专利名称：可用于改装的,装入分配器中的电子点火组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子点火系统，特别是涉及适用于常规的汽车断闭点式点火分配器的电子点火系统。
现有技术专利表明确实有许多电子点火器的例子，能对所谓点火断闭点式的点火分配器提供重大的性能改进。但是，还没有能与OEM(原设备制造厂家)兼容，而应用于当初为采用一般的机械断路板燃烧点运作而设计的现有相对小型的汽车点火分配器中。这种点火分配器由传统的纯粹机械的中心转子轴运作，中心转子轴上有多个平圆形的旋转凸轮，点火用的断闭点的橡胶块与它密切接触，因而在本质上是作为临界汽缸定时动作的接通和断开的定时开关。三十年前发现，通过代换以光电池装置或产生霍耳效应的磁性开关动作，结合固态电子元件，可以快速完成这种功能，固态电子元件的尺寸至今仍要求其支承组件装在点火分配器的外部，或者分配器的有形周边尺寸就要大大增加。后一种方法的例子，是在美国于1970年由General-M otors公司完成的所谓HEL(Hi-Energy点火)分配器，体积相当大，其周围尺寸大约是它的采用已有一个世纪历史的机械断闭开关系统的前辈点火分配器的2．5倍。
考虑到固态点火系统提供了主要的优点，即大大的简化和固有的可靠性，免除了由于磨损而要求的触点间隙的定期调整；换句话说，更大的有形体积的电子点火系统现在支配了世界点火系统市场。汽车工业在一些国家例如中国，拥有很多老式的机械开关断闭点点火分配器，以往它是更方便适宜这样做的。但是，机械断闭点结构是非常缺乏电能效用的，因此在改进燃料体系方面，以及在产生高压二次电火花能级以提供更完全的燃料引燃和燃烧方面，不会生效。
然而，有创见的新的中国政府环境保护条例正在被执行，规定燃烧汽油的小汽车制造厂，以及现有小汽车，卡车，公共汽车的汽车零件市场业主，将要日益接受严格的管理，密切注意点火排气污染物的水平。
因此，在对背景技术充分考虑之后，对装置进行重大改进很有必要，在美国和欧洲的现有技术专利中已对此大量提出建议。这些新改进的电子点火装置，即目前在Nology Engineering公司赞助之下为生产而开发的叫做“POW ER-PULSETM”的点火组件显示了某些优点，如在后面将要揭示的。
A)鉴于上面关于先有技术的讨论，本发明的目的是提供一种固态电子系统，它实质上是替换现在被普遍认为过时的机械的断闭点火元件。本文所揭示的装置很适宜完成这一点，以便于廉价地推进OEM(originalequipm entm anufacturer原设备制造厂家)从旧式断闭点系统的转变，同样也便于在广阔的汽车零件市场廉价地推进点火系统的类似改装。在一个优选实施例中，该新式点火系统能快速、简便、经济地转换目前在中国使用的点火系统的大约90％。
B)本发明的另一个目的是根据A条款的电子点火系统，其中，提供一个自封装的小型化组件装置，它可以整体地装在现存的一般具有一个中心转子轴的汽车式点火分配器的边界之内。至今，这种新事物在任何国家还是未知的，所用的众多实际包装一般包括例如两个晶体管，两个二极管，一个电容器和三个电阻；至今这些元件还是安置在点火分配器的外面，或者是另一种方法，即点火分配器本身是专门设计的，尽管体积要大得多，为的是接纳这些电子元件。
C)本发明的另一个目的是提出一种根据前面的A和B条款的电子点火系统，其中，提供一个专门的一体装配托架，其构形能支承一个磁接近度传感器和组合在一起的一个集成电路电源开关装置两者；这个组合，控制现有的常用Nikola Tesla所谓高压塌陷场变压器式的电感线圈，电感线圈最好设置在点火分配器的外面。专门的无触点装配托架最好用导电金属例如铝来制造，它可提供很重要的散热功能，也可方便地直接电气接地至现有的分配器板。最新磁接近度传感器最好装在刚性固定的装配托架的内侧，以便互相作用地吻合位于转子轴径向上的在径向分开的多元永久磁体。另外，由接近度传感器开关的集成电路，最好安置在装配托架的直接外侧面上。
D)本发明另一个目的是提出一种根据前面的A，B和C条款的电子点火系统，其中，所述组合作为成套的改装零件，用作快速简便的汽车零件市场上的无触点点火系统，以螺栓装入断闭式点火分配器，利用一个专门的磁组盖帽，装在具有多元(每个汽缸一个)点火定时凸轮凸角实体的原断闭点式点火分配器的转子轴上；被改装的元件代之以径向安置于中心转子轴的同样多元的永磁磁通旋转磁阻装置，以便旋转地通过众所周知的霍耳效应激励接近度传感器。
通过下面对实施例的描述，本发明的上述目的和其他目的以及各种优点和特征将变得十分明显。其中，参考标号表示文中所述的物体，参考附图，可以较好地理解本发明及各种应用，这些附图主要是作为示范用的，所以，不能被认作本质上的限制，其中
图1A是上／平面视图，表示本发明的点火组件的外表和示例性的用于4缸IC发动机的相互作用的旋转磁阻装置；图1B是前／正面视图，进一步表示那里的旋转磁阻装置的关系；图1C是侧／正面视图，进一步表示那里的旋转磁阻装置的关系；图2A是按图1A作2倍放大的上／平面视图，但这里包括像X射线幻影那样的内部元件的轮廓线，和一个剖开的角落；图2B是前／正面视图；图2C是侧／正面视图，包括一个剖开的角落；图3A是上／平面图，表示相同实施例的基本元件，其中，正常的保护性的封装树脂已全部除去，以便更好地显示优选的相对于支承装配托架的元件设置；图3B是它的前／正面视图；图3C是它的侧／正面视图；图4A是平面视图，表示优选的PC板刻蚀的电路导线；图4B是它的相同视图，表示如何向其上焊接组装元件；图5是往侧向分解的半示意上／平面视图，表示专门的装配托架相对于现有点火分配器装配板和示例性的分配器外壳的组装关系；图6是水平分解透视图，表示专门的装配托架相对于固态电源开关和位置传感器的基本的优选组装关系；图7A是垂直分解截面侧／正面视图，显示凸轮凸角和改装用的旋转磁阻盖帽装置的优选的组装方式；图7B是横截面详细视图，经图7A中的7B7B平面截取而得；图8是垂直分解并以45度角下视的视图，示范性地表示用于改装的与转子轴配合的磁组盖帽如何适于垂直下压在现有分配器的转子轴凸轮凸角上。
术语参照表10，10’／10”-电子点火组件，组件外表(顶面／侧面)11-组件的相互作用面12，12’，12”-示范性的磁阻转子，相互作用末端，无效的末端位置13，13’-分配器转子轴线，转子轴身14-旋转参照箭头15-磁通间隙16，16’，16”-装配托架，托架缓冲部，元件支持凸边17／17’，17”-垂直装配孔(左／右)，垂直的装配板孔18，18’，18”-电线导管，电路过度孔，焊盘19，19’-现有的分配器板，板的上表面参照线20，20’／20”-印刷电路板，接地装配孔(印刷电路板孔／托架孔)21-印制导电线22’／22”-电路中的电阻元件(R1／R2)23，23’-开关晶体管，散热片24，24’，24”-晶体管电路引线，引线焊盘25-电磁通量接近度传感器26-分配器外壳侧壁27-中间绝缘片28’／28”-紧固铆钉，带塞孔的绝缘垫圈29，29’，29”，29A-转子凸轮，各个凸轮凸角，凸轮轴环，径向的支承凸缘30，30’／30”-特殊的磁阻盖帽，外侧壁31，31’，31”-顽磁环形套筒，套筒部分，径向凸缘部分32-磁体接受槽33-保护性的树脂材料
34-永久磁块35-凸轮凸角座36，36’-标准分配器转子，转子标记槽首先，参照图1／A，B，C，其中所表示的是本发明的小型化新型汽车点火系统的一个示范装置，其特征是一个由顶面10’和侧面10”所确定的特别小的电子点火组件单元10。要注意的是，这个组件优选地包括一个插入式装配托架16，它使直立的前表面11互相作用地接近一个示例性的磁阻式转子12而固定，转子12具有互相作用末端12’，它们之间只有一个间隙式的磁阻空气隙15。示例转子12置于具有旋转轴线13的转子轴身13’的顶上，以表明有效磁性末端12’和无效末端12”是怎样以机械的每分钟转数，沿参照箭头14所确定的旋转圆周轨迹而连续地运动的。如在图5中进一步表示的，装配托架16通过螺钉孔17／17’和在分配器的板上已有的螺纹孔17”，以螺钉紧固件固定到分配器的板19上；孔17”有以前被固定就位的一组常规断闭点(未示，因为它们将被废弃)，它们以前是被包含在反对着凸轮的凸角29’(图8)的尼龙耐磨块中。
在图5中，在常规的4缸和6缸点火分配器的内部，如这里由分配器外壳轮廓线26所确定的范围内，并没有多少空间。所以，以前必须把点火线圈(未示)装在分配器外壳的外面，但本发明的通过电线导管18(图1／A，B，C)供电的电子元件的特殊装置，有效的消除了有问题的常规的点火断闭点，而采用对磁通量起反应的组件，它既不需为补偿磨损而调整，也不需要更换。尽管在图1／A，B，C中所描述的示例性的X形磁阻转子，仅仅用于直观地说明本发明的改装用的点火组件10的工作，此后的实施例则表示磁性转子装置是一种特殊的磁阻盖帽30(图8)的形式，最好制成带有平滑连续的侧壁30’，它的简便性使装置易于保持清洁。
还有一些巧妙的然而是极为重要的不同之处，将在这里更明显地表明是一些重大的改进。例如，图2／A，B，C(它表示本发明的组件10从图1／A，B，C的样子旋转180度)就是揭示本发明的电子元件是保护性地埋藏在电路塑性树脂(例如环氧树脂)片33的厚层下面，它除了防止不适当的填实以外，可防止元件被破坏。一旦装进，几分钟之后就不再需要任何种类的保养。另外，所要表示的是装配托架16最好有一个向内的缓冲部分16’，其作用是与旋转轴身13’之间保有更多的空隙，如在图5中好地表示的那样。
图3／A，B，C表示在保护层整个地除去以后，更清晰地揭示在本发明的组件内的电子元件装置，其中，现在可以看到，铝金属托架16优选地包括一个直角竖直凸边部分16”，按照图6，这个凸边部分16”优选地包括一个装配孔20”，优选地用一个铝铆钉紧固件(未示)穿过这个装配孔20”，通过孔20’固定PC(印刷电路)板组件。用常用的铆钉紧固件(未示)装配，不仅在树脂密封以前使PC板固定，它还可在电路板的电衬垫之一和接地至分配器板19的装配托架16之间，提供电接地功能。但是，就开关晶体管23而言，在散热片23’和装配托架的竖直元件支持凸边16”之间，提供一片电绝缘材料27，并通过垫圈28”提供类似的绝缘，垫圈28”可永久地防止紧固铆钉28’与装配托架部分16”电气短路。
图4A／B所表示的是本发明的PC板的设计，使各种电子元件的焊接组装简单易行，包括主要部件开关晶体管23(图3／A，B，C)的三个电路引出导线24，它们被接括在图4A的焊盘24’中。其次，图4B所表示的是怎样把这些电子元件，例如不可缺少的磁通接近度传感器25，以及22’所标示的R1，和22”所标示的电阻R2这两个电阻，焊接就位；连以在图4A中例举的铜板印刷的电路线21，从而提供专门的电路连结的必要条件。
图7A，B所表示的是本发明提出的装配方法，把四个(有一个在图上看不到)永久磁块34向上装入专用敞底磁阻盖帽30的各个精确定位的竖直接受槽32之中，然后，通过截面为帽形(图7A)的顽磁环31，各个磁块34全都被很好地固定，顽磁环31有一个套筒部分31’，连同径向凸缘部分31”，把磁块34固定在内，能经受约3500rpm(每分钟转数)(曲轴RPM的一半)。磁阻盖帽30的顶部基本上是开口的，使装配者能简便地手工插入滑动配合的环形结构，平稳地下落而围绕从定时转子凸轮部29’向上伸出的凸轮凸角部29”。环形磁阻盖帽30的顶部口径上很好地用了一个适当薄的径向支承凸缘29A，它能有效地限制磁阻盖帽30向下移动，也不会把标准的分配器转子36(图8)的最终装配位置顶高而偏离其原始位置。凸轮凸角座部35(图7)以较好的紧密的摩擦配合，很好地包含在磁阻盖帽30之中，使磁阻盖帽30围绕凸轮凸角的实体永久地定位。顽磁环形套筒31’(图7A)的装配关系，也是以冲击方法而紧密围绕转子凸轮实体29，而邻接的向外的径向凸缘部分31”则用来阻止磁块34从它们在接受槽32中的相应位置向下脱落。
图8所表示的，是在最后把已组装的磁阻盖帽30，向下围绕现有的旋转凸轮凸角29装配，完成基本的装配程序；这时，再把原始的分配器的转子36和分配器盖帽(未示)复原，以便马达以不变的时间关系起动和正常运行。磁阻盖帽30总体的轻型结构，实际上减轻因离心推进和真空推进机构(两者均未示)功能两者的正常动作而导致的任何可测知的影响。
因此容易理解本发明的优选的和发展变形的实施例，就是用至今未用过也未实现的新巧方法来执行功能。有一点是含蓄的，即本发明的上述改进的效用未必依赖于任何现有的发明专利；并且，虽然本发明至此已通过某些图解说明的实施例，作了很好的描述，但在基本上不偏离本发明的精神和范围的情况下，熟悉这方面技术的人，可以作出各种变化，更改，改装和明显的改型。所以，本发明在这里通过例举的方法被揭示，但并不是加以限制，而是由后附的权利要求确定本发明要求保护的范围。
权利要求
1.一种小型化电子点火组件装置，适用于装入常规的汽车式点火分配器，该点火分配器具有点火定时转子轴，其特征在于所述装置包括电源电路，包括常规的汽车电池和交流发电机；所述组件，装有磁接近度传感器装置，该传感器装置与一集成电路电源开关装置组合封装在一起，所述组合启动所述点火分配器外部的常规的电感线圈；所述组件封装设置为，其中被组合的所述接近度传感器被安置为径向接近所述转子轴，所述转子轴包括定时地激励所述接近度传感器的装置，而所述集成电路则被安置在径向外侧。
2.根据权利要求1的电子点火装置，其特征在于，所述组合是用于原设备制造厂家装配到无断闭点式的所述点火分配器中，其中，所述转子轴上配有多元永久磁体，这些磁体被配置在所述中心轴线的径向上，以便激励所述接近度传感器。
3.根据权利要求1的电子点火装置，其特征在于，所述组合用作汽车零件市场上的成套零件，装入采用常规转子轴的断闭点式点火分配器中，所述常规的转子轴具有从所述转子轴径向向外设置的多元点火定时转子凸轮实体；所述成套零件包括改装用的磁阻盖帽装置，所述磁阻盖帽装置采用多元永久磁体，将它们安排在所述转子轴的径向上，以便激励所述接近度传感器。
4.根据权利要求3的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽以摩擦配合，向下与所述转子凸轮紧密装配，所述磁阻盖帽内部是敞开底部的，并包括一个凹凸形状配合的座结构，用于确定无误地保持原来的点火定时功能。
5.根据权利要求3的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽包括多个垂直接受槽，用于使各个所述永久磁块精确定位，通过一个顽磁环形装置，使所述永久磁块固定在所述接受槽中。
6.一种小型化电子点火系统，用于具有定时转子轴的汽车式点火分配器、其特征在于所述系统包括电源电路，包括汽车电池和交流发电机；一体化组件，包含一个磁接近度传感器装置，该装置与一个集成电路电源开关组合在一起，所述组合驱动所述点火分配器外部的常规的电感线圈；所述组件封装设置为，其中所述接近度传感器被安置为接近所述转子轴，所述转子轴包括定时地激励所述接近度传感器的多元分开的永久磁体装置，而所述集成电路被安置在该处的外侧。
7.根据权利要求6的电子点火装置，其特征在于，所述组合是用于原设备制造厂家装配到无触点式的所述点火分配器中，其中，多元永久磁体被径向安置在所述转子轴的上部末端，以便激励所述接近度传感器。
8.根据权利要求6的电子点火装置，其特征在于，所述组合用作汽车零件市场上的改装用成套零件，装入采用所述转子轴的断闭点式点火分配器中，所述转子轴具有在其径向设置的多元点火定时凸轮实体；所述改装用的成套零件包括改装用的磁阻盖帽装置，该装置采用多元适配的永久磁体，使之被安排在所述转子轴线的径向上，以便激励所述接近度传感器。
9.根据权利要求6的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽以摩擦配合，向下与所述转子凸轮紧密装配，所述磁阻盖帽内部是敞开底部的，并包括一个凹凸形状配合的座结构，用于确定无误地保持原来的点火定时功能。
10.根据权利要求6的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽包括多个垂直接受槽，用于使各个所述永久磁块精确定位，通过一个顽磁环形装置，使所述永久磁块固定在所述接受槽中。
11.一种小型化电子点火装置，用于具有定时转子轴的汽车式点火分配器，其特征在于所述装置包括电源电路，包括汽车电池和交流发电机；一体化组件，包含一个磁接近度传感器装置，该装置与一个集成电路电源开关组合在一起，所述组合驱动一个常规的电感线圈；所述组件封装设置为，其中所述接近度传感器装在刚性固定的装配托架的内侧，以便相互作用地接近所述转子轴，所述转子轴包括定时地激励所述接近度传感器的多元分开的永久磁体装置，所述集成电路被安置在所述装配托架的外侧。
12.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述组合是用于原设备制造厂家装配到无断闭点式的所述点火分配器中，其中，所述转子轴上径向设置多元永久磁体，以便激励所述接近度传感器。
13.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述组合用作汽车零件市场上的成套零件，装入采用所述转子轴的常规的断闭点式点火分配器中，所述转子轴具有在其径向设置的多元点火定时凸轮凸角实体；所述成套零件包括改装用的转子盖帽，所述转子盖帽装有多元永久磁体，这些永久磁体被安置在所述转子轴外的径向上，以便激励所述接近度传感器。
14.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述装配托架也用作散热装置。
15.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述装配托架是用导电材料制成的，可使所述点火分配器上的电气接地简化。
16.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽以摩擦配合，向下与所述转子凸轮紧密装配，所述磁阻盖帽内部是敞开底部的，并包括一个凹凸形状配合的座结构，用于确定无误地保持原来的点火定时功能。
17.根据权利要求11的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽包括一个在上部的径向向内的支承凸缘，以防止所述磁阻盖帽从它的围绕所述转子凸轮的理想位置上滑落下来。
18.一种小型化电子点火变换装置，用于具有转子轴的汽车式点火分配器，其特征在于所述装置包括电源电路，包括汽车电池和交流发电机；一体化小型组件，包含一个磁接近度传感器装置，该装置与一个集成电路电源开关组合在一起，所述组合驱动所述点火分配器外部的常规的电感线圈；所述组件封装设置为，其中所述接近度传感器接近所述转子轴固定，以便于与所述转子轴相互作用而进行临界点火定时，而所述集成电路被安置在接近外侧；所述小型组件的尺度仅约28mm×14mm高×11mm宽。
19.根据权利要求18的电子点火装置，其特征在于，所述组合是用于原设备制造厂装配到常规的无触点式的所述点火分配器中，其中，所述转子轴被配有装置，用以支持被安排在所述转子轴径向上的多元永久磁体，以便在旋转时激励所述接近度传感器。
20.根据权利要求18的电子点火装置，其特征在于，所述磁阻盖帽以摩擦配合，向下与所述转子凸轮紧密装配，所述磁阻盖帽内部是敞开底部的，并包括一个凹凸形状配合的座结构，用于确定无误地保持原来的点火定时功能。
21.根据权利要求18的电子点火装置，其特征在于，所述组合用作汽车零件市场上的改装用成套零件，装入常规的触点式点火分配器中，其中的所述转子轴支持多元点火定时凸轮凸角实体；所述改装用的成套零件包括一个可装在所述转子轴凸轮部分上的磁阻盖帽，以便将多元永久磁体安排在所述转子轴的径向上，从而在所述转子轴旋转时，激励所述接近度传感器。
全文摘要
一种电子组件和装配托架,可廉价地推进原设备生产厂家从旧式断闭点系统的转变,或在汽车零件市场上廉价地推进点火系统的类似改装,使之成为无触点式点火装置。提出一个小型化电子点火装置,有缩小了的28mm长×14mm高×11mm宽的尺寸,结合一个专用的旋转轴,凸轮凸角,磁阻盖帽的组合,用以转换点火分配器现有的机械旋转凸轮,因此可简便、经济地转换目前为中国小汽车和商品车辆而生产的汽车用点火系统的大约90%。
文档编号F02P3/00GK1204728SQ9711992
公开日1999年1月13日 申请日期1997年10月24日 优先权日1997年10月24日
发明者乌尔夫·阿伦斯 申请人:诺劳基工程公司