RU2030618C1 - Pulse angle pickup for vehicle - Google Patents
Pulse angle pickup for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030618C1 RU2030618C1 SU4856858A RU2030618C1 RU 2030618 C1 RU2030618 C1 RU 2030618C1 SU 4856858 A SU4856858 A SU 4856858A RU 2030618 C1 RU2030618 C1 RU 2030618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- magnetic
- sensor
- shoe
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортным средствам, точнее к устройствам для получения электрических импульсов, зависящих от поворота валов агрегатов транспортного средства, и может быть использовано в прерывателях систем зажигания двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to vehicles, and more specifically to devices for producing electrical impulses, depending on the rotation of the shafts of the vehicle units, and can be used in interrupters of ignition systems of internal combustion engines.
Известен генератор импульсов прерывателя, являющийся частью распределителя и содержащий корпус, установленный в корпусе ротор с интегральными магнитами, соединенными встречно, полюсы которого образуют полюсные поясы на боковой поверхности ротора, и закрепленные в корпусе против полюсных поясов магнитные датчики с элементами Холла, включенными в электроцепь прерывателя. "Полюсный пояс" - это часть боковой поверхности ротора в виде круглой цилиндрической полосы, на которой размещены полюсы магнитов. Этот термин позволяет сократить в ряде случаев последующее описание. "Интегральный магнит" - это часть однородной детали, в которой намагничиванием сформирована область, магнитные свойства которой равноценны отдельному магниту. "Встречное соединение магнитов" - это такое последовательное соединение магнитов, при котором они стыкуются одноименными полюсами. При непрерывной цепи встречно соединенных магнитов каждый полюс на самом деле является двойным полюсом, ибо он составлен полюсами состыкованных магнитов. "Магнитный датчик" - датчик, дающий электрический сигнал в цепь прерывателя, управляемый магнитным потоком. A known chopper pulse generator, which is part of a distributor and comprising a housing mounted in the housing of a rotor with integral magnets connected in opposite, whose poles form pole belts on the side surface of the rotor, and magnetic sensors fixed to the housing against pole belts with Hall elements included in the circuit breaker . The "pole belt" is a part of the side surface of the rotor in the form of a circular cylindrical strip on which the poles of the magnets are placed. This term allows to reduce in some cases the following description. An “integral magnet” is a part of a homogeneous part in which a region is formed by magnetization, the magnetic properties of which are equivalent to a single magnet. A “counter-connection of magnets" is a series connection of magnets in which they are joined by the same poles. With a continuous chain of counter-connected magnets, each pole is actually a double pole, because it is composed of poles of docked magnets. "Magnetic sensor" - a sensor that gives an electrical signal to the circuit breaker, controlled by magnetic flux.
Недостатки аналога:
сложность изготовления, ибо установка платы с магнитными датчиками между ротором и датчиками внутри корпуса затруднительна;
недостаточная механическая надежность, ибо винт, крепящий плату, имеет свойство самоотвинчивания, что может вызвать изменение воздушного зазора, следовательно, ухудшение характеристики датчика, а затем выход его из строя;
недостаточная надежность из-за химических воздействий на датчики, ибо полость корпуса дышит: при повышении наружного давления относительно внутреннего в полость вдавливается загрязненный воздух с влагой, пылью и другими вредными парами и газами, которые входят в химические соединения с материалами магнитного датчика и электроцепи, выводя их из строя, и наоборот, при повышении внутреннего давления (по разным причинам, например, из-за более высокой температуры) относительно наружного давления воздух выдавливается из полости, освобождая место для новой порции загрязненного воздуха при следующем повышении давления;
недостаточная надежность из-за слабого сигнала датчика, ибо нет магнитопровода, который увеличивает магнитную индукцию, пронизывающую элемент Холла, и увеличивает выходной сигнал элемента Холла.The disadvantages of the analogue:
the complexity of manufacturing, because installing a board with magnetic sensors between the rotor and the sensors inside the housing is difficult;
insufficient mechanical reliability, because the screw securing the board has the property of self-unscrewing, which can cause a change in the air gap, therefore, deterioration of the sensor’s performance, and then its failure;
insufficient reliability due to chemical influences on the sensors, because the body cavity breathes: when the external pressure rises relative to the internal one, contaminated air is pressed into the cavity with moisture, dust and other harmful fumes and gases that enter into chemical compounds with the materials of the magnetic sensor and the electrical circuit, they are damaged, and vice versa, with an increase in internal pressure (for various reasons, for example, due to a higher temperature) relative to external pressure, air is squeezed out of the cavity, releasing m This is for a new portion of contaminated air at the next pressure increase;
insufficient reliability due to a weak sensor signal, because there is no magnetic circuit that increases the magnetic induction penetrating the Hall element and increases the output signal of the Hall element.
В качестве прототипа принят импульсный датчик угла для транспортного средства, содержащий корпус с полостью, часть которого по меньшей мере выполнена из немагнитного материала, размещенные в полости корпуса вал и магнитопровод с магнитным датчиком, закрепленные на внешней поверхности корпуса напротив полосного пояса. Корпус 52 выполнен в виде невысокого цилиндра сложной формы из полимера и прикреплен к головке блока цилиндров непосредственно, а к нему прикреплена крышка. Внутри корпуса выполнен полый прилив, образующий гнездо (позиция не обозначена), в котором размещены магнитопровод в виде концентратора и магнитный датчик с элементом Холла. Гнездо имеет узкий канал, выходящий на наружную поверхность корпуса, поэтому можно считать, что датчик и магнитопровод в принципе закреплены на внешней поверхности корпуса. Ротор с полюсным поясом интегральных магнитов (как у аналога) закреплен на вале в виде полого цилиндра, закрепленного непосредственно на конце распредвала. As a prototype, a pulsed angle sensor for a vehicle is adopted, comprising a housing with a cavity, a part of which is at least made of non-magnetic material, a shaft and a magnetic circuit with a magnetic sensor located in the cavity of the housing, mounted on the outer surface of the housing opposite the strip belt. The housing 52 is made in the form of a low cylinder of complex shape made of polymer and is attached directly to the cylinder head, and a cover is attached to it. Inside the casing, a hollow tide is formed, forming a nest (the position is not indicated), in which a magnetic circuit in the form of a hub and a magnetic sensor with a Hall element are placed. The socket has a narrow channel facing the outer surface of the housing, so we can assume that the sensor and the magnetic circuit are, in principle, mounted on the outer surface of the housing. A rotor with a pole belt of integral magnets (like an analog) is mounted on a shaft in the form of a hollow cylinder, mounted directly at the end of the camshaft.
Преимущество прототипа по сравнению с аналогом в том, что исключена юстировка зазора между магнитным датчиком и ротором. The advantage of the prototype compared to the analogue is that the adjustment of the gap between the magnetic sensor and the rotor is excluded.
Недостатки прототипа:
сложность изготовления. Корпус, вал изготавливаются на двигателе с помощью специально разработанного технологического оборудования методом экструзии. Ротор намагничивается (после его закрепления на вале) также с помощью специального оборудования;
недостаточная надежность, вызванная различными причинами:
1. Причина химического характера. Гнездо всасывает вредные вещества;
2. Магнитный датчик размещен в гнезде с полимерными стенками, имеющими плохую теплопроводность, причем само гнездо размещено внутри корпуса, поэтому датчик работает в условиях плохого охлаждения;
3. Увеличение магнитного зазора в магнитной цепи между ротором и магнитопроводом за счет стенки гнезда (магнитный зазор - это часть магнитной цепи без магнитного вещества; он может быть образован или воздушным зазором, или немагнитной стенкой, или их сочетанием, как в прототипе). Увеличение магнитного зазора снижает магнитную индукцию, пронизывающую элемент Холла, это вызывает снижение сигнала датчика и надежность его обработки.The disadvantages of the prototype:
manufacturing complexity. The body and shaft are made on the engine using specially developed technological equipment by extrusion. The rotor is magnetized (after it is mounted on the shaft) also with the help of special equipment;
lack of reliability due to various reasons:
1. The reason is of a chemical nature. The socket absorbs harmful substances;
2. The magnetic sensor is placed in a socket with polymer walls having poor thermal conductivity, and the socket itself is placed inside the housing, so the sensor works in conditions of poor cooling;
3. The increase in the magnetic gap in the magnetic circuit between the rotor and the magnetic circuit due to the wall of the socket (the magnetic gap is part of the magnetic circuit without magnetic substance; it can be formed either by the air gap or non-magnetic wall, or a combination thereof, as in the prototype). An increase in the magnetic gap reduces the magnetic induction permeating the Hall element, this causes a decrease in the sensor signal and the reliability of its processing.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. упрощение изготовления и повышение надежности датчика, благодаря простой форме корпуса, размещению магнитопровода и магнитного датчика снаружи корпуса и уменьшению магнитного зазора. The aim of the invention is to remedy these disadvantages, i.e. simplification of manufacturing and increasing the reliability of the sensor, due to the simple shape of the housing, the placement of the magnetic circuit and magnetic sensor outside the housing and reducing the magnetic gap.
Указанная цель достигается тем, что в импульсном датчике угла для транспортного средства, содержащем корпус с полостью, часть которого по меньшей мере выполнена из немагнитного материала, размещенные в полости корпуса вал и ротор с круглым полюсным поясом, закрепленный на вале, и магнитопровод с магнитным датчиком, закрепленные на внешней поверхности корпуса напротив полюсного пояса, в корпусе выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие, магнитопровод выполнен по меньшей мере из частей в виде башмака и спинки, причем башмак магнитопровода закреплен в отверстии корпуса. This goal is achieved by the fact that in the pulse angle sensor for a vehicle containing a body with a cavity, part of which is at least made of non-magnetic material, a shaft and a rotor with a round pole belt mounted on the shaft and a magnetic core with a magnetic sensor are placed in the body cavity mounted on the outer surface of the housing opposite the pole belt, at least one through hole is made in the housing, the magnetic circuit is made of at least parts in the form of a shoe and a back, and the shoe is a magnet wires fixed in the housing bore.
Та же цель достигается тем, что в том же датчике башмак закреплен в сквозном отверстии корпуса заподлицо с его внутренней поверхностью с возможностью герметизации зазора между башмаком и корпусом. The same goal is achieved by the fact that in the same sensor the shoe is fixed in the through hole of the housing flush with its inner surface with the possibility of sealing the gap between the shoe and the housing.
Достижение этих целей обеспечивается размещением магнитного датчика с магнитопроводом на наружной поверхности корпуса, причем торцы башмаков магнитопровода приближены к полюсному поясу ротора, ибо башмаки расположены в отверстиях, выполненных в стенках корпуса. Achieving these goals is ensured by placing a magnetic sensor with a magnetic circuit on the outer surface of the housing, with the ends of the shoes of the magnetic circuit close to the pole belt of the rotor, because the shoes are located in holes made in the walls of the housing.
На фиг.1 изображен импульсный датчик угла в осевом разрезе; на фиг.2 - то же, поперечный разрез. В металлическом немагнитном прочном и жестком корпусе 1 простейшей формы в виде стакана размещен ротор 2, закрепленный на вале 3, установленном в подшипниках 4 и 5, закрепленных в корпусе 1 и крышке 6 корпуса. Под боковой поверхностью ротора 2 сформированы интегральные магниты 7, полюсы 8 которых образуют полюсный пояс 9 на боковой поверхности ротора 2, причем максимумы индукции северных полюсов сформированы на одном, а южных - на противоположном краях боковой поверхности ротора 2, поэтому на фиг. 1 пунктир, обозначающий границу интегрального магнита 7, не параллелен образующей боковой поверхности ротора 2. Магниты 7 расположены встречно одноименными полюсами, поэтому каждый полюс 8 представляет собой двойной полюс, состоящий из полюсов двух магнитов 7. Так сформированную цепь магнитов можно представить в виде зигзаговой линии с заданным шагом, в углах которой расположены максимумы индукции двойных полюсов 8. В боковой стенке корпуса 1 против одного края боковой поверхности ротора 2 выполнено сквозное радиальное отверстие 10, а против другого - отверстия 11 и 12, параллельные отверстию 10 и смещенные по дуге соответствующей боковой поверхности ротора 2 на полшага упомянутой зигзаговой линии в обе стороны от отверстия 10. В отверстии 10 прочно и герметично закреплен средний башмак 13, не выступающий в плоскость корпуса 1, но несколько выступающий над наружной поверхностью корпуса 1. В отверстиях 11 и 12 так же закреплены крайние башмаки 14 и 15, чтобы обеспечить гарантийный зазор спинки 16 от корпуса 1. Сверху к башмакам 13, 14, 15 прижата V-образная плоская спинка 16, образующая с этими башмаками магнитопровод. Спинка 16 прижата пружинным немагнитным кожухом 17, край которого прикреплен к корпусу 1. Между средним башмаком 13 и спинкой 16 зажат магнитный датчик 18, выводы которого припаяны к кабелю 19 измерительной системы (не показана). Кабель 19 фиксирован кожухом 17 и проходит сквозь отверстие в кожухе 17. Все эти выступающие над поверхностью корпуса 1 детали залиты затвердевшим диэлектрическим немагнитным компаундом 20. Такая конструкция обеспечивает достижение поставленной цели благодаря минимальному магнитному зазору между ротором 2 и магнитопроводом, поскольку из зазора исключена толщина стенки корпуса 1 (по сравнению с прототипом). Концы башмаков 13...15 выполнены заподлицо с внутренней поверхностью корпуса, что уменьшает магнитное сопротивление воздушного зазора без риска механических ударов боковой поверхности ротора 2 при вращении о выступающие концы башмаков. Отверстия 10...12 могут быть не параллельными, например, радиальными, чтобы уменьшить магнитный поток рассеяния, а следовательно, увеличить поток через магнитный датчик 18, кроме того, сверлением получить качественные радиальные отверстия, т. е. перпендикулярные цилиндрической поверхности, проще, чем наклонные к ней. Figure 1 shows a pulsed angle sensor in axial section; figure 2 is the same, cross section. In a non-magnetic metal strong and
Отверстия 10. . .12 могут быть глухими, тогда не требуется их герметизация, однако индукция в магнитном датчике будет меньше, ибо под каждым башмаком 13...15 магнитный зазор будет увеличен на толщину дна глухого отверстия, кроме того, плотного прилегания торца башмака ко дну отверстия не будет, т.е. образуется воздушный зазор, что также увеличит магнитное сопротивление цепи. Толщина дна отверстия определяется тем условием, чтобы дно не прогибалось при упоре в него башмака (без силового замыкания будет неконтролируемый воздушный зазор между торцом башмака и дном отверстия и потребуется применять стопорные башмака).
В магнитном датчике может быть другой известный магниточувствительный элемент, например, магниторезистор и т.д. Магнитопровод должен иметь форму, соответствующую расположению полюсов 8 на роторе; если их середины расположены на одной окружности, нужны только два башмака с прямой (не V-образной) спинкой 16. Полюсы 8 могут быть на торце ротора 2, однако это нецелесообразно в общем случае, ибо осевая игра подшипников 4 и 5 больше чем радиальная, поэтому осевой воздушный зазор будет больше чем радиальный. Спинка 16 может быть не плоской, а повторяющей поверхность корпуса 1. In the magnetic sensor may be another known magnetosensitive element, for example, a magnetoresistor, etc. The magnetic circuit must have a shape corresponding to the location of the
Изготовление импульсного датчика угла. Корпус 1 и крышка 6 имеют простейшую форму, поэтому и радиальные размеры просто выполнить с большей точностью, например: размерная обработка внутренней и наружной цилиндрической поверхностей посадочной поверхности для крышки 6 и отверстий для подшипников 4 и 5, выполняются при одной установке корпуса 1, а затем крышки 6. Затем в корпус 1 вставляют сборочный цилиндр (не показано), выполненный по скользящей посадке, и в отверстия 10...12 вводят, например, ввинчивают, или вставляют на клее башмаки 13...15 до упора в сборочный цилиндр, что гарантирует расчетный минимальный воздушный зазор под башмаками 13. . . 15 и невыступание концов башмаков 13...15 за внутреннюю поверхность корпуса 1. Сам импульсный датчик крепится, например, хомутами (не показаны). Башмаки 13...15 выполнены отдельно из-за ряда причин. Цельный магнитопровод имеет сложную форму, такую деталь изготовить сложнее, а плотно вставить в 3 отверстия - практически невозможно, или башмаки должны иметь заметно меньший диаметр для компенсации суммы допусков на межосевые размеры отверстий 10...12 и башмаков 13...15. Кроме того, магнитопровод изготавливается из хрупкого труднообрабатываемого материала, что увеличивает сложность получения цельной детали. Если не все отверстия 10...12 параллельны, тогда некоторые из них должны быть расширяющимися наружу, чтобы вставить сходящиеся башмаки, выполненные заодно со спинкой, что значительно усложнит крепление и уплотнение башмаков в отверстиях. Сверлить радиальные отверстия в корпусе проще, ибо нет поперечной силы, действующей на сверло, как при сверлении нерадиальных отверстий, поэтому возможен вариант датчика угла с радиальными отверстиями 10. ..12, где цельный магнитопровод принципиально нецелесообразен по указанной причине. Для устранения боковой силы, действующей на сверло, можно выполнить на корпусе 1 площадки, перпендикулярные будущим нерадиальным отверстиям 10...12, однако это дополнительные операции. Гарантировать при этом отсутствие отколов и крупных заусенцев, возникающих при выходе сверла на внутреннюю поверхность корпуса при нерадиальном отверстии, нельзя. Production of a pulse angle sensor. The
Датчик с глухими отверстиями 10...12 проще в изготовлении (отпадает герметизация отверстий и обработка концов башмаков заподлицо с внутренней поверхностью корпуса 1), однако магнитный зазор в этом случае больше, а индукция в датчике 18 меньше. A sensor with
Работа импульсного датчика угла принципиально не отличается от работы прототипа: при вращении вала 3 вращается ротор 2, полюсы 8 магнитов 7, расположенные на поясе 9, проходят мимо башмаков 13...15, изменяя магнитный поток, пронизывающий элемент Холла в датчике 18, и датчик 18 дает импульсные сигналы, превышающие сигналы прототипа из-за меньших магнитных зазоров, что повышает надежность работы датчика и всей измерительной системы. Кроме того, поскольку магнитные зазоры имеют небольшой разброс, характеристики датчика угла также имеют небольшой разброс, что облегчает унификацию всей измерительной цепи. Датчик 18 залит затвердевшим компаундом, поэтому датчик 18 герметично изолирован от окружающего пространства, что устраняет вредные химические влияния и повышает надежность. Датчик 18 зажат между металлическими деталями, поэтому тепло от энергии питания хорошо отводится от датчика 18 в стенку корпуса 1 как по башмаку 13, так и по магнитопроводу, а корпус 1 охлаждается окружающим воздухом, поэтому условия теплоотдачи от датчика 18 в заявленном генераторе лучше чем в прототипе, хотя датчик 18 залит компаундом, что также повышает надежность датчика. The operation of the pulse angle sensor does not fundamentally differ from the work of the prototype: when the
Благодаря простоте изготовления и надежности предложенный датчик перспективен для применения в различных областях техники. Due to the simplicity of manufacture and reliability, the proposed sensor is promising for use in various fields of technology.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4856858 RU2030618C1 (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Pulse angle pickup for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4856858 RU2030618C1 (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Pulse angle pickup for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030618C1 true RU2030618C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21530813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4856858 RU2030618C1 (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Pulse angle pickup for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030618C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112006004066T5 (en) | 2006-10-13 | 2009-08-20 | Aleksandr Mettalinovich Tishin | A magnetic carrier and medical preparation for controllably delivering and releasing drugs, methods of preparation thereof, and methods of treatment using the same |
-
1990
- 1990-07-03 RU SU4856858 patent/RU2030618C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США, кл. F 02P 7/00, 1989. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112006004066T5 (en) | 2006-10-13 | 2009-08-20 | Aleksandr Mettalinovich Tishin | A magnetic carrier and medical preparation for controllably delivering and releasing drugs, methods of preparation thereof, and methods of treatment using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4810967A (en) | Position sensor for detecting angular position | |
ES2224361T3 (en) | ASSEMBLY METHOD OF A ROTOR ASSEMBLY FOR ROTATING MACHINE. | |
US6541959B2 (en) | Angular position sensing system with magnet and rotor arrangement | |
US6538429B2 (en) | Angular position sensor assembly for a motor vehicle generator shaft | |
KR20060059205A (en) | Axil air-gap electronic motor | |
KR970022319A (en) | Rotation sensor and its manufacturing method | |
US20090243600A1 (en) | Rotation sensor unit | |
US4881001A (en) | Stator laminate retainer assembly | |
EP0959330B1 (en) | Positive displacement flowmeter and method of producing the same | |
US4853575A (en) | Tachometer generator | |
EP1367359A1 (en) | Rotation detecting apparatus and method of fabricating the same | |
RU2030618C1 (en) | Pulse angle pickup for vehicle | |
JP4900009B2 (en) | Rotation angle detector | |
JPH05126512A (en) | Angle detector | |
JP3061225B2 (en) | Magneto-electric conversion type rotation angle sensor | |
US11146149B2 (en) | Motor for vehicle transmission pump having a sensor and a magnet separated by a non-magnetic barrier | |
RU2043533C1 (en) | Pulse generator of internal combustion engine ignition system | |
JPS6358264A (en) | Rotating direction detector | |
JP6984221B2 (en) | Motor device | |
RU2010229C1 (en) | Pickup of rotational speed | |
WO2019186832A1 (en) | Dynamo-electric machine, and elevator door device using same | |
KR910007560Y1 (en) | Hall element | |
SU1203653A1 (en) | Torque motor with low turn angle of rotor | |
DE69034217T2 (en) | Volumetric displacement flowmeter and method of making the same | |
JPH0721420B2 (en) | Rotation angle sensor |