой точки. Тогда сила давления газов на поршень будет максимально эффективно преобразована в механическую энергию вращения коленчатого вала. Вопреки расхожему мнению, топливно-воздушная смесь (далее ТВС) не сгорает мгновенно и уж тем более не взрывается в цилиндрах. Реакция окисления, а именно это происходит при сгорании топлива, имеет некую скорость. Так вот, чтобы получить максимум давления газов в нужной нам точке нужно согласовать скорость движения поршня (читай оборотов двигателя) и скорость сгорания ТВС.
Далее позволю себе немного углубится в теорию сгорания ТВС. Фронт распространения пламени начинается с маленького очага, когда искра проскакивает между электродами свечи.
Угол опережения зажигания
Средняя длительность горения искры 1 – 1,5 миллисекунды (одна тысячная секунды). Температура в шнуре пробоя в этот ничтожно малый промежуток времени достигает отметки 10000° С. Тот маленький объем ТВС, что находится в этом промежутке пробоя, сгорает практически мгновенно. Далее, от тепла, которое выделилось при сгорании, происходит дальнейшее распространение фронта пламени по камере сгорания. Первоначальная скорость горения совсем не велика – около 1 м/с. Далее по мере распространения фронта скорость горения достигает 50-80 м/с. Последние порции ТВС, находящиеся около относительно холодных стенок камеры сгорания догорают с гораздо меньшей скоростью. Таким образом, весь процесс горения занимает около 30° угла поворота коленчатого вала.
А теперь рассмотрим повнимательней, что происходит в цилиндре двигателя при различных углах опережения зажигания. Ниже приведена индикаторная диаграмма зависимости давления в цилиндре от угла поворота коленчатого вала при нормальном угле опережения зажигания (далее УОЗ).
Угол опережения зажигания
Здесь максимум давления газов приходится почти сразу (10 — 15°), как только поршень пройдет верхнюю мертвую точку. Мощность и крутящий момент такого двигателя на максимуме.
А теперь посмотрим, что произойдет, если сдвинуть УОЗ в более позднюю сторону.
Угол опережения зажигания
Как видно пик максимального давления газов сместился также в более позднюю сторону и сам по себе он гораздо ниже, чем при нормальном УОЗ. То есть получается, что ТВС сгорая, как бы догоняет уходящий поршень вниз. КПД такого двигателя оставляет желать лучшего.
Иногда смесь может продолжить гореть и после открытия выпускных клапанов, тогда раскаленные выпускные газы могут раньше времени поджечь поступающий свежий заряд ТВС. В таком случае, при позднем зажигании, могут наблюдаться хлопки во впускной коллектор.
И противоположный случай, когда слишком раннее зажигание.
Угол опережения зажигания
Пик максимального давления газов приходится на верхнюю мертвую точку движения поршня или даже раньше. То есть на начальном этапе сгорания ТВС газы давят на поршень в противоход, что естественно тоже снижает мощность двигателя и может стать причиной такого нежелательного явления как детонация.,
От чего зависит угол опережения зажигания.
1.Прежде всего УОЗ зависит от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Чем больше количество оборотов в минуту делает коленчатый вал, тем раньше надо воспламенять ТВС, чтобы пик максимального давления был в нужной нам точке.
Угол опережения зажигания
2. От температуры. Чем ниже температура двигателя и ТВС, тем ниже скорость реакции окисления (сгорания), соответственно УОЗ должен быть более ранним. И соответственно наоборот.
3. От нагрузки на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем больше цикловое наполнение цилиндра ТВС, соответственно тем меньше должен быть УОЗ для того чтобы избежать детонации.
Оптимальная настройка УОЗ.
В эпоху карбюраторных Жигулей настройка начального УОЗ делалось просто на слух. На 4й передаче при скорости 50 км/ч резко надавить педаль газа, должна кратковременно быть слышна детонация. Если детонации нет, крутим трамблер на опережение, пока не будет слышно. Если детонация слышна более 1-2 секунд, то крутим трамблер на более поздний угол.
На СТО для настройки УОЗ использовался стробоскоп. В любом случае в системах зажигания, где используется трамблер, настройке подлежит только начальный УОЗ.
С появлением микропроцессорных систем управления двигателем появилась возможность более точно настраивать УОЗ для различных режимов работы двигателя. Если в трамблерах за изменение УОЗ отвечал вакуумный и центробежный регулятор, то умная электроника на основании данных с датчиков системы управления двигателем сама высчитает необходимый оптимальный угол согласно картам калибровок, заложенных в прошивке контроллера. Вот типичный пример трехмерной карты калибровок УОЗ для одного режима работы двигателя (ВАЗ, блок М73).
