專利名稱：摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置的制作方法
一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置屬于摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域。
目前，摩托車上大多采用兩沖程汽油機(jī)，供油系統(tǒng)為傳統(tǒng)的化油器，點(diǎn)火器采用通用的無(wú)觸點(diǎn)式CDI點(diǎn)火方式，即磁電機(jī)電容放電式無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置，它包括有可控硅SCR、充電電容C、點(diǎn)火線圈L2，該系統(tǒng)中，可控硅的觸發(fā)信號(hào)來(lái)自磁電機(jī)觸發(fā)線圈L1上的感應(yīng)電壓信號(hào)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置存在的問(wèn)題是，1.由于進(jìn)入主油系油井的空氣量不可控，進(jìn)氣脈動(dòng)影響柱塞式化油器的供油特性；2.無(wú)觸點(diǎn)式CDI點(diǎn)火方式不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下最佳點(diǎn)火時(shí)間要求，因此，上述兩大問(wèn)題決定了與發(fā)動(dòng)機(jī)性能有關(guān)的兩大重要參數(shù)(空燃比和點(diǎn)火時(shí)間)，不能隨發(fā)動(dòng)機(jī)所處工況進(jìn)行變化，以致存在油耗高，排氣污染大，汽油機(jī)綜合性能指標(biāo)達(dá)不到最佳值等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況自動(dòng)調(diào)整空燃比和點(diǎn)火時(shí)間的發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置。該裝置通過(guò)對(duì)混合氣濃度和點(diǎn)火時(shí)間的最佳綜合控制，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
本發(fā)明的裝置原理如

圖1所示，電路原理框圖如圖3所示。本裝置的特征是在原化油器上安裝了一個(gè)負(fù)荷電磁閥9，并增設(shè)了一套單片機(jī)控制系統(tǒng)16，該系統(tǒng)控制負(fù)荷電磁閥開(kāi)閉及點(diǎn)火器工作，系統(tǒng)包括有點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、油門開(kāi)度信號(hào)處理電路及加速信號(hào)處理電路，這四路處理電路輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)1的輸入通道；它還包括有輸入信號(hào)來(lái)自單片機(jī)1的三路控制電路，分別觸發(fā)可控硅導(dǎo)通的點(diǎn)火控制電路、控制負(fù)荷電磁閥開(kāi)閉的空燃比控制電路及備用電路啟動(dòng)控制電路及其它配套電路。四路處理電路中的點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)都取自磁電機(jī)觸發(fā)線圈L1上的感應(yīng)電壓信號(hào)，且都分別由電壓比較電路2和光電藕合電路3依次串聯(lián)組成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路和點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)處理電路；油門開(kāi)度信號(hào)取自油門開(kāi)度把手內(nèi)傳感器上的信號(hào)，且由射極跟隨電路4和低通濾波電路5依次串聯(lián)組成油門開(kāi)度信號(hào)處理電路；加速輸入信號(hào)來(lái)自油門開(kāi)度信號(hào)處理電路輸出端AN1，且由微分電路6和電壓比較電路2依次串聯(lián)組成加速信號(hào)處理電路。三路控制電路各自組成為取自單片機(jī)1PA6端的點(diǎn)火脈沖輸出信號(hào)，且由光電藕合電路3、功率驅(qū)動(dòng)電路7依次串聯(lián)組成的點(diǎn)火控制電路；取自單片機(jī)1PA5端的占空比控制輸出信號(hào)，且由輸出端光電藕合電路3、反相器10和功度驅(qū)動(dòng)電路7依次串聯(lián)組成的控制負(fù)荷電磁閥開(kāi)閉的空燃比控制電路，其中負(fù)荷電磁閥9裝在化油器上；取自單片機(jī)1PA4端的控制備用電路輸出信號(hào)，且由光電藕合電路3、反相器10、功率驅(qū)動(dòng)電路7和繼電器電路11依次串聯(lián)組成的備用電路啟動(dòng)控制電路及隨備用電路啟動(dòng)而發(fā)生動(dòng)作的聯(lián)鎖電路；聯(lián)鎖電路是將兩個(gè)與門12分別接入點(diǎn)火控制電路和空燃比控制電路中，兩個(gè)與門12的輸出端均經(jīng)限流電阻分別與各自電路中的功率驅(qū)動(dòng)電路7的輸入端相連，兩個(gè)與門12中的一個(gè)輸入端均取自備用電路啟動(dòng)控制電路中光電藕合電路3輸出信號(hào)，而另一個(gè)輸入端則分別在各自電路中取自點(diǎn)火控制電路中光電藕合電路3輸出信號(hào)、空燃比控制電路中經(jīng)光電藕合電路3、反相器10輸出的信號(hào)。故障發(fā)生時(shí)，單片機(jī)1輸出一個(gè)高電位使備用電路啟動(dòng)工作，同時(shí)另兩路控制電路中的與門電路12動(dòng)作，分別關(guān)閉可控硅觸發(fā)信號(hào)，關(guān)閉負(fù)荷電磁閥，而備用電路啟動(dòng)控制電路中的繼電器J2工作，使繼電器接點(diǎn)J2-1閉合，J2-2開(kāi)啟，恢復(fù)原可控硅式點(diǎn)火器工作。
本發(fā)明單片機(jī)控制系統(tǒng)16中，單片機(jī)1的輸出端C口采用復(fù)用技術(shù)提供地址低8位和8路數(shù)據(jù)線，分別連接著地址鎖存器14和存儲(chǔ)器15，低位地址鎖存器14與存儲(chǔ)器15的低位地址相連，單片機(jī)1的STRA輸出端輸出地址鎖存信號(hào)進(jìn)入地址鎖存器14，單片機(jī)1的輸出端B口提供地址高8位，與存儲(chǔ)器15的高位地址相連，單片機(jī)1的輸出端E及STRB通過(guò)與非門13提供給存儲(chǔ)器15數(shù)據(jù)和指令的讀取信號(hào)。
本發(fā)明對(duì)點(diǎn)火時(shí)間和占空比的最佳控制是在單片機(jī)1的軟、硬件配合下完成的，其中點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)的相位對(duì)控制系統(tǒng)非常重要，應(yīng)使基準(zhǔn)信號(hào)在磁電機(jī)觸發(fā)線圈產(chǎn)生的觸發(fā)電壓過(guò)零時(shí)發(fā)出，該信號(hào)位于上止點(diǎn)前某一角度，定義為基準(zhǔn)角，以這一信號(hào)為基準(zhǔn)經(jīng)不同延遲角度之后再發(fā)出點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)基準(zhǔn)角＝點(diǎn)火延遲角+點(diǎn)火提前角這一關(guān)系在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)點(diǎn)火角的大小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，單片機(jī)1通過(guò)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)，油門開(kāi)度及加速信號(hào)等基本運(yùn)行參數(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和油門開(kāi)度值從預(yù)置的二維表中查出最佳的點(diǎn)火延遲角，然后再計(jì)算出點(diǎn)火時(shí)間，由單片機(jī)1發(fā)出點(diǎn)火脈信號(hào)，經(jīng)點(diǎn)火控制電路觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最侍時(shí)間點(diǎn)火?？杖急瓤刂剖峭ㄟ^(guò)控制負(fù)荷電磁閥的開(kāi)閉時(shí)間來(lái)控制進(jìn)入主油系油井的滲氣量，從而控制空燃比。占空比是負(fù)荷電磁閥開(kāi)閥時(shí)間所占工作周期的比，確定了占空比和空燃比的關(guān)系后，單片機(jī)1綜合發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)供油要求，通過(guò)控制占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)空燃比的實(shí)際控制。占空比信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與柱塞開(kāi)度的二維函數(shù)，將經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的最佳數(shù)據(jù)制成表格存入單片機(jī)1存儲(chǔ)區(qū)，摩托車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)1將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速與油門開(kāi)度信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后查表，輸出占空比信號(hào)，控制負(fù)荷電磁閥的開(kāi)閉從而控制進(jìn)入主油系油井中的滲氣量。
正由于上述條件本發(fā)明裝置完成了對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況條件下的空燃比和點(diǎn)火提前角的最佳控制和調(diào)整。同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，將自動(dòng)給出錯(cuò)誤碼，單片機(jī)1故障判定后，給出啟動(dòng)備用電路信號(hào)，關(guān)閉單片機(jī)1控制系統(tǒng)，從而關(guān)閉負(fù)荷電磁閥恢復(fù)原有裝置，保證車輛正常運(yùn)行。
圖1本發(fā)明裝置原理圖，L1磁電機(jī)觸發(fā)線圈，L2點(diǎn)火線圈，D4、D5二極管，J2-1、J2-2繼電器J2的常閉、常開(kāi)觸點(diǎn)，F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)；圖2負(fù)荷電磁閥控制的柱塞式化油器剖面圖，A汽油，B空氣，E化油器中柱塞；圖3本發(fā)明裝置電路原理框圖，8可控硅控制電路；圖4本發(fā)明裝置的電路原理圖，J1負(fù)荷電磁閥線圈。
按本發(fā)發(fā)明所提供的圖1～圖4方案構(gòu)成本裝置。圖4中單片機(jī)1選用芯片M68HC11系列中的MC68HC11E-9；各電壓比較電路2中的芯片U1選用LM311；各光電藕合電路3中的芯片U2選用TL521；射極跟隨電路4、低通濾波電路5及微分電路6中的芯片U3均選用LM324；反相器10選用芯片74HC04；與門12選用芯片74HC08；與非門13選用芯片74HC00；地址鎖存器14選用芯片74HC373；存儲(chǔ)器15選用芯片27C64；功率驅(qū)動(dòng)電路7中的功放管N2選用芯片TIT132；圖4中三極管N1選用3DG6作為放大管；U4為單片機(jī)1低電壓禁止電路；C′晶振、R1～R38電阻、C1～C8電容。
圖4中點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)SEF、轉(zhuǎn)速信號(hào)SPD分別經(jīng)電壓比較電路，比較后整形輸出方波信號(hào)，再經(jīng)光電藕合電路送入單片機(jī)1IRQ和PA2端；油門開(kāi)度傳感器是一線性變化的可調(diào)電阻W2，放入油門開(kāi)度手把內(nèi)，油門開(kāi)度變化時(shí)，電阻值隨之變化。電阻W2的中心抽頭接射極跟隨電路同相輸入端，運(yùn)放輸出信號(hào)經(jīng)低通濾波電路濾波后送入單片機(jī)1內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器PE1端，由單片機(jī)1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理；加速信號(hào)取自油門開(kāi)度處理電路的輸出端(即圖4中AN1端)，進(jìn)入微分電路，再經(jīng)電壓比較電路比較后送入單片機(jī)1的PA1端，當(dāng)摩托車未加速時(shí)，PA1端無(wú)信號(hào)，加速時(shí)，PA1端有一正跳變，由單片機(jī)1輸入該信號(hào)。單片機(jī)1輸出通道的輸出端PA6輸出點(diǎn)火脈沖信號(hào)經(jīng)放大器N2放大后，再經(jīng)光電藕合電路、與門電路、功率驅(qū)動(dòng)電路觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火器；單片機(jī)1輸出端PA5輸出占空比信號(hào)經(jīng)放大器N3放大后，再經(jīng)光電藕合電路、反相器、與門、功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)負(fù)荷電磁閥工作；當(dāng)單片機(jī)1檢測(cè)到故障時(shí)，單片機(jī)輸出端PA4＝1，輸出高電平，點(diǎn)火控制電路和空燃比控制電路中的與門12聯(lián)鎖動(dòng)作，關(guān)閉負(fù)荷電磁閥，切斷點(diǎn)火控制電路，同時(shí)，繼電器J2工作，繼電器常閉觸點(diǎn)J2-1開(kāi)啟，常開(kāi)觸點(diǎn)J2-2閉合。恢復(fù)原點(diǎn)火裝置工作，以保證摩托車在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，也能正常行駛。B口、C口為總線擴(kuò)展口，單片機(jī)1還配有相應(yīng)的過(guò)壓保護(hù)電路U1，C6、C7、C′、R22組成的晶振電路及R5、R6；R23、R24、R25各自組成的上拉電阻電路。試驗(yàn)證明，用本發(fā)明裝備的摩托車較好地解決了點(diǎn)火時(shí)間和空燃比的綜合控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高了20％，油耗指標(biāo)比原有的改善了15％。
權(quán)利要求
1.一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置，包括有化油器及包含有可控硅SCR的磁電機(jī)電容放電式無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置，其特征在于它還包含有單片機(jī)控制系統(tǒng)(16)，該系統(tǒng)包括有輸入信號(hào)都取自磁電機(jī)觸發(fā)線圈L1上的感應(yīng)電壓信號(hào)、且都分別由電壓比較電路(2)和光電藕合電路(3)依次串聯(lián)組成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)處理電路，輸入信號(hào)取自油門開(kāi)度把手內(nèi)傳感器上的信號(hào)，且由射極跟隨電路(4)和低通濾波電路(5)依次串聯(lián)組成的油門開(kāi)度信號(hào)處理電路，其輸入信號(hào)來(lái)自油門開(kāi)度信號(hào)處理電路的輸出端AN1、且由微分電路(6)和電壓比較電路(2)依次串聯(lián)組成的加速信號(hào)處理電路，其輸入通道分別與轉(zhuǎn)速信號(hào)、點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)、油門開(kāi)度信號(hào)和加速信號(hào)處理電路的輸出端聯(lián)結(jié)的單片機(jī)(1)，其輸入信號(hào)來(lái)自單片機(jī)(1)的點(diǎn)火脈沖輸出端PA6，且由光電藕合電路(3)、功率驅(qū)動(dòng)電路(7)依次串聯(lián)組成了觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通的點(diǎn)火控制電路，其輸入信號(hào)來(lái)自單片機(jī)(1)的占空比控制信號(hào)輸出端PA5、且由輸出端接有反相器(10)的光電藕合電路(3)和功率驅(qū)動(dòng)電路(7)依次串聯(lián)組成的控制裝于化油器上的負(fù)荷電磁閥(9)開(kāi)閉的空燃比控制電路，其輸入信號(hào)來(lái)自單片機(jī)(1)的控制備用電路信號(hào)的輸出端PA4、且由光電藕合電路(3)、反向器(10)、功率驅(qū)動(dòng)電路(7)和繼電器電路(11)依次串聯(lián)組成的備用電路啟動(dòng)控制電路，其輸出端經(jīng)限流電阻分別與點(diǎn)火控制電路、空燃比控制電路中的功率驅(qū)動(dòng)電路(7)的輸入端相連，而其中一個(gè)輸入端取自備用電路啟動(dòng)控制信號(hào)，另一輸入端分別取自點(diǎn)火控制或占空比控制信號(hào)的由兩個(gè)與門(12)組成的備用電路啟動(dòng)控制聯(lián)鎖電路以及其它通用的單片機(jī)配套電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置，其特征在于單片機(jī) (1)的C口輸出端連接著由單片機(jī)(1)STRA輸出端輸出信號(hào)控制的地址鎖存器(14)， 同時(shí)，C口還連接著由單片機(jī)(1)的B口接入的、并與地址鎖存器(14)低位地址相 連、由單片機(jī)(1)經(jīng)與非門(13)輸出信號(hào)控制的存儲(chǔ)器(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置，其特征在于單片機(jī) (1)選用型號(hào)M68HC11芯片系列。
全文摘要
摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)供油及點(diǎn)火裝置屬于點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域,其特征是在原供油及點(diǎn)火裝置的基礎(chǔ)上,增設(shè)了單片機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有輸入單片機(jī)信號(hào)的點(diǎn)火基準(zhǔn)、轉(zhuǎn)速、油門開(kāi)度及加速信號(hào)處理電路;單片機(jī)輸出點(diǎn)火脈沖信號(hào)、占空比信號(hào)進(jìn)入相應(yīng)的控制電路,分別控制可控硅導(dǎo)通、負(fù)荷電磁閥開(kāi)閉,以控制點(diǎn)火時(shí)間和空燃比;當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),單片機(jī)輸出信號(hào)關(guān)閉點(diǎn)火控制系統(tǒng)及負(fù)荷電磁閥,恢復(fù)原系統(tǒng)工作的備用電路啟動(dòng)信號(hào)。為此本發(fā)明使發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高20%,油耗指標(biāo)比原有改善15%。
文檔編號(hào)F02P5/145GK1177055SQ9610982
公開(kāi)日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1996年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月19日
發(fā)明者周大森, 董蔚, 吳斌, 宋書(shū)瀛 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)