Электронное опережение зажигания. Мысли, проекты, решения.

Начинаем обсуждение способов решить проблему управления Углом Опережения Зажигания (УОЗ).

вОТ ВАМ ВСЕМ ПОДАРОЧЕК!
http://www.denisgrom.narod.ru/

Вот! Только начальный угол увеличить, т.к. у скутов все же, побыстроходней двигатели. Ну и зажигание по автомобильной схеме переделать.
 Теперь могу работать не спеша. Для души...

Ненадо нам таких подарчиков, схема Дениса работает только до 6000 оборотов. И проект до конца не закончен

вот свежая мысль.
во всяком скутере есть зубчатый венец для запуска двигателя стартером. если к нему приделать простейший индукционный датчик который будет выдавать импульс при прохождении рядом с ним каждого зуба то получим офигенно точную информацию о положении КВ в каждый конкретный момент времени без муторных подсчётов временных интервалов и поправок на неравномерность вращения КВ. нет проблем с установкой уоз как на запаздывание относительно штатного датчика так и на опережение. упрощается программирование. сам датчик прост как мычание. места для его установки валом.

Интересно а тут http://www.begemoto.com/index.php?productID=366 есть угол опережения?

Да, все правильно.
Правда, учитывать неравномерность вращения КВ на оборотах выше 1500/мин ПМСМ уже неактуально. А на более низких оборотах, двигатель обычно уже вне сцепления.

Если привязываться к звёздочке то нужен будет второй датчик для полной синхронизации. А два датчика - это гемор.

Да, но второй датчик - "родной" уже есть. Другое дело, что для высоких оборотов можно обойтись и им одним (с небольшим усложнением алгоритма).

Ну в спортивном коммутаторе дайтона, сцылко на который была выше, он же евдь от одного штатного датчика работает!

Вот и мне интересно, регулируемый там угол, или нет.
Народ, если есть у кого, гляньте стробоскопом!

Доброго здравия всем участникам форума. Я уже все эти этапы прошёл, прибор создан и успешно эксплуатируется на моём скутере.Поэтому  скажу вам сразу, что вопрос о том, будет ли эффект от цифрового регулятора  зажигания, давно решён.
Могу сказать по своим впечатлениям. На оборотах от ХХ до 3000 трудно говорить об эффекте, ибо  скутер  неподвижен, видно только, что при переходе на РУОЗ
слегка  падают обороты холостого хода, и звук поровнее, меньше вибрации корпуса.
На средних оборотах , особенно на 5-7 тыс об, очень заметно вырастает тяга, разгоняется так, словно стоит вариатор (моя хонда пал безвариатора, что и заставило заняться тюнингом)
время разгона более чем заметно упало,невозможно не заметить, очень бодро стал откликаться на поворот ручки газа.
Теперь про макс обороты. они выросли с 8000 до 11000 (угол на этой частоте поставлен близким к 40). Правда, тяги никакой на этих оборотах, то есть на поворот ручку газа почти не реагирует, воет , как пылесос

Заодно отвечу на некоторые ваши вопросы.
Действительно ,можно использовать как отрицательный импульс датчика,(нерабочий) так и рабочий(положиттельный).

В первом случае преимущество в том, что отрицат импульс на 41 градус раньше (у моего скута) чем рабочий, и у процессора достаточно времени на вычисление скорости вала и выбора  угла из таблицы. но недостаток- нужно точно знать, на каком градусе этот отрицат импульс  иначе погрешность.
Второй способ лишь прибавляет или вычитает угол из уже имеющегося, опережение на 10 градусов делается как задержка на 350.
И отсюда следует, что в случае рывка или резкого ускорения, вмт будет достигнута раньше чем этого ожидает процессор, и процессор немного опоздает  с импульсом поджига, то есть имеет место динамическая ошибка предсказания, на слух слышно как тррр при резком повороте ручки газа.
в случае использования отрицат импульса этой проблемы практически нет.

с алгоритмами я проблем не вижу, тут всё ясно всем. Давайте лучше напряжёмся и подумаем, а как выяснить на каких оборотах какие углы нужны, если нет под рукой мощностного  измерительного стенда или если сделать таковой, то как (скорее всего ролики+генератор+ электрич нагрузка регулируемая)
и встаёт вопрос методики  поиска оптимального  угла.

Если грубо, то видно, что начиная с 3000  угол оптимальный около 20 а в конце характеристики доходит до 30-40 (там уже мало  зависит)

А вот  более точно?
Известно из физики, что для достижения максимального кпд двигателя сместь должна поджигаться в такой момент, чтобы пик давления сгорающих газов приходился на 12-15 градусов после вмт.

То есть надо поломать  голову над изготовлением датчика давления рабочих газов в цилиндре, такого, чтоб не нарушил условий эксперимента,выдержал температуру и давление.
тогда можно наблюдая на осциллографе положение макс давления относительно угла 12 гр после вмт, быстро выяснить таблицу хороших углов зажигания на всех оборотах и  при любых нагрузках и октановых числах .

более того, процессор, глядя на эту разницу углов, может корректировать уоз в сторону  сведения этой разницы  к нулю, то есть получим полностью адаптивную систему.мотор будет иметь макс кпд  во всех мыслимых и немыслимых режимах.

Есть правда, косвенные  методы измерения давления- путём помещения тензодатчика под шайбу болта крепления головки цилиндра.
Но как изготовить тензодатчик или  где взять?

Ну что, будем развивать тему? у кого какие соображения?

Спасибо. Сразу много интересного.  
У нас тут два лагеря: "простуны" и "сложники".   (я отношусь к первым).
Выше я уже писал, что можно попробовать принять время сгорания заряда топливовоздушной смеси примерно постоянным. Отсюда легко вычислить ориентировочные задержки. Если оснастить опытный экземпляр устройства "ручным корректором", то уточнить величины задержки для различных режимов не составит большого труда.
В принципе, для простейшей системы ПМСМ вполне достаточно учитывать два параметра - частоту вращения КВ, и (опционально) разрежение во впускном коллекторе, которое практически однозначно связано с положением дроссельной заслонки, и все той же частотой вращения.
По поводу неоптимальности "предсказания" момента искрообразования при резком увеличении оборотов, у меня припасена мысль учитывать еще и угловое ускорение КВ, что можно сделать, сравнивая два - три смежных периода.

А тему развивать будем. Для того эта ветка и создана. Зима впереди - самое время для теоретических изысканий.  

По поводу того, что что можно попробовать принять время сгорания заряда топливовоздушной смеси примерно постоянным.  
не помню точно где, чтоб дать соответствующую ссылку, я читал,но там этот момент рассматривался.
и оттуда следовало, что на участке от 2500 об/мин до 5000 об/мин время сгорания действительно примерно постоянно. то же самое видно из анализа графиков оптимального УОЗ других авторов и источников, после того как я пересчитал градусы в миллисекунды.
То есть на этом участке можно сказать, что идёт линейный рост угла опережения, что  обьясняется тем, что за время воспламенения  вал успевает повернуться на угол пропорциональный скорости.
Это действительно нам помогает в установлении примерного хода графика. Выше  5000 оборотов данная закономерность перестаёт действовать(иначе на 10-15 тыс оборотов требуемый угол составлял бы  порядка 70-80 градусов, в то время как в большинстве двигателей он редко  бывает более 40 гр) .То есть там кривая идёт почти параллельно гориз оси,Обьясняется это тем, что при больших оборотах газ открыт, процент остаточных газов в смеси падает, и скорость её горения возрастает, поэтому задирать  выше угол не требуется.
И почему-то на малых оборотах, теоретически ниже 1000 об/мин опережение надо бы сделать =0, но реально смесь  почему-то горит медленнее, видимо, из-за закрытой заслонки, и приходится остановиться на угле около 10 гр при оборотах от нуля до 1000.
я пробовал, скут заводится и при нулевом угле,и в ногу кик не бьёт, даже если  ну очень медленно заводить, но при затруднённом запуске  при 10 гр заводится легче.
То есть, примерно вырисовывается картина
от 0 до 1500 угол почти не растёт, примерно 10,
далее на 3000  20  , далее до 5000 об подходит к 30 и далее медленно до 40 град.

