一种防喷火的控制器及其控制方法与流程

1.本技术涉及小型汽油机用点火装置领域，具体而言，涉及一种防喷火的控制器及其控制方法。


背景技术：

2.利用永久磁铁产生磁场的小型交流发电机，是汽油机点火系统中的点火电源。磁电机点火系统由开关、点火线圈、断电器、电容器、分电器和安全放电装置等组成，它高压电并产生分配给各气缸的火花塞。
3.专利号(201610596138.1)一种用于点燃式自由活塞直线发电机的点火控制方法；的点燃式自由活塞直线发电机是由两个自由活塞式内燃机与一个直线电机耦合而成；两个自由活塞式内燃机对称布置在直线电机左右两侧的两个自由活塞式内燃机分别定义为左侧内燃机和右侧内燃机；其特征在于：由于点燃式自由活塞直线发电机在启动过程和发电过程活塞运动规律不同，根据活塞运动规律在启动过程采用实时活塞位移信息控制点火系统点火，在发电过程采用实时活塞位移和速度信息控制点火系统点火。
4.但是，上述方法中电机启动过程采用实时活塞位移信息控制点火系统点火；这样的方式普遍都有局限性，当点火时刻不准确或限速方式不对等原因，可能导致发动机飞车、消音器喷火以及剧烈抖动等危险。
5.现在尚没有一种具有安全的防喷火的控制器。


技术实现要素：

6.本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
7.为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本技术的一些实施例提供了一种防喷火的数字式磁电机控制方法，高压帽，被构造为与火花塞配合；
8.控制组件，用于控制高压帽产生电流以使控制火花塞点火的时刻；
9.外壳，提供一个用于安装控制组件的空腔；
10.高压线，用于连接高压帽和控制组件；
11.铁芯，被构造为固设于外壳的表面；
12.防喷火的控制器及其控制方法还包括：
13.升压线圈组，被设于控制组件上并与高压线连接；
14.充电线圈，被构造为设于控制组件与升压线圈组相对的一端；
15.其中，控制组件包括与充电线圈并联的mcu电源电路和信号采集电路；其中，mcu电源电路和信号采集电路串联；
16.与mcu电源电路和信号采集电路并联的mcu单片机；mcu单片机通过点火输出电路与升压线圈组串联。
17.根据小型汽油机的工作特性，mcu单片机设置对应转速下的点火时刻，通过点火输出电路输出。再经过升压线圈组7输出高压点燃汽油机气缸中的气体，达到点火器点火的目的；电机转速到达9500rpm左右时，第一圈大角度(6.5～7.5
°
)位置点火第二圈小角度(-25～-35
°
)位置点火，通过点火时刻过迟来抑制发动机转速上升；通过跳角控制点火(有利于控制机器运行在规定的限速转速下)
18.进一步地，步骤一：启动前通过mcu单片机设置对应转速下的点火时刻。
19.步骤二：将磁电机转速为9500rpm-10000rpm时设定为磁电机的限速范围。
20.进一步地，步骤一中根据小型汽油机的工作特性，mcu单片机设置对应转速下的点火时刻，转速达到mcu单片机预设转速时实现点火。
21.进一步地，根据点火各转速点对应的点火时刻组成点火曲线；采用双曲线点火，两条曲线交替控制点火时刻。
22.进一步地，电机转速达到磁电机的限速点时第一圈大角度(6.5～7.5
°
)位置点火；第二圈小角度(-25～-35
°
)位置点火。
23.进一步地，点火器感应出一组交变的电压信号，经过点火器触发信号采集电路处理后，为mcu提供点火的基准。同时，此感应到的信号也经过mcu电源电路处理，为mcu提供vcc电压使其正常工作。
24.进一步地，根据小型汽油机的工作特性，mcu单片机设置对应转速下的点火时刻，通过点火输出电路输出；再经过升压线圈组输出高压点燃汽油机气缸中的气体，达到点火器点火的目的。
25.本技术的有益效果在于：提供了一种具体安全的防喷火的控制器及其控制方法。
附图说明
26.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
27.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
28.在附图中：
29.图1是根据本技术实施例的整体示意图；
30.图2是控制组件的电路图；
31.图3是根据点火各转速点对应的点火时刻组成点火曲线图。
32.附图标记：
33.1、高压帽；2、高压线；3、控制组件；4、外壳；5、铁芯；6、环氧料；7、升压线圈组；8、充电线圈；9、mcu单片机；10、mcu电源电路；11、信号采集电路；12、点火输出电路。
具体实施方式
34.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的
是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
35.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
37.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
39.参照图1，一种防喷火的数字式磁电机，包括：高压帽1，被构造为与火花塞配合；更具体的说，高压帽1插设于火花塞内。
40.控制组件3，用于控制高压帽1产生电流以使控制火花塞点火的时刻；
41.外壳4，提供一个用于安装控制组件3的空腔；更具体的说，控制组件3与空间之间的缝隙采用环氧料6进行填充。
42.高压线2，被构造为一端固连高压帽1一端固连控制组件3；高压线2用于传递控制组件3发出的信息驱动高压帽1产生高压。
43.铁芯5，被构造为固设于外壳4的表面；更具体的说，铁芯5与磁电机内的飞轮间隙配合
44.防喷火的数字式磁电机还包括：
45.升压线圈组7，被设于控制组件3上并与高压线2固连；升压圈线组用于改变控制组件3产生的电压使得输入到高压线2内电压足够进行点火。
46.充电线圈8，被构造为设于控制组件3与升压线圈组7相对的一端；利用电磁波感应原理对控制组件3进行充电。
47.其中，控制组件3包括与充电线圈8并联的mcu电源电路10和信号采集电路11；其中，mcu电源电路10和信号采集电路11串联；与mcu电源电路10和信号采集电路11并联的mcu单片机9；mcu单片机9通过点火输出电路12与升压线圈组7串联。
48.控制防喷火的数字式磁电机的方法，包括：
49.步骤一：启动前通过mcu单片机9设置对应转速下的点火时刻；
50.步骤二：将磁电机转速为9500rpm-10000rpm时设定为磁电机的限速点；
51.具体的说，步骤一中根据小型汽油机的工作特性，mcu单片机9设置对应转速下的点火时刻，转速达到mcu单片机9预设转速时实现点火。
52.具体的说，根据点火各转速点对应的点火时刻组成点火曲线；采用双曲线点火，两条曲线交替控制点火时刻。
53.具体的说，电机转速达到磁电机的限速点时第一圈大角度(6.5～7.5
°
)位置点火；更具体的说，有利于汽油机更充分地点火；防止汽油机排气处的消音器，因未充分燃烧的汽油过多，导致温度过高甚至有喷火的危险；第二圈小角度(-25～-35
°
)位置点火；通过点火时刻过迟来抑制发动机转速上升；通过跳角控制点火(7
°→‑
25
°
)有利于控制机器运行在规定的限速转速下。
54.具体的说，点火器感应出一组交变的电压信号，经过点火器触发信号采集电路11处理后，为mcu提供点火的基准。同时，此感应到的信号也经过mcu电源电路10处理，为mcu单
片机9提供vcc电压使其正常工作。
55.更具体的说，根据小型汽油机的工作特性，mcu单片机9设置对应转速下的点火时刻，通过点火输出电路12输出；再经过升压线圈组7输出高压点燃汽油机气缸中的气体，达到点火器点火的目的。
56.表一
57.转速点火角度(单曲线)转速状况点火状况200018呈快速上升趋势良好400020呈快速上升趋势良好600030呈快速上升趋势良好800029呈快速上升趋势良好900031呈快速上升趋势良好950032呈快速上升趋势良好980034呈快速上升趋势良好1000035呈快速上升趋势良好950015呈缓慢上升趋势良好980011呈缓慢上升趋势良好100008呈缓慢上升趋势良好95007.5呈缓慢上升趋势良好98007呈缓慢上升趋势良好100006.5呈缓慢上升趋势良好
58.由表一可知转速在9500-10000时，采用单曲线点火角度(6.5～7.5
°
)点火，点火状况良好，但转速呈缓慢上升趋势，并未实现抑制转速；而转速过高导致飞车不受控制发生危险；
59.表二
60.转速点火角度(单曲线)转速状况点火状况200018呈上升趋势良好400020呈上升趋势良好600030呈上升趋势良好800029呈上升趋势良好900031呈上升趋势良好950015呈缓慢上升趋势喷火现象98005呈缓慢上升趋势喷火现象10000-5呈缓慢下降趋势喷火现象9500-10稳定在限速点附近喷火现象9800-15稳定在限速点附近喷火现象10000-20稳定在限速点附近喷火现象9500-25稳定在限速点附近喷火现象9800-30稳定在限速点附近喷火现象10000-35稳定在限速点附近喷火现象
61.由表二可知转速在9500-10000时，采用但曲线点火角度(-25～-35
°
)点火，转速呈下降趋势，
62.实现抑制转速；但消音器温度过高产生喷火现象，喷火现象导致飞车发生危险；
63.表三
[0064][0065][0066]
结合表一和表二的点火特性，采用双曲线点火；由表三得出转速在9500-10000的时候，双曲线点火角度第一圈大角度(6.5～7.5
°
)位置点火；第二圈小角度(-25～-35
°
)位置点火；既能实现抑制
[0067]
转速的效果也能防止消音器稳定过高产生喷火现象；有利于控制机器运行在规定的限速转速下
[0068]
表四
[0069][0070][0071]
经过表四的多组实验，将双曲线点火角度控制在第一圈大角度(6.5～7.5
°
)位置点火；第二圈小角度(-25～-35
°
)位置点火，既能实现抑制转速的效果也能防止消音器稳定过高产生喷火现象
[0072]
以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。