CN104153930B - 气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于多缸往复式气体燃料内燃机用的点火技术领域，提出一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置。所述正时装置所具有的正时盘（1）为圆盘形；正时盘（1）的外圆面为由120个沿圆周均布的正时齿（2）构成的齿状面；正时齿（2）中一个正时齿为“0”标记齿（3）；正时盘（1）的齿状面上具有缺齿面（4）；所述的缺齿面4形成的夹角为9°，用以使检测单元判断下一个工作循环的开始；对应所述的正时盘（1）配有用以采集正时齿夹角信号，并将夹角信号转换成脉冲信号的传感器（5）。本发明实现了多缸气体燃料内燃机的精确点火，保证了气体燃料内燃机的平稳运行。

Description

气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置
技术领城
本发明属于多缸往复式气体燃料内燃机的点火技术领域，特别涉及一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置。
背景技术
气体燃料内燃机属于点燃式发动机。在气体燃料内燃机运行过程中，为了保证良好、稳定的运行，就需要气体燃料内燃机各缸在恰当的时刻进行点火。正时装置的作用就是通过与其相匹配的传感器向气体燃料内燃机电子控制单元ECU发送点火正时触发信号。电子控制单元ECU对接收到的信号进行分析、处理后通过高压点火线圈控制各缸的点火时间，实现精确点火。因此，点火系统精度的高低，会在很大程度上影响气体燃料内燃机的点火可靠性及运行稳定性。
目前气体燃料内燃机电子控制单元ECU获取正时信号一般有两种方法：方法1：直接在输出飞轮的圆周面上钻孔，电子控制单元ECU通过传感器采集飞轮上孔的位置信息，从而获得正时信号；方法2：在气体燃料内燃机合适的位置安装一个圆盘，在圆盘的圆周面上钻孔，圆盘由发动机曲轴驱动，电子控制单元ECU通过此圆盘获取正时信号。
这两种正时信号的方法都是通过在圆周面上钻孔而获取，正时的精度由所钻孔的数量及孔分布夹角确定，钻孔的数量越多，孔与孔间夹角越小，其点火精度则越高。采用方法1，在飞轮的圆周面上钻孔会削减飞轮的强度，对于飞轮厚度较薄的气体燃料内燃机机型，不易采用此方法，即使飞轮有一定厚度可以钻孔，但钻孔后飞轮强度降低，给气体燃料内燃机带来安全隐患；采用方法2，受气体燃料内燃机空间限制，所安装圆盘不能太大。由于圆盘半径不大，圆周面上钻孔少，孔与孔之间的夹角大，传送给电子控制单元ECU的信号少，气体燃料内燃机不能够准确判断曲轴位置，造成点火精度低。因此，以上两种获取正时信号方法的精度都较低，只能用在缸数较少的气体燃料内燃机上。除此之外，随着科技的发展和市场对气体燃料内燃机单机功率需求的提高，气体燃料内燃机的气缸数量也相应增加。为了提高点火正时精度，正时圆盘上钻孔的数量就要增加，在圆盘半径不变的情况下增加孔的个数，不仅对机加工人的技术水平要求高，而且也会出现因孔距过小而导致传感器不能正常采集信号的现象。由此可见，以上两种正时方法，均难以满足缸数多、功率大的气体燃料内燃机正时精度的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置，使其能实现多缸气体燃料内燃机的精确点火，保证气体燃料内燃机的平稳运行。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置，所述的正时装置包括有正时盘和传感器；正时装置所具有的所述正时盘为圆盘形；所述正时盘的外圆面为由120个沿圆周均布的正时齿构成的齿状面；所述正时齿中的一个正时齿为用于确定盘体安装位置的“0”标记齿；所述正时盘的齿状面上具有去掉相邻两个正时齿所构成的缺齿面；所述的缺齿面形成的夹角为9°，用以使气体燃料内燃机电子控制单元判断下一个工作循环的开始；所述正时盘的中心具有用以与气体燃料内燃机曲轴轴颈配合的内孔，所述的正时盘安装在气体燃料内燃机曲轴轴颈上；对应所述的正时盘设置用以采集正时齿夹角信号的传感器，所述的传感器将夹角信号转换成脉冲信号，所述的传感器安装在气体燃料内燃机的前端盖上；所述传感器的轴线对应正时齿的齿顶中心位置，且与正时齿的齿顶之间具有间隙；随着气体燃料内燃机的运行，正时盘1上的正时齿会依次靠近和远离传感器5，并会在传感器5中触发一个信号，传感器将此信号转换成脉冲信号输入气体燃料内燃机的电子控制单元；正时盘1每旋转360°，传感器5采集到118个正时齿脉冲信号和1个宽脉冲信号，即缺齿面信号，这个缺齿面信号用于第一个发火起始缸的判断，保证点火正时信号的正确性；当气体燃料内燃机运行时，气体燃料内燃机电子控制单元通过传感器5不断采集正时盘1的脉冲信号，正常情况下相邻齿脉冲之间的宽度变化不大，而缺齿面是由两个齿位组成，因此缺齿面脉冲信号的脉宽大于其它正时齿之间的脉宽，也就是说，气体燃料内燃机电子控制单元检测到正时齿与正时齿之间是3°的夹角，但检测到缺齿面位置是9°的夹角；当传感器检测到这个缺齿面信号后，开始计算接下来检测到的齿数，当再次检测到缺齿面脉冲后，气体燃料内燃机电子控制单元判断出气体燃料内燃机的曲轴旋转了360°；根据气体燃料内燃机的发火次序及发火相位角，传感器将每个脉冲信号输入气体燃料内燃机电子控制单元，从而使电子控制单元精确控制其它缸的点火时间。
本发明提出的一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置，采用在正时盘的外圆面上加工正时齿的结构设计，具有加工方便、齿间夹角精度高的特点，使得传感器采集到的脉冲信号质量高，使气体燃料内燃机电子控制单元能够分辨出更准确的曲轴旋转角度，从而实现了多缸气体燃料内燃机的精确点火，保证了气体燃料内燃机的平稳运行。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图中：1、正时盘；2、正时齿；3、“0”标记齿；4、缺齿面；5、传感器；6、螺钉孔；7、内孔。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置，所述的正时装置所具有的正时盘1为圆盘形；正时盘1的厚度根据安装空间情况确定；所述正时盘1的外圆面为由120个沿圆周均布的正时齿2构成的齿状面；120个所述正时齿2中一个正时齿为用于确定盘体安装位置的“0”标记齿3，正时盘上具有对所述“0”标记齿进行标记的符号“0”；所述正时盘1的齿状面上具有缺齿面4，所述的缺齿面4为将相邻两个正时齿切除后形成的圆弧面；所述的缺齿面4形成的夹角为9°，用以使气体燃料内燃机电子控制单元判断下一个工作循环的开始；缺齿面4的位置根据不同机型的发火次序来确定；所述正时盘1的中心具有用以与气体燃料内燃机曲轴轴颈配合的内孔7，内孔7的直径根据曲轴自由端输出法兰的直径来确定，通过内孔将盘体装到气体燃料内燃机曲轴轴颈上；所述的正时盘上还具有沿内孔7的圆周均布的六个螺钉孔6，通过螺钉将套置在气体燃料内燃机曲轴轴颈上的正时盘1固定在气体燃料内燃机曲轴轴颈的前端；对应所述的正时盘1设置有用以采集相邻两个正时齿之间夹角信号，并将夹角信号转换成脉冲信号的传感器5，所述的传感器5安装在气体燃料内燃机的前端盖上；所述传感器5的轴线对应正时齿的齿顶设置，且与正时齿的齿顶之间具有间隙，间隙大小根据传感器安装要求而定；所述的传感器为霍尔效应传感器。
随着气体燃料内燃机的运行，正时盘1上的正时齿会依次靠近和远离传感器5，并会在传感器5中触发一个信号，传感器将此信号转换成脉冲信号输入气体燃料内燃机的电子控制单元；正时盘1每旋转360°，传感器5采集到118个正时齿脉冲信号和1个宽脉冲信号，即缺齿面信号，这个缺齿面信号用于第一个发火起始缸的判断，保证点火正时信号的正确性；当气体燃料内燃机运行时，气体燃料内燃机电子控制单元通过传感器5不断采集正时盘1的脉冲信号，正常情况下相邻齿脉冲之间的宽度变化不大，而缺齿面是由两个齿位组成，因此缺齿面脉冲信号的脉宽大于其它正时齿之间的脉宽，也就是说，气体燃料内燃机电子控制单元检测到正时齿与正时齿之间是3°的夹角，但检测到缺齿面位置是9°的夹角；当传感器检测到这个缺齿面信号后，开始计算接下来检测到的齿数，当再次检测到缺齿面脉冲后，气体燃料内燃机电子控制单元判断出气体燃料内燃机的曲轴旋转了360°；根据气体燃料内燃机的发火次序及发火相位角，传感器将每个脉冲信号输入气体燃料内燃机电子控制单元，从而使控制单元精确控制其它缸的点火时间。

