二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器

文档序号:564597 发布日期:2021-05-18 浏览:76次 >En<

阅读说明:本技术 二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器 (Rotating speed variable voltage type power supply device for two-stroke or four-stroke gasoline engine hot fire head ) 是由 蔡梦圆 于 2021-03-22 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种调用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器,包括:调节装置,用于根据所述二冲程或四冲程汽油发动机的不同转速输出不同的控制指令;开关装置,与所述调节装置连接,用于根据所述不同的控制指令控制电路的通断;整流装置,与所述调节装置和所述开关装置连接,用于根据所述不同的控制指令和/或所述开关装置的通断向所述热火头提供不同的电压。根据本公开,能够实现自动控制电压、点火温度等效果,并且有效降低模型携带电池的耗电量,增加续航时间和使用稳定性。(The present disclosure provides a rotation speed variable voltage type power supplier for regulating a hot flame of a two-stroke or four-stroke gasoline engine, comprising: the adjusting device is used for outputting different control instructions according to different rotating speeds of the two-stroke or four-stroke gasoline engine; the switch device is connected with the adjusting device and used for controlling the on-off of the circuit according to the different control instructions; and the rectifying device is connected with the regulating device and the switching device and is used for providing different voltages for the hot fire head according to the different control instructions and/or the on-off state of the switching device. According to the method and the device, the effects of automatically controlling the voltage, the ignition temperature and the like can be realized, the power consumption of the model carrying the battery is effectively reduced, and the endurance time and the use stability are increased.)

二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器

技术领域

本公开涉及航模及其他模型技术领域,具体指用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器及系统。

背景技术

二冲程模型汽油发动机以及四冲程模型汽油发动机是给大中型飞机航模和船模车模等模型提供充足动力的专用引擎,通过活塞在气缸内运动做功来给曲轴提供动力,进而带动桨轴以及螺旋桨旋转,产生向前的动力并且带动飞机航模或船模运作;或是带动桨轴和传动系统,使得车模轮胎转动,提供动力并带动车模运作。通过化油器被吸入气缸内的油气混合物被活塞压缩,温度和压强增加,被点火后迅速燃烧,体积膨胀,下压活塞运动完成一个冲程。其中,市面上最常用的插入气缸的点火装置为6-12V的火花塞,通过产生高温瞬时电弧来点燃油器混合物。另外还有一种技术,使用插入气缸的带电热丝的热火头,通电后电热丝产生远高于油气混合物燃点的高温来点燃油气混合物,从而达到使用火花塞的类似效果。模型或航模上会携带一块供电电池,通过一定的降压稳流之后,通过电路为热火头发热提供电能。

现有关于使用热火头作为二冲程和四冲程模型汽油发动机装置存在以下缺点:供给热火头的电压恒定,即从发动机运行开始至关闭热火头供电电源为止,供给热火头的电压始终保持恒定,使热火头的电热丝在此时间内也一直保持恒定高温从而点燃油气混合物。然而在现实中,当发动机高速运转时,气缸本身存在高温,加上压缩油气混合物产生的高温,两者提供的热能使点火所需能量大大降低。提供给热火头的电压恒定在这种情况下会大大降低供电电池的续航时间,并且加快热火头的损耗速度,不仅损耗大量能源,模型续航能力得以限制,并且大大缩短了设备的使用寿命,稳定性较低。

发明内容

有鉴于此,本公开的目的在于提出用于二冲程以及四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器及其系统,以至少解决上述问题之一。

基于上述目的,根据本公开的第一方面,提供了一种用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器,包括:

调节装置,用于根据所述二冲程或四冲程汽油发动机的不同转速输出不同的控制指令;

开关装置,与所述调节装置连接,用于根据所述不同的控制指令控制电路的通断;

整流装置,与所述调节装置和所述开关装置连接,用于根据所述不同的控制指令和/或所述开关装置的通断向所述热火头提供不同的电压。

可选地,所述调节装置包括:

速度采集单元,用于采集所述二冲程或四冲程汽油发动机的转速;

控制单元,与所述速度采集单元连接,用于根据所述转速输出所述控制指令。

可选地,所述控制单元还用于:

当所述转速处于第一转速范围时,所述控制单元向所述开关装置输出第一控制指令,以控制所述开关装置导通;

当所述转速处于第二转速范围时,所述控制单元向所述开关装置输出第二控制指令,以控制所述开关装置关断;

当所述转速处于第三转速范围时,所述控制单元向所述整流装置输出第三控制指令,以控制所述整流装置不输出电压。

可选地,所述整流装置还用于:

当所述控制单元输出所述第一控制指令时,所述开关装置导通,所述整流装置输出第一电压;

当所述控制单元输出所述第二控制指令时,所述开关装置关断,所述整流装置输出第二电压,所述第二电压小于所述第一电压;

当所述控制单元输出所述第三控制指令时,所述整流装置不输出电压。

可选地,所述第一转速范围包括小于或等于3000转/分钟,所述第二转速范围包括大于3000转/分钟且小于或等于3800转/分钟,所述第三转速范围包括大于3800转/分钟。

可选地,所述第一电压的范围包括大于1.3V且小于等于1.8V,所述第二电压的范围包括大于0.8V且小于等于1.3V。

可选地,所述调节装置包括:第一输出端,与所述开关装置的控制端连接;以及第二输出端,与所述整流装置的使能端连接;

其中,当所述转速处于所述第一转速范围或所述第二转速范围时,所述第一输出端输出第一控制指令或第二控制指令到所述开关装置的控制端,所述第二输出端输出使能信号到所述整流装置的使能端;

当所述转速处于所述第三转速范围时,所述第一输出端不输出,所述第二输出端输出第三控制指令到所述开关装置的使能端,以使所述整流装置不工作。

可选地,所述调节装置基于单片机实现,所述整流装置基于整流芯片实现。

根据本公开的第二方面,提供了一种二冲程或四冲程汽油发动机系统,包括:

二冲程汽油发动机,用于为模型提供动力;四冲程汽油发动机,用于为模型提供动力;

根据第一方面所述的用于所述二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器。

从上面所述可以看出,本公开提供的用于二冲程以及四冲程的汽油发动机热火头的转速变压式供电器及其系统,通过发动机转速的不同对热火头提供不同的电压,能够实现自动控制电压、点火温度等效果,并且有效降低模型及航模携带电池的耗电量,增加续航时间和使用稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开实施例的用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器的示例;

图2为根据本公开实施例的供电装置的示例。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。

需要说明的是,除非另外定义,本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。

本公开实施例根据现有技术的不足,提出了一种用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器,能够实现自动控制电压、点火温度等效果,并且有效降低模型携带电池的耗电量,增加其续航时间和使用稳定性。

根据本公开,一种用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器,包括:

调节装置,用于根据所述二冲程或四冲程汽油发动机的不同转速输出不同的控制指令;

开关装置,与所述调节装置连接,用于根据所述不同的控制指令控制电路的通断;

整流装置,与所述调节装置和所述开关装置连接,用于根据所述不同的控制指令和/或所述开关装置的通断向所述热火头提供不同的电压。

可选地,所述调节装置包括:

速度采集单元,用于采集所述二冲程或四冲程汽油发动机的转速;

控制单元,与所述速度采集单元连接,用于根据所述转速输出所述控制指令。

在一些实施例中,控制单元可以基于单片机实现。进一步地,在一些实施例中,单片机可以采用SC92F7250型号的单片机。

可选地,所述控制单元还用于:

当所述转速处于第一转速范围时,所述控制单元向所述开关装置输出第一控制指令,以控制所述开关装置导通;

当所述转速处于第二转速范围时,所述控制单元向所述开关装置输出第二控制指令,以控制所述开关装置关断;