Управление углом опережения зажигания производится в два этапа. При начальном управлении используется фиксированный угол опережения зажигания при запуске двигателя. При последующем управлении угол опережения зажигания определяется коррекцией угла опережения зажигания по сигналам датчиков, которая применяется к базовому значению угла опережения зажигания, рассчитанному по сигналу нагрузки двигателя (давление во впускном коллекторе и расход воздуха) и сигналу частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Настройка оптимальных углов опережения зажигания является одной из самых сложных и приоритетных задач при чип-тюнинге, поскольку от этого зависит динамика и мощность двигателя, расход топлива и в целом удобство управления автомобилем.
Алгоритм расчета угла опережения зажигания для достижения максимального давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в целевом диапазоне Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Береснев Максим Алексеевич
В работе представлен новый алгоритм расчета угла опережения зажигания для двигателя внутреннего сгорания , который позволяет улучшить индикаторные характеристики двигателя за счет выбора момента поджога топливно-воздушной смеси, обеспечивающего достижение максимального давления в цилиндре в целевом диапазоне поворота коленчатого вала. Приводятся результаты экспериментов, подтверждающих корректность процедуры расчетов и преимущества предлагаемого алгоритма.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Береснев Максим Алексеевич
IGNITION ADVANCE CALCULATION ALGORITHM FOR ACHIEVEMENT OF MAXIMUM PRESSURE IN CYLINDER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN DESIRED RANGE
Article presents new ignition advance angle calculation algorithm for internal combustion engine control systems that allows to improve main engine characteristics due to choice of fuel-air mixture burning moment providing achievement of maximum pressure in cylinder in special range of crankshaft turning angle. Besides theoretical description, work contains results of experiments, proving calculation procedure correctness and advantages of the proposed algorithm.
Текст научной работы на тему «Алгоритм расчета угла опережения зажигания для достижения максимального давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в целевом диапазоне»
Родионова Анастасия Евгеньевна ИПУ РАН.
117997, г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 65. Тел.: 84953347168. '
Rodionova Anastasia Evgenevna
65, Profsouznaya street, Moscow, 117997, Russia. Phone: 84953347168.
АЛГОРИТМ РАСЧЕТА УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ
ДОСТИЖЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ЦЕЛЕВОМ ДИАПАЗОНЕ
В работе представлен новый алгоритм расчета угла опережения зажигания для двигателя внутреннего сгорания, который позволяет улучшить индикаторные характеристики двигателя за счет выбора момента поджога топливно-воздушной смеси, обеспечивающего достижение максимального давления в цилиндре в целевом диапазоне поворота ко. , процедуры расчетов и преимущества предлагаемого алгоритма.
Угол опережения зажигания; двигатель внутреннего сгорания.
IGNITION ADVANCE CALCULATION ALGORITHM FOR ACHIEVEMENT OF MAXIMUM PRESSURE IN CYLINDER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN DESIRED RANGE
Article presents new ignition advance angle calculation algorithm for internal combustion engine control systems that allows to improve main engine characteristics due to choice of fuel-air mixture burning moment providing achievement of maximum pressure in cylinder in special range of crankshaft turning angle. Besides theoretical description, work contains results of experiments, proving calculation procedure correctness and advantages of the proposed algorithm.
Ignition advance angle; internal combustion engine.
меньше токсичных продуктов сгорания будет выброшено в атмосферу. Однако при этом смеси не могут быть очень бедными, поскольку это приводит к росту температуры и образованию окислов азота. Полнота сгорания топлива, в свою
воздушной смеси и моментом ее поджога, который влияет не только на экологич-
, . углом опережения зажигания (УОЗ), т.е. углом поворота кривошипа от момента, при котором на свечу зажигания начинает подаваться напряжения для пробоя ис-
крового промежутка до занятия поршнем верхней мертвой точки (ВМТ). Определение момента опережения зажигания, обеспечивающего полное сгорание смеси наряду с достижением заданных характеристик двигателя, является актуальной , -, : -чета УОЗ на основании необходимого крутящего момента [2], определение момента зажигания по диаграммам с поправочными коэффициентами [3].
Первый способ основывается на зависимости между углом опережения зажигания и крутящим моментом двигателя, описанного математической моделью. Целью данного способа является достижение оптимального, по определенным разра-, -тимального УОЗ [2]. Вследствие сложности расчета происходящих в цилиндре ,
физической картине этих процессов, и, следовательно, точность данного способа лимитируется вычислительным возможностям блока управления двигателем. Помимо сложности расчетов, способ дополнительно усложняется большим количеством поправочных функций, использующихся в случае несоответствия фактического крутящего момента оптимальному. При определении угла опережения зажигания по диаграммам с поправочными коэффициентами, для расчета УОЗ используется трехмерная поверхность, отражающая его зависимость от двух факторов, выбранных разработчиками основными, например, от нагрузки на двигатель и его оборотов. Обычно такая «б^овая» поверхность заполняется по результатам испытаний контрольной партии двигателей, с оптимизацией по некоторому набору параметров, среди которых могут быть экономичность, экологичность, эластичность . . , —
может быть довольно значительным, что приводит к усложнению алгоритма расчета УОЗ и повышению требований к вычислительными ресурсам электронного блока управления двигателем [2, 4].
В данной статье предлагается новый способ расчета угла опережения зажи-
собствует наиболее полному сгорания топлива [5]. Как правило, упомянутый диапазон составляет от 8 до 14 градусов после ВМТ [6] и определяется конструкцией
двигателя и режимом его работы.
Разработка процедуры расчета УОЗ для достижения максимального давления в целевом диапазоне. Для определения угла опережения зажигания, обеспечивающего достижение максимального давления у целевом диапазоне была разработана процедура расчета, состоящая из следующих основных этапов:
дится расчет термодинамической составляющий давления в цилиндре;
вующий ей угол опережения зажигания.
Термодинамическая составляющая давления представляет собой набор значений давления в цилиндре, изменяющегося в зависимости от положения коленчатого вала без подачи искры. Ее расчет начинается с определения давления в цилиндре в конце такта впуска по следующей формуле [5]:
1 \, л ч Тл+дт ,1 /-1\
Ра = ; х [(е — 1)^Ро х -^т- + Рг\ , (!)
где е — степень сжат ия двигателя;
П — коэффициент наполнения;
р0- давление на впуске ДВС;
Т0- температура поступающего в двигатель воздуха;
АТ — увеличение температуры поступающего в цилиндр воздуха от поверхности горячих стенок;
рг — давление остаточных газов.
Полученное значение давления в цилиндре в конце такта впуска является отправной точкой для расчета термодинамической составляющей давления в цилиндре на промежутке от нижней до верхней мертвой точки. При этом угол поворота коленчатого вала ф изменяется от 0 до 180 градусов с шагом в 1 градус. Значение давления вычисляется по формуле [5]:
где п1 — показатель политропного процесса; ¥(а) — кинематическая функция изменения объема цилиндра:
о(ф) = 1 +| — (cos у + ^ ^1 — А2 БШ2 ф) , (4)
Я — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.
После расчета необходимого набора значений термодинамической составляющей давления можно выполнить расчет кинетической составляющей, которая представляет собой набор значений давления внутри цилиндра в зависимости от поворота коленчатого вала с учетом горения топливно-воздушной смеси. Для этого процесс горения разбивается на интервалы, выражаемые в градусах поворота коленчатого вала. Интервал задается границами [фп-1, фп], а давление на правой границе каждого последующего интервала фп вычисляется на основании значения давления на правой границе предыдущего интервала фп.1 по формуле [5]:
где — полная удельная теплота сгорания топлива; Ах — доля топлива, сгоревшего за время поворота коленчатого вала от фп1 до фп, рассчитываемая по формуле Виббе
и(ф) — удельный объем рабочего тела, соответствующего углам поворота коленчатого вала ф, определяемый по формуле [5]:
ь(ф) = 1 — ^ X (1 + о(ф) х ^) , (7)
оа — это удельный объем рабочего тела в конце такта впуска, равный отношению объема цилиндра к цикловому наполнению в конце такта впуска.
После завершения расчета кинетической составляющей давления определяется максимальное значение в наборе и соответствующий ему угол поворота коленчатого вала. Если последний находится в целевом диапазоне, то угол опережения зажигания, обеспечивший при этом максимальное давление в цилиндре определяется как 180 — р, где р- угол, с которого был начат расчет кинетической со.
