專利名稱：起動機起動電壓自主調(diào)控自動保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機電起動領(lǐng)域。
發(fā)動機在為人們帶來了極大方便的同時，也為人們帶來了許多不可避免的煩惱，尤其是發(fā)動機“起動難”的問題。其原因大致可歸納為以下幾點1、起動系統(tǒng)老化，起動電阻增大；2、發(fā)動機(其中柴油機更為突出)正常磨損導致起動性能下降；3、一些車輛起動系統(tǒng)功率設(shè)計過小，剛好勉強能維持新車起動；4、低溫低壓，惡劣環(huán)境的影響。
目前人們在解決“起動難”問題時采用了很多方法。1、增大蓄電池容量；2、提高起動機功率；3、將12V電系改成24V電系等。其中1、2等方法效果不明顯，方法3效果明顯，但實施相對復雜。
雖然提高起動電壓是當前技術(shù)手段中解決起動難最有效的辦法，但起動難現(xiàn)象卻依然如故，原因就是人們在實施這種最有效辦法的過程中遇到了各種困難并因此而舉步維難。如將12V電系改成24V電系，所有車用電器都須改換，更為棘手的是，對原本為24V電路系統(tǒng)的“起動難”問題，目前根本無法解決，因為要將24V電系改為36V是不可能的，市場根本無法找到36V車用電器。多年來，人們在對12V電系提高起動電壓的實踐中找到一些新的方法，如用“車用24/12V供電自動變換開關(guān)”(申請?zhí)?4218272.3)和“汽車蓄電池轉(zhuǎn)換開關(guān)”(申請?zhí)?2245534.1)等裝置提供24/12V雙電壓，在保持原用電系12V的情況下只將24V作為起動電壓使用，但因變換開關(guān)的大電流、多觸點，特別是動觸頭動觸點及觸點拔片和繼電器等裝置在變換開關(guān)上的大量采用，使變換開關(guān)的可靠性差，故障頻繁，壽命短，而且結(jié)構(gòu)復雜，成本高，未能廣泛推廣使用。同時這些裝置在使用中也為電路系統(tǒng)帶來了許多意想不到的麻煩，如起動電壓的成倍提高，使起動機功率倍增，由于起動電壓的不可選擇性，使起動機的驅(qū)動單向器經(jīng)受不住長期的高速沖擊。而過早損壞。起動機電磁開關(guān)的主動觸頭和定觸頭在長期的高電壓、大電流、反復接觸中很容易發(fā)生粘連，粘連后造成起動機不受控制地空轉(zhuǎn)，甚至發(fā)生可怕的“飛車”?？傊瑢?2V電系直接改為24V電系，實施復雜，成本過高；而使用24/12V共用電系卻因變換開關(guān)功能少，可靠性差，以及系統(tǒng)起動電壓單一等因素造成了利用提高電壓解決“起動難”的方法得不到應有的推廣。
本發(fā)明在于為避免系統(tǒng)起動電壓單一，克服起動困難，設(shè)置可靠的保護電路而提供一套結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使用方便，適用范圍廣泛的起動電壓自主調(diào)控自動保護系統(tǒng)，根據(jù)需要增大起動功率，提高起動轉(zhuǎn)速，全面解決發(fā)動機“起動難”問題，同時對起動機實施必要的保護措施，以保證該系統(tǒng)的可靠性和安全性。
本發(fā)明的目的通過如下措施來達到

圖1是本發(fā)明實現(xiàn)上述發(fā)明目的電路原理圖；圖2是本發(fā)明實現(xiàn)自主選擇起動電壓功能的電路原理圖；圖3是圖1、圖2中“四定兩動”(四對定觸頭分布于動鐵一端，有兩個主動觸頭)型起動電壓自動轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明“對稱式四定兩動”(動鐵兩端各分布兩對定觸頭和一個主動觸頭)型電壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明“三定三動”(動鐵一端為兩對常閉定觸頭，另一端為一對常開定觸頭，主動觸頭為三個)型電壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，通過連接導線將包括點火開關(guān)⑤，起動機⑦，至少兩個規(guī)格為12V的蓄電池組連接起來的一種電起動系統(tǒng)，其特征在于有與點火開關(guān)⑤串聯(lián)的二選一開關(guān)⑧分兩路控制起動程序，一路控制起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④的線圈E，另一路控制電磁繼電器⑨的線圈H，起動機⑦的主接線柱F與起動機電磁開關(guān)控制接線柱G成短路連接。