Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02P5/04 

Изобретение относится к электрооборудованию двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано в системах зажигания для синхронизации подачи искры с оборотами вала двигателя.

Для достижения максимальной эффективности вспышки горючей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания момент поджига горючей смеси должен опережать момент достижения поршнем верхней мертвой точки. Широко известны датчики систем зажигания с автоматическим механическим центробежным регулированием опережения зажигания. Однако они сложны по конструкции, ненадежны в работе и сложны в изготовлении.

Известны также датчики систем зажигания с электронным устройством опережения, включаюа1ие синхронизатор, состоящий из фиксаторов максимального угла опережения и минимального угла опережения. Однако подобные датчики не обеспечивают прямой пропорциональной зависимости угла опережения от числа оборотов вала, т.к. на схему управления задержкой и саму схему задержки сильно влияет температура окружающей среды

(аиболее близким техническим решением к изобретению является электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащим корпус, валик, магнитопровод и магнит с полюсами. Магнитопровод и магнит уста

CN 00

Qs

новлены с возможностью перемещения один относительно другого и изменения угла опережения зажигания при изменении скорости валика. Однако такой электромагнитный дзтчик системы зп;к 1гзн 1я обладает. недостатком, Конструкция датчика сравнительно сложна. Расположение стержней я их размеров определяется уровнем напряжения (уровней включения чмристорэ) злек- тронной части сметены з я жигани я, Поскольку этот уровень напряжения изменяется при. изменении окружающей температуры, то обеспечить параметры деталей датчика для получения заданного опорежд- ния становится сложным.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается те--- , иго о электромагнитном датчике системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, валик, магнитопрооод, магнит с. полюсами, причем магнитомропод и магнит установлены с. возможностью перемещения один относительно другого и изменения угла опережения зажигания при изменении скорости вращения валика, маг- нитопровод выполнен составленным и я параллельно расположенных слоев с различными частотными характеристиками, причем слон, имеющий более низкую частотную характеристику, расположен со смещением, относительно слоя с более высокой частотной характеристикой в сторону уменьшения расстояния между полюсом и мапштопроводом по траектории их относительного перемещения. В одном из вариантов электромагнитного датчика, по меньшей мзре один слой мапнттопровода выполнен из электротехнической а другой из феррита. В другом варианте электромагнитного датчика слои магнитопроводз выполнены из электротехнической стали с различной толщиной, В то же время вышеупомянутое- особое выполнение машито- провода может быть только на валике датчика, либо только на корпусе датчика, либо совместно как на валике, так м на корпусе. Такое выполнение датчика позволяет непосредственно получать на выходя синусоидальное напряжение, сдвинутое по фззе относительно геометрического рэспопоже- ния валика, на определенный угол,

На фиг, 1-4 схематически изображены общие виды электромагнитного датчика в различных вариантах; на фиг. 5-8. - варианты выполнения магнитопровода датчика.

Электромагнитный датчик содержит корпус, валик, магнито провод 1, на котором могут быть расположены обмотки 2, и магнит 3 с полюсами. Магнитопровод 1 и маг. нмт установлены с возможностью перемещения один относительно другого и измеке- нм51 угла опережения зажигания при изменении скорости вращения валика. На

валике может быть установлен постоянный магнит 3 (фиг. 1), магнитопровод в виде секций 4, механически скрепленных между собой с помощью немагнитного материала 5 (фиг. 2) или магнитопровод в виде вставок 6,

7 (фиг. 3), скрепленных мемоду собой также с помощью немагнитного материала 5. Датчик может быть выполнен с элементом 8 Холла, который располагается перпендикулярно магнитным силовым линиям (фиг. 4).

Он может быть прикреплен к торцу ярма магнитопровода 1. Магнитопровод датчика выполнен из слоев. 8 простейшем случае из двух слоев, образующих части магнитопровода. Например, одна часть 9 из 2-3 мм

пластин электротехнической стали, а другая

часть 10 из феррита или из более тонких (

- 0,2-0,3 мм) пластин электротехнической

стали. Обе части магнитопровода могут ох. ватьшаться общей обмоткой (фиг. 5) или

иметь раздельные полуобмотки 2, 2, сое- Д1ЖЙИНЫО между собой последовательно (фиг. б), Обе части 9, 10 магнитопровода могут иметь между собой плавный переход, например, выполнением из злектротехнической ста/ и с постепенным уменьшением толщины пластин (фиг. 7). Во всех случаях часть 9, имеющая более низкую частотную характеристику, расположена со смещением относительно части 10 магнитопровода,

имеющего более высокую частотную характеристику в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитопроводом по траектории их относительного перемещения. На фиг. 5, 6, 7, 8 условное направление

валика показано стрелкой. Выполнение магнитопровода со смещением его частей может оказаться более удобным путем смещения пластин относительно направления вращения валика (фиг. 2, 8). Но и в этом

случае часть магнитопровода, имеющая более низкую частотную характеристику, рас- . положена со смещением относительно части, имеющей более высокую частотную характеристику в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитопроводом по траектории их относительного перемещения. Вышеописанное выполнение магнитопровода составным в виде различных слоев в одном случае может быть

установлено только на корпусе датчика (фиг. 1), в другом - только на валике, а на корпусе при этом остается обычным, т.е. аналогично выполнению обычных датчиков, но более эффективным будет выполнение магнитопровода составным в виде различных слоев как на корпусе, так и на валике (фиг. 3).

Работает датчик следующим образом.

При вращении коленчатого вала двигателя будет соответственно вращаться валик датчика, имеющий жесткую связь с коленчатым валом. При наличии постоянного магнита (фиг. 1) в обмотках под влиянием переменного магнитного поля будет индуцироваться переменная э.д.с. Эта э.д.с. будет управлять формирователем высоковольтных импульсов, с выхода которого будут поступать импульсы на катушку зажигания. При медленном вращении валика основной магнитный поток, проходящий через магнитопровод статора, будет определяться магнитной индукцией всего магнитопровода. При бы- стром вращении вала, часть магнитопровода, имеющая низкочастотную характеристику, теряет эффективность магнитной проводимости, т.к. при повышении частоты магнитный поток не успевает существенно нарасти в более толстых пластинах магнитопровода. Основной магнитный поток, проходящий через магнитопровод, будет определяться в этом случае магнитной индукцией только части магнитопровода, имеющей более высокую частотную характеристику. Так как эта последняя часть магнитопровода расположена перед частью магнитопровода, имеющей более низкую частотную характеристику, то с повышением частоты вращения валика будет сдвигаться в сторону опережения и индуктируемая э.д.с. в обмотках и, следовательно, будет возрастать угол опережения зажигания. Сопротивление магнитному потоку толстых пластин из электротехнической стали плавно возрастает с изменением частоты, Отсюда угол сдвига выходного напряжения датчика также будет иметь плавную зависимость от оборотов вала двигателя. Соответствующим выбором толщин пластин можно вы- брать и желаемую характеристику зависимости угла опережения от оборотов вала двигателя. В датчике с секционным магнитопроводом (фиг. 2) две обмотки создают постоянный магнитный поток, путем прохождения через них постоянного тока. При враи1ении валика магнитопрово- ды с расположенными на них обмотками 2, подключаются с помощью секций то к нижнему смежному - южному, то к верхнему смежному - северному полюсу. В результате чего в обмотках 2 индуктируется э.д.с, по частоте синхронная с вращением коленчатого вала двигателя. В датчике со вставками (фиг. 3) крайние обмотки Ш-об. разного сердечника создают постоянный магнитный поток, путем прохождения через нс.х постоянного тока. При вращении валика средний стержень магнитопровода подклю5 чается с помощью одной оставки 6 с нижним крайним стержнем, а затем с помощью другой вставки 7 с верхним крайним стержнем. В результате чего в обмотках магнитопровода, расположенном на среднем стержне

0 сердечника, индуктируется э.д.с. по частоте синхронная с вращением вала двигателя. На одни противоположные клеммы элемента 8 Холла (фиг. 4) подается сигнал постоянного тока, с других клемм снимается

5 -переменное напряжение, пропорционально переменному магнитному полю.

Датчик обеспечивает получение прямой пропорциональной зависимости угла опережения от числа оборотов двигателя.

0 Это приводит к экономии горючего, повышению мощности двигателя и снижению токсичности выхлопных газов. В то же время в системе опережение зажигания про- .исходит непосредственно в датчике без

5 введения дополнительных элементов. Тем самым упрощается функциональное назначение электронного блока, что ведет к упрощению конструкции системы зажигания, и, в конечном счете, к снижению стоимости и

0 повышению надежности се работы. Формула изобретения

1.Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, валик, магннтопровод

5 и магнит с полюсами, причем магнитопровод и магнит установлены с возможностью перемещения один относительно дпугого и изменения угла опережения .я при изменении скорости вращения РЗЛИ0 ка, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, магнитопровод выполнен составным из параллельно расположенных слоев с различными частотными характеристиками, причем слой,

5 имеющий более низкую частотную характеристику, расположен со смещением от- носительно слоя с более высокой частотной характеристикой в сторону уменьшения расстояния между полюсом и

0 магнитопроводом по траектории их относительного перемещения.

2.Датчик по п. 1, о т л м ч з ю щ и и с я тем, что по меньшей мера один слой ь згни5 топровода выполнен из электротехнической стали, а другой - из феррита.

3.Датчик по п. 1, о т л и ч а га щ и и с я тем, что слои магнмтопровода выполнены с различной толщиной.

4. Датчик по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что маг иитопровод установлен на валике.

5. Датчик по пп. 1-3. отличающий- с я тем, что магнитопровод установлен на корпусе./

Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания относится к электрооборудованию. Сущность изобретения: для определения зажигания м а гн ито про вод датчика выполнен составным из параллельно соединенных в магнитной системе слоев. Одна часть этих слоев обладает низкочастотной, другая - более высокочастотной характеристикой. При- чем первая часть мзгнитопровода расположена со смещением относительно другой чести в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитопроводом по траектории их относительного перемещения. В одном варианте одна часть магнито- провода выполнена из электротехнической стали, а другая - из феррита. В другом варианте магнитопровод выполнен с различной толщиной пластин электротехнической стали. Причем такое выполнение может быть как магнитопровода, установленного на корпусе, так и на валике датчика. (Л

Фиг.2

фие.Ъ

t

-9 -Ш

Фиг 5

а

-ю

Фиг 7

Шаг 6