Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания
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. Причем 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 магнитопровода 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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю F 02 P 5/04
ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР61ТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789196/06 (22) 05.02.90 (46) 23,11.92. Бюл. ¹ 43 (71) Омский политехнический институт (72) В.И.Степанов, Д,И.Степанова и
А, В.Степанова (56) "За рулем", ¹ 4, 1987, Бесконтактное зажигание "Волги". с. 14-15;
А.С.Моргулев и Е,К.Соснин, Полупроводниковые системы зажигания, M. "Энергия", 1968, с. 21, рис, 12.
Авторское свидетельство СССР № 819383, кл. F 02 Р 3/04, 1979. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИК СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания относится к электрооборудованию. СущИзобретение 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 моментдостижения 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.
„„SU, 1776866 А1 ность изобретения: для определения зажигания магнитопровод датчика выполнен составным из параллельно соединенных в магнитной системе слоев. Одна часть этих . слоев обладает низкочастотной, другая — более высокочастотной характеристикой. Причем первая часть магнитопровода расположена со смещением относительно другой части в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитопроводом по траектории их относительного перемещения. В одном варианте одна часть магнитопровода выполнена из электротехнической стали, а другая — из феррита. В другом вари- . анте магнитопровод выполнен с различной толщиной пластин электротехнической стали. Причем такое выполнение может быть как магнитопровода, установленного на корпусе, так и на валике датчика.
Известны также датчики систем зажига.ния с электронным устройством опереже. ния, включающие синхронизатор, состоящий из .фиксаторов максимального угла опережения и минимального угла one- Co режения. Однако подобные датчики не С обеспечивают прямой пропорциональной (.Ь зависимости угла опережения от числа оборотов вала, т.к. на схему управления задержкой и саму схему задержки сильно влияет температура окружающей среды.
Ъ
Наиболее близким техническим решением к изобретению является электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащим корпус, валик, магнитопровод и магнит с полюсами. Магнитопровод и магнит уста1776866
НОВЛЕ))Ы <=, ()0(11„ >ОЖ(((3С,! j; ОР<)Н 0"» .;(3F»T< Pt>1.1!() г»() /< !)! <> «! (13М!",»1Е!» {Я )! ЛЯ <)ПPРЕ)KP){(iг(ЗЯ)!,()! B!!«»я ПР(1 и",Мвf!(".)(1!и <. „0 Р {-»Г-1 (, () Я Л <{»)<Я О Л !.! Я 0 -Я(0 и Я г(() КТГ)0 1>. Я (. {! t! t »>1 1 1 Ц{1{г С!1< <(»11<,(» г! "i! t! it ft <»((»)I 0 fi )»ТГ неДООГЯты(3м. I(OffcTI3QK(j!>,.(<)т({!ика с()Я!).!и1ЕЛЬ(<0 СЛО К)(Я, f яСпол,!ж<3{{1 С t; Гяf! {Сй tl ИХ г) )ЗК<ОРО!3 О{П13Е()Е<(Г(<ЯТС>! 11{зскольку этот «/Р(Звень гя!.Ряя:-,t!;;t>t ij3мпПЯепзя при из iGHGIIH«1 ОКР<,()ка(0!. . (:й I(!".ЯGf3BTyI3(3, т<э обеспечить пЯЯ(1<), (3)>1;{<.)Я!t.:й) /)я гни),я для получен«)я зяд()!); (пг<, О!» > ()е G! 1Èß СТЯ(10 В (<а (св СЛОЖНЫМ, 1(ель !13(3б)30тения — уп00{цецие кап .!-. f)VI<((, t(l. f !Остягвленняя цель дОстиГяе (ся т! {1 0 B ЭЛЕКГ(30МЯГ((ИТНОМ ДЯТЧИКЕ СИС ГЕ> li.! 3::!»ХИГЯНИЯ ДВ!!ГЯТЕХ!я Bjft)(TI3GI!HGE0 С! 0)3ЯН{!Я, (;{3,({(1()3!<»)ц((>м кОРПУ<, ца/1(1f; 1>,)Я f нитГ>0(30()0>/ (МаГНИТ C Г!ОЛЮСЯМИ, ПРИЧЕМ МЯГ)(И!ОП Р!){3(>Д Il fvlBf НИТ,/СТЯНОЯЛЕНЫ С ВОЗМОЖНОСТЬ)0 ПЕPGf18()(GIIHЯ ОДин ОтнОси Гельн0 ДРУГ(3! (3 и !".31>1011()((ия угля ог)ережения зяжига()ия при ! 131 > <3 !)Е ) (И И С КО 13 (3 СТ(1 tt!3 >1 (! t G ) I (В Я Л и КЯ, М Я Г" и! !то,! Р{OB<)д Bö 0îë! t<>(j !.,О(f я влс ;, 1! I ь! f l из пяР л л л е л ь f! 0 Р, (, <1 (), 0 ж е ! ) I 1 x с л и гъ Г> "3ЯЗ/1{1чн)><>м(1{jBOTt)jj! Ыми ха13ЯктGf)(rlcтик t! l!1, цpt l (,>и сла!». .м!. .{Ои, 1{1 балG(f{изK .t!<) {(IсТОТг(У(0 Х:1!3BKТО< {101! :У, P )ÑÏОЛОЖЕ(! СО С) IF.:() t (1 и и е м 0 T 1!0 с и 1<3 л 1-. (! () с л 0 я с б 0 л е е !) (»1() О!< 0 ц ЧЯСТОТНОйl ХЯ1)()КТ .()()С1ИКОЙ в CT(3!30l!)t j)(GI<()1) Расс10<)ниЯ межДУ Гlо/1)осоf>) и мя(н!)топ роводо(1 по т,")я»с)кт<3Р()и их От IGcит ль»ого п< г"-м--l::,II!!j! В О(!,1- ()M из вя()иян IOB;)/10K(f30!/,Biff !!!0(0 >(!!Гг{!11)<;) ПО fl{3H!,!Цвй ! lt3f3{3 ОЦИ!) С-(ОЦ !»Я(" ;.И»(}(1()<)»0»Я Bt>tj>t){)НЕI! из;-)леl{п 130тGõ! ((1{(есK<3É с я! j!. я д,)>)i! Oti !»3 форрита. Б ДРУгом ЯЯРНЯ) t ñ-;;.-{1<)к(Р<3!»)ЯГ){()тНОГО ДЯГЧ lKЯ CBO!И МЯГj!{j TC{ i;<)ã{P !)B ВИ ПОЛ11 Е(I ИЗ ЗЛЕ К1 f30 (Х!)Ht! { С!.г;й 01 ЯЛ(1 13 Я 3 л и )и 0 Й тОл в lи и 0)/1, В j 0 " . {3 ;. () P! 1{1 (>, ь(I (! е Упо)гану ГОЕ. C)CO(30P в >t!10/I)!<-;;(!G f!;t! !);{<0провода может бьггь тслькс) I!Я взлике датчика, либо толька НЯ корпусе дат><и"I, либо совместно кяк HB валик(1, тяк 11 ня;0!!пyсе. якОе BBII10/1HGijw(> дя1чикя паз!)(. >1(j()1 1!GГ<(3сРеДственн0 !f0/II/tlB f >(» Я>,»>-<,;>!».. соидяльное напряжение, сдвинутое <10 фазе Относите<)ьно ГЯОметри IGcK<)iо Р()с()о{1(3же" ния вял IKB на Определенны(>! у(Ол, НЯ Фиг. 1-4 схематически изОГ»РЯ)коны общие види электромагнитного дапги(<я в различных Brl f3NBHTBK, на фиГ. 5 — 8 - вас)и;нты выполнения магнитопровода датчика, Электромагнитный датчик содер3кит корпус, валик, магнитопровод 1, на котором мОГу1 быть f38000/10)KGHbf ОбмОтки 2, il мЯГнит 3 с полюсами. 1«/1агнитопровод 1 и маг. ниГ ус а(!Овлеиы с возможностью переме(if<=:fI! Я аДИН ОтНОСИтЕЛЬНО ДРУГОГО И ИЭМЕНЕfft,)I угла опережения зажигания при из)10 !ei(ии скорости вращения валика. На 5 ва/ ике м03кет быть установлен постоянный мяп(ит3 (фиг. 1), магнитопровод в виде секций (1, механически скрепленных между собой с помощью немагнитного материала 5 (фиг. 2) или мап(итопровод в виде вставок 6, 10 7 ( Холла, который располагается перпендикулярно магнитным силовым линиям (фиг. 4). ! 5 О)(может быть прикреплен к торцу ярма мягнитопровода 1. Магнитопровод датчика выпол((ен из слоев, В простейшем случае из двух слоев, образующих части MBI HMToj)pO" гада. Например, одна часть 9 из 2-3 мм . ?О пластин элактротехнической стали, а другая -<есть 10 из <3тали. Обе части магнитопровода могут ох. гзать!Яаться Общей OGM0TKой (фиг. 5) или 25 иметь раздельные полуобмотки 2, 2 ), соед)11(())!(!ь(() между собой последовательно ((!)jlf б)), (бе ч,эсти 9, 10 магнитопровода 1,101,(т л);.() Гь >между собой плавный переход, н яп1{))ма<3, ш! I (0<) II 8 f) f/IGM иэ электротехниче30 ско с-<Яли с ((осте iGHHым уменьшением (<3/(1;1;.:", .I,I Г<л".стин (фиг. 7). Во всех случаях (IcTf, (», имск)щЯЯ более низкую частотную х()13я)к1<313((стику, расположена со смещением (.Tf(oc(1ãåë!.HO части 10 магнитопровода, 35 имек3(цего более высокую частотную характеристику в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитопроводом по rf)BC! 40 валика показана стрелкой. Выполнение маfj(«Toj)f30BOpa со смещением его частей может оказаться более удобным путем смещения пластин относительно направления ц)ящения валика (фиг. 2, 8). Но и в этом 45 случае часть магнитопровода, имеющая более низкую частотную характеристику, рас. положена со смещением относительно части, имо)ощей более высоку(о чаСтотную характеристику в сторону уменьшения рас50 стояния между полюсом и магнитопроводом I(0 траектории их относительного перемещения. Вышеописанное выполнение магнитопровода составным в виде различных слоев в одном случае может быть 55 устяновленотолько 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 магнито1776866 провода составным в виде различкых 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 магниткой 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, име ощей более высокую частотную характеристику, Так как эта последняя часть магнитопровада располо>кена 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 выбрать и желаемую характеристику зависимости угла опережения от оборотов вала двигателя. В датчике с секционным магнитоправодо л (фиг. 2) две обмотки создают постоянный магнитный поток, путем прохождения через них постоянйого тока. При вращении валика магнитопроводы 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 них постоянного тока, При вращении валика средний стержень магнитопровода подключается с помощью одной вставки 6 с нижним крайним стержнем, а затем с помощыа другой вставки 7 с верхним крайним стержнем. В результате чего в обмотках магнитоправода, расположенном на среднем стержне 10 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 но переменному магнитному полю. Датчик обеспечивает получение прямой пропорциональной зависимости угла опережения от числа оборотов двигателя. Это приводит к экономии горючего, повы20 шению мощности двигателя и снижению токсичности выхлопных газов. В то же время в системе опережение зажигания происходит непосредственно в датчике без введения дополнительных элементов. Тем самым упрощается функциональное назначение электронного блока, что ведет к упрощению конструкции системы зажигания, и, в коне нам счете, к снижению стоимости и повышению надежности ее работы. Формула изобретения 1. Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннега сгорания, содержащий корпус, валик, магнитапровод 30 и магнит с палlасами, причем магнитоправод и магнит установлены с возможностью перемещения один относительно другого и изменения угла опережения зажигай я при изменении скорости вращения t--алика, отличающийся тем, что, с целью 40 упрощения конструкции, магнитопровод выполнен составным из параллельна р:3cположенных слоев с различными частотными характеристиками, причем слой, име.ащий более низкую частотную характеристику, расположен са смещением от.насительно слоя с более высокой частотной характеристикой в сторону уменьшения расстояния между палюoîì и магнитоправодом потраектари". их относи50 тельного перемещения. 2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю vI и и с я тем, чта по меньшей мера адин с;:ой магнитоправода выполнен из электрогехнической стали, а другой — из феррита. 3. Датчик по и. 1, а т л и ч а ю шийся тем, что слои магнитопровода выполнены с различной толщиной. 15 переменное напряжение, пропорциональ4. Датчик по пп. 1-3, о т л и ч а го щ и йс я тем, что магнитоп ровод установлен на валике. 5. Датчик по пп. 1 — 3, о т л и ч а е щ и йс в тем, что магнитопровод установлен на корпусе. 1776866 Составитель В.Степанов Техред M.Ìoðãeíòàë Корректор А,Коэориз Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 1Q1 Заказ 4109 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