當系統(tǒng)需要36V起動電壓時，起動控制電流經(jīng)點火開關(guān)⑤到二選一開關(guān)⑧再到電壓自動轉(zhuǎn)換器④的線圈E后搭鐵<接地>，起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④工作將蓄電池②和③串聯(lián)，同時保護觸頭組A(包括A1和A2)被主動觸頭1接通，此時起動主電流從電池③的正極經(jīng)起動機保護觸頭組A直達起動機⑦的主接線柱F和電磁開關(guān)控制柱G，起動機⑦以36V電壓工作，完成起動后，點火開關(guān)⑤斷電，起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④在動鐵回位彈簧的作用下恢復常閉狀態(tài)將蓄電池②和③由串聯(lián)改為并聯(lián)，同時將保護觸頭A斷開，起動機上各接線柱均無電壓存在。當系統(tǒng)需要24V電壓起動時，起動控制電流從點火開關(guān)⑤到二選一開關(guān)⑧再到電磁繼電器⑨的線圈H后接地，此時起動主電流從電池③的正極經(jīng)繼電器⑨的觸頭直達起動機的主接柱F及控制接柱G，起動機⑦以24V電壓工作。完成起動后，點火開關(guān)⑤斷電，繼電器⑨的觸頭斷開，起動機不但停止工作，而且上面各接柱也均無電壓。
從圖2可以看出，本電路與圖1相比更簡單，它省去了電磁繼電器⑨，相應地將起動機⑦的主電路與控制電路分開。當系統(tǒng)需要36V起動電壓時，來自點火開關(guān)⑤的控制電流通過二選一開關(guān)⑧到達電壓自動轉(zhuǎn)換器④，④的線圈E接地工作，將主動觸頭1和2分別接通定觸頭組A和C(包括C1和C2)，此時蓄電池②和③串聯(lián)，蓄電池③正極上的36V電壓分兩路一路直達起動機⑦的主接柱F，另一路通過觸頭組A直達起動機⑦的電磁開關(guān)控制端G，起動機⑦工作，完成起動后開關(guān)⑤斷開，線圈E失電，電壓自動轉(zhuǎn)換器④的主動觸頭1和2在回位彈簧的作用下先斷開定觸頭組A和C，起動機⑦停止工作、主動觸頭1和2然后接通觸頭組B(包括B1和B2)和D(包括D1和D2)，蓄電池②和③進入并聯(lián)狀態(tài)并恢復用電、充電系⑥的正常工作。當系統(tǒng)需24V電壓起動時，控制電流由從點火開關(guān)⑤通過開關(guān)⑧直達起動機電磁開關(guān)控制柱G，主電流從與電池②并聯(lián)的電池③的正極直達起動機主接線柱F，在起動機電磁開關(guān)的控制下以24V電壓起動，這種起動電路實質(zhì)就是原24V起動電路。將圖1和圖2中蓄電池①去掉，相應地，電池②負極接地，便變成了本發(fā)明在原起動電系為12V車輛中應用的電路原理圖，其安裝操作及原理和工作過程都與以上說明相同。其它起動電系同理。
圖3為電路圖1、圖2中的四定兩動型起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④的結(jié)構(gòu)示意圖。該電壓自動轉(zhuǎn)換器由四組定觸頭A、B、C、D分別固定于絕緣外殼10中，每組定觸頭的兩個觸頭均以動鐵連桿為中心成對稱分布，如A1對稱A2，B1對稱B2，C1對稱C2，D1對稱D2，定鐵5與下外殼8、上外殼10固定連接；線圈E纏繞在襯套15上并固定于下殼體8中，動鐵3與襯套15之間形成動配合，主動觸頭1通過絕緣襯套7套在與動鐵3聯(lián)動的連桿9上，并由同樣套在連桿9上的支承彈簧13和14共同支承，主動觸頭2與1一樣套在同一連桿9上，并由支承彈簧11和12共同支承，支承彈簧另一端被連桿卡座6定位，每個支承彈簧的壓縮行程，應小于觸頭A到B之間距離的三分之二，觸頭組A、B間距等于C、D間距，觸頭A2、B2、C1通過導電銅片在絕緣外殼10的內(nèi)部分別與D2、C2、D1相連。當線圈E有電流通過時，連桿9隨動鐵3壓縮回位彈簧4向上運動，主動觸頭1和2分別在彈簧12和14支撐下同步向上移動，首先斷開觸頭組B和D直到分別接觸觸頭組A和C(如圖3為線圈通電時的狀態(tài))；當線圈E失電后，在回位彈簧4的作用下，動鐵3牽著連桿9向下運動，連桿上的彈簧13和11分別支撐著主動觸頭1和2同步下移，首先分別斷開觸頭組A和C，直到分別接通觸頭組B和D。在本轉(zhuǎn)換器④中，定觸頭組A和C常開，B和D常閉。
圖4是同樣包含兩個主動觸頭，四組定觸頭，是圖3的變形圖。其特征在于把主動觸頭2，兩對定觸頭C和D置于動鐵3的另一頭。這種結(jié)構(gòu)特征使發(fā)明對稱美觀，而且安裝連線更為方便容易。
圖5是本發(fā)明的又一特例，有三個主動觸頭，三對定觸頭，其特征在于三個主動觸頭分別對應三對定觸頭，其中兩對常閉定觸頭與一對常開定觸頭分別位于動鐵兩端的連桿上。這種結(jié)構(gòu)的采用，使由一個主動觸頭和兩個定觸頭組成的觸頭開關(guān)具有專用性。在本特例中，可將兩對常閉定觸頭開關(guān)具有專用性。在本特例中，可將兩對常閉定觸頭及其對應的主動觸頭的橫截面積作成8-15mm2，減少了銅材的用量，降低了成本。但由于沒有了保護觸頭組，所以這一特例失去了對起動機的保護功能。
綜上所述，本發(fā)明具有以下特點1、本發(fā)明可以為起動電系提供一套全新的起動模式，即通過二選一開關(guān)，起動控制電流分兩路控制起動機，一路到E控制電壓自動轉(zhuǎn)換器④，另一路到H控制電磁繼電器⑨。接通或斷開相關(guān)電路，可以根據(jù)需要自主選擇起動電壓，隨時增大起動功率，提高起動轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)快速起動，完成起動后，起動機各接線柱均無電壓存在。因此，在該起動系統(tǒng)中，不管起動機有各種“不回位”和“馬達齒輪咬住”故障，還是起動機電磁開關(guān)控制線常見的短路等故障，本電路都可杜絕這類故障發(fā)生、起到徹底保護起動機的作用，即使本電路中的起動機⑦是一個不回位或齒輪很容易“咬死”的故障起動機，在不修理和更換的情況下通過本電路的控制也能繼續(xù)照常工作。
2、為當前普通使用的12V、24V兩種發(fā)動機電起動系統(tǒng)因功率設(shè)計不足、低溫低壓、機械磨損和老化，而引起的起動難現(xiàn)象，本發(fā)明提供了一套行之有效的解決辦法，特別是本發(fā)明在解決24V電起動系統(tǒng)中起動難問題時，將有著不可替代的作用。因為12V起動電系在不使用本發(fā)明時還可改為24V起動電系，24V電器已廣泛應用市場，而24V電系起動難就不可能改為36V電系，因為36V電器產(chǎn)品市場幾乎為零。
3、本發(fā)明還可以通過附圖2的技術(shù)方案實現(xiàn)自主選擇起動電壓功能，當遇到起動系統(tǒng)老化，發(fā)動機壓縮比下降，系統(tǒng)電壓不足，氣溫、氣壓都很低的高寒山區(qū)、寒冷的冬天，及每天的早晨，是“起動難”的高發(fā)期。在起動難的高發(fā)期可通過開關(guān)⑧選擇高電壓檔起動，“起動難”將徹底解決。當發(fā)動機高壓起動后，隨發(fā)動溫度的升高，可以選擇用低壓起動，這對起動機單向器、電磁開關(guān)觸頭都有好處。
4、本發(fā)明僅使用兩個動觸頭雙面接觸，其它觸頭均為具有200A以上電流通過能力的定觸頭牢固地固定在外殼中，該結(jié)構(gòu)既提高了動觸頭的利用效率，又保證動觸頭與定觸頭的可靠接觸，同時使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，堅固耐用。
5、通過與動鐵聯(lián)動的動觸頭與定觸頭之間相對位置的分布，產(chǎn)生了絕對的先斷后合效果，從而使一直困擾著利用ZL94218272.3等方法起動而產(chǎn)生的電池組經(jīng)常短路現(xiàn)象徹底解決。
6、獨特的觸頭組A的設(shè)計應用，徹底解決了起動機各種不回位現(xiàn)象的發(fā)生；即使起動機電磁開關(guān)主觸頭發(fā)生粘連，觸頭組A也能切斷電源，同時起動機不必修理更換照常工作。另外由于起動機電磁開關(guān)動鐵自由行程和起動齒輪止推行程變化而引起的起動機不回位(齒輪咬住)現(xiàn)象，通過觸頭組A的作用也能完全徹底地使之消失，而且同樣也不必對起動機進行修理和更換。
