Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннего сгорания

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 76866 А 1 19) 5/О ЕН КА ова и тактн упро "ЭнерК СИС- ВНУТемы загоран и ю Сущ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) 05.02.9046) 23,11.92. Бюл. ЬЬ 4371) Омский политехнический инсти(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯРЕННЕГО СГОРАНИЯ57) Электромагнитный датчик систжигания двигателя внутреннего сотносится к злектрооборудовани Изобретение относится к злектрообору дованию двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано в системах зажи гания 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. ность изобретения: для определения зажигания магнитопровод датчика выполнен составным из параллельно соединенных в магнитной системе слоев, Одна часть этих . слоев обладает низкочастоткой, другая - более высокочастотной характеристикой. Причем первая часть магнитопровода расположека со смещением относительно другой части в сторону уменьшения расстояния между поласом 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 3 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 опе- Со режения, Однако подобкые датчики не СЬ 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.юаавЪНаиболее 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 17 1688ЦОВЛЕНЫ С ВОЗМО);НОС ЬГО ГОРЕГ 11)8 НИЯ ОДИ)1 а"Г)10 СЛГел 1130 Г) )У (ЬГО И И)менец 1 Я УГ- л ац 01) 8 ж 8и г з я и г а3 я) 11 и з м 81 3ъи ( Кара Т 3 ВЯЛИГ а С)ХНЯ Сь -Я ОИ ЗХ 5)КООГЛЯ,. НЛТ)3 Ц Да ПИК Г 351813 З(.)Л)Ц 3: ГПГ 5 Г Гельс Гаты 1 Гл, 303 струкцля,хГт:3 яка с)а ) Ии тел ьО сл О к 1 а, 1 а с ц О л Р) ке цс ;5) рк )":;. Й ц их зьОРОВ ОПР 1118515)етЯ ,ИР,1 31 10;. ж 8 ия уроВ 38 л Вкхючеия 0-,0);.Яек тРО 3 ОИ ЧЯСти СцстеГ 1 Ы;,Я Л: н ГГосколь,(у этот уровеьп цацрх)ка 33 Изма. ПЯ 8 3 ся П 131 изменен и 1 Окру)3(аО 85 1(.". 8" ратур 3, то Обеспечить па;,ЯГетр) д 1 алей 1 х)ЯГ 3 ка для цалуче)ия задац;цгс) Оц Г)8) 8- ния стаОВ 1 тся сложным,Цель изобротения - упоощение к(ц:, ргл1 Оставленная ц 8 ль даст)1 ГЯ 8 ся т: "Г . Гз эх 8 ктООГлаГ)итнОм датчике сис ГВГ 3:).11- гания двигатехя внутреннега с.0 ьа 31, срД 8 ) ) Д М КОРПУС, В Я Л И К, ГЯ3 и т Г Ц 1О Г 0 ХЬ маГнит с 330 л)асями прич 8 м мяГнитОПГ)Од и Г)ЯГ 53)т устанОВлены с ВсзмОжнасть 0 це 08 Г 8 Щ 81 ИЯ ОДИН ОТНОСИ 58 ЛЬНО Х)РУГ)ГО 1 1".3- 138383 и) угла ог)ереженця зяжигалля цри )злз 38)135 ск 01)асти ВГ,3381315 Валика, маг" нитоцравод Выпал 83 сосгавлецньи из цаРллл(х,10 РЯГ цала)кец 1 хИ)ГГ Оазхич) ы ми ястатЫми харяк )аристи я 43, прОГл сла 1 у.,Оп 1 более 3 изк,30 :.с- тОтГ)уО харатер.1 у, распОлажец сО с)О" щением СтнОсит:.л 3 О алая с бал 880)к 011 ч я с тат н О 11 х Я 1) Й к т 8 .)с т и к 0 Й В ст 0 Гэ О ц у ч)л 8 ньшбн)я расс 10 нл 51 Глежду Г 10 люсОГ 1 и Г)анитог)равадо 1 по траектари их атнссцтцл),наО Гре;1 зГ 3335 В ОВ 1м и Вя)ланТОВ;)ЛВКТРОМЗГНИ 300 ВЛГЧ:.(Я ЦО МНЬВец МаРЕ ОДИН С 301 Ма)-.:;110 )ОГ)ОДЯ ВЬ 31 О)13831 из злеИ ратех 1338 ска Гцл. а л)1(з фаррита. Б другом Вариа:8 з)актрГла 53 ит 1 ОГО дахчика сх 0 л маГ 1 ита)ОГа ВПсл Ы ЦЗ ЗХ 8 КТРОГОХфЦЦ 8 С;(;й дТГ 1 1 эазх)и 35 ОЙ талвинО 51, Б ГО,08,33 1 ьшеУПОМЯКУТ 08 ОС 0008 ВЫ 105 НЯИ 8 М; ЦГО- провода может бьть тсльк ца Валика Датчика, либо талька ца корпусе Датчцка, либа савместно как ня Валика, та( 11 на кар" пусе. 1 акое Выпалне 1 ие датчика пазсаляет 138 ПОСГ)8 Дственна Г)алУЯ на Вьхц Ггеин соидальнае напряжение, сдвинутое цо фа( е атнаситех)ьно геометрическн о р(. и Гь)оя(8- ни 53 Валика на Определенныл угал,На фи 1 - 4 схематическ 1 изГ)р)нь Общие Видь электрамЯГнитнОГО Дат 3(а В различных вариантах; на фиГ. 5 - 8 - ВЯГ)иэнты выполнения магнитоправода дат 311 кГ),Злектрамагнитиы 1 датчик содер(11 т корпус, валик, магнитопровод 1, на котором мОГут быть распОложень 1 ОбмОтки 2, и маГ- нит 3 с пол)осами. Х 1 агитопровод 1 и маг. ни) усановлены с возможностью перемецеия Один относительно другого и изменения угла Опережения зажигания при изменении скорости вращения валика. На 5 вахике Глоы(ет быть установлен постоянныймапит 3 (фиг. 1), магнитопровод в виде секций 4, механически скрепленных между собой с помощью немагнитного материала 5 Д и. 2) или мапитапровод в виде вставок 6, 10 7 фг, 3), скрепленных между собой также спомощью немагнитного материала 5. Датчик может быть выполнен с элементом 8 Холла, который располагается перпендикулярно магнитным силовым линиям (фиг. 4). 5 Оц может быть прикрепле)Г к торцу ярмамягнитопровода 1. Магнитопровод датчика Выпален из слоев, В простейшем случае из Двух слоев, образующих части магнитопро- ВОДЯ. Например, одна часть 9 из 2-3 мм ,0 пластин злактратехническай стали, а другаячасть 10 из феррита или из более тонких ( =: 0,2-.0,3 мм) пластин электротехнической стали. Обе части магнитопровода могут ох. ГЯть 1)атОя Общей обмоткой фиг, 5) или 25 иметь раздельные полуабмотки 2, 21, соеД)НВць)8 ме,кду собой последовательно ,НГ, б, ОГ.8 части 9, 10 магнитопровода могут 1 .ВГь Глежду собой плавный переход, напри)лер, гц )пал 8 нием иэ электротехниче скоп с.Гали с Гостепенным уменьшениемГслшины Г)ластин (риг. 7), Во всех случаях ст (1, имск)щая более низкую частотную харалер)стку, расположена со ОГлещениОмВноси;ельно части 10 магнитопровода, 35 имеющега более высокую частотную характеристику в сторону уменьшения расстояцця между полюсам и магнитоправодом по граактории их относитеьнага перемещеця, На фиг, 5, 6, 7, 8 условное направление 40 Валика показана стрелкой. Выполнениемягнитопровада со смещением его частей может оказаться более удобным путем смещения пластин относительно направления Вращения валика фиг. 2, 8). Но и в этом 45 случае часть магнитопровода, имеющая более низкую частотную характеристику, рас. положена со смещением относительночасти, имаащей более высоку)о чаСтотную характеристику в сторону уменьшения рас стояния между полюсом и магнитопроводом по траектории их относительного перемещения, Вышеописанное выполнение магнитапровода составным в виде различных слоев в одном случае может быть 55 устянавленоталько на корпусе датчика(фиг,1), в другом - только на валике, а на корпусе при атом остается обычным, т.е. аналогично выполнению обычных датчиков, но более эффективным будет выполнение магнито 1776866провода 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 статара, будет определяться магниткой индукцией всего магнитопровода. При быстром 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 магнитаправода. Основной магнитный поток, проходящий через магнитапровад, будет определяться в этом случае магнитной индукцией только части магнитоправада, имеащей более высокую частотную характеристику, Так как эта последняя часть магнитопровада располакена перед частью магнитоправада, имеющей более низкую частотную характеристику, та 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 ат оборотов вала двигателя. Соответствующим выбором талщин пластин можно выбрать и желаемую характеристику зависимости угла опережения от оборотов вала двигателя. В датчике с секционным магнитоправадом (фиг, 2) две обмотки создают постоянный магнитный поток, путем прохождения через них постоянйаго 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, повы 20 шению мощности двигателя и снижению токсичности выхлопных газов, В то же время в системе опережение зажигания происходит непосредственна в датчике без 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 повышению надежности ее работы.Формула изобретения 1. Электромагнитный датчик системы зажигания двигателя внутреннега сгорания, содержащий корпус, валик, магнитоправад 30 и магнит с паласами, причем магнитоправод и магнит установлены с возможностью перемещения один относительна другого и изменения угла опережения зажигания при изменении скорости вращения валика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цель;о 40 упрощения конструкции, магнитоправад выполнен составным из параллельна расположенных слоев с различными частотными характеристиками, причем слой, име.ощий более низкуо частотную характеристику, расположен са смещением ат.насительна слоя с более высокой частотной характеристикой в сторону уменьшения расстояния между полюсом и магнитаправадам по траектории их относи 50 тельного перемещения. 2, Датчик по и, 1, а т л и ч а ю щ и й с я тем, чта па меньшей мера адин с; й магнитаправада выполнен из электрагехнической стали, а другой - из феррита.З.Датчик пап.1,отл ича ю щийся тем, что слои магнитаправада выполнены с различной толщиной. 55 15 переменное напряжение, прапорциональ 4.Датчик по пп. 3-3, отл ича о щи йс я тем, что магцитоп ровод установлен на валике. 5. Датчик по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ и йс л тем, что магнитопровод установлен на корпусе.,Коэориз дак Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро арина, 101 Заказ 4109 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5