Датчик для бортовой системы индикации момента искрообразования в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02P17/00 F02P7/67 

Изобретение относится к области автомобильной техники, а именно к бортовым средствам диагностики неисправностей системы зажигания двигателей автомобилей.

Датчик является первичным средством информации о наличии искры между контактами свечи зажигания в цилиндре двигателя.

Известны два варианта датчиков для диагностики функционирования свечи в работающем двигателе. Первый вариант датчиков используется в стационарной диагностической аппаратуре, предназначенной для использования на станциях1 технического обслуживания автомобилей. Датчик этого типа представляет собой катушку, намотанную на металлический стержень. Концы катушки посредством кабеля подключаются к входу вторичной аппаратуры, а металлический стержень своими концами включается последовательно в разрыв

цепи между ,свечой и свечным наконечником высоковольтового провода.

Недостатком таких датчиков являются большие габариты и неудобство подключения в контролируемую цепь, что не позволило использовать их в составе аппаратуры непосредственно на автомобиле.

Известен второй вариант датчиков, которые из-за малых габаритов и бесконтактного способа подключения к контролируемой цепи нашли применение для диагностирования функционирования свечей зажигания непосредственно в составе аппаратуры автомобиля.

Наиболее близким по назначению к предлагаемому является датчик 1, представляющий собой надеваемый на свечной провод кольцевой сердечник из магнито- мягкого материала с обмоткой. Для защиты от помех, создаваемых мощными электрическими полями, возникающими вокруг вые оСО

С

vi

00

Ј 3

со

ковольтных свечных проводов, датчик размещен в экранирующей оболочке.

Датчик реагирует на магнитную составляющую электромагнитного поля, возникающего вокруг свечного провода в момент появления искры в свече.

Однако даже, если свеча не работает (нет искры), при подаче высокого напряжения на свечной провод на выходе датчика все равно формируется паразитный сигнал из-за емкостной связи между оболочкой датчика и свечным проводом. Качество датчика определяется его помехоустойчивостью, которая тем лучше, чем выше соотношение между полезным и паразитным сигналами, возникающими соответственно под влиянием магнитной и электрической составляющих электромагнитного импульса.

Недостатком известной конструкции датчика является сравнительно низкая помехоустойчивость (отношение полезного сигнала к помехе 8...10) и сложность конструкции, обязательной принадлежностью которой должен быть сердечник из магни- томягкого материала.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при упрощении конструкции датчика.

На чертеже показан общий вид датчика, надетого на свечной провод 1.

Датчик залит в пластмассовый корпус 2, содержит катушку индуктивности 3 с расположением плоскости витков перпендикулярно оси свечного провода, соосно с которой расположена плоская ориентирующая шайба А с разрезом и экранированный кабель 5, соединенный с концами катушки.

Под действием электромагнитного поля, возникающего вокруг свечного провода в момент образования искры в свече, в катушке датчика наводится кратковременный сигнал в виде затухающей синусоиды. Максимальная амплитуда и частота сигнала зависит от количества витков провода в катушке. Основное достоинство датчика - его избирательность, т.е. способность выделять из электромагнитного импульса, существующего вокруг свечного провода в момент образования искры в свече, магнитную составляющую. Реакция датчика на мощное электрическое поле, существующее вокруг свечного провода при подаче на него высокого напряжения (независимо от наличия искры в свече), существенно подавлено. Высокая избирательность датчика обеспечивает отношение полезного сигнала (магнитная составляющая поля) к помехе (электрическая составляющая) не менее 20.

С теоретической точки зрения механизм защиты предлагаемого датчика от помех, вызванных электрической составляющей магнитного поля, объясняется явлением

дифракции электромагнитных волн при взаимодействии с плоским экраном, имеющим отверстия (см. Крауффорд Ф. Волны. - М.: Наука, 1984, с.424, 425). Это явление подразумевает образование зоны тени за экраном при облучении его электромагнитными волнами с противоположной стороны. Применительно к рассматриваемому случаю излучаемая свечным проводом электрическая составляющая электромагнитных волн распространяется через центральное отверстие и внешний контур экранирующей шайбы и создает вблизи ее поверхности зону тени. Поскольку катушка датчика плоская и прилегает к экрану, то она оказывается

именно в этой зоне и влияние электрических

помех на нее минимально. Для магнитной

же составляющей медный экран прозрачен

и ее действие на датчик не ослабляется.

Образование зоны тени за экраном подразумевает наличие у излучаемой электромагнитной волны вектора направленности вдоль свечного провода. Это подтверждается практикой, поскольку эффективность подавления помех датчиком существенно

зависит от ориентации датчика на свечном проводе. Радиальный разрез на плоской экранирующей шайбе исключает возникновение в ней круговых токов Фуко, снижающих обычно уровень полезного

сигнала с датчика.

Формула изобретения Датчик для бортовой системы индикации момента искрообразования в двигателе внутреннего сгорания, содержащий экранирующую оболочку, установленную на свечном проводе, размещенную в экранирующей оболочке катушку индуктивности и экранированный кабель, центральная жила которого электрически связана с одним из выводов катушки индуктивности, а экран кабеля электрически связан с другим ее выводом и экранирующей оболочкой, отличающийся тем, что, с целью повышения

0 помехоустойчивости и упрощения конструкции, экранирующая оболочка выполнена в виде плоской шайбы с радиальным разрезом, внутренний диаметр которой равен 1,2-1,4 диаметра свечного провода, а внешний диаметр больше диаметра катушки индуктивности, высота которой меньше или равна 0,15 диаметра свечного провода, причем плоская шайба обращена к свече зажигания

Сущность изобретения: датчик содержит заключенную в пластмассовый корпус 2 заземленную металлическую экранирующую оболочку в виде плоской шайбы 4 с радиальным разрезом. На шайбе 4 закреплена катушка 3 индуктивности, причем начало обмотки этой катушки соединено с оплеткой кабеля 5, конец - с центральной его жилой, плоская шайба 4 при размещении датчика на свечном проводе обращена к свече зажигания, а размеры плоской шайбы 4 и катушки 3 индуктивности связаны с диаметром свечного провода 1 определенными соотношениями. 1 ил.

4

d/f-dw