Устройство для одновременного определения скорости и углового положения вала двигателя внутреннего сгорания

(33) РК 61 ОВРЕМЕННОГОУГЛОВОГО ПОВНУТРЕННЕГО ся к двиг т упроститьдержит махом, содержас одной сторжнем (С) 4беспечивает ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(46) 23.05.87. Бюл. Р 1 (71) Дюсселье э Ко (ГК) (72) Мишель Маршаль (РК (53) 621.43,001 (088.8) (56) Патент ФРГ У 23570 кл. Н 02 К 24/00, 1975, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДН ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И ЛОЖЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ СГОРАНИЯ(57) Изобретение относи телестроению и поэволяе конструкцию. Устр-во со вик 1 двигателя с венцо щим ступицу 2, Зубцы 3 роны соседствуют со сге в ступице 2. Датчик 5 о определение скорости двигателя посредством сигналов датчика. Датчик5 относится к индуктивному типу исодержит магнитный сердечник, приемную катушку и генератор магнитногопотока. Форма и количество С 4 могутбыть различны. Прохождение С 4 передпервым полюсным выступом ведет к изменению нормального магнитного сопротивления магнитной цепи, существующей для датчика между двумя зубцами3. Зазор между вторым полюсным выступом и впадиной зубцов компенсируетсяприсутствием С 4. Каждый из проходовС 4 под первым полюсным выступом выражается на выходе датчика в виде отсутствия впадины в зубчатом венцеили в виде одиночного зубца, Это легко поддается выделению по частоте,по амплитуде или по ним обеим в используемой далее электронной схеме,12 э.п, ф - лы, 5 ил,60 направления,1 13133Изобретение относится к устройст"вам для определения скорости и углового положения вала двигателя внутреннего сгорания на основе многоэубчатого диска, в частности предназначается для электронного зажигания или контроля двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьшение стоимости. 10На фиг, 1 показан вариант выполнения предлагаемого устройства дляодновременного определения скоростии углового положения вала четырехтактного четырехцилиндрового дви-.гателя, снабженного зажиганием с механическим распределителем, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1на фиг. 3 - вариант выполнения магнитного сердечника индуктивного датчика; на фиг. 4 - то же, вид сверху,на фиг. 5 - то же, вид сбоку.Устройство содержит маховик 1 двигателя, снабженный венцом, содержащимступицу 2. Зубцы 3 с одной сторонырасположены рядом со стержнем 4 вступице 2. Датчик 5 обеспечивает определение скорости двигателя посредством сигналов.Датчик 5 относится к индуктивному З 0типу и содержит магнитный сердечник6, приемную катушку 7 и генератор 8магнитного потока, расположенные впервичном корпусе 9, окруженном элементом 10 трубчатой формы, Датчик 355 закреплен за основание или фланец11, Разъем 12 служит для связи междуактивными элементами датчика 5 и схемы 13, предназначенной для обработкисигналов, вырабатываемых датчиком 5, 40а сигналы с выхода схемы 13 направляются на электронное вычислительноеустройство.Метка-репер положения цилиндравыполнена в форме двух стержней 4, 45количество которых соответствует половине числа цилиндров четырехтактногодвигателя, Стержни 4 располагаются радиально по периферии ступицы 2 маховика и представляют положение верхних мертвых точек,Причем стержни 4 располагаются между зубцами 3 и помещены продольно на некотором выбранном расстоянии от венца с зубцами 3 в соответствии с размером активной части магнитного сердечника 6 датчика 5 с учетом разброса на сторонах зацепления шестерни пусковогоустройства с венцом маховика 1 двигателя.Магнитный сердечник 6 датчика 5является одновременно собирающим инаправляющим устройством для магнитного потока (фиг. 3)Он состоитиэ .собирателя 14 магнитного потока,напротив которого помещен генератор8 магнитного потока, и представляетсобой магнит с двумя полюсными выступами 15 и 16, симметрично направляющими магнитный поток и соединен.ными с собирателем 14 магнитного потока через корпус 17, Кроме того,имеется кольцевое гнездо 18, где находится приемная катушка 7,При сборке устройства активнаячасть полюсного выступа 15 направлена к зубцам 3, а активная частьполюсного выступа 16 - к стержням 4.Метка-репер положения цилиндра может быть выполнена как в виде стержня, так и в виде выступа и может бытьсориентирована с зубцом 3 венца, находиться между двумя зубцами или охватывать несколько зубцов, Число реперов определяется типом зажигания,применяемом в двигателе, а также типом используемого двигателя, Так вдвигателе с зажиганием на статическом распределителе необходима лишьодна метка. Если в двигателе применяется зажигание с динамическим распределителем, т.е, зажигание классического типа, то число меток равнополовине числа цилиндров для четырехтактного двигателя, т,е. числу цилиндров для двухтактного двигателя,Магнитный сердечник 6 выполненбез зазора, но может быть выполнентакжеиз нескольких элементов, сердечник изготавливают из железа, мягкой стали, стали с добавкой кремнияи из феррита, Выступы 15 и 16 закрепляют на центре активной части сердечника 6, обращенной к метке, Онипредставляют собой непрерывную ленту, спускающуюся по краям для получения небольшой активной фронтальной площади со скосом 19. Активнаяповерхность выступов может быть плоской, а сами полюсные выступы находятся в различных плоскостях, Датчикрадиально сориентирован относительномаховика 1 (фиг, 1), но его можнотакже наклонить относительно этого3 1313Генератор 8 магнитного потока образован по крайней мере из одногоферритового магнита, из магнитныхматериалов типа "Триконал" или измагнита на основе редкоземельных ма 1териалов, например самарий-кобальта,а также с помощью возбуждающей катушки, расположенной вокруг магнитного материала. Причем приемную ивозбуждающую катушки можно полностью 1 Оразъединить или соединить в общейточке или выполнить в виде одной катушки,Средства регулировки относительного фазового сдвига между сигналомот зубцов З.и сигналом, созданнымметкой-репером положения цилиндров,входящие в состав схемы 13, можнопредставить в виде по меньшей мереодного конденсатора (фиг. 1), Такой 20конденсатор легко встраивается в датчик 5. Если же возбуждающая и приемная катушки имеют собственную емкость или резистивная нагрузка надатчик 5 мала, или эти условия сочетаются, то в средствах емкостной подрегулировки нет необходимости,Сигналы от датчика 5 можно обрабатывать,как синфазно, так и дифференциально.В предлагаемом устройстве можетбыть использован любой другой типдатчика, например датчик на эффектеХолла, на токах Фуко, оптическийдатчик,Устройство работает следующим образом.Если двигатель работает, то прохождение зубцов 3 перед полюсным высОтупом 15 приводит к периодическомуизменению магнитного сопротивлениямагнитной цепи, в результате на угловом интервале, разделяющем двастержня 4, на выходе датчика 5 образуется электрическая картина каждого из зубцов 3, причем частота сигнала отображает мгновенную скоростьвращения двигателя. Прохождение стержней 4 перед полюсным выступом 16приводит к изменению нормального магнитного сопротивления магнитной цепи,датчика 5 между двумя зубцами 3, изазор между полюсным выступом 15 ивпадиной зубцов компенсируется стержнем 4. Такая компенсация длины воздушного зазора приводит к получениюэквивалентного постоянного зазорамежду двумя последовательными зубпа 360ми венца, в результате чего сигналмодифицируется по частоте и амплитуде при прохождении стержня 4 переддатчиком 5. Поэтому каждый из проходов стержня 4 под полюсным выступом 16 выражается на выходе датчикав виде отсутствия впадины в зубчатомвенце или в виде одиночного зубца,что легко поддается выделению почастоте, амплитуде или по ним обеимв электронной схеме 13,Электронная схема 13 предназначена для обработки сигнала, принятого датчиком. Она содержит средствадля частотной дискриминации типа емкостей, обуславливающих в функциичастоты относительный фазовый сдвигмежду основным сигналом от зубцов 3и сигналом, созданным стержнями 4 сучетом индуктивности и собственнойемкости катушки 7 датчика на сердечнике 6, ее омической нагрузки и потерь в магнитном материале сердечника 6,Чтобы получить число электрических картин от зубцов на угловом интервале между двумя стержнями 4,точно равное числу зубцов, насчитываемых между стержнями, относительныйфазовый сдвиг между основным сигналом от зубцов 3 и сигналом от стержней 4 должен быть по крайней мереравен половине периода основного сигнала вне зависимости от частоты вращения двигателя,Формула изобретения1, Устройство для одновременного определения скорости и углового положения вала двигателя внутреннего сгорания на основе маховика двигателя автомобиля, содержащего венец с зубцами, выполненными с возможностью прохождения перед бесконтактным датчиком и взаимодействия с ним для определения скорости вращения двигателя, причем бесконтактный датчик выполнен в виде приемной катушки, генератора магнитного потока и магнитного сердечника с активной частью, выход датчика присоединен к схеме обработки принятого сигнала, выполненной для управления распределением зажигания двигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство дополнительно содержит вспомогательный диск и по меньшей мере одну метку 1313360Устройство по и.щ е е с я тем оложения поршня в ержня, установлен маховика,Устройство по и. щ е е с я тем,выполнена в виде 1, о т л ичто метка-реыполнена в виного сбоку от чаю пер п де ст зубца6, чаю 1, о тли что меткастержня,усрепер 35 40 репер, причем диск размещен у маховика и связан с ним, метка-репер размещена радиально на диске сбоку от зубьев маховика под заданным углом относительно верхней мертвой точки по меньшей мере одного иэ цилиндров с возможностью взаимодействия с бесконтактным датчиком при вращении ма ховика двигателя, активная часть магнитного сердечника бесконтактного 10 датчика, перед которой проходят зубцы и метка-репер, имеет вид полюсных выступов, соединенных друг с другом и разнесенных на расстоянии, равное расстоянию в осевом направлении меж ду зубьями маховика и меткой-репером.2 Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что полюсные выступы выполнены прилегающими к центру активной части магнитного сердеч ника.3, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор магнитного потока образован по меньшей мере иэ одного элемента из намагничиваемого материала4. Устройствопо п. 1, о т л и ч а ю щ е е С я тем, что генератор магнитного потока образован катушкой, размещенной вокруг элемента иэ маг- З 0 нитного материала. тановленного сбоку от впадины между соседними зубьями маховика.7. Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что метка-репер выполнена с размерами, позволяющими охватить два соседних зуба маховика.8. Устройство по и. 1, о т л и ч. а ю щ е е с я тем, что метка-репер содержит несколько стержней,установленных сбоку от нескольких впадин между зубьями маховика9, Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что метка-репер содержит несколько последовательно установленных стержней, сориентированных поочередно с последовательными впадиной и зубом маховика,10, Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вспомогательный диск содержит множество меток-реперов, количество которых равно половине числа цилиндров для двухтактного двигателя,11. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схема обработки принятого сигнала содержитемкостные средства для регулировкиотносительного фазового сдвига между сигналом, созданным зубом маховика, и сигналом, созданным меткой-репером.12. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что емкостные средства содержат по меньшей мере один конденсатор, встроенный в.бесконтактный датчик,13. Устройство по п, 12, о т л ич а ю щ е е с я тем, что емкостныесредства образованы самими катушками,1313360 15 Составитель Н,ПатрахалРедактор О,Бугир Техред М.Ходанич Корректор Н,Кор ПодписноеСР аказ 4/ изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек 85/59 ТиражВНИИПИ Госуда по делам изо 113035, Москва,ственного комитета ретений и открытий Ж, Раушская наб