Алгоритмическая реализация процедуры расчета. Вычисление угла опе-,
необходимом диапазоне угла поворота коленчатого вала, представляет собой последовательность операций с условными переходами и циклами, которую удобно представить алгоритмом, схема которого приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема алгоритма вычисления УОЗ по методу максимального давления
На первом этапе опрос датчиков для получения значений давления на впуске , . Эти данные используются для расчета набора значений термодинамической со-
ставляющей давления в цилиндре, после чего определяется начальный момент зажигания р8, который также используется в качестве начального угла для расчета кинетической составляющей давления в цилиндре. Далее выполняется цикл расчета набора значений кинетеческой составляющей давления. При этом каждое последующее значение сравнивается с предыдущим и если давление увеличивается, то происходит следующая итерация цикла, а если давление уменьшается, то максимальное значение считается достигнутым и проводится проверка принадлежности соответствующего максимальному давлению углу поворота коленчатого вала рп-1 целевому интервалу. Если рп-1 попадает в целевой интервал, то начальный момент зажигания пересчитывается в угол опережения зажигания, который является целевым и используется для воспламенения топливно-воздушной смеси в нужный момент в текущем цикле работы ДВС. Если рп-1 превышает значение правой границы целевого интервала (рп-1>192°) либо имеет значение меньшее, чем левая граница целевого интервала (рп-1<188°), то расчет кинетической составляющей необходимо повторить, скорректировав начальный момент зажигания к более позднему или более раннем значению соответственно.
состояла из нескольких этапов. Во-первых, была составлена программа [7], выполняющая расчет давления в камере сгорания и определение максимального его значения во времени на основании известных параметров двигателя внутреннего , —
грамме. Затем был поставлен эксперимент, подтверждающий правильность расчетов термодинамической составляющей давления, а после этого был проведен экс, —
та угла опережения зажигания по методу диаграмм с поправочными коэффициентами к расчету У 03 по предлагаемому алгоритму, обеспечивающему достижения максимума давления в цилиндре в целевом диапазоне.
Проверка результатов расчета термодинамической составляющей. Для проверки процедуры расчета термодинамической составляющей давления была проведена серия замеров давления в цилиндре работающего двигателя объемом 1.8 2110. , включающий следующие компоненты: датчик давления в цилиндре; устройство для регистрации сигнала датчика, в качестве которого был выбран мотортестер МоЮБос II; устройство для съема диагностических показателей двигателя, чьи
функции выполнял сканер 8сапБ°с и средство записи и визуализации полученных
программным обеспечением Риапех. Общая схема измерительного стенда пред. 2.
Рис. 2. Схема стенда для проведения эксперимента:
1 — а/м с датчиком давления в I цилиндре, 2 — мотор-тестер Moto-Doc II, 3 — сканер ScanDoc, 4 — компьютер с ПО Quantex
Для измерения давления в первый цилиндр вместо свечи зажигания был установлен датчик давления 0-16 атм., подключенный к 3-му каналу мотор-тестера МоЮБос II, который обрабатывал сигнал и передавал его через коммутатор на ,
цилиндре на индикаторной диаграмме и ее последующий анализ. Рабочие параметры двигателя фиксировались сканером 8салБос, подключенным к ЭБУ автомобиля и компьютеру.
В ходе эксперимента были сняты графики давления в цилиндре без воспламенения топлива при оборотах коленчатого вала 1 278, 1 500 и 3 015 об/мин. Максимальные значения давления составили 8,04, 12,29 и 15,48 атм. соответственно. Полученные в результате эксперимента начальные условия были введены в про, -ления для тех же оборотов коленчатого вала, что были зафиксированы в эксперименте при соответствующих измеренных параметрах. Максимальные значения давления для 1 278, 1 500 и 3 015 об/мин составили 8,24, 12,4 и 15,29 атм. соответственно. Полученные в ходе эксперимента и в результате расчетов данные представлены на рис. 3 и в целом соответствуют друг другу, различия в значениях максимального давления не превышают 2,5 %, что подтверждает правильность процедуры расчета термодинамической составляющей давления.
Рис. 3. Результаты измерения давления в цилиндре и расчет давления по предлагаемому алгоритму
Проверка реакции индикаторных параметров ДВС на достижение максимального давления в цилиндре в целевом диапазоне. Для проверки результатов работы алгоритма расчета УОЗ, обеспечивающего достижения максимума давления в цилиндре в целевом диапазоне было произведено сравнение мощности и момента / -щими функциями и рассчитанных по представленному выше алгоритму.
