Система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системе управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Система содержит предохранитель, электродвигатель электровентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор и индикатор температуры, усилитель, управляемый мультивибратор, силовой ключ и диод. Плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена с первым выводом индикатора температуры и через предохранитель - с плюсовыми выводами питания усилителя, управляемого мультивибратора, катодом диода и первым выводом электродвигателя электровентилятора. Второй вывод индикатора температуры связан с терморезистором и входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход которого подключен к входу управления силового ключа. Второй вывод терморезистора, первый силовой вывод силового ключа и минусовые выводы питания усилителя и управляемого мультивибратора соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля. Второй силовой вывод силового ключа соединен с анодом диода и вторым выводом электродвигателя электровентилятора. В систему дополнительно введены датчик давления масла и второй усилитель. Выход датчика давления масла связан с входом второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом усилителя. Второй вывод датчика давления масла и минусовый вывод питания второго усилителя соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля. Плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена через предохранитель с плюсовым выводом питания второго усилителя. Технический результат заключается в улучшении температурного режима двигателя внутреннего сгорания и повышении срока его службы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания [1], содержащая терморезистор, индикатор температуры, предохранитель, электродвигатель электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, биметаллический выключатель, причем предохранитель, контакты биметаллического выключателя и электродвигатель электрического вентилятора соединены последовательно друг с другом и включены между плюсовой и минусовой шинами бортовой сети автомобиля, терморезистор и индикатор температуры соединены последовательно и также включены между плюсовой и минусовой шинами бортовой сети автомобиля.

Недостатками известной системы являются дискретность регулировки скорости вращения вентилятора и, как следствие этого, невысокая точность поддержания температуры двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близкой к предлагаемой является система охлаждения двигателя внутреннего сгорания [2], содержащая предохранитель, электродвигатель электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор и индикатор температуры, усилитель, управляемый мультивибратор, силовой ключ и диод, причем плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена с первым выводом индикатора температуры и через предохранитель - с плюсовыми выводами питания усилителя, управляемого мультивибратора, катодом диода и первым выводом электродвигателя электрического вентилятора, второй вывод индикатора температуры связан с терморезистором и входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход управляемого мультивибратора подключен к входу управления силового ключа, второй вывод терморезистора, первый силовой вывод силового ключа и минусовые выводы питания усилителя и управляемого мультивибратора соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, второй силовой вывод силового ключа соединен с анодом диода и вторым выводом электродвигателя электрического вентилятора.

Недостатками известной системы являются независимость поддерживаемой температуры двигателя от степени его изношенности, как следствие этого, снижение срока службы двигателя внутреннего сгорания.

Техническая задача направлена на улучшение температурного режима двигателя внутреннего сгорания и повышение срока его службы за счет введения зависимости поддерживаемой температуры двигателя от степени его изношенности.

Технический результат достигается тем, что в систему, содержащую предохранитель, электродвигатель электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор и индикатор температуры, усилитель, управляемый мультивибратор, силовой ключ и диод, причем плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена с первым выводом индикатора температуры и через предохранитель - с плюсовыми выводами питания усилителя, управляемого мультивибратора, катодом диода и первым выводом электродвигателя электрического вентилятора, второй вывод индикатора температуры связан с терморезистором и входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход управляемого мультивибратора подключен к входу управления силового ключа, второй вывод терморезистора, первый силовой вывод силового ключа и минусовые выводы питания усилителя и управляемого мультивибратора соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, второй силовой вывод силового ключа соединен с анодом диода и вторым выводом электродвигателя электрического вентилятора, дополнительно введены датчик давления масла и второй усилитель, причем выход датчика давления масла связан с входом второго усилителя, выход которого соединен со вторым входом усилителя, второй вывод датчика давления масла и минусовый вывод питания второго усилителя соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена через предохранитель с плюсовым выводом питания второго усилителя.

Отличительным признаком от прототипа является то, что в систему дополнительно введены датчик давления масла и второй усилитель, а также наличие новых связей между вновь введенными и ранее применявшимися узлами системы.

Сопоставительный анализ заявляемой системы с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемая система обладает рядом существенных отличий: улучшенным температурным режимом двигателя внутреннего сгорания, что достигается применением в системе датчика давления масла и второго усилителя.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит предохранитель 1, электродвигатель 8 электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор 3, индикатор 2 температуры, усилитель 4, управляемый мультивибратор 5, силовой ключ 6 и диод 7, причем плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена с первым выводом индикатора 2 температуры и через предохранитель 1 - с плюсовыми выводами питания усилителя 4, управляемого мультивибратора 5, катодом диода 7 и первым выводом электродвигателя 8 электрического вентилятора, второй вывод индикатора 2 температуры связан с терморезистором 3 и входом усилителя 4, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора 5, выход которого подключен к входу управления силового ключа 6, второй вывод терморезистора 3, первый силовой вывод силового ключа 6 и минусовые выводы питания усилителя 4 и управляемого мультивибратора 5 соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, второй силовой вывод силового ключа 6 соединен с анодом диода 7 и вторым выводом электродвигателя 8 электрического вентилятора, датчик 9 давления масла и второй усилитель 10, причем выход датчика 9 давления масла связан с входом второго усилителя 10, выход которого соединен со вторым входом усилителя 4, второй вывод датчика 9 давления масла и минусовый вывод питания второго усилителя 10 соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена через предохранитель 1 с плюсовым выводом питания второго усилителя 10.

Устройство работает следующим образом.

При невысокой температуре охлаждающей жидкости сопротивление терморезистора 3 велико и напряжение на входе усилителя 4 оказывается высоким. На выходе усилителя 4 при этом напряжение достаточно мало, и на управляющем входе управляемого мультивибратора 5 потенциал близок к потенциалу минусовой шины бортовой сети автомобиля, управляемый мультивибратор 5 в таком режиме находится в заторможенном состоянии, и напряжение на его выходе близко к потенциалу минусовой шины бортовой сети автомобиля. Силовой ключ 6 находится в разомкнутом состоянии, и ток через электродвигатель 8 электрического вентилятора не течет. Вентилятор не вращается, и принудительного охлаждения двигателя внутреннего сгорания не происходит. По мере прогрева двигателя внутреннего сгорания сопротивление терморезистора 3 уменьшается и напряжение на выходе усилителя 4 увеличивается. Это напряжение воздействует на вход управляемого мультивибратора 5, и на его выходе появляются импульсы, длительность которых возрастает по мере повышения температуры охлаждающей жидкости. Эти импульсы периодически открывают силовой ключ 6, при этом второй вывод электродвигателя 8 электрического вентилятора кратковременно соединяется с минусовой шиной питания через ключ 6. При закрытом силовом ключе 6 цепь питания электродвигателя электрического вентилятора размыкается. Диод 7 необходим для защиты силового ключа 6 от ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке электродвигателя 8 электрического вентилятора, при его коммутации. Среднее значение постоянного напряжения на электродвигателе 8 электрического вентилятора определяется отношением длительности импульса к периоду импульсов, умноженному на напряжение бортовой сети.

Напряжение на электродвигателе 8 электрического вентилятора плавно изменяется при плавной регулировке скважности импульсов, поступающих от управляемого мультивибратора 5. Такая регулировка осуществляется при изменении температуры охлаждающей жидкости из-за изменения сопротивления терморезистора 3 с температурой. В результате скорость вращения электродвигателя 8 электрического вентилятора изменяется плавно, поскольку скорость вращения электродвигателя постоянного тока и питающее его напряжение связаны близкой к линейной зависимостью.

В результате такого регулирования по мере повышения температуры охлаждающей жидкости возрастает скорость вращения вентилятора, что позволяет обеспечить более точное поддержание температуры и исключить перегрев двигателя внутреннего сгорания.

Однако устанавливаемая температура, находящаяся в пределах 85-95°С, должна зависеть от степени изношенности двигателя внутреннего сгорания, которая определяется давлением масла. Сигнал с датчика 9 давления масла усиливается вторым усилителем 10 и влияет на установленную температуру двигателя внутреннего сгорания через усилитель 4, управляемый мультивибратор 5 и силовой ключ 6, понижая ее к нижней границе диапазона при сильно изношенном двигателе (пониженном давлении масла).

Источники информации

1. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей [Текст]: учебник / В.Е. Ютт; Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Горящая линия - телеком, 2006. - 440 с.

2. Патент РФ 2247036, МПК В60К 11/02, F01Р 3/20. Система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания [Текст] / Ю.В. Гармаш (РФ). - 2003118956/11; заявл. 24.06.03; опубл. 27.02.05.

Система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая предохранитель, электродвигатель электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор и индикатор температуры, усилитель, управляемый мультивибратор, силовой ключ и диод, причем плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена с первым выводом индикатора температуры и через предохранитель - с плюсовыми выводами питания усилителя, управляемого мультивибратора, катодом диода и первым выводом электродвигателя электрического вентилятора, второй вывод индикатора температуры связан с терморезистором и входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого мультивибратора, выход которого подключен к входу управления силового ключа, второй вывод терморезистора, первый силовой вывод силового ключа и минусовые выводы питания усилителя и управляемого мультивибратора соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, второй силовой вывод силового ключа соединен с анодом диода и вторым выводом электродвигателя электрического вентилятора, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены датчик давления масла и второй усилитель, причем выход датчика давления масла связан с входом второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом усилителя, второй вывод датчика давления масла и минусовый вывод питания второго усилителя соединены с минусовой шиной бортовой сети автомобиля, плюсовая шина бортовой сети автомобиля соединена через предохранитель с плюсовым выводом питания второго усилителя.