專利名稱：中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，適合在中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)上廣泛應(yīng)用。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為車用發(fā)動機的發(fā)展目標(biāo)。近年來，可變配氣正時(VVT，Variable Valve Timing)技術(shù)在汽車發(fā)動機上已得到較為廣泛的使用，但在摩托車發(fā)動機上的應(yīng)用卻很少，已有的應(yīng)用如鈴木的GSF400V和本田的CB400SUPER FOUR，但是這些應(yīng)用均是針對于大排量多缸多氣門摩托車發(fā)動機，配氣機構(gòu)形式也均以雙頂置凸輪軸(DOHC)的結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)。我國摩托車產(chǎn)品整體排量結(jié)構(gòu)主要集中在50ml～250ml范圍，此排量范圍內(nèi)摩托車發(fā)動機多為單缸四沖程兩氣門形式，配氣機構(gòu)形式主要采用單頂置凸輪軸(SOHC)布置形式。
中國實用新型專利說明書200420060204.6公開了一種以單頂置凸輪軸的結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)的“中小排量摩托車發(fā)動機的可變配氣機構(gòu)”，該機構(gòu)通過采用雙進氣凸輪軸、雙進氣搖臂和正時切換機構(gòu)，實現(xiàn)可變配氣正時，提高了發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速和負荷工況范圍內(nèi)的動力性和排放特性。但是如果僅有可變配氣正時機構(gòu)，由于不能實現(xiàn)自動切換，該機構(gòu)在發(fā)動機上并不能有效連續(xù)地工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對上述可變配氣正時機構(gòu)的不足，提供了一種中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，該裝置可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速自動切換正時油壓，從而實現(xiàn)可變配氣正時機構(gòu)的自動切換，有效地提高中小排量摩托車發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速和負荷工況范圍內(nèi)的動力性、排放特性。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電源供電模塊與自動控制模塊電源輸入端連接，發(fā)動機發(fā)火器與信號采集模塊的一端連接，信號采集模塊的另一端與自動控制模塊信號的輸入端連接，自動控制模塊信號的輸出端與油泵控制模塊連接。
本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了摩托車發(fā)動機上可變配氣正時機構(gòu)的自動切換，具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制精度高和可靠性好的優(yōu)點，與其他成熟傳統(tǒng)的可變配氣正時機構(gòu)自動控制裝置相比，本裝置采用獨立油泵代替電磁閥的油路控制，因此應(yīng)用于中小排量摩托車發(fā)動機時對原機的改動很小，能夠滿足中小排量摩托車發(fā)動機結(jié)構(gòu)空間緊湊布置的要求，有效地降低了制造成本。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型工作原理圖。
圖3是自動控制模塊電路原理圖。
圖4是電源供電模塊電路原理圖。
圖5是信號采集模塊電路原理圖。
圖6是油泵控制模塊電路原理圖。
具體實施方式
在圖1中，本實用新型包括信號采集模塊，電源供電模塊、自動控制模塊、油泵控制模塊。
在圖2中，本實用新型的工作原理是這樣的首先從發(fā)動機發(fā)火器采集轉(zhuǎn)速脈沖信號，進入信號采集模塊，把脈沖信號轉(zhuǎn)化為有效的方波信號，輸入自動控制模塊Atmel89C51芯片的外部中斷源INT0口，由芯片內(nèi)置邏輯程序?qū)Ψ讲ㄐ盘栠M行脈沖計時判斷，一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速到達6000r/min，芯片P2.6口引腳向油泵控制模塊發(fā)出高電平信號，高電平信號經(jīng)雙極晶體管放大，控制固體繼電器吸合，油泵開始工作，從而帶動整個可變配氣正時機構(gòu)運行。該自動裝置的反應(yīng)時間是0.5s，也就是每0.5s采集一下轉(zhuǎn)速脈沖信號。
在圖3中，自動控制模塊包括控制芯片、晶體振蕩源電路、按鍵、擴展ROM、指示燈電路、復(fù)位電路、轉(zhuǎn)速顯示電路，其中U4為8位的Atmel89C51控制芯片，控制模塊采用Atmel89C51控制芯片的最小應(yīng)用系統(tǒng)；U5為2K的EEPROM程序儲存器AT24C02A，作為擴展芯片存放數(shù)據(jù)和程序；Y1為12MHz的晶體振蕩，與電容C5、電容C6一起構(gòu)成控制芯片的晶體振蕩源電路，一個機器時鐘周期為1μm；3個按鍵S1、S2、S3，作為脫離鍵盤的輸入設(shè)備，可以隨時調(diào)整編輯油泵工作的轉(zhuǎn)速臨界值，S1鍵功能按2秒鐘以上，進入轉(zhuǎn)速臨界值編輯激活狀態(tài)，從最右邊的一位LED數(shù)碼管開始。每按一次向左移動1位，然后依次循環(huán)，再按S1鍵2秒鐘以上，編輯完成，S2鍵功能LED數(shù)碼管的數(shù)值加1，S3鍵功能LED數(shù)碼管的數(shù)值減1；D2為紅色發(fā)光二極管與電阻R4串聯(lián)，發(fā)紅光時表示電源接通，系統(tǒng)處于工作狀態(tài)中，D3為綠色發(fā)光二極管與電阻R5串聯(lián)，發(fā)綠光表示轉(zhuǎn)速達到臨界值；復(fù)位電路包括電阻R6、電阻R7、電容C7、S4，S4為復(fù)位按鍵，由于穩(wěn)壓電源電壓波動不大，采用人工微分型復(fù)位電路，工作簡單可靠。轉(zhuǎn)速顯示電路包括LED1～LED5、U6～U10，LED1～LED5為8段共陽極LED數(shù)碼顯示管(發(fā)紅光)，U6～U10為移位寄存輸出CD4094，由于摩托車的最高轉(zhuǎn)速為12000r/min左右，因此轉(zhuǎn)速一共顯示5位，89C51芯片具有全雙工通用異步接收發(fā)送器UART，為了減少成本，不擴展I/O接口，轉(zhuǎn)速信號為串行輸出，每個LED接1個移位寄存輸出CD4094動態(tài)顯示。
在圖4中，電源供電模塊包括電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、U1，U1為三端穩(wěn)壓集成塊LM7805，整個模塊輸出電流不大于200mA，可以同時滿足+5V或+12V的直流電源供電，采用小電容濾波，因為大容量電容儲存的電能可能會使繼電器關(guān)斷時間延長。
在圖5中，信號采集模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、D1、U2、U3，D1為5V穩(wěn)壓二極管；U2為光耦TLP521-2具有隔離輸入信號，保證信號的匹配，提高了抗干擾能力的作用；U3為施密特反相觸發(fā)器CD40106BC可以完成脈沖信號輸入轉(zhuǎn)換，在信號采集模塊中，電阻R1與電阻R2的一端串聯(lián)，電阻R2的另一端與光耦連接，5V穩(wěn)壓二極管的正極與電阻R2的輸入端連接，5V穩(wěn)壓二極管的負極與光耦連接，電阻R3的一端與施密特反相觸發(fā)器的輸入端連接和光耦連接，施密特反相觸發(fā)器的輸出端與控制芯片的外部中斷源連接。
在圖6中，油泵控制模塊包括電阻R8、電阻R9、K1、Q1、油泵、+12V直流電源，Q1為雙極型晶體管8050，放大電平信號；K1為固體繼電器JZC-23F，控制電路的通電和斷電；油泵為外接獨立油泵，在油泵控制模塊中，控制芯片的P2.6口與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與雙極型晶體管8050的基極連接，電阻R8為基極偏置電阻，電阻R8的一端與電阻R9連接，電阻R8的另一端與固體繼電器JZC-23F的一個常閉接點連接，固體繼電器JZC-23F的另一個常閉接點與雙極型晶體管8050的集電極連接，固體繼電器JZC-23F的一個常開接點與油泵連接，其另一個常開接點接地。
權(quán)利要求1.一種中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，其特征在于電源供電模塊與自動控制模塊電源的輸入端連接，發(fā)動機發(fā)火器與信號采集模塊的一端連接，信號采集模塊的另一端與自動控制模塊信號的輸入端連接，自動控制模塊信號的輸出端與油泵控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，其特征在于在信號采集模塊中，電阻R1與電阻R2的一端串聯(lián)，電阻R2的另一端與光耦連接，5V穩(wěn)壓二極管的正極與電阻R2的輸入端連接，5V穩(wěn)壓二極管的負極與光耦連接，電阻R3的一端與施密特反相觸發(fā)器的輸入端連接和光耦連接，施密特反相觸發(fā)器的輸出端與控制芯片的外部中斷源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，其特征在于在油泵控制模塊中，控制芯片的P2.6口與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與雙極型晶體管8050的基極連接，電阻R8為基極偏置電阻，電阻R8的一端與電阻R9連接，電阻R8的另一端與固體繼電器JZC-23F的一個常閉接點連接，固體繼電器JZC-23F的另一個常閉接點與雙極型晶體管8050的集電極連接，固體繼電器JZC-23F的一個常開接點與油泵連接，其另一個常開接點接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置，其特征在于在油泵控制模塊中所用的油泵為外接獨立油泵。
專利摘要一種摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置涉及可變配氣正時機構(gòu)的自動控制，適合在中小排量摩托車發(fā)動機可變配氣正時機構(gòu)上廣泛應(yīng)用。該裝置包括電源供電模塊、自動控制模塊，信號采集模塊、油泵控制模塊。本裝置實現(xiàn)了摩托車發(fā)動機上可變配氣正時機構(gòu)的自動切換，具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制精度高和可靠性好的優(yōu)點，同時與其他成熟傳統(tǒng)的可變配氣正時機構(gòu)的自動控制裝置相比，本裝置采用一個獨立的油泵代替電磁閥的油路控制，因此應(yīng)用于中小排量摩托車發(fā)動機時對原機的改動很小，能夠滿足中小排量摩托車發(fā)動機結(jié)構(gòu)空間緊湊布置的要求，有效地降低了制造成本。
文檔編號F01L9/00GK2784596SQ20052000929
公開日2006年5月31日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者張力, 伍東升, 吳俊剛, 董俊 申請人:重慶大學(xué)