ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02P7/00 

Изобретение относится к транспортным средствам, точнее к устройствам для получения электрических импульсов, зависящих от поворота агрегатов транспортного средства, и может быть использовано в прерывателях систем зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Известен генератор импульсов прерывателя, являющийся частью распределителя и содержащий корпус, установленный в корпусе ротор с постоянными магнитами, имеющими полюсы на боковой поверхности ротора, и закрепленные в корпусе против полюсов магнитные датчики с элементами Холла, включенные в электроцепь прерывателя [1] Недостаток аналога сложность конструкции, ибо магнитные датчики закреплены на плате винтом на внутреннем выступе стенки корпуса, корпус имеет сложную форму. Это вызвало сложность изготовления и снизило надежность, ибо на датчики действуют вредные факторы окружающей среды.

В качестве прототипа принят генератор импульсов систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащий немагнитный корпус, ротор с постоянными магнитами, магнитопровод и магнитный датчик [2] Корпус выполнен в виде короткого цилиндра сложной формы из полимера и прикреплен к головке блока цилиндров непосредственно, а к нему крышка. Внутри корпуса выполнен полый выступ, в котором размещен магнитопровод в виде концентратора и магнитный датчик с элементом Холла. Полый выступ имеет узкий канал, выходящий на наружную поверхность корпуса. Ротор с постоянными магнитами закреплен на вале в виде полого цилиндра, закрепленного непосредственно на конце распредвала. Вал выполнен из смеси металлического порошка с пластиком, причем методом экструзии, и скреплен с распредвалом во время изготовления. Недостаток прототипа сложность конструкции. Корпус имеет сложную форму, ибо внутри его выполнен полый прилив, образующий полость, соединенную с атмосферой узким каналом. В полости расположен магнитопровод с магнитным датчиком. Сложность конструкции вызвала сложность изготовления. Корпус, вал изготавливаются на двигателе с помощью специально разработанного технологического оборудования методом экструзии. Ротор намагничивается (после его закрепления на вале) также с помощью специального оборудования. Эти сложности вызывают снижение надежности: сложность форм вызывает увеличение допусков, в том числе на положение датчика относительно ротора, что ведет к изменению магнитной индукции, пронизывающей элемент Холла в датчике. На датчик действуют вредные факторы окружающей атмосферы, изменяя его характеристики, что также снижает надежность генератора.

Целью изобретения является упрощение конструкции генератора благодаря простой форме корпуса и размещению магнитопровода и магнитного датчика снаружи корпуса, но защищенными от окружающей среды, что упрощает изготовление и повышает надежность генератора.

Достигается это тем, что в генераторе импульсов систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащем немагнитный корпус, ротор с постоянными магнитами, магнитопровод и магнитный датчик, корпус снабжен закрепленным на нем немагнитным кольцом с полым боковым выступом и упругим элементом, внутри полости выступа размещены магнитопровод, магнитный датчик и упругий элемент, причем упругий элемент размещен между магнитопроводом и стенкой полого выступа и все гнездо заполнено диэлектрическим компаундом.

На фиг. 1 показан генератор импульсов в осевом разрезе; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1.

В металлическом немагнитном прочном и жестком корпусе 1 простейшей формы в виде стакана размещен ротор 2, закрепленный на вале 3, установленном в подшипниках 4 и 5, закрепленных в корпусе 1 и крышке 6 корпуса. В роторе 2 выполнены постоянные магниты 7, полюсы 8 которых расположены в основном на боковой поверхности 9 ротора 2. Против полюсов 8 на наружной поверхности корпуса 1 выполнено местное утонение стенки корпуса 1 в виде лыски 10, например, выбранной по большему радиусу, чем поверхность корпуса 1. В самом тонком месте стенки к ней снаружи прижат магнитный датчик, состоящий из платы 11, на которой закреплен корпус 12 с микросхемой с элементом Холла. Изолирующая плата 11 служит для крепления корпуса 12 и выводов 13 датчика. Датчик прижат своей платой 11 к лыске 10 стенки корпуса 1 средним башмаком 14 V-образного магнитопровода 15, имеющего крайние башмаки 16 и 17. На среднюю часть магнитопровода 15 сверху давит средняя часть упругого элемента в виде двухопорной упругой балки 18 с толстыми концами 19, опертыми на полку 20 выступающего гнезда в полом боковом выступе 21, выполненном в виде полого прилива немагнитного диэлектрического кольца 22, например полимерного, прочно охватывающего корпус 1. Над полкой 20 закреплен конец кабеля 23, к которому присоединены выводы 13 датчика. Весь полый выступ 21 заполнен немагнитным диэлектрическим полимерным компаундом 24, который после отверждения дополнительно скрепляет кольцо 22 со стенкой корпуса 1 и все детали в полости выступа 21 в единый блок и защищает датчик от всех внешних воздействий, кроме температуры и магнитных полей.

