УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА И ВЕРХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ ДВИЖЕНИЯ ПОРШНЯ (ВМТ) ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01M15/00 F02P7/67 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при производстве двигателей внутреннего сгорания, имеющих коленчатый вал с выносным съемным противовесом.

Известен двигатель внутреннего сгорания, снабженный устройством регистрации частоты вращения коленчатого вала, состоящим из датчика положения коленчатого вала, установленного на крышке масляного насоса, и задающего диска, объединенного со шкивом привода генератора и представляющего собой зубчатое колесо с зубьями, расположенными на его периферии (см. «Система управления двигателем ВАЗ-2111 (1,5 л. 8 кл.) с распределенным впрыском топлива (контроллеры M1.5.4N и Январь-5.1)», Санкт-Петербург, ПетерГранд, 2001, стр.10, рис.1.1-17).

Недостатком данного решения является расположение магнитопровода датчика положения коленчатого вала снаружи двигателя в грязной, незащищенной от атмосферных воздействий зоне и соответственно возможность его отказа по причине загрязнения или повреждения. Кроме этого, необходимо жестко позиционировать шкив привода генератора вместе с зубчатым колесом относительно кривошипа коленчатого вала для обеспечения регистрации датчиком верхней мертвой точки положения поршня путем применения фиксирующих элементов (штифт или шпонка), что усложняет и удорожает конструкцию.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, снабженный устройством регистрации частоты вращения коленчатого вала и ВМТ, состоящим из датчика положения коленчатого вала и ВМТ, установленного в блок двигателя и работающего совместно с кольцом, имеющим на своей периферии равномерно расположенные пазы, закрепленным на коленчатом вале и ориентированным относительно его кривошипа (см. "MTZ" «Motortechnische Zeitschrift» № 3 (1993), стр.115, Fig.7 и "MTZ» «Motortechnische Zeitschrift» № 4 (1994), стр.200, Fig.2 и 3).

Недостатком конструкции является увеличение номенклатуры деталей двигателя и усложнение технологии изготовления коленчатого вала в связи с необходимостью доработки его элементов под крепеж и ориентацию кольца.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному техническому решению является устройство регистрации частоты вращения коленчатого вала и ВМТ, состоящее из датчика положения коленчатого вала и ВМТ, установленного в картер маховика и работающего от специальных ребер, выполненных на маховике. двигателя (см. Ю.Казедорф, Э.Войзетшлегер «Системы впрыска зарубежных автомобилей. Устройство, регулировка, ремонт» Пер. с нем. М.: Изд-во «За рулем», 2000 г., стр.100, 101, рис.8.1).

Недостатком конструктивного исполнения этого решения является расположение датчика в грязной зоне, что не исключает возможности выхода его из строя вследствие загрязнения ферромагнитными продуктами износа шестеренчатого соединения шестерня стартера - зубчатый обод маховика.

Решаемая задача: упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства регистрации частоты вращения коленчатого вала и ВМТ двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве регистрации частоты вращения коленчатого вала и ВМТ, содержащем индукционный датчик, выносной противовес, на периферии последнего выполнены чередующиеся выступы-ребра и впадины с образованием регулярного рельефа, имеющего прерывание в виде сплошности.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию «новизна».

Заявленное техническое решение не является очевидным для квалифицированных специалистов в данной области, так как оно разрешило следующее техническое противоречие:

- с одной стороны, для работы датчика регистрации оборотов коленчатого вала и ВМТ необходим ответный рельеф в виде впадин или выступов-ребер, который вращается с одинаковой угловой скоростью с коленчатым валом и ориентирован относительно кривошипа коленчатого вала, а зона работы датчика с этим рельефом должна быть защищена от внешних атмосферных воздействий;

- с другой стороны, введение элементов системы регистрации оборотов коленчатого вала в двигатель не должно усложнять технологию изготовления базовых деталей двигателя и увеличивать номенклатуру применяемых деталей.

Выполнение по периферии выносного противовеса коленчатого вала чередующихся выступов-ребер и впадин с образованием регулярного рельефа, имеющего прерывание в виде сплошности, позволило, не увеличивая номенклатуру применяемых деталей и не усложняя технологию изготовления коленчатого вала, установить систему регистрации оборотов коленчатого вала и ВМТ в двигатель внутреннего сгорания, при этом зона работы датчика находится в внутрикартерном пространстве двигателя, надежно защищенном от внешних воздействий, что разрешило вышеуказанное противоречие. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

фиг.1 - установка противовеса на торец коленчатого вала;

фиг.2 - общий вид устройства регистрации частоты вращения коленчатого вала и ВМТ двигателя внутреннего сгорания;

фиг.3 - вид А на фиг.2;

фиг.4 - общий вид противовеса.

Устройство содержит индукционный датчик 1 и выносной противовес 2. На периферии выносного противовеса 2 выполнены чередующиеся выступы-ребра 3 и впадины 4 с образованием регулярного рельефа.

Индукционный датчик 1 герметично установлен в картерную часть 5 блока двигателя с применением резинового кольца 6 и закреплен при помощи винта 7.

Выносной противовес 2 напрессован на торец коленчатого вала 8 и ориентирован относительно его шатунной шейки 9 шпонкой 10.

Для отметки ВМТ выполнено прерывание 11 регулярного рельефа в виде сплошности, которая представляет собой выступ или впадину продолжительностью 2...3 шага регулярного рельефа.

Регистрация оборотов коленчатого вала происходит путем обработки сигнала с индукционного датчика 1, реагирующего на изменение характеристик магнитного поля, связанного с прохождением мимо сердечника датчика 1 выступов-ребер 3 и впадин 4 регулярного рельефа.

Регистрация ВМТ происходит в момент прохождения мимо датчика 1 прерывания 11 регулярного рельефа.

Заявленное техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при производстве двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить надежность работы устройства. Устройство регистрации частоты вращения коленчатого вала и верхней мертвой точки движения поршня (ВМТ) двигателя внутреннего сгорания содержит индукционный датчик и выносной противовес. На выносном противовесе выполнены чередующиеся выступы-ребра и впадины с образованием регулярного рельефа, имеющего прерывание в виде сплошности. 4 ил.

Устройство регистрации частоты вращения коленчатого вала и верхней мертвой точки движения поршня (ВМТ) двигателя внутреннего сгорания, содержащее индукционный датчик, выносной противовес, отличающееся тем, что на выносном противовесе выполнены чередующиеся выступы-ребра и впадины с образованием регулярного рельефа, имеющего прерывание в виде сплошности.