Главная Промышленная автоматика.

790148

НОВЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ВИГАНДА СО ВСТРОЕННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПРЕРЫВАТЕЛЕМ

Дж. Девид Маркс, Михаэль Дж. Синько

Ехин Манюфекчуринг Компани АННОТАЦИЯ

Эффект Виганда - основа нового способа генерации магнитных импульсов, при котором не требуется подвода электроэнергии, - был недавно использован в триггере распределителя системы зажигания с накоплением энергии в емкости, обладающей высокими рабочими показателями. В статье описана система с накоплением энергии в индуктивности, использующая триггер Виганда и обеспечивающая постоянство угла замкнутого состояния контактов прерывателя. Магнитная цепь триггера Виганда была усовершенствована для облегчения ее использования в существующих автомобильных распределителях. Все элементы электронной схемы, включая оригинальную схему электронного опережения зажигания, размещены в корпусе распределителя.

Распределитель, использующий эффект Виганда, был описан в работе, представленной на прошлогодний конгресс SAE [1]. Триггер, рассмотренный в указанной работе, давал импульс на зажигание в каждом цилиндре и применялся в системе зажигания с накоплением энергии в емкости.

Система триггера Виганда, описанная в данной статье, дает два импульса на .каждый цилиндр, которые используются для обеспечения постоянного угла замкнутого состояния в индуктивной системе зажигания. Все элементы электронной схемы, обеспечивающей синхронную подачу сигналов к катушке зажигания, расположены .в корпусе распределителя.

Рассмотренная в этой статье система триггера Виганда является результатом развития более ранних работ, существенно улучшен-ных применительно к конкретной области использования. В данном распределителе имелся регулятор опережения зажигания по частоте вращения, но не использовалось регулирование по нагрузке, т. е. отсутствовал вакуумный регулятор.

Для того чтобы не возникали проблемы, связанные с применением центробежного регулятора опережения зажигания, и для обеспечения большей точности и возможност,и регулирования опережения зажигания была разработана оригинальная электронная схема для такого регулирования. Элементы электронной схемы размещены в одном блоке внутри корпуса распределителя. Применение этой системы было запатентовано. Сходная электронная схема, интегрирующая сигнал нагрузки (от соответствующего вакуумного датчика) также была разработана, но в статье не описывается.



Рассматриваемый в статье распределитель наиболее целесообразно использовать для судовых и стационарных двигателей, двигателей гоночных автомобилей и других систем, в которых не применяется регулирование опережения зажигания по нагрузке, т. е. по разрежению.

Эффект Виганда

Эффект Виганда, использованный в качестве физической основы для триггерного устройства системы зажигания, подробно описан в работе [1]. Ниже дается ее краткий обзор. Эффект Виганда- магнитное явление, происходящее в специально закаленном ферромагнитном проводе малого диаметра [2]. Существование такого явления позволяет изготовить устройство с оригинальными свойствами, применяемыми в триггерах системы зажигания. Это устройство представляет собой простой и эффективный преобразо-

Рис. 1. Распределитель для емкостной системы зажигания



Рис. 2. Распределитель нового типа для индуктивной системы зажигания, обеспечивающий постоянный угол замкнутого состояния контакта: / - С-блок Виганда; 2 -звездочка; 3 - электронный модуль



ватель для получения цифровых импульсов как реакции на движение или перемещение.

Когда такой проводник подвергается воздействию определенным образом распределенного магнитного поля, в проводнике Виганда происходит внезапное и очень быстрое изменение магнитного потока. Если вокруг проводника Виганда намотать чувствительную катушку, то в ней индуцируется значительный по амплитуде и.мпульс напряжения. Для применения проводника в автомобилях амплитуда этих импульсов, должна быть равна 1.5 В. Типичная длительность этого импульса составляет примерно 20 мкс на уровне половины его амплитудного значения. Внешнего источника электроэнергии не требуется, и при правильно выбранном магнитном поле генерируется значительный результирующий импульс, существенно не зависящий от скорости возбуждения, т. е. от частоты вращения, несколько большей нулевой [3].

По сравнению с другими бесконтактными сигналами триггер Виганда отличается следующими основными преимуществами:

значительно более высокой надежностью;

стойкостью к воздействию температуры или других факторов окружающей среды;

большей амплитудой выходного импульса при любой частоте вращения;

простотой электронной схемы.

Магнитная цепь распределителя, рассмотренного в статье, существенно отличается от магнитной цепи, изложенной ранее [1]. На рис. 1 показан серийно выпускаемый распределитель, разработанный по описанию, представленному в предшествующих работах. Заметим, что многокрыльчатая звездочка вращается в горизонтальной плоскости таким -образом, чтобы обеспечить прерывание магнитного потока и вызвать изменение направления магнитного потока в проводнике Виганда. В этом распределителе используется выносной подшипник в качестве опоры вала, приводящего во

вращение звездочку и ротор, вследствие чего устраняется аксиальное смещение вала.

Как показано на рис. 2, распределитель нового типа, зубцы звездочки, прерывающие магнитный поток и изменяющие его направление в проводнике Виганда, установлены вертикально. Такое расположение вполне приемлемо для существующих конструкций распределителей и позволяет значительно уменьшить разброс, обусловленный основным перемещением вала. Схема устройства изображена на рис. 3. Модуль Виганда (часть проводника Виганда с чув-ствительной обмоткой) расположен внутри паза в


Рис. 3. Схема триггера системы Виганда:

/ - звездочка; 2 - магниты; 3 -модуль Виганда





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32

0.0035