Варианты конструкции. В корпусе 12 может быть другой магниточувствительный элемент (магниторезистор, магнитодиод и т.д.), причем без упомянутой микросхемы, которая может быт вне генератора сигналов. Корпус 12 может быть приклеен к концу башмака 14 или врезан в него. Магнитопровод 15 должен иметь форму, соответствующую расположению полюсов 8 на роторе 2, например, если середины полюсов расположены по одной окружности, то магнитопровод 15 может иметь два башмака.

Изготовление датчика. Корпус 1 и крышка 6 имеют простейшую форму, поэтому их радиальные размеры просто выполнить с большой точностью. После установки ротора 2 в корпус 1 на лыску 10 устанавливается датчик, на него магнитопровод 15 и балка 18, и на них по корпусу 1 надвигается вдоль оси кольцо 22, при этом концы 19 балки 18 полкой 20 несколько опускаются и средняя часть балки 18 прижимает датчик и башмаки 16 и 17 к корпусу 1. В полый выступ 21 вставляют конец кабеля 23 и соединяют с ним выводы 13 датчика. Выступ 21 заполняют компаундом 24. Благодаря размерной обработке при одной установке воздушный зазор зависит практически только от радиальной игры подшипников 4 и 5, т.е. его увеличение на погрешность изготовления и на деформацию стенок корпуса 1 значительно меньше, чем в прототипе. Поскольку металл прочнее полимера, толщину утоньченной стенки корпуса 1 можно сделать меньше, чем в прототипе. Следовательно, магнитный зазор, составленный воздушным зазором и стенкой корпуса 1, будет меньше, чем в прототипе, что увеличит чувствительность датчика. Операций юстировки не требуется, ибо датчик сразу устанавливается с заданным зазором от ротора 2 и в заданном положении, определенном толщиной стенки корпуса 1 и воздушным зазором. Поскольку датчик закреплен на металлической детали, магнитный зазор не изменяется в эксплуатации и характеристики датчика не ухудшаются. Генератор импульсов крепится в заданном месте известным образом, например с помощью крепящих хомутов, его вал 3 устанавливается в соответствии с положением коленвала ДВС и соединяется с приводом от коленвала.

Датчик работает следующим образом. При вращении коленвала синхронно вращается ротор 2, полюсы 8 магнитов 7, расположенные на боковой поверхности 9, проходят мимо башмаков 14, 16 и 17, изменяя магнитный поток, пронизывающий элемент Холла в датчике, от небольшой индукции в одном направлении до максимальной в противоположном, и датчик дает импульсный сигнал. Поскольку магнитные зазоры имеют небольшой разброс, характеристики генераторов также имеют небольшой разброс, что облегчает унификацию всей измерительной цепи. Датчик расположен в полом выступе 21, однако это гнездо заполнено затвердевшим компаундом, поэтому датчик герметично изолирован от окружающего пространства. Датчик зажат между металлическими деталями, поэтому тепло от энергии питания хорошо отводится от датчика в стенку корпуса 1 как непосредственно, так и по магнитопроводу 15, а корпус 1 охлаждается окружающим воздухом, поэтому условия теплоотвода от датчика в заявленном генераторе, хотя датчик 11 (12) залит компаундом, лучше, чем в прототипе.

Использование: генераторы импульсов систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащие ротор с постоянными магнитами и размещенный в немагнитном корпусе магнитный датчик. Сущность изобретения: корпус снабжен немагнитным кольцом с боковым полым выступом, внутри которого размещен упругий элемент, фиксирующий магнитный датчик, и полость выступа заполнена диэлектрическим компаундом. 2 ил.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий немагнитный корпус, ротор с постоянными магнитами, магнитопровод и магнитный датчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, корпус снабжен закрепленным на нем немагнитным кольцом с полым боковым выступом и упругим элементом, внутри полости выступа размещены магнитопровод, магнитный датчик и упругий элемент, причем упругий элемент размещен между магнитопроводом и стенкой полого выступа, и полость выступа заполнена диэлектрическим компаундом.