Claims (1)

1.一种气体燃料内燃机数字式点火器用正时装置，其特征在于：所述的正时装置包括有正时盘（1）和传感器（5）；正时装置所具有的所述正时盘（1）为圆盘形；所述正时盘（1）的外圆面为由120个沿圆周均布的正时齿（2）构成的齿状面；所述正时齿中的一个正时齿为用于确定盘体安装位置的“0”标记齿（3）；所述正时盘的齿状面上具有去掉相邻两个正时齿所构成的缺齿面（4）；所述的缺齿面形成的夹角为9°，用以使控制单元判断下一个工作循环的开始；所述正时盘（1）的中心具有用以与气体燃料内燃机曲轴轴颈配合的内孔（7），所述的正时盘（1）安装在气体燃料内燃机曲轴轴颈上；对应所述的正时盘设置用以采集正时齿夹角信号的传感器（5），所述的传感器（5）将夹角信号转换成脉冲信号，所述的传感器（5）安装在气体燃料内燃机的前端盖上；所述传感器的轴线对应正时齿的齿顶中心位置，且与正时齿的齿顶之间具有间隙；随着气体燃料内燃机的运行，正时盘（1）上的正时齿会依次靠近和远离传感器（5），并会在传感器（5）中触发一个信号，传感器将此信号转换成脉冲信号输入气体燃料内燃机的电子控制单元；正时盘（1）每旋转360°，传感器（5）采集到118个正时齿脉冲信号和1个宽脉冲信号，即缺齿面信号，这个缺齿面信号用于第一个发火起始缸的判断，保证点火正时信号的正确性；当气体燃料内燃机运行时，气体燃料内燃机电子控制单元通过传感器（5）不断采集正时盘（1）的脉冲信号，缺齿面（4）是由两个齿位组成，缺齿面脉冲信号的脉宽大于其它正时齿之间的脉宽；当传感器检测到这个缺齿面信号后，开始计算接下来检测到的齿数，当再次检测到缺齿面脉冲后，气体燃料内燃机电子控制单元判断出气体燃料内燃机的曲轴旋转了360°；根据气体燃料内燃机的发火次序及发火相位角，传感器将每个脉冲信号输入气体燃料内燃机电子控制单元，从而使电子控制单元精确控制其它缸的点火时间。
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