Система зажигания (идеи, вопросы)

[Gatori]

Господа, уже давно вынашиваю идею системы зажигания по максимальному давлению в цилиндре.
Суть такова: в цилиндре ДВС стоит тензодатчик давления и когда давление в цилиндре максимально процессор даёт сигнал на поджиг смеси в данном цилиндре (такой поджиг будет наиболее оптимален в плане мощности ДВС так как смесь будет сгорать тогда, когда должна). Вопрос заключается в том, что я никогда раньше не работал с электронными тензодатчиками прошу совета какой датчик лучше всего подобрать. Требования к датчику- максимальный ресурс, точность нужна только в определении максимума, точные значения определять совершенно не обязательно.

[vem566]

уже давно вынашиваю идею системы зажигания по максимальному давлению в цилиндре.

А идея порочна. Есть такой термин "угол опережения зажигания". Суть его в том, что время воспламенения смеси не мгновенно. И максимальное давление в цилиндре будет тогда, когда ВСЯ смесь вспыхнет. Поэтому момент зажигания смеси должен быть чуть раньше, чем поршень дойдет до верхней мертвой точки. Время это зависит от типа бензина и оборотов.
Дальше, что касается датчика в цилиндре. Для того, что бы определить максимум давления, нужно перевалить за этот максимум. То есть давление должно начать уменьшаться. Тогда можно говорить, что максимум был. Ключевое слово здесь - БЫЛ. Как определить во время нарастания, достигнут максимум, или еще будет расти? Ну и в заключение. ДВС уже существует больше ста лет. За это время были всякие идеи.

[Gatori]

Тут конечно моя ошибка- не описал в деталях в чём суть и возникло непонимание.
Дело в том, что по сути определить надо не просто максимум давления, а его положение относительно ВМТ. Работает система примерно так: пуск двигателя по упрощённому алгоритму с стандартным углом опережения, поиск пиков и их положения относительно ВМТ, работа по полученным данным с дальнейшей настройкой по полученным пикам (на низких оборотах мы таблицу получили при пуске и "прогреве", а на высоких оборотах "таблица" строится уже при работе (пропуск оптимального угла в единичную вспышку на высоких и средних оборотах даже не будет заметен), таким образом система должна самонастроиться в соответствии с качеством залитого топлива и всеми внешними условиями. Датчиков нам нужно всего 2 типа: обычный ДПКВ для отсчёта и поиска ВМТ конкретного цилиндра и тензодатчик давления, для поиска максимумов. Такая система по сути экспериментально получает время полного сгорания смеси в КС и время получения пика давления и опираясь на сигнал ДПКВ рассчитывает оптимальный угол опережения (если бы я не знал про УОЗ- предложил бы тупо прерыватель у каждого цилиндра влепить ).

[vem566]

не просто максимум давления, а его положение относительно ВМТ

Вроде по всем законам механики в конструкции цилиндра ВМТ соответствует минимальному объему. Или как?

[Gatori]

не просто максимум давления, а его положение относительно ВМТ

Вроде по всем законам механики в конструкции цилиндра ВМТ соответствует минимальному объему. Или как?

Если у вас насос- да, если у вас ДВС- совсем не обязательно.

[vem566]

Чем отличается конструкция цилиндра насоса от цилиндра ДВС?

[Gatori]

Чем отличается конструкция цилиндра насоса от цилиндра ДВС?

Хотя бы тем, что процессы там идут разные. Я о том, что давление в насосе только за счёт сжатия, а в ДВС сжатие+ сгорание ТВС+ расширение от нагрева. Механика схожая, процессы разные.
В ДВС интересно получить максимум давления в зоне до 17 град после ВМТ по КВ и именно этого я и хочу добиться с помощью этой системы. Ну и да, господа, больше всего интересует вопрос того, как можно сделать датчик (мысли идут в сторону тензорезисторов, но что-то я о них нихрена не знаю и не понимаю (датчик же давления, подходящий по условиям работы стоит дофига (датчик давления промышленного образца будет стоить порядка 40-45 тыр.

[vem566]

То есть, переведя все написанное. Нужно обеспечить момент зажигания так, что бы максимум давления был на 17 градусов после ВМТ?
По поводу датчиков, так датчик работающий внутри цилиндра не может быть дешевым по условиям эксплуатации.

[Gatori]

То есть, переведя все написанное. Нужно обеспечить момент зажигания так, что бы максимум давления был на 17 градусов после ВМТ?
По поводу датчиков, так датчик работающий внутри цилиндра не может быть дешевым по условиям эксплуатации.

1. Да, примерно в этой зоне, более точный угол зависит от конкретного двигателя.
2. Может, главный вопрос в том, какой элемент лучше сделать, датчик вовсе не обязательно помещать в КС.
Мне вот кажется, что рычажный привод на датчик вполне позволителен, более того, можно за счёт разноплечего рычага изменять диапазон измерений при одном и том же диапазоне датчика. Просто всвязи с тем, что я нифига не знаю про тензорезисторы (кроме того, что это резистор, изменяющий сопротивление при его деформации, желательно упругой. Было бы очень интересно разобраться в том, как и с чем этот самый резистор едят и из чего его лучше всего делать при условии чувствительности материала и его относительной (низкой лучше) стоимости.

[vem566]

Тензорезисторы это все таки низкотемпературные штуки. Вообще то смутно себе представляю конструкцию для измерения давления внутри КС. Может косвенно, по деформации стенок. Так вроде датчики детонации с этим справляются. Снять с него сигнал и посмотреть что он покажет. Как его сигнал обрабатывает бортовой комп в принципе его(компа) дело. Тут немного другая цель.

[Gatori]

Тензорезисторы это все таки низкотемпературные штуки. Вообще то смутно себе представляю конструкцию для измерения давления внутри КС. Может косвенно, по деформации стенок. Так вроде датчики детонации с этим справляются. Снять с него сигнал и посмотреть что он покажет. Как его сигнал обрабатывает бортовой комп в принципе его(компа) дело. Тут немного другая цель.

У ДД другой принцип работы (он не измеряет деформацию стенок КС, а просто резонанс ловит от частот детонационных). Про рычаг я не зря говорил. В КС расположен плунжер, закреплённый на большом (или наоборот малом) плече коромысла, а датчик находится вне КС и с газами никак не контактирует (тепловой режим ему тоже можно обеспечить).

[vem566]

Осталось только придумать как этот плунжер герметизировать. В принципе решаемо. Только стоит ли все это затрат? Повышение мощности на 20% и снижение на столько же расход? Как то сайт все же не металлостроителей. Сложно будет единомышленников тут найти. Вот схему сваять, это сколько угодно.

[Gatori]

Осталось только придумать как этот плунжер герметизировать. В принципе решаемо. Только стоит ли все это затрат? Повышение мощности на 20% и снижение на столько же расход? Как то сайт все же не металлостроителей. Сложно будет единомышленников тут найти. Вот схему сваять, это сколько угодно.

Да по железу то придумаю (образование соответствующее получаю), а вот интересует то как раз то, что за звЭр этот тензорезистор, как его лучше понимать (нужен ли мост Уитстона или его лучше просто на МК вешать и так далее). Сам плунжер герметизируется примерно так же как и цилиндр по поршню. А вот электроника для меня пока не очень понятна. Как лучше снимать показания- по сопротивлению или по напряжению (их изменению абсолютному) или ещё каким-либо другим способом. Вот эти вопросы гораздо важнее мне для понимания идеи. В целом, данная система интересна в контексте дальнейшего развития до гидравлического привода ГРМ с электронным управлением, но там очень много работ с гидравликой, да ещё КС придётся пересчитывать, что для меня пока трудновато (эти расчёты пока не осилю просто). Поэтому пока только прикинуть зажигание и дальше вокруг него строить систему.

[vem566]

Любые измерения в конечном случае - измерение напряжения. Что касается Вашего случая. Точность не нужна, поэтому можно просто подключить на вход ОУ и получать выходное напряжение какое нужно. Напрямую на МК тоже можно вешать, но не все тензорезисторы имеют настолько широкий диапазон изменения сопротивления. Нужно определиться с датчиком и от него "плясать". Ну и опять же алгоритм. Нужно просто определить масимум? То есть получить импульс в этот момент или снимать характеристику? При 6 тыс оборотов в минуту получаем 100 оборотов в секунду. Умножаем на 360 получаем 36000 измерений на оборот КВ при снятии данных через 1 градус. Или сигнал на получение данных снимать со штатного датчика положения КВ? Тогда сколько зубьев на маховике? Обобщая, могу порадовать, что схема проблемы не составит. А вот с механикой придется помудохаться.

[Gatori]

А вот с механикой придется помудохаться.

Мудохаться с механикой- это в некотором смысле моё хобби. Снятие данных я уже упоминал по КВ. Думаю проблемы кол-во измерений доставить не должно т.к. даже у доисторических МПСЗ из СССР сигнал с ДПКВ обрабатывался вместе с сигналом ещё кучи датчиков.
Венец допустим на 120 зубцов (зуб 3 градуса), хотя честно говоря хотелось бы всё же 360 зубцов ибо интересно поймать сам максимум более точно. Измерять хочу не просто максимум давления, а смотреть за сколько градусов он будет до/после ВМТ и соответственно корректировать его путём изменения УОЗ (собственно для этого и нужна вся система).
Определиться с датчиком- вот это очень интересный вопрос, для решения которого хотелось бы как-то разобраться в тензорезисторах.

[Alexandr S]

А может просто искра должна быть как можно раньше, при этом не должно быть детонации и всё ?

[Gatori]

Тогда двигатель будет очень вялым и резко потеряет КПД. Ведь при ранней искре у нас пик давления будет развиваться ещё ДО ВМТ и газы будут мешать поршню идти вверх, а когда придёт время рабочего хода они уже начнут остывать и работы от них будет самый минимум. Смысл делать такое с двигателем?

[Alexandr S]

Усложню задачу- к примеру двиг покрутился и определил пик давления, а как он определит скорость воспламенения смеси? Разное количество смеси-разная скорость воспламенения.
Если почитать про настройку работы двига то для начала ему устанавливают правильную смесь на всех режимах, а потом просто двигают зажигание, как можно раньше, до начала детонационного горения, если давить разными способами детонацию то угол будет ещё злее и мощность будет ещё больше, просто может оптимальный угол опережения находится за пределом детонационного порога и его не достичь.

[Gatori]

Усложню задачу- к примеру двиг покрутился и определил пик давления, а как он определит скорость воспламенения смеси? Разное количество смеси-разная скорость воспламенения.
Если почитать про настройку работы двига то для начала ему устанавливают правильную смесь на всех режимах, а потом просто двигают зажигание, как можно раньше, до начала детонационного горения, если давить разными способами детонацию то угол будет ещё злее и мощность будет ещё больше, просто может оптимальный угол опережения находится за пределом детонационного порога и его не достичь.

Дело в том, что двигатель довольно инертная система, да и пик давления определяется при работе, а не при холостой прокрутке и угол таким образом корректируется постоянно. Модель основывается на том, что два соседних такта воспламенения в цилиндре ДВС будут в значительной степени идентичны и разность параметров горения в них будет в пределах погрешности измерения, что позволяет пренебречь этим фактом и считать два соседних такта воспламенения идентичными. Основываясь на этом система вполне способна к саморегуляции и правильному функционированию. Система относится к алгоритмическому типу управления (штатные ЭБУ в двигателе управляют всем по таблицам). Скорость горения нам при вычислениях не нужна, а пик давления должен просто поддерживаться в определённом диапазоне углов КВ и всё. Главная проблема (лично для меня) это именно сам тензорезистор (его конструкция, подключение и обеспечение заданных параметров в широком диапазоне температур и перемещений в течении заданного количества циклов). Нет, можно конечно взять готовый промышленный датчик, но там такая проблема, что каждый датчик стоит около 45 тыс. рублей (у меня на авто столько стоит двигатель с полным комплектом навесного оборудования и ещё кое какой мелочёвкой) и таких датчиков желательно 4 штуки (по одному на цилиндр) и выйдет, что одна только система зажигания стоит дороже, чем весь автомобиль (а это уже довольно грустно, да и нет у меня столько денег).

[Alexandr S]

Я просто чего так доколупуюсь, потому что не видел чтоб такое делали производители авто, а они настраивают с целью "поменьше расход побольше мощность", могли бы хотя бы при настройки ставить такие датчики. А так сто раз видел настройку двигателей, как с использованием стенда замера мощности, так и с использованием жопомера ))) гоняют двиг на всех режимах и смесь по лямбда зонду смотрят, подгоняют под нужное значение смесь, а потом задирают угол максимально возможно до детонации. впринципе так в крации. Ещё можно поставить датчик температуры выхлопных газов, чтоб ненароком не перебеднить смесь и не прожечь поршня.