專(zhuān)利名稱(chēng):內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的制作方法
本發(fā)明關(guān)系到一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，特別是與可以配用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)有關(guān)。
按照一種已知裝置，如美國(guó)書(shū)8799137所提出的裝置，磁鐵成圓筒狀地固定在隨內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)的軸上，沿著圓筒狀磁鐵的外圓周固定著脈沖發(fā)生器，同磁鐵一起運(yùn)動(dòng)的圓盤(pán)形磁極在脈沖發(fā)生器中產(chǎn)生輸出信號(hào)，這些輸出信號(hào)控制著點(diǎn)火線(xiàn)路。
但是，在上述裝置中，做為勵(lì)磁源的半圓環(huán)形永久磁鐵沿著徑向磁化，并彼此對(duì)置，被布置成圓筒狀。此外，圓盤(pán)形的磁極僅裝在一側(cè)表面上，以激勵(lì)脈沖發(fā)生器。再有，與半圓形磁鐵形狀幾乎相同的磁極只疊加到該磁鐵的一側(cè)表面，以形成北極與南極間的間隙，從而使脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈中的感應(yīng)磁通量受到這個(gè)間隙的影響而倒轉(zhuǎn)方向，而且，在每個(gè)磁極板圓周的中間部分，即南北極間磁場(chǎng)最強(qiáng)的部位，由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生正常的點(diǎn)火信號(hào)。然而在這個(gè)例子中，在兩次正常的點(diǎn)火信號(hào)之間，當(dāng)脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈中的感應(yīng)磁場(chǎng)受到上述間隙的作用而轉(zhuǎn)向時(shí)，脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈將產(chǎn)生與正常點(diǎn)火信號(hào)同相位的雜波信號(hào)。其結(jié)果，在點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生誤操作。
進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)角度說(shuō)，半圓形磁鐵不便于安裝操作和磁化處理。由于用很大力量才能把兩半磁鐵組裝在一起，也使可靠性下降。
按照另一種已有的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，如美國(guó)3715650號(hào)書(shū)所介紹，沿軸向磁化的半圓環(huán)形磁鐵布置成圓筒形式，在其兩端表面上，疊裝上同為半圓環(huán)形的磁極板，以形成南北極間的間隙，脈沖發(fā)生器兩極間的磁通量由于該間隙的存在而改變，從而取得輸出信號(hào)。但是，這種裝置也有與上述3799137號(hào)美國(guó)專(zhuān)利裝置同樣的缺點(diǎn)，而且因?yàn)橛昧藘蓚€(gè)半圓環(huán)形磁鐵，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。進(jìn)一步說(shuō)，需要增加分成兩組的四塊磁極板。其結(jié)果，這種結(jié)構(gòu)幾乎無(wú)法抵抗高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，這在實(shí)際應(yīng)用中是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的，就是要提供一種內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，這種信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生基本消除誤點(diǎn)火的電壓信號(hào)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器采用了新型的轉(zhuǎn)子和定子。其中轉(zhuǎn)子的構(gòu)造包括沿軸向極化的圓筒狀磁鐵，和裝在該圓筒狀磁鐵的兩端上，構(gòu)成南北極的兩個(gè)圓盤(pán)形極板。這樣來(lái)安裝定子各個(gè)定子把上述兩塊磁極板夾在中間，每個(gè)定子的一端對(duì)著磁極板的北極，另一端對(duì)著磁極板的南極，定子的中間則繞著脈沖發(fā)生器的線(xiàn)圈。這里，最重要的是，兩個(gè)圓盤(pán)形磁極板每塊上都有直徑不同的階梯段。換言之，圓盤(pán)形磁極板是由兩部分組成的，一部分的外徑大于圓筒狀磁鐵的外徑。另一部分的外徑則小于圓筒狀磁鐵的外徑，兩部分連接處所形成的周向的階梯由曲線(xiàn)過(guò)渡。
因此，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈到達(dá)磁極板外圓周漸變段時(shí)，磁通量的改變很緩慢，但是在脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈中的感生磁場(chǎng)的方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，可以防止在這一時(shí)刻產(chǎn)生的電壓波形中出現(xiàn)與正常點(diǎn)火信號(hào)同極性的輸出電壓。
如上所述，按照本發(fā)明，可以消除脈沖發(fā)生器的輸出錯(cuò)誤。所謂輸出錯(cuò)誤是指，按正常點(diǎn)火定時(shí)發(fā)生的正常點(diǎn)火信號(hào)中，混有與正常信號(hào)同極性的干擾信號(hào)。而這種錯(cuò)誤在傳統(tǒng)形式的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器中是不可避免的。
圖1為裝有根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的磁電機(jī)的橫剖視圖。
圖2為圖1所示磁電機(jī)的縱剖視圖;
圖3為脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的立體圖;
圖4為圖3所示脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的正視圖;
圖5為圖3所示脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的分解立體圖;
圖6為一立體圖，表示圖3中的圓盤(pán)形磁極板的布置方式;
圖7為脈沖發(fā)生器定子的立體圖;
圖8為圖7所示定子的分解立體圖;
圖9所示為脈沖發(fā)生器芯子中的磁路;
圖10所示為脈沖發(fā)生器中的磁通量波形和輸出電壓波形。
參閱圖1和圖2，標(biāo)引數(shù)字1代表內(nèi)燃機(jī)的輸出軸。在該輸出軸一端的漸縮段1A上，用螺母3固定著圓柱形中心套筒2。鋼制的杯狀飛輪4的輪盤(pán)中部，用由標(biāo)引數(shù)字5代表的鉚釘鉚接在套筒2的法蘭盤(pán)2A上。
在飛輪4內(nèi)壁面的圓周上，裝有若干沿徑向極化的永久磁鐵6，構(gòu)成幾對(duì)極性交錯(cuò)的磁極。在每塊永久磁鐵6的內(nèi)圓周壁面上，各裝兩塊磁極板7，兩塊極板7之間在周向留有間隔。與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體14同軸安裝的定子9與永久磁鐵6的內(nèi)圓周表面對(duì)峙，相互間保持一個(gè)小間隙。定子9的構(gòu)成為圓環(huán)形芯體9A，上面有多個(gè)沿徑向突出的磁極9B。各磁極上分別繞著給蓄電池充電用的線(xiàn)圈10，和作為點(diǎn)火系統(tǒng)電源的線(xiàn)圈10A。飛輪4，中心套筒2，以及脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11，共同構(gòu)成統(tǒng)一的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
在中心套筒2的外圓周上，裝有脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，其作用是產(chǎn)生點(diǎn)火信號(hào)。定子12通過(guò)底座13固定在發(fā)動(dòng)機(jī)箱體14上，并與轉(zhuǎn)子11對(duì)峙。由圖5可見(jiàn)，脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11的構(gòu)成為近于圓盤(pán)形的磁極板16，17，分別裝在圓筒狀磁鐵15的兩端面上;該圓筒狀磁鐵15沿著軸向極化，并套在用非磁性金屬制作的套筒18上;套筒18一端帶有定位法蘭18A，整個(gè)套筒18作為轉(zhuǎn)子11的心軸。磁極板16、17的圓周由小圓環(huán)段16A、17A和大圓環(huán)段16B、17B組成，小圓環(huán)段16A、17A的直徑約等于圓筒狀磁鐵15的外徑，大圓環(huán)段16B、17B占據(jù)了略大于半圓的圓弧，并向外伸出。在圓盤(pán)形磁極板16、17的一側(cè)，陡降的階梯16C和17C連接大圓環(huán)段和小圓環(huán)段，大小圓環(huán)在另一側(cè)的連接，則是由半徑約等于階梯高度的半圓過(guò)渡，形成階梯16D和17D，階梯16D、17D與階梯16C、17C之間相差180度圓弧。
安裝磁極板16、17時(shí)，使階梯部位16C與17C的臺(tái)階面相互對(duì)置，其軸向延伸線(xiàn)間距定為l(圖3)。但是在另一側(cè)，即階梯16D和17D的位置，兩塊磁極板16、17在軸向相互搭交。接著看圖5，磁極板16裝在套筒18上，并由法蘭18A限定其軸向位置。然后，往套筒18上裝圓筒狀磁鐵15，最后裝上另一磁極板17，從而構(gòu)成脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11，上述這些零件都用粘合劑緊緊粘到一起。
圖6表示磁極板16和17之間的相互位置關(guān)系。
磁極板16和17各包括半徑相同的扁平盤(pán)，也就是說(shuō)，在階梯16C和17C的位置上具有相等的最大半徑。在圖6所示的磁極板狀態(tài)中，把磁極板17繞著同時(shí)與C-C′線(xiàn)和L-L′軸相垂直的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)約180度，就與磁極板16處于圖3所示的對(duì)置狀態(tài)。在圖3所示的狀態(tài)，兩個(gè)階梯面16C與17C之間形成間距l(xiāng)。不過(guò)，此間距l(xiāng)也可以沒(méi)有?；蛘哒f(shuō)，兩個(gè)磁極板的階梯部位16C和17C也可以布置成軸向交搭的狀態(tài)。但是，如果處于這種搭交狀態(tài)，那么搭交段的長(zhǎng)度l必須滿(mǎn)足l≤L的條件，其中L表示芯子的中心件21上沿軸向延伸部分的寬度，見(jiàn)圖8。至于階梯部位16D和17D的搭交長(zhǎng)度1′，也必須滿(mǎn)足l′≥L′的條件，這里，L′代表定子12的中心極柱21與兩側(cè)極柱19B或19C中任一個(gè)的間距，如圖9所示。
參閱圖7和圖8，定子的芯子19是由略呈U型的磁鋼板沖壓成形的，如圖8A所示。定子芯19的基部19A豎直向上折起，與之同方向朝上折起的還有一側(cè)翼端部19B，另一側(cè)翼端部19C則朝相反方向，即向下折，這樣來(lái)構(gòu)成磁極的整體。在側(cè)翼磁極板19B與19C之間，插入T形的中心極柱21，上面繞著圓柱形的脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈20，中心極柱21的后端與定子芯19固連。作為基本部件的脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈20，外面用合成樹(shù)脂包裹，只露出中心極柱21的前端。磁極柱21沿軸向延伸部分的長(zhǎng)度約等于圓盤(pán)形磁極板16和17安裝后的間距。
定子12被螺栓23固定到底座13上，如圖1和圖2所示，磁極板19B、19C和21組成E形，與脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11的外圓周表面相對(duì)峙。
圖9A表示飛輪和脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11隨著發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，此時(shí)北極N接近定子芯19的磁極板19B和中心極柱21，南極S接近極板19C。這一狀態(tài)隨后轉(zhuǎn)變?yōu)槟蠘OS接近中心極柱21的狀態(tài)，如圖9B所示。此時(shí)，通過(guò)脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈20的磁通量方向發(fā)生突變，因而由線(xiàn)圈20產(chǎn)生一輸出電壓。這一輸出電壓隨著磁通量的改變而變化，如圖10A與圖10B所示。也就是說(shuō)，當(dāng)階梯部位16C、17C到達(dá)定子12的中心極柱21位置時(shí)，在脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈20中感應(yīng)出一個(gè)正常的點(diǎn)火信號(hào)電壓30，除此之外，當(dāng)階梯部位16D和17D到達(dá)中心極柱21位置，引起磁場(chǎng)極性從負(fù)轉(zhuǎn)正，如圖10A所示，這時(shí)，在脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈20中還會(huì)感應(yīng)出與脈沖信號(hào)30反相的一對(duì)脈沖輸出信號(hào)33。