система управления работой отопителя салона автомобиля

Формула изобретения

Система управления работой отопителя салона автомобиля, содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, блок задатчика температуры салона, датчик температуры салона, мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управлением вентилятора отопителя, датчик температуры воздуха вентилятора отопителя, причем датчик температуры воздуха вентилятора отопителя связан через блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, с первым выходом логического блока и со входом управления мультивибратора с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен со вторым входом логического блока, выход датчика температуры салона связан через блок сравнения температуры салона с третьим входом логического блока, выход мультивибратора с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока, выход задатчика температуры салона связан со вторым входом блока сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, и со вторым входом блока сравнения температуры воздуха салона, выход логического блока связан с входом управления силовым ключом электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, второй выход логического блока связан с входом управления ключом широтно-импульсного регулятора управления вентилятора отопителя, эмиттеры ключей соединены с плюсом питания, а коллектор ключа управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом связан с электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя соединен с вентилятором отопителя, второй вывод обмотки которого связан с корпусом, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введен второй датчик температуры салона, включенный последовательно с первым датчиком температуры салона и расположенный в задней части салона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам регулирования микроклимата помещения транспортного средства, использующим в качестве теплоносителя охлаждающую жидкость двигателя транспортного средства.

Известны системы [1, 2], содержащие три ведущих теплообменника, систему запорных аппаратов и трубопроводов. Недостатком подобных устройств является отсутствие регулировки температуры охлаждающей жидкости в воздушном теплообменнике в зависимости от температуры воздуха в салоне.

Известна система [3] регулирования микроклимата помещения транспортного средства, содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, схему управления, содержащую задатчик температуры, датчик температуры воздуха, схему сравнения, силовой ключ управления электромагнитным клапаном, причем выход задатчика температуры соединен с первым входом схемы сравнения, выход датчика температуры воздуха соединен со вторым входом схемы сравнения, выход схемы сравнения связан с управляющим входом силового ключа, а его первый силовой вывод соединен с силовой шиной источника питания, второй - с первым выводом обмотки электромагнитного клапана, второй вывод которой связан со второй силовой шиной источника питания. Недостатками данного устройства являются невысокая точность поддержания температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, и низкая надежность работы электромагнитного клапана.

Наиболее близкой к предлагаемой является система управления работой отопителя салона автомобиля [4], содержащая первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, задатчик температуры салона, датчик температуры салона, мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя, датчик температуры воздуха вентилятора отопителя, причем выход датчика температуры воздуха вентилятора отопителя связан через блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, с первым входом логического блока и со входом управления мультивибратора с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен со вторым входом логического блока, выход датчика температуры салона связан через блок сравнения температуры салона с третьим входом логического блока, выход мультивибратора с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока, выход блока задатчика температуры связан с вторым входом блока сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, и с вторым входом блока сравнения температуры воздуха салона, первый выход логического блока связан с входом управления силовым ключом управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, второй выход логического блока связан с входом управления ключом широтно-импульсного регулятора управления вентилятора отопителя, эмиттеры ключей соединены с плюсом питания, а коллектор ключа управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом связан с электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя соединен с вентилятором отопителя, второй вывод обмотки которого связан с корпусом.

Недостатком системы является неравномерность прогрева салона.

Техническая задача направлена на повышение равномерности прогрева салона.

Технический результат достигается тем, что в систему управления работой отопителя салона автомобиля, содержащую первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, блок задатчика температуры салона, датчик температуры салона, мультивибратор с регулируемой скважностью, мультивибратор с терморегулируемой скважностью, логический блок, блок сравнения температуры салона, блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, электромагнитный клапан, ключ управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, ключ широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя, датчик температуры воздуха вентилятора отопителя, причем датчик температуры воздуха вентилятора отопителя связан через блок сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, с первым выходом логического блока и с входом управления мультивибратора с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен с вторым входом логического блока, выход датчика температуры салона связан через блок сравнения температуры салона с третьим входом логического блока, выход мультивибратора с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока, выход задатчика температуры салона связан с вторым входом блока сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора отопителя, и с вторым входом блока сравнения температуры воздуха салона, выход логического блока связан с входом управления силовым ключом электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, второй выход логического блока связан с входом управления ключом широтно-импульсного регулятора управления вентилятора отопителя, эмиттеры ключей соединены с плюсом питания, а коллектор ключа управления электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом связан с электромагнитным клапаном и циркуляционным насосом, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа широтно-импульсного регулятора управления вентилятором отопителя соединен с вентилятором отопителя, второй вывод обмотки которого связан с корпусом, дополнительно введен второй датчик температуры салона, включенный последовательно с первым датчиком температуры салона и расположенный в задней части салона.

Отличительным признаком от прототипа является то, что в систему дополнительно введен второй датчик температуры салона, а также имеются новые связи между вновь введенными и ранее применяемыми элементами.

Сопоставительный анализ заявляемой системы с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемая система обладает рядом существенных отличий: удобной регулировкой температуры воздуха в салоне автомобиля, автоматическим поддержанием выбранного режима, равномерным прогревом салона.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы управления работой отопителя салона автомобиля.

Система управления работой отопителя салона автомобиля содержит первый контур циркуляции теплоносителя, соединенный с рубашкой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом, циркуляционным насосом и воздушным теплообменником, второй контур циркуляции теплоносителя, включающий в себя гидромагистрали с запорным элементом и воздушным теплообменником, вентилятор отопителя салона, датчик 2 температуры салона, второй датчик 14 температуры воздуха салона, датчик 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя, логический блок 3, мультивибратор 4 с терморегулируемой скважностью, мультивибратор 5 с регулируемой скважностью, блок 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, блок 7 сравнения температуры салона, электромагнитный клапан 12, циркуляционный насос 13, ключ 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 13, ключ 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятором 11 отопителя, блок 10 задатчика температуры салона. Причем выход датчика 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя связан через блок 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, с первым выходом логического блока 3 и с входом управления мультивибратора 5 с терморегулируемой скважностью, выход которого соединен с вторым входом логического блока 3, выходы датчиков 2 и 14 температуры салона связаны через блок 7 сравнения температуры салона с третьим входом логического блока 3, выход мультивибратора 4 с регулируемой скважностью связан с четвертым входом логического блока 3, выход блока 10 задатчика температуры салона связан с вторым входом блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, и вторым входом блока 7 сравнения температуры воздуха салона. Первый выход логического блока 3 связан с входом управления ключом 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 12, второй выход логического блока 3 связан с входом управления ключом 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятором 11 отопителя, эмиттеры ключей 8 и 9 соединены с плюсом питания, