专利名称:汽车爆震限制器的制作方法
本实用新型涉及一种汽车爆震限制器，它适用于4、6、8缸，12伏负极搭铁的火花式汽车发动机。
目前对于汽车来说特别是对于使用汽油的标号较高的汽车，对所使用的汽油都有一定的标号限制，使用中不应低于该标号。另外在空气密度与温度不适应的情况下及燃烧室产生积碳等原因均会引起发动机爆震，对发动机的寿命会产生影响，即降低使用寿命。
本实用新型的任务是，针对上述存在的问题，提供一种由于使用比规定标号低的汽油、空气密度与温度不相应及燃烧室积碳等原因引起发动机爆震的限制器。
汽车发动机安装上本实用新型可使用比规定标号低的汽油并有效的防止发动机可能出现的强烈爆震。而在中心负荷时，可适当增加点火提前角，从而提高汽车的经济性。采用本实用新型后发动机压缩比可增加0.5～0.8单位，发动机的经济性和动力性都有明显的提高。目前，由于原油提炼技术等客观条件所限仍然有大量的低标号汽油用于汽车上，这样即要发动机使用低标号汽油，工作时又不发生爆震，本实用新型就显得十分有用了。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的爆震传感器示意图。
图3是本实用新型的电器方框图。
图4是本实用新型的电器原理图。
图中(1)是壳体、(2)是控制器板、(3)导热板、(4)绝缘垫、(5)盖板、(6)螺钉、(7)密封圈、(8)电缆线、(9)插接器、(10)传感器、(11)叉式接头、(12)接线螺母、(13)压圈、(14)接线柱、(15)导线、(16)压盖、(17)外壳、(18)固定板、(19)弹垫、(20)蜂鸣片。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细的说明在壳体〔1〕内装有控制器板(2)、导热板(3)并有螺钉(6)加绝缘垫(4)固定再加盖板(5)，在壳体的一端装有密封圈(7)并由壳体内引出电缆线(8)经插接器(9)与传感器相连接。
见图2，传感器是由(11)～(20)构成，爆震传感器是汽车爆震限制器组成部件之一，它是一个无源部件，选用陶瓷蜂鸣片，它的共振频率为7KC与汽车发动机的爆震频率相同，因而当发动机出现爆震时安装在发动机盖上的传感器将输出一个幅度较大的交流电压值作为控制器放大器的输入信号。当无爆震或有其它干扰时如发动机汽门声，它们之间不同于爆震频率，不能使陶瓷蜂鸣片发生共振，传感器将无信号输出或输出一个幅值很低的交流信号，此信号不能使放大器工作。由此可见传感器本身已具有选频的作用即判别爆震信号的作用。
参照图3，该实用新型电器部分是由放大器、检波器、电压保持器、比较器、判别电路、整形微分、延迟电路、闭合角形成电路、断电保护、功放电路组成。
当发动机无爆震时，“判别电路”无输出信号，分电器白金触点张开经电路处理后使“功放开关”断开，因而点火线圈产生高压使火花塞跳火，这些电路与半导体点火器电路相同。延时电路的输出信号就是点火信号。
爆震传感器将发动机出现爆震时的高频振动信号转换成有固定频率的电压信号，并送入放大器，放大器对此信号进行电压放大并经检波后，输到比较器与电压保持电路的输出进行比较，电压保持电路在一定时间内记忆了上一次的爆震信号，其输出的大小反映了上一次爆震的强弱，因此比较器实质上是对两次爆震的强度进行比较，比较的结果在比较器的输出端反映出来。若上一次爆震强，比较器对这一次爆震无输出；若上次爆震弱则比较器对这一次爆震有输出。
比较器的输出，送入判别电路进行真伪爆震判别，若为真爆震判别电路有信号输出，并控制延迟电路，使它对整形微分后的白金触点信号进行延迟；若伪爆震(可能出现的干扰)或无爆震时，判别电路信号输出此时延迟电路不受控制，因而对点火信号不延迟有爆震时由于点火延迟爆震消除了，延迟电路又使点火时刻按设定的速率恢复至原来设定值，正是由于延迟电路在有爆震时将点火信号延迟这一特性，才达到了消除发动机爆震的效果。
延迟电路的输出信号，经闭合角形成电路，输出一个点火时刻不变，而占空比(点火线圈通电时间与断电时间之比)满足发动机点火系统点火能量要求的方波信号，并通过功放开关来控制点火线圈的充电，点火线圈产生高压使火花塞跳火。
断电保护电路是发动机不工作时自动断开功放开关，使点火线圈断电，保护了点火线圈不至于因长时间不断开电源而烧毁点火线圈。
此外本装置只是从白金处提取信号，因而通过白金的电流很小(80mA左右)不烧蚀白金。
参照图4电器原理各部分电路结构分析如下1.整形微分电路，它将汽车分电器的白金触点的接通与断开状态转变成相应的电压信号，並进行整形和微分后，输出一个与白金点火信号同步的正脉冲信号，作为延迟电路的触发信号。图中R27、R28、BG19、BG20、R29和C10为白金触点电压信号形成和整形输入电路BG21、BG22构成整形电路；C10、BG23和R34为微分电路，其中R31、R33为BG21、BG22的发射极设定一个电压值，使BG21和BG22的导通电压提高到1V左右。
当白金触点断开不接地时，L点为高电平。经微分电路，从BG23输出脉冲；当白金触点(接地)时，L点为低电平BG21截止，BG22导通，G点为低电平，经微分后在H点处无输出。由此可见H点的输出信号与白金触点断开时间同步，它就是白金触点的点火信号。
2.延迟电路，它的作用是当发动机无爆震时，将白金点火信号正常传输下去(实际存在一个小小的固有延时)；而当发动机有爆震时，将白金信号延迟一段时间后再输出，以此来消除发动机的爆震。参照图4可以看出，其核心部分是由BG13、BG14及相关元件组成的变时单稳态电路，整个控制器的关键就在于通过改变此单稳态电路的RC时间常数，来改变暂态时间从而达到波形后移的目的(即推迟点火时刻)。R14、R24、R25是分压电阻，GB15为钳位二极管，BG24是输出倒相管、C11、BG15和BG26构成微分输出电路。
3.闭合角形成电路，它的作用是点火信号周期内，输出占空比一定的方波信号，使点火线圈进行充电和放电以满足点火能量的要求从电路中可以看出它也是一个靠正脉冲触发的单稳态电路，其中R14、R24、R25是分压电阻为了使发动机起动时点火线圈有一定的充放电时间，便于起动，加一钳位二极管BG16延迟电路完成触发脉冲的延迟，闭合角形成电路完成了方波的后移即点火时刻的延迟。
4.断电保护电路从装置的整个电路原理图中可以看出，当汽车停车熄火而司机忘了关闭电源开关时，闭合角形成电路的输出端J点始终为低电平(BG28导通)，它使K点输出高电平(BG32截止)这将导致后面的大功率开关管BG35导通，则电源将对点火线圈的初级绕组通电，除浪费电能外时间过长会把点火线圈烧毁，为此在闭合角形成电路与功放开关之间加一断电保护电路。当发动机熄火时J点处于低电平BG29、BG31、BG32截止、BG34b输出高电平同时电源通过R45对电容C13充电，经过一段时间之后使C13充得的电压使得BG31、BG32导通BG34b点电位由高变低，起到断电保护的作用。
在发动机正常工作时，BG29跟随J点不断导通和截止，C13不断通过BG30和BG29放电，放电常数很小。由于充电常数τ＝R45、C13取得很大，所以在白金信号周期内，BG31一直截止，不影响装置的正常工作。
5.功放开关电路它是一个受BG32C极信号控制的电流开关，直接串于点火线圈的初级线圈，利用它的通、断，使点火线圈进行充电和放电，从而点火线圈次级感生高压，使火花塞跳火，参照图4，其中BG34是激励管、BG35是大功率达林顿器件，BG33是电流保护管、C17、C18是保护达林顿管的电容。
当BG32C点为高电平时BG34、BG35导通，点火线圈充电；当BG32C为低电平时，BG34、BG35截止点火线圈放电，次级感生高压通过火花塞跳火。
若点火线圈充电电流即通过BG35的电流过大时，BG33基极电压升高，从而减少了BG34、BG35的基极注入电流，使BG35的饱和程度下降，减小了充电电流起到了过流保护的作用。
6.放大器它的作用是将传感器输出的交流信号进行放大，以获得足够幅度的电压信号。从电路图中可以看出它是由运放构成的一般交流反相放大器，其中R1是灵敏度调节电位器，它与R2共成传感器的负截电阻，C1是隔直耦合电容、R2为压敏电阻、过压保护运算放大器。R4、R5为运放直流偏量电阻。
考虑到电容C实际值的影响放大器的增益为K′u＝ (R6)/(1／jwc+R)|K′u|=R6(1wc1)2+(R3)2=Rc(12πfc1)2+R32]]>在信号频率范围内(6KC)、Ku为20左右，当输出信号的幅度为500mV时，即获得满幅输出，实用中可根据需要调节R1。
7.检波器，电压保护电路与比较器发动机在一定的情况下可能出现连续爆震，这时应将两次爆震的强度进行比较以判断发动机爆震强弱的变化趋势，若爆震减弱，说明发动机在向无爆震过度这种情况下不应继续延迟点火时刻；若爆震增强则必须进一步延迟点火时刻，或维持这“延迟”以便爆震消除，这部分电路正是为这一目的而设计的参照图4BG1、R8、R10和C3组成峰值包络检波器，C3为滤波电容其输出加在IC2的同相端。
电压保持电路BG2、R9、C2、R7R4和R5组成，它实质上也是一峰值包络检波器，其输出加在IC2的反相端。当发动机第一次出现爆震时A点有交流信号输入此时比较器有信号高电平输出，在此同时信号对C2、C3充电。在第一次爆震结束后C3通过R10放电(L1＝R10、C3)，C2通过R7放电(L2＝R7.C2)由于C2＞C1若再无爆震出现，则经过一段时间后，比较器两输入端电压相等其输出由高变低至无信号输出；若第一次爆震后紧接着出现第二个爆震其强度如果小于第一个爆震则由于在第一次爆震期间已对C2充满了电V＋＜V－比较器无输出信号若第二个爆震强度大于第一个爆震强度V－＜V＋则比较器有信号输出。从而达到了对两次爆震进行比较的目的。电路中R1、BG5、BG4、C4为抗干扰电路在发动机点火则结束时，它给比较器IC2反相端输入一个正向尖脉冲预防B点在无点火时有信号输出。