由階梯段16D和17D產(chǎn)生的脈沖，其波形與由階梯段16C和17C所產(chǎn)生的脈沖波形一樣尖。如果在這些相互對(duì)應(yīng)的階梯部位保留間距1，那么就會(huì)在距負(fù)的小脈沖32半周期的相位上，產(chǎn)生出與負(fù)脈沖32強(qiáng)度相同的正干擾脈沖。所幸的是，根據(jù)本發(fā)明，階梯段16D和17D都是圓弧過(guò)渡的形式，如圖4所示。因此，磁通量的變化很慢，從而把與正常點(diǎn)火信號(hào)同相位的干擾電壓信號(hào)抑制為很小的值。
圖3到圖6所介紹的實(shí)施例中，都有第二階梯段16D和17D。但是，在圓盤(pán)形磁極板16、17的外圓周上，除了第一階梯段16C、17C以外，其它部分也可以采用逐漸變化的曲線(xiàn)，而不必作出階梯段16D和17D，仍可獲得與圖10同樣的輸出脈沖波形。
圖9所介紹的實(shí)施例中，脈沖發(fā)生器定子呈E形。但是根據(jù)本發(fā)明，磁極板19B和19C二者可任意省去一個(gè)。換句話(huà)說(shuō)，可以采用U形的脈沖發(fā)生器定子。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，在電容充放電式的點(diǎn)火線(xiàn)路中，不會(huì)有高值的干擾脈沖電壓加到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件上，即使在高速工作情況下，也不致有誤點(diǎn)火現(xiàn)象。只有正常信號(hào)電壓30才能在點(diǎn)火線(xiàn)圈中產(chǎn)生高電壓，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，始終能夠可靠地產(chǎn)生點(diǎn)火能量。
進(jìn)一步說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子11由圓筒狀磁鐵15和圓盤(pán)形磁極板16、17組成，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單。因此，能夠以很高的效率制造和裝配脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子，而且可以隨意調(diào)節(jié)兩個(gè)磁極板間的間距1。
上述各零部件都制成圓環(huán)形，并與作為心軸的套筒18同軸地安裝。因此即使受到高轉(zhuǎn)速時(shí)離心力的作用，脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度也很穩(wěn)定，可靠性有所提高。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中包括主發(fā)電機(jī)，具有一個(gè)隨內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的杯狀飛輪(4)，在其內(nèi)圓周壁面上裝有多個(gè)磁鐵(6)，與這些磁鐵(6)相對(duì)峙，設(shè)有定子(9)；信號(hào)發(fā)生器，具有一個(gè)中心套筒(2)，該套筒裝在上述飛輪(4)的輪盤(pán)中部，在其外壁面上裝有激勵(lì)脈沖發(fā)生器的磁鐵(11)，定子(12)裝在這些激勵(lì)脈沖發(fā)生器的磁鐵外側(cè)，并與之對(duì)峙，相互間保持一定間隙；在上述信號(hào)發(fā)生器中，還有轉(zhuǎn)子(11)，由一個(gè)沿軸向極化的圓筒狀磁鐵(15)和兩個(gè)圓盤(pán)狀的磁極板(16、17)組成，這兩個(gè)磁極板分別裝在圓筒狀磁鐵(15)的兩個(gè)端面上，形成北極和南極；定子(12)，把上述磁極板(16、17)夾在中間，其芯體(19)的中間部分(21)上繞著脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈(20)，芯體(19)的一端(19B)與上述磁極板(16、17)的北極對(duì)峙，另一端(19C)則與南極對(duì)峙；在上述圓盤(pán)形磁極板(16、17)上，弧段(16A、17A)和弧段(16B、17B)之間，形成第一階梯段(16C、17C)，其中弧段(16B、17B)的直徑大于上述圓筒狀磁鐵(15)的外徑，而弧段(16A、17A)的直徑小于上述弧段(16B、17B)的直徑，上述階梯段(16C、17C)與曲線(xiàn)段16A、16B、17A、17B相連接，這些曲線(xiàn)段沿著上述磁極板(16、17)的周邊逐漸變化。