хочется уточнить именно среднюю часть графика

я сделал ручной регулятор на пик-контролдлере, можно было  выставлять резистором переменным любой угол от -180  до +180 гр.

Интересно наблюдать работу мотора при запредельных углах. Если делаешь очень позднее зажигание,(до 20-30 гр после вмт) обороты вообще не увеличиваются,
вибрации падают, звук ровный, почти кк у электромотора, а потом из глушителя начинает идти белый дым. При раннем угле(более 40) на холостых  оборотах видно по звуку, что мотору становится не в кайф, потом его начинает трясти и он останавливается.

А вот при езде и покручивании потенциометра всё не так просто , к сожалению. но заметно, что на 5000 об если угол  снизить, то медленнее не будет ехать, но при открутке ручки газа бодрее кидается вперед, то есть ваккумник на средних оборотах явно не помешает.
на макс оборотах переход тумблером от штатного угла (20 гр) до 40 град приводит к тому, что стрелка тахометра медленно, словно нехотя, переползает ещё на пару делений. то есть в конце характеристики там уже только  обороты растут  и то чуть чуть и тяга никакая. а вот на средних оборотах очень сильно зависит.
Я мерял время разгона  при разных кривых, но анализировать результаты очень трудно, повторяемость низкая.
всё-таки надо собирать стенд и решать, какая методика? максимум чего будет критерием?
например,фиксировать ручку газа и увеличивать нагрузку до падения оборотов? или фиксировать обороты и увеличивать нагрузку до опять таки  падения оборотов при заданном угле?
вот бы узнать  методику, как это делается на сервисах при диагностике и испытаниях двигателей? увы, нигде о методиках проведения измерения макс мощности и крутящего момента ни слова.

ПМСМ обороты ниже 1500/мин нас вообще не должны интересовать, поскольку это - неэксплуатационные обороты. (двигатель выходит из зацепления с колесом). Значит, примем минимальный угол - около предложеннных 10 град.

Максимальные обороты, думаю стоило бы ограничить (для вариаторных моделей) значением +10% от максимальных паспортных. ПМСМ негоже сильно "перекручивать" двигатель, без значительных изменений в конструкции. Иначе следует ожидать резкого сокращения ресурса.
Хотелось бы получить на этих оборотах прирост вращающего момента, который бы позволил установить тюновую пару шестерен в редуктор. Упавший момент на колесе при номинальных оборотах, компенсировать перестройкой вариатора.

Одно забавное наблюдение: В некоторых лодочных совковых моторах ЕМНИП, ручка газа приводит во вращение основание магнето, в результате получается регулировка опережения в диапазоне примерно 45...60 градусов. А заслонка карбюратора приводится в движение кулачком,связянным с фигурной пластиной, установленной на основании магнето. Причем полное открытие заслонки достигается уже при половине хода магнето. Дальнейший прирост оборотов происходит только за счет изменения УОЗ.  

Существуют методики измерения моментов на различных оборотах у лодочных и авиационных двигателей с помощью так называемых "мулинеток" - аэро/гидродинамических зквивалентов нагрузки, которые представляют собой набор втулок с лопатками, имеющих нормированный момент сопротивления при различных оборотах.
Любители серьезных исследований вполне могут использовать такой метод для скутерного двигателя. Для этого достаточно вместо вариатора подключить вал отбора мощности связянный с мулинеткой.

по поводу вакуумника на средних оборотах: о текущей нагрузке можно судить по отношению угол открытия дросселя/обороты. чем это соотношение больше тем большую нагрузку тянет движок. потому что вакуумник присобачить врядли удасться и непонятно как он будет работать на 2Т. датчик положени ДЗ имхо реализовать проще, например подобрать какой-нибудь автомобильный и присобачить его на вал управления масляным насосом.

Кстати, в некоторых датчиках положения дроссельной заслонки используется микросхема со встроенным датчиком Холла и усилителем. А к рычагу, связанному с заслонкой, прикреплен магнит, поворот которого и считывает микросхема. Выход - аналоговый.  
А еще существуют готовые датчики давления/разрежения. Подключить такой можно, например врезав штуцер в карб, или крышку лепесткового клапана, и соединив с датчиком трубкой.