система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Система управления электровентилятором охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая предохранитель, электродвигатель электрического вентилятора, закрепленный на его валу вентилятор, терморезистор и индикатор температуры, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены 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.

Описание изобретения к патенту

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

Наиболее близкой к предлагаемой является 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.

Техническая задача направлена на улучшение температурного режима двигателя внутреннего сгорания за счет плавной регулировки скорости вращения вентилятора системы охлаждения.

Технический результат достигается тем, что в систему дополнительно введены 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.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в систему дополнительно введены усилитель, управляемый мультивибратор, силовой ключ и диод, 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 за счет плавной регулировки скорости вращения вентилятора.

На чертеже представлена электрическая функциональная 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.

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 прогревания двигателя внутреннего сгорания сопротивление терморезистора 3 уменьшается, 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 может быть определено из соотношения

где U - среднее напряжение на электродвигателе 8 электрического вентилятора, U_БАТ - напряжение бортовой сети автомобиля, - длительность импульса управляемого мультивибратора 5, f - частота генерации управляемого мультивибратора 5.

Как следует из уравнения (1), напряжение на электродвигателе 8 электрического вентилятора плавно изменяется при плавной регулировке скважности импульсов, поступающих от управляемого мультивибратора 5. Такая регулировка и 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 зависимостью [2]:

где U - напряжение питания электродвигателя 8, I - ток, потребляемый электродвигателем 8, R - активное сопротивление его обмотки, С - конструктивная постоянная электродвигателя постоянного тока, Ф - магнитный поток.

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.

Источники информации

1. Техническое описание автомобиля ВАЗ 2108.

2. Общая электротехника. Под ред. А.Т.Блажкина. Л.: Энергоатомиздат, 1986, - 591 с.