2.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，在其中的圓盤(pán)形磁極板(16、17)上，上述的第一階梯段(16C、17C)從軸向看彼此相對(duì)，第二階梯段(16D、17D)則在軸向相互重合。
3.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的圓盤(pán)形磁極板(16、17)上，有較小的半圓段(16A、17A)，其直徑約等于上述圓筒狀磁鐵(15)的外徑，還有半圓段(16B、17B)，其直徑大于上述圓筒狀磁鐵(15)的外徑。
4.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的兩個(gè)呈圓盤(pán)形的磁極板(16、17)在上述第一階梯(16C、17C)處具有相等的最大直徑，并且，將其中一塊磁極板(17)繞著垂直于兩個(gè)磁極板(16、17)中軸線(xiàn)L-L′的一條直線(xiàn)調(diào)轉(zhuǎn)約180度，使之與磁極板(16)相互對(duì)置。
5.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的每一個(gè)定子(12)由側(cè)極柱(19B)、側(cè)極柱(19C)、和中間極柱(21)組成，側(cè)極柱(19B)與上述圓盤(pán)形磁極板(16、17)外圓周上的北磁極相對(duì)置，側(cè)極柱(19C)與該外圓周上的南磁極相對(duì)置，中間極柱(21)則位于兩側(cè)極柱(19B、19C)之間，并與上述圓筒狀磁鐵的外圓周相對(duì)置，每個(gè)定子都呈E形，脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈(20)繞在其中間極柱(21)上。
6.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的每個(gè)定子(12)由一個(gè)側(cè)極柱和一個(gè)主極柱(21)組成，并呈U型，該側(cè)極柱與上述圓盤(pán)形磁極板(16、17)外圓周上的北磁極相對(duì)置，該主極柱(21)則與上述外圓周上的南磁極相對(duì)置，主極柱(21)上還繞著脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈(20)。
7.如權(quán)利要求
1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的第一階梯(16C、17C)在軸向互相搭交，其間距1滿(mǎn)足關(guān)系式1≤L，其中L代表芯體(19)上沿著軸向延伸的中間極柱(21)部分的寬度。
8.如權(quán)利要求
5所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的圓盤(pán)形磁極板(16、17)有沿軸向重合的第二階梯段(16D、17D)，重合段保持1′≥L′的關(guān)系，其中L′代表上述E形定子(12)的中間極柱(21)與任一側(cè)極柱(19B)或(19C)之間的距離。
9.如權(quán)利要求
6所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，其中的圓盤(pán)形磁極板(16、17)有沿軸向重合的第二階梯段(16D、17D)，重合段保持1′≥L′的關(guān)系，其中L′代表上述U型定子(12)上主極柱(21)與側(cè)極柱(19B或19C)之間的距離。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器，包括轉(zhuǎn)子和定子，其中的轉(zhuǎn)子包括一個(gè)沿軸向極化的圓筒狀磁鐵，以及兩塊圓盤(pán)形的磁極板，裝在圓筒狀磁鐵的兩端面上以構(gòu)成南磁極和北磁極，定子布置成把上述兩塊磁極板夾在中間；每個(gè)定子的一端對(duì)著磁極板的北極，另一端對(duì)著磁極板的南極，中間極柱上繞有脈沖發(fā)生器線(xiàn)圈。兩個(gè)圓盤(pán)形磁極板每個(gè)都有階梯段，由一段大于圓筒狀磁鐵外徑的圓周和一段小于圓筒狀磁鐵外徑的圓周形成，兩個(gè)磁極板圓周上的階梯部分由逐漸改變的曲線(xiàn)過(guò)渡連接。
文檔編號(hào)F02P1/00GK85103104SQ85103104
公開(kāi)日1987年1月28日 申請(qǐng)日期1985年4月24日
發(fā)明者神山高樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan