微机控制的发动机及控制方法
专利汇可以提供微机控制的发动机及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且发动机 的微机控制方法：利用滚动螺旋机构完成直线运动到旋转运动的转换，每个 气缸 活塞 只作两个行程就完成一个的两行程工作循环，将各作功单元均布在输出中心 齿轮 周围，通过微机控制作功单元控制做功时序。微机控制的发动机包括可编程 控制器 ，至少一个汽缸、每个气缸包括由电磁 阀 控制的进气阀 门 、排气阀门、直线运动到旋转运动转换组件及电磁绳 离合器 ，每个与电磁绳离合器固定的输出齿轮在圆周上与发动机的输出中心齿轮 啮合 。本 发明 利用微机顺序控制代替正时齿轮， 凸轮 轴，凸轮，凸轮 轴承 ，挺筒，挺杆，摇杆后，将使发动机结构大为简化，重量大为减轻，参数大为优化，效率大为提高，并改变了发动机的总体结构。，下面是微机控制的发动机及控制方法专利的具体信息内容。
1、一种发动机的微机控制方法，包括采用可编程控制器，执行电磁阀，延 时继电器，以及被控制的发动机，其特征在于：利用滚动螺旋机构完成直线运 动到旋转运动的转换，其中每个活塞只作两个行程就完成一个的两行程工作循 环，其控制方法的控制顺序包括：
a、第一行程作功行程时，启动开关、点火，燃烧，活塞移动螺杆带动螺旋 套旋转，离合器结合，离合器带动齿轮，输出齿轮旋转，输出功率；
b、第二行程时，由弹簧将活塞推回原位，此时，由微机控制装置控制电磁 阀将排气门打开，离合器断电；做功结束后，由复位弹簧推动活塞回到原位后， 由微机控制装置控制电磁阀将进气阀打开，带压力的混合燃烧气源中的气体导 速压入汽缸，当快排完废气时，微机控制装置控制排气阀关闭，当汽缸内压力 达到混合气体压力时，微机控制装置控制进气阀关闭。则此时电火花点火，启 动下循环；
c、将各作功单元均布在输出中心齿轮周围；若干个气缸构成的发动机工作 时，各气缸之间的点火时间间隔相同，各缸总的工作循环时间应当大于单缸的 工作循环时间。
2、一种微机控制的发动机，包括可编程控制器，至少一个汽缸(5)、每个气 缸包括由电磁阀控制的进气阀门(10)、排气阀门(9)、直线运动到旋转运动转换组 件，复位弹簧(17)，离合器组件；其特征是：直线运动到旋转运动转换组件由螺 杆(13)、花键套(14)、止推轴承、螺旋套(15)、电磁绳离合器(16)构成，其中螺杆 的一端与活塞(12)固定，螺杆上有直线花键槽段和螺旋槽段，直线花键槽段通过 滚珠与顶固定在汽缸套下端的花键套配合，螺旋槽段通过滚珠与螺旋套配合； 花键套与螺旋套通过止推轴承连接；电磁绳离合器由螺旋套、电磁绳、电磁线 圈及输出齿轮构成，电磁绳、电磁线圈位于螺旋套与输出齿轮之间；螺杆的另 一端与复位弹簧接触；每个与电磁绳离合器固定的输出齿轮在圆周上与发动机 的输出中心齿轮(6)啮合。
3、根据权利要求1所述的发动机微机控制方法，其特征在于：延时继电器 (G)，延时继电器(L)，延时继电器(O)可由可编程控制器完成，对于位置控制器 (D)，根据时间＝长度/速度，在已知速度时，亦可由时间控制代替，建模后，也 由可编程控制器完成。
4、根据权利要求2所述的微机控制的发动机，其特征在于：发动机的能量 转换，运动变换和传递由机械完成，而发动机的控制则由微机，虚拟传感器， 执行器组成；发动机以输出中心齿轮为中心，按照缸数不同，将各作功单元均 布在输出齿轮周围，由电磁离合器完成造择传动，使控制参数不受发动机转速 的影响，在发动机上装隔热板，在板上装可编程控制器PLC及各种电子装置。 进气管沿各缸外环布置，排气管由各缸所对的内壁连接一起输出；发动机外形 呈圆柱形。