7、采用觸頭間內(nèi)部連接法最大限度地減少了本發(fā)明外部接線柱的數(shù)量，使本發(fā)明更易于安裝和推廣。
權(quán)利要求
1.一種起動電壓自主選擇和起動機自動保護系統(tǒng)，它是通過連接導線將包括點火開關(guān)⑤，起動機⑦，至少兩個規(guī)格為12V的蓄電池組連接起來的一種電起動系統(tǒng)，其特征在于有與點火開關(guān)串聯(lián)的二選一開關(guān)⑧分兩路控制起動程序，一路控制起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④的線圈E，另一路控制電磁繼電器⑨的線圈H，起動機⑦的主接線柱F與起動機電磁開關(guān)控制接線柱G成短路連接。
2.一種起動電壓自主選擇系統(tǒng)，它是通過連接導線將包括點火開關(guān)⑤，起動機⑦，至少兩個規(guī)格為12V的蓄電池組連接起來的一種電起動系統(tǒng)，其特征在于有與點火開關(guān)串聯(lián)的二選一開關(guān)⑧分兩路控制起動程序，一路控制起動電壓自動轉(zhuǎn)換器④的線圈E，另一路控制起動機⑦的電磁開關(guān)。
3.一種起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，由線圈、動鐵、定鐵、觸頭、彈簧及外殼組成的電磁繼電器，其特征在于有隨動鐵聯(lián)動的至少兩個主動觸頭，每個主動觸頭被支承彈簧和連桿卡座定位于與動鐵同步運動的動鐵連桿上，與定觸頭組接觸的主動觸頭的另一面都由支承彈簧與連桿卡座組成的緩沖結(jié)構(gòu)支承，每個與定觸頭組雙面接觸的主動觸頭都由兩個緩沖結(jié)構(gòu)雙向支承，有固定于絕緣外殼中的至少三對定觸頭，每對定觸頭的兩個觸頭均以連桿為中心對稱分布，其中兩對定觸頭常閉，其它定觸頭組均為常開，主動觸頭與常開定觸頭的橫截面積不少于28mm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，其特征在于主動觸頭1和2被支承彈簧13、14和11、12及連桿卡座6組成的四個緩沖結(jié)構(gòu)分別雙向支承定位于連桿9上，有固定于絕緣外殼10中的定觸頭組A、B、C、D，主動觸頭1，2分別位于定觸頭組A、B和C、D組成的空腔中，A、B間距等于C、D間距，定觸頭組B、D為常閉，A、C為常開，主動觸頭與定觸頭的橫截面積均不少于28mm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，其特征在于主動觸頭1、2分別位于動鐵3兩端由定觸頭組A、B和C、D組成的空腔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，其特征在于定觸頭A2、B2、C1通過導電銅片在絕緣外殼10的內(nèi)部分別與D2、C2、D1相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，其特征在于有三個動觸頭分別對應三組定觸頭，其中兩對常閉定觸頭與一對常開定觸頭分別位于動鐵兩端的連桿上，且兩對常閉觸頭及其對應的主動觸頭的橫截面積為8-15mm2。
全文摘要
一種起動機電壓自主調(diào)控自動保護系統(tǒng)，涉及起動機電起動領(lǐng)域。它由點火開關(guān)，二選一開關(guān)，起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，電磁繼電器，電源，起動機組成。電流由點火開關(guān)經(jīng)二選一開關(guān)后，可以分二路控制起動程序，一路到起動電壓自動轉(zhuǎn)換器，另一路到電磁繼電器，最后都到起動機完成選擇電壓起動過程。點火開關(guān)失電后，對該系統(tǒng)進行自動保護，避免起動系統(tǒng)各種故障的發(fā)生。目前，本系統(tǒng)是最經(jīng)濟，最適用的方法。
文檔編號F02N11/08GK1869431SQ20051003159
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者王向東, 胡鐘平 申請人:王向東