Проведение эксперимента было обеспечено измерительным стендом следующей конфигурации (рис. 4): устройство для съема мощности и момента двигателя, в качестве которого использовался комплекс МАНА ЬР83000; датчик для регистрации максимума давления в цилиндре; устройство для съема информации с вышеуказанного датчика и импульса свечи зажигания, для чего был выбран мотор-тестер Мо1оБос II; устройство мониторинга диагностических параметров, функции которого выполнял сканер 8салБос и средство записи и визуализации полу-
ченных сигналов, для чего был использован персональный компьютер с установленным программным обеспечением Риайех.
Рис. 4. Схема стенда для проведения эксперимента:
1 — комплекс MAHA LPS3000, 2 — а/м с датчиком давления в I цилиндре,
3 — мотор-тестер Moto-Doc II, 4 — сканер ScanDoc, 5 — компьютер с ПО Quantex
Для измерения мощности и крутящего момента на коленчатом вале автомобиля он устанавливался на мощностной стенд МАНА ЬР83000. При этом на свечу зажигания первого цилиндра был установлен пьезометрический датчик, который измеряет суммарную силу, воздействующую на часть свечи, расположенную внут-.
, , точка достижения его максимального значения после ВМТ, а также не проводилась фильтрация сигнала, поскольку улавливаемые датчиком вибрации от газораспределительного механизма не попадают в зоны измеряемого сигнала. В процессе измерения мощности сигнал пьезометрического датчика и также импульс свечи зажигания фиксировался мотор-тестером МоЮБос II, а соответствующий угол опережения зажигания и положение ВМТ — сканером 8салБос. Данные с мотор-тестера и мощностного стенда записывались на ПК для последующего анализа.
При первом замере мощности и момента ДВС на внешней скоростной харак-, —
диапазон (рис. 5,а). Особенно это заметно в промежутке от 1 800 об/мин до 2 800 об/мин. При обработке данных было выявлено, что в данной режимной точке при УОЗ 20° ПКВ точка максимального давления в цилиндре выходит из целевого промежутка на 350, что является недопустимым.
Рис. 5. Осциллограммы давления в цилиндре при расчете УОЗ: а — по методу диаграмм; б — по предлагаемому алгоритму
Далее УОЗ был изменен по предлагаемому алгоритму. Осциллограмма сигнала в той же самой режимной точке изменилась и приняла вид, приведенный на рис. 56. При этом УОЗ был равен 30о ПКВ, а точка максимального давления отстоит от ВМТ на 10о т.е. находится в целевом диапазоне, что косвенно подтверждает правильность расчета кинетической составляющей.
Полученные в результате эксперимента кривые мощности и крутящего момента явно показывают улучшение характеристик двигателя при расчете УОЗ по предлагаемому алгоритму по сравнению с расчетом по методу диаграмм с поправочными функциями, особенно в диапазоне 1800-2800 об/мин, что подтверждает актуальность исследований в данном направлении.
1000 2000 3000 4000 и, об/мнн
Рис. 6. Сравнение мощности (P-норм) и крутящего момента двигателя (M-норм) при расчете УОЗ по методу диаграмм с поправочными функциями (тонкие линии) и по предлагаемому алгоритму (жирные линии)
Заключение. Предложенный в статье алгор итм расчета угла опережения зажигания позволяет улучшить индикаторные характеристики двигателя, в том числе развиваемую мощность, крутящий момент на коленчатом вале и количество потребляемого топлива за счет выбора момента поджога топливно-воздушной , -вом диапазоне. Дальнейшие исследования планируется направить на разработку моделей впускного и выпускного трактов автомобиля, что позволит увеличить точность расчета давления в цилиндре, а, следовательно, и точность вычисления угла опережения зажигания. Кроме того, эти модели обеспечат возможность прогноза крутящего момент на коленчатом вале и позволят оптимизировать процесс .
1. Амбарцумян В.В., Носов В.Б., Тагасов В.И. Экологическая безопасность автомобильного транспорта. — М.: ООО Изд-во Научтехлитиздат, 1999.
2. Системы управления бензиновыми двигателями. Перевод с немецкого. — М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2005. — 432 с.
3. Corky B. Maximum boost: designing, testing and installing turbocharger systems. — Cambridge : Bentley Publishers, 1997. — 256 p.
издат, 1997. — 173 с.
5. Шароглазов Б.А., Фарафонтов М.Ф., Клеменьтев В.В. Двигатели внутреннего сгорания: теория моделирование и расчет процессов. — Челябинск: ЮУрГУ, 2004. — 344 с.
6. Пшихопов В.К, Дорух КВ., Береснев А.Л., Береснев MA. Решение о выдаче патента от 26.01.10 на полезную модель №2009148514 «Система зажигания автомобиля».
7. Береснев А.Л., Береснев MA. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2010610643 от 15.01.10 «Программа расчета параметров рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания».
Береснев Максим Алексеевич
Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный » . .
347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44.
Beresnev Maksim Alekseevich
Taganrog Institute of Technology — Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КОМПРЕССИИ АУДИОСИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ
ОПТИМИЗИРОВАННЫХ ДЕЛЬТА-ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ВТОРОГО
В статье рассматривается метод повышения степени компрессии аудиосигналов, закодированных при помощи оптимизированного дельта-преобразования второго порядка со сглаживанием.
Компрессия; аудио; дельта-преобразование.
A METHOD OF INCREASED COMPRESSION OF AUDIO-SIGNALS BASED
ON OPTIMIZED DELTA-TRANSFORMATIONS OF SECOND ORDER
The paper discusses a method of increasing compression ratio of audio signals, encoded with optimized delta-modulation of second order with anti-aliasing.
Compression; audio; delta-transformation.
Постоянно увеличивающиеся объемы передаваемых по коммуникационным каналам мультимедийных данных вызывают необходимость разработки методов эффективной компрессии сигналов для обеспечения кодирования и декодирования аудио- и видеоданных в реальном времени, что особенно актуально для многока-.
Известен метод компрессии аудиосигналов, основанный на дельтапреобразованиях второго порядка и отличающийся малой вычислительной трудоемкостью, суть которого состоит в следующем [1]. Входной сигнал в виде последовательности отчетов импульсно-кодовой модуляции, разделенной во временной области на неперекрывающиеся фрагменты (окна), поступает на вход кодера. Для
motoizh.ru
Формула есть в любой книжке. «Скорость распространения пламени в камере сгорания бензинового ДВС составляет 30..35 м/с».
Вот из этой цифры все и получается. Делается расчет полного распространения пламени по всей камере сгорания к моменту прохода в.м.т.
Дополнительная коррекция на низких оборотах (пуск) связана с неплотностями в поршневой группе, когда давление стравливается несколько раньше в.м.т. Определяется опытным путем для конкретных двигателей. Доп. коррекция формулы на оборотах выше 6000 — обусловлена развитием вихревого переноса пламени, зависит прежде всего от размеров камеры сгорания, типовые значения — снижение угла опережения до нуля при 12000-18000 об/мин. Вот и все.
Сообщение Master-alex » 09 янв 2007, 16:10
Сообщение Comman » 09 янв 2007, 23:11
alash писал(а): Формула есть в любой книжке. «Скорость распространения пламени в камере сгорания бензинового ДВС составляет 30..35 м/с».
Вот из этой цифры все и получается. Делается расчет полного распространения пламени по всей камере сгорания к моменту прохода в.м.т.
Может не те книжки смотрю но те формулы что я видел, бесталковые до безумия. создают непонятную линию, причем правильную только на холостых оборотах. Я видал кривые из инжекторов, естественно они построены из показаний 10 датчиков и вид у нее 3D. А хотелось бы построить кривую, пусть усредненную, но чтоб она создавалась какрас из данных объема, хода поршня, марки бензина, ну может еще каких то.
Неужели ничего такого нет. Может даже программы у кого такие есть. Да даже простая формула пойдет в экселе.
Сообщение alash » 10 янв 2007, 16:35
Базовая формула: [Время опережения]=[радиус камеры сгорания от свечи до краев] / [скорость горения]
Как определить угол опережения зажигания и настроить его
Как можно определить начальный угол опережения зажигания
Опережение зажигания – довольно важный момент, от которого напрямую зависит работа двигателя карбюраторного и инжекторного двигателя, функционирующего на бензиновом топливе или ГБО. Зная, как определить угол опережения зажигания ОЗ на автомобиле самостоятельно, можно будет грамотно всё настроить.
Итак, что собой представляет ОЗ? Говоря теоретическим языком – это вспыхивание ТВС (обогащенного состава горючего) внутри силовой установки в момент, когда поршень достигает своего апогея или ВМТ.
Опережение зажигания или УОЗ выставлять следует умело, так как он непосредственно влияет на функционирование двигателя. Дело в том, что именно давление газов внутри системы мотора влияет на КПД силовой установки, на эффективность её работы. Газы образуются после сгорания ТВС, а их давление обязано достигать максимума в точке после ВМТ, названной инженерами 10-м градусом. Таким образом, по всем теоретическим расчётам (что доказано не раз на практике), обеспечивается предельное газовое давление, которое воздействует на поршень и толкает его вниз.
Доктрина о сгорании ТВС
Как проверить угол опережения зажигания
Как известно многим, ТВС после воспламенения полностью не сгорает. Вернее, она сгорает, но не сразу. Тем паче, она не детонирует в полостях двигателя, как считают некоторые дилетанты. Горение бензина — химическая реакция, имеющая собственную скорость. И её нужно суметь согласовать со стремительностью поршневого хода. Это и есть метод получения наиболее оптимального давления газов в требуемой точке.
Сгорание ТВС – это не просто химический процесс, а целая теория. Например, если углубиться в дебри этого направления науки, то становится ясно, что с маленькой искорки от свечи начинается фронт распространения пламени. Искра горит примерно не более 1 миллисекунды, и за это ничтожное время температура достигает высочайшей отметки по Цельсию – 10 тысяч градусов. Тот объём горючего состава, который получает иску первым, по сути дела вмиг уничтожается. И от этого тепла фронт пламени передаётся по всей камере (КС).
Доказано, что исходная быстрота горения ничтожно мала. Но по мере увеличения пламени скорость увеличивается в 70-80 раз. Остатки ТВС, которые не исчезают полностью из-за того что находятся возле более менее охлаждённых стенок КС, догорают с заметно медленнее. Тем самым, процесс горения целиком занимает примерно 30 градусов УПКВ (угол поворота кривошипного вала).
При разных положениях УОЗ внутри двигателя проистекают соответственно разные течения. Если угол выставлен правильно, зажигание не сбито, то самое оптимальный напор газов отдаёт в место, где поршень проходит ВМТ. По схеме градусов – 10-12°.
Если УОЗ сбивается, например, в сторону опоздания, то наиболее оптимальная газовая сила выдерживает зону 45 градуса, которая подразумевает уже более низкое положение поршня. Получается, как видим из схемы, что газы как будто посылаются вдогонку поршню, идущему вниз. Эффективность такой работы поршня сводится практически к нулю.
Именно в таких случаях, в процессе позднего зажигания, ТВС догорает после открывания клапанов выпуска. А газы выпускной системы, раскалённые – способны легко поджечь только подступающий заряд смеси. Вот и возникают от этого хлопки, отдающие в распределитель потоков воздуха.
Неблагоприятная ситуация возникает и при раннем зажигании. В данном случае апогейный уровень давления приходится на ВМТ или раньше. Газы начинают давить на поршень, который ещё не дошёл до своего апогея. Очевидно, что и такой вариант ни к чему хорошему не приведёт – мощность ДВС заметно снизится, возникнет детонация и другие неприятности.
Определение УОЗ
Начальный угол опережения зажигания
Чтобы суметь определить опережение, следует ознакомиться вначале со следующими понятиями:
- УОЗ зависит непосредственно от амплитуды вращения кривошипного вала ДВС. Чем сильнее обороты мотора, тем раньше воспламеняется ТВС и тем ближе пик оптимального давления к нужной точке
- Также на УОЗ влияет температура силовой установки и смеси горючего вместе взятые. Чем холоднее мотор, тем медленнее реакция (быстрота химического превращения). Следовательно, УОЗ в этом случае должен быть выставлен на ранний момент. И наоборот, если температура высокая – то на более поздний.
- Кроме того, на него влияет нагрузка, оказываемая на мотор. Чем быстрее вращается мотор, тем меньше должен быть выставлен УОЗ, чтобы не возникло детонации (это вызвано тем, что при оптимальной нагрузке мотора в цилиндры начинает поступать намного больше ТВС).
Настройка УОЗ
Раньше многие опытные владельцы отечественных машин регулировали исходный УОЗ «дедовским» способом, на слух. На четвёртой передаче на средней скорости при движении, если внезапно задействовать педаль акселератора, то должны быть явно слышны хлопки, а после этого автомобиль обязан уверенно набрать скорость.
Определённые углы опережения зажигания авто
В случае отсутствия детонации распределитель зажигания вращают на момент опережения, пока не появятся хлопки и уверенное ускорение. И наоборот, ставится позднее зажигание, когда детонация продолжается более двух секунд, а ускорения не происходит.
В автосервисах для регулирования УОЗ используется специальный прибор – стробоскоп. Как правило, во всех СЗ, оснащённых трамблёром, регулируется лишь исходный УОЗ.
Новая возможность точной настройки УОЗ появляется уже с появлением микропроцессоров. Таким образом, угол опережения выставляется для различных режимов функционирования ДВС. Если в распределителях за изменение угла опережения отвечают ВУ и ЦР (датчики вакуумного и центробежного типа), то умная электроника сама высчитывает требуемый угол. Делается это согласно прошивке в контроллёре.
Итак, приступать к настройке УОЗ следует обязательно с подготовки. Нужно вооружиться стробоскопом или контрольной лампой, а также ключом гаек. Также не обойтись в этом случае без специального инструмента, предназначенного для прокручивания кривошипного вала. Именно положение этого вала предопределяет значение УОЗ.
Примечание. В последнее время стало модно использовать спецкорректор, предназначенный для изменения УОЗ. Это устройство определяет УОЗ в автоматическом режиме.
Вот как проводится данная операция:
- Машина ставится на «нейтралку»;
- Задействуется ручной тормоз;
- С трамблёра снимается колпак-крышка;
- Специальным инструментом проворачивается кривошипный вал до момента, пока бегунок не совместится с меткой на ГРМ.
Контрольная лампа для УОЗ
Без индикатора или контрольной лампы определить УОЗ будет невозможно. Лампу следует подсоединить одним выводом к бобине, а другим – к поверхности двигателя.
- Ослабляется фиксатор привода трамблёра (теперь распределитель можно вращать в любую из сторон);
- Включается зажигание автомобиля;
- Бегунок зажимается, а трамблёр вращается против его хода.
Внимание. Определить направление хода бегунка можно так. Во время проворачивания кривошипного вала смотреть на бегунок (будет заметно, в какую сторону он вращается).
Итак, вращать распределить против хода бегунка следует до тех пор, пока лампа-индикатор не погаснет. Затем трамблёр проворачивается не несколько делений назад (очень аккуратно) и делается отметка – это зафиксированный момент зажигания. Корпус трамблёра фиксируется, колпак-крышка возвращается на своё место.
Для того чтобы регулировку УОЗ как-то автоматизировать, ставится ВР (регулятор-вакуум). Это дополнительное приспособление даёт возможность трансформировать угол в авторежиме и в зависимости от той или иной нагрузки.
Например, когда мотор функционирует в режиме ХХ, ВР поворачивает УОЗ в сторону позднего зажигания, а когда нагрузка на двигатель возрастает, увеличиваются обороты, ВР отключается и задействуется другой регулятор (ЦР), который ставит угол опережения на ранее зажигание.
Почему сбивается УОЗ
Такие ситуации встречаются довольно часто. Сбиваются штатные параметры, так как не подходят для конкретных условий эксплуатации. И тут УОЗ надо регулировать самостоятельными силами, вручную.
Почему сбивается УОЗ
Однако следует вначале проверить, а точно ли процедура вмешательства так необходима. Как и было написано выше, для тестирования правильного УОЗ, автомобиль нужно разогнать на трассе до 35-45 км/ч, затем резко нажать на педаль акселератора.
При возникновении кратковременного детонационного шума и уверенного ускорения, можно ничего с УОЗ не делать. Угол выставлен правильно, всё чётко. Также в этом можно убедиться, если детонация пропадает после отметки скорости в 60 км/ч.
В противном случае, если детонационный звук не прекращается или машина не ускоряется, то это свидетельствует о сбитом зажигании. Первый вариант – УОЗ выставлен на ранний момент, во втором – на поздний. И соответственно: надо вращать трамблёр против хода бегунка или по ходу его вращения.
Определение УОЗ на автомобилях с ГБО
Широкое распространение в последнее время получили газовые баллоны. Их устанавливают на автомобили, оснащённые бензиновыми моторами. В результате этого удаётся неплохо сэкономить на топливе. Газ стоит намного дешевле бензина.
Однако установка ГБО приносит владельцу автомобиля одновременно и проблемы, связанные с установкой опережения зажигания. Априори увеличивается расход топлива (у газа он на порядок выше), а догорание ТВС происходит на фазе выпуска газов и длится значительно дольше.
Что такое вариатор УОЗ
Если учитывать все эти нюансы, то выставить УОЗ будет проще простого. Газ в таком случае будет превращён в энергию до того, как начнёт свою работу система выпуска, и общий КПД в разы повысится.
Чтобы настроить УОЗ на автомобилях с ГБО принято устанавливать автоматические регуляторы типа вариатора. Они приобретаются в комплекте с газовым оборудованием.
Надеемся, что у вас более не возникнет вопроса о том, как определить угол опережения зажигания и установить определенный УОЗ.