5、根据权利要求1所述的微机控制的发动机控制方法，其特征在于：每个 气缸单元的工作过程是独立的。当几个气缸单元配合组成多缸发动机时，则在 发动机的一个工作循环中，各个气缸顺序工作(点火做功)，每个气缸所占用的 时间是为发动机工作周期的定百分比。工作周期的长短表示发动机的转速的高 低。
技术领域
背景技术
发明内容
本发明的目的之一是：提供一种能够取消目前发动机中包括正时齿轮， 凸轮轴系，挺杆，挺筒，摇臂，摇臂座等机械控制，采用微机顺序控制器完 成发动机的计算机控制的发动机控制方法。本发明的另一个目的是提供实现 这一技术方案发动机。实现了发动机性能的显著提高。
为解决上述问题，本发明的技术方案之一是这样的：即一种发动机的微 机控制方法，包括采用可编程控制器，执行电磁阀，延时继电器，以及被控 制的发动机，其特征在于：利用滚动螺旋机构完成直线运动到旋转运动的转 换，其中每个活塞只作两个行程就完成一个的两行程工作循环，其控制方法 的控制顺序包括：
a、第一行程作功行程时，启动开关、点火，燃烧，活塞移动螺杆带动螺 旋套旋转，离合器结合，离合器带动齿轮，输出齿轮旋转，输出功率。
b、第二行程时，由弹簧将活塞推回原位，此时，由微机控制装置控制电 磁阀将排气门打开，离合器断电；做功结束后，由复位弹簧推动活塞回到原 位后，由微机控制装置控制电磁阀将进气阀打开，带压力的混合燃烧气源中 的气体导速压入汽缸，当快排完废气时，微机控制装置控制排气阀关闭，当 汽缸内压力达到混合气体压力时，微机控制装置控制进气阀关闭。则此时电 火花点火，启动下循环。
c、将各作功单元均布在输出中心齿轮周围；若干个气缸构成的发动机工 作时，各气缸之间的点火时间间隔相同，各缸总的工作循环时间应当大于单 缸的工作循环时间。
在上述方法中，每个气缸单元的工作过程是独立的。当几个气缸单元配 合组成多缸发动机时，则在发动机的一个工作循环中，各个气缸按顺序点火 做功，每个气缸所占用的时间是为发动机工作周期的定百分比。工作周期的 长短表示发动机的转速的高低。
实现本发明采用的技术方案之二是这样的：即一种微机控制的发动机， 包括可编程控制器，至少一个汽缸、每个气缸包括由电磁阀控制的进气阀门、 排气阀门、直线运动到旋转运动转换组件，复位弹簧，离合器组件；其特征 是：直线运动到旋转运动转换组件由螺杆、花键套、止推轴承、螺套、电磁 绳离合器构成，其中螺杆的一端与活塞固定，螺杆上有直线花键槽段和螺旋 槽段，直线花键槽段通过滚珠与顶固定在汽缸套下端的花键套配合，螺旋槽 段通过滚珠与螺旋套配合；花键套与螺旋套通过止推轴承连接；电磁绳离合 器由螺旋套、电磁绳、电磁线圈及输出齿轮构成，电磁绳、电磁线圈位于螺 旋套与输出齿轮之间；螺杆的另一端与复位弹簧接触；每个与电磁绳离合器 固定的输出齿轮在圆周上与发动机的输出中心齿轮啮合。
本发明提供的顺序控制方法及装置，代替了包括正时齿轮，凸轮轴，凸 轮座，凸轮，挺筒，挺杆，摇臂，摇臂座等机械部件。由于计算机具有时间 虚拟控制功能，因此，延时继电器，延时继电器，延时继电器可由计算机完 成。此外，对位置控制器，根据时间＝长度/速度，在已知速度时，亦可由时 间控制代替，建模后，也由计算机完成。因此，控制系统为微机无传感器控 制系统。
本发明提供的发动机结构中，能量转换、运动变换和传递由机械完成； 而发动机的控制则由可编程控制器，执行器组成，使发动机进步到现代机电 系统的先进水平。发动机以输出齿轮为中心，按照缸数不同，将各作功单元 均布在输出齿轮周围，由电磁离合器完成选择传动，使控制参数不受发动机 转速的影响，在发动机上装隔热板，在板上装各种电子装置。进气管沿各缸 外环布置，排气管由各缸所对的内壁连接一起输出。发动机外形呈圆柱形。
附图说明
图1为发动机实施例结构图，它是图2的B-B截面图；
图2为图1的A-A截面图；
图3为发动机实施例结构示意图。
图4为工作循环控制框图。
图5为可编程逻辑控制器控制发动机的梯形图。
具体实施方式
参见图1及图2为发动机的总体布局结构图，发动机由上部的控制部件， 中间的燃烧部件，及下面的传动及变换部件组成。由于省去了机械控制机构， 发动机结构大为简化，外形尺寸显著缩小，重量约减轻一倍。
参见图3为发动机的结构示意图，图中1为传动及变换部件，2为燃烧部 件，3为控制部件。控制部件3与燃烧部件2间有空隙及隔热板，可编程控制 器5装在隔热板上，对于四缸发动机，相应地有4个呈圆柱形的作功组件4。 发动机的作功组件由进气阀10，排气阀9，气缸套11，活塞12，螺杆13，直 花键套14，螺旋套15，离合器及齿轮16，复位弹簧17组成。当气缸燃烧作 功时，活塞12、螺杆13下移，直花键副14的作用是保证螺杆13只作上下移 动。螺杆下移时，滚动螺旋副15将活塞的上下移动变换为螺旋套15的正反 转动，离合器16的作用是，当活塞下移，螺旋套正转作功时，离合器16接 通，由齿轮将动力传给输出齿轮。而螺杆13复位由弹簧17推动上移时，离 合器松开。故活塞往复移动工和时，仅有活塞、螺杆、螺旋套、弹簧上、下 移动，正反转动。而离合器外套、输出齿轮为恒方向转动。
图4为工作循环控制框图，按下起动开关A后，发动机点火B，混合气燃 烧，活塞C正行程作功，电磁离合器合，将功率输出，当活塞C移到下止点 后，延时继电器D打开电磁排气阀E打开，电磁离合器断电，活塞反行程排 气F，经一定时间后，活塞移至上止点时，延时继电器G打开电磁进气阀H， 压气泵I输出加压的空气，经喷油泵J喷油后，将混合气输入燃烧室K，新鲜 气体在燃烧室内逐渐将废气挤出，经一定时间后，待废气基本挤完时，延时 继电器L关闭电磁排气阀M，燃烧室继续进气，升压N，经一定时间升到额定 气压后，延时继电器O关闭进气阀P，完成一个完整的工作循环。同时由逻辑 电路将信号反馈回去点火，开始第二个工作循环。这里，延时继电器G、延时 继电器L、延时继电器O为定时的，实际上可由计算机的虚拟线路完成。延时 继电器D的动作时间与发动机转速有关，由位移、速度、时间模型求出，亦 可由计算机的虚拟线路完成。
图5为可编程逻辑控制器PLC控制发动机的梯形图，用以完成上述顺序 控制。以三菱公司的F-40M的PLC为例。X400为启动开关，M为辅助继电器， T为定时器，点火器、离合器、排气阀、进气阀、压气泵、喷油嘴分别由Y430、 Y431、Y432、Y433、Y434、Y435代表。当按下启动开关X400后，点火器Y430， 离合器Y431被驱动，定时器T450起动；定时器T450定时结束后，排气阀Y432 被驱动，离合器Y431断开，定时器T451起动；定时器T451定时结束后，进 气阀开，排气阀关，压气泵开，喷油嘴开，定时器T452起动；定时器T452 定时结束后，压气泵Y434关，喷油嘴Y435关，进气阀Y433关，进气阀Y433 关，排气阀Y432关，定时器T453起动；定时器T453定时结束后又开始下一 个循环。
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