当所述转速处于第三转速范围时,所述控制单元向所述整流装置输出第三控制指令,以控制所述整流装置不输出电压。

在一些实施例中,整流装置可以基于整流芯片实现。进一步地,在一些实施例中,整流芯片可以采用SX2105降压同步整流芯片。

可选地,所述整流装置还用于:

当所述控制单元输出所述第一控制指令时,所述开关装置导通,所述整流装置输出第一电压;

当所述控制单元输出所述第二控制指令时,所述开关装置关断,所述整流装置输出第二电压,所述第二电压小于所述第一电压;

当所述控制单元输出所述第三控制指令时,所述整流装置不输出电压。

在一些实施例中,所述第一转速范围包括小于或等于3000转/分钟,所述第二转速范围包括大于3000转/分钟且小于或等于3800转/分钟,所述第三转速范围包括大于3800转/分钟。

在一些实施例中,所述第一电压的范围包括大于1.3V且小于等于1.8V,所述第二电压的范围包括大于0.8V且小于等于1.3V。

可选地,所述调节装置包括:第一输出端,与所述开关装置的控制端连接;以及第二输出端,与所述整流装置的使能端连接;

其中,当所述转速处于所述第一转速范围或所述第二转速范围时,所述第一输出端输出第一控制指令或第二控制指令到所述开关装置的控制端,所述第二输出端输出使能信号到所述整流装置的使能端;

当所述转速处于所述第三转速范围时,所述第一输出端不输出,所述第二输出端输出第三控制指令到所述开关装置的使能端,以使所述整流装置不工作。

具体来说,在一些实施例中,参见图1,图1示出了根据本公开实施例的用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器的示例。

其中,根据本公开实施例的用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器,包括调节装置、开关装置和整流装置,所述调节装置输出电源至整流装置,所述整流装置的输出端与电源输出接口J5的第一引脚相连接,所述电源输出接口J5的第二引脚接地。

如图1所示,调节装置还可以包括封装接口J1;还可以进一步包括:测速表J3,用于显示转速。开关装置包括MOS管Q1。其中,转速采集单元包括:霍尔线接口J2、电阻R2、电容C1。调节单元包括单片机U1。

具体地,所述单片机U1的第一引脚与单片机U1的第八引脚相连接,且单片机U1的第一引脚与单片机U1的第八引脚之间串联有电容C3,所述单片机U1的第一引脚接地,所述单片机U1的第八引脚连接电源电压VCC,所述单片机U1的第二引脚与封装接口J1的第三引脚相连接,所述单片机 U1的第三引脚与封装接口J1的第二引脚相连接,所述单片机U1的第4引脚连接至MOS管Q1的栅极,且单片机U1的第4引脚与MOS管Q1的栅极之间串联有电阻R3,所述MOS管Q1的栅极与一电容C12的一端相连接,所述电容C12的另一端接地,所述电容C12的两端并联有电阻R6,所述MOS 管Q1的源极接地,所述MOS管Q1的漏极与一电阻R9的一端相连接,所述电阻R9的另一端与一电阻R11的一端相连接,所述电阻R11的另一端接地,所述电阻R9的另一端连接至整流电路单元,所述单片机U1的第五引脚与一电容C4的一端相连接,所述电容C4的另一端接地,所述单片机U1的第五引脚与一电阻R5的一端相连接,所述电阻R5的另一端输出电压,所述单片机U1的第六引脚连接至整流电路单元,所述单片机U1的第七引脚分别连接至霍尔线接口J2的第三引脚和测速表J3的第三接口,且单片机U1的第七引脚与霍尔线接口J2的第三引脚之间串联有电阻R2,所述霍尔线接口J2 的第三引脚连接有一电容C1的一端,所述电容C1的另一端接地。所述封装接口J1的第一引脚接地,所述封装接口J1的第四引脚连接电源电压VCC,所述封装接口J1的第三引脚与一二极管的负极相连接,所述二极管的正极与一电阻R1的一端相连接,所述电阻R1的另一端与电源电压VCC相连接。所述霍尔线接口J2的第二引脚与测试表J3的第二引脚相连接,所述霍尔线接口J2的第一引脚与测试表J3的第一引脚相连接,所述测试表J3的第一引脚与测试表J3的第二引脚之间串联有电容C2,所述测试表J3的第一引脚接地,所述测试表J3的第二引脚连接电源电压VCC。

上述技术方案中,由霍尔感应器感应发动机螺旋桨及桨轴旋转产生的电信号,由霍尔线接口J2的第三引脚输出,经过电阻R2后由单片机U1的第七引脚输入,其中,单片机U1是SC92F7250单片机是一增强型的1T 8051内核工业级Flash微控制器,已经预先写入算法。单片机U1的第七引脚输入的电信号由SC92F7250单片机通过算法计算单位时间内通过的电信号总量,从而判断发动机的瞬时转速,

可以理解的,每5秒钟100个电信号输入,即瞬时转速为1200转/分钟。 SC92F7250单片机计算发动机转速后,从而形成两种分段式提供电压。

其中,单片机U1的第一引脚为VSS,第二引脚为P12/RX0,第三引脚为P13/TX0,第三引脚为P27/AD7,第五引脚为AD6/P26,第六引脚为AD1/P21,第七引脚为AD0/P20,第八引脚为VCC。

进一步的,所述二级管D1为发光二级管。

进一步的,所述MOS管Q1为N沟道MOS管。

如图1所示,整流装置包括整流芯片U3、电阻R8、电阻R4、电容C8、电感L2、二极管D3、电阻R10、电容C7、电容C15、电容C10和电容C14,所述整流芯片U3的第一引脚与整流芯片U3的第五引脚分别于电阻R8的两端相连接,所述整流芯片U3的第一引脚连接电源电压VDD,所述整流芯片 U3的第五引脚与单片机U1的第六引脚相连接,所述整流芯片U3的第五引脚与电阻R4的一端相连接,所述电阻R4的另一端接地并与电容C15的一端相连接,所述电容C15的另一端与整流芯片U3的第七引脚相连接,所述整流芯片U3的第四引脚与二极管D3的负极相连接,所述二极管D3的正极与电源电压VCC相连接,所述整流芯片U3的第四引脚与电容C8的一端相连接,所述电容C8的另一端分别与整流芯片U3的第二引脚、第三引脚相连接,所述整流芯片的二引脚、第三引脚均与电感L2的一端相连接,所述电阻R10、电容C7、电容C10、电容C14的一端均与电感L2的另一端相连接,所述电阻R10与电容C7的另一端均连接至整流芯片U3的第六引脚,所述电容C10 与电容C14的另一端相互连接并接地,所述电感L2的另一端连接至电源输出接口J5的第一引脚,所述述电阻R10与电容C7的另一端均与电阻R11的一端相连接。

其中,整流芯片U3的第一引脚为IN,第二引脚为LX,第三引脚为LX,第四引脚为BST,第五引脚为EN,第六引脚为FB,第七引脚为VCC,第八引脚为GND,第0引脚为GND。

可选地,所述的转速变压式供电器还包括:供电装置,与所述调节装置和所述整流装置连接,用于提供电源。

在一些实施例中,参见图2,图2示出了根据本公开实施例的供电装置的示例。如图2所示,供电装置可以包括:电源输出接口J4、电容C11、二极管D2、电容C9、电容C5、电容C6、稳压芯片U2和电感L1,所述电源输入接口J4的第一引脚接地,所述电源输入接口J4的第二引脚与电容C11 的一端相连接,所述电容C11的另一端接地,所述电容C11的一端与二级管D2的正极相连接,所述电容C11的一端连接电源电压VDD,所述二级管 D2的负极分别与电容C9、电容C5的一端相连接,所述电容C9与电容C5 的另一端相互连接并接地,所述稳压芯片U2的第二引脚与二级管D2的负极相连接,所述稳压芯片U2的第一引脚接地,所述稳压芯片U2的第三引脚连接电感L1的一端,所述电感L1的另一端与电容C6的一端相连接并同时连接电源电压VCC,所述电容C6的另一端与稳压芯片U2的第一引脚相连接。

在一些实施例中,所述稳压芯片U2为HT7550。

在一些实施例中,再次参见图1,若SC92F7250单片机计算转速为0转 /分钟至3000转/分钟,属于低速运转状态时,由单片机U1的第四引脚输出低电平信号,由MOS管Q1的栅极进入并导通电路。MOS管Q1完全导通后,电路由电阻R9和电阻R10分压后,其中电阻R9的阻值为47K,电阻 R10的阻值为33K,电流由整流芯片U3的FB引脚进入,此时进入FB引脚的基准电压为0.8V,在FB引脚输入0.8V电压的情况下,U3的SX2105同步整流芯片将通过LX引脚向第二引脚和第三引脚输出电压为1.6V的电流,电流经过电感为1.5μH/5A的电感线圈后最终向J5 OUT输出口输出1.6V电压,提供给热火头。热火头的电热丝此时接受1.6V电压,全功率发热,点燃油气混合物。

若SC92F7250单片机计算转速大于3000转/分钟并且小于3800转/分钟,属于中速运转状态,由第四引脚(P27/AD7)输出高电平信号,由Q1 7002 处的MOS管的栅极进入并完全关断MOS管。MOS管被关断后,由第六引脚FB接入叫的SX2105降压同步整流芯片将通过LX引脚向2脚3脚输出电压为0.8V的电流,此时电路处于半功率运行。电流经过电感为1.5μH/5A的电感线圈后最终向J5 OUT输出口输出1.2V电压,提供给热火头。热火头的电热丝此时接受1.2V电压,低功率发热,点燃油气混合物。

若SC92F7250单片机计算转速大于3800转/分钟,属于全速运转状态,关断导向输出口输出的电压,此时供给热火头的电压为0V,但由于转速过快,气缸内此时的温度已经足够保持热火头电热丝维持高温,因此维持高温的热火头能够持续点燃油气混合物,维持发动机稳定运转。

由此可知,使发动机在低速运转时供给热火头的电压为高压;而当发动机高速运转时,需要供给热火头的电压被适当降低,利用气缸内气体压缩和汽油燃烧余热来降低提供点火温度阈值达到油气混合物燃点。因此在发动机全速运转时通过电热丝的电流会自动降低为0V,在不影响发动机工作的前提下达到节约电池能耗、增加供电电池的续航时间以及增加热火头使用寿命等效果。由于不需要像传统电子点火器一样在使用过程中频繁处于高压供电状态,本发明技术方案能够根据发动机运转情况智能调节供电电压,特别在发动机高速运转情况下能够有效的降低供电设备的使用频率和用电量。

根据本公开实施例,还提供了一种二冲程或四冲程汽油发动机系统,包括:

二冲程汽油发动机,用于为模型提供动力;四冲程汽油发动机,用于为模型提供动力;

根据本公开实施例的用于所述二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器。

综上所述,根据本公开实施例的用于二冲程或四冲程汽油发动机热火头的转速变压式供电器及系统,使发动机在低速运转时供给热火头的电压为高压;而当发动机高速运转时,需要供给热火头的电压被适当降低,使之利用气缸内本身的气体压缩和汽油燃烧余热来降低提供点火温度阈值达到油气混合物燃点。进而达到自动控制电压、点火温度等效果,并且有效降低模型携带电池的耗电量,增加续航时间和使用稳定性。

需要说明的是,上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本公开的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。

另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本公开实施例难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以便避免使本公开实施例难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路) 以描述本公开的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本公开实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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