8.爆震判别电路从前级比较器输出的信号中，除爆震信号外，还包括一些宽度很窄的随机干扰信号为避免这些窄脉冲干扰影响，在比较器后面设置了爆震判别电路若为真爆震它有信号输出，否则无信号输出，参照图4，R14、R24、R25为分压电阻BG7是钳位二极管R12为限流电阻BG11为受白金点火信号控制的电流开关，它在白金点火信号发动机实际点火期间(即由延迟电路产生的延迟)是导通的而在其它时刻，它是截止的，C点始终为高电平，判别电路的输出C点，正是T3导通期间才影响下一级——延迟电路。因此我们所说的判别电路有输出均是指在BG11导通期间而言的。BG5、R13和BG6组成一个爆震指示电路。当无爆震信号输入时BG6、BG9截止，爆震指示发光二极管不亮同时BG10的基极电位钳位在＋6V此时BG10导通(在BG11导通时)；C点输出低电平。
当B点有信号输入时BG6、BG9导通爆震指示发光二极管闪亮同时C5通过R16、BG8和BG9放电BG10基极电位下降。当BG10基极电位下降至5V左右时C点输出高电平，此时对应的时间t＝τln 6/5 ＝R16·C5ln 6/5 ＝0.75(ms)。
若BG10b极电位从6V降不到5V时，BG10仍然导通。C点仍为低电平这就是说，当B点输出的信号宽度大于T时C点有输出；若B点信号宽度小于T时C点无输出，依此来对B点的输出信号进行真伪爆震判别。
当爆震信号结束时，BG6、BG9截止，发光二极管不亮同时电流通过R15对C充电使BG10由截止区到放大区最后进入饱和区，C点输出结束，这段时间就是C点输出信号的恢复时间。BG10的基极之所以被BG7钳位在6V上是防止，三极管BG10的基极电位在无爆震时充得过高，从而避免了在有爆震时，由于C5放电时间过长而导至的判别不灵敏和对爆震信号的过多延迟。
权利要求
1.一种汽车爆震限制器是由壳体[1]及螺钉[6]加绝缘垫[4]固定在壳体内的导热板[3]及位于壳体一端的密封圈[7]和电缆线[8]及盖板[5]所构成，其特征在于在壳体内装有控制器板[2]并由电缆线经插接器[9]与传感器[10]相连。
2.按权利要求
1规定的汽车爆震限制器，其特征是传感器〔10〕由叉式接头〔11〕接线螺母、压圈〔13〕、接线柱〔14〕导线〔15〕、压板〔16〕、外壳〔17〕固定板〔18〕、弹垫〔19〕蜂鸣片〔20〕所组成。
3.按权利要求
1规定的汽车爆震限制器，其特征是控制器板是由放大器、检波器、电压保持器、比较器、判别电路、整形微分电路、延迟电路、闭合角形成电路、断电保护电路、功放电路所组成。
4.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是R27、R28、BG19、BG20、R29和C9为白金触点电压信号形成和整形输入电路，BG21、BG22构成整形电路，C10、BG23和R34为微分电路。
5.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由BG13、BG14、BG15、C6、R21、R22、R23构成的变时单稳态延时电路。
6.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由BG16、BG27、BG28、BG12、R38、R39、R40、R41构成闭合角形成电路。
7.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由BG29、BG30、BG31、R45、C13构成断电保护电路。
8.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由C17、C18保护达林顿管的电容和BG33、BG35构成功放电路。
9.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是能对爆震信号进行放大的放大器由运算放大器、灵敏度调节器R1构成。
10.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由BG1、R8、R10、C3、BG2、R9、C2、R7、R4和R5、R11、BG3、BG4、C4组成检波器，电压保持与比较器。
11.按照权利要求
3规定的汽车爆震限制器，其特征是由R14、R24、R25、BG7、BG5、BG6、BG9、BG10、R15构成爆震判别电路。
专利摘要
汽车爆震限制器适用于4、6、和8缸12伏负极搭铁的火花点火式发动机。用以消除由于汽油标号比规定的低、空气密度与温度、燃烧室积碳等原因引起的发动机爆震。从而可以避免发动机由爆震而造成的损失。
文档编号F02P5/145GK86208079SQ86208079
公开日1987年9月23日 申请日期1986年10月12日
发明者刘玉江, 俞庆, 李之, 陶光, 赵强 申请人:长春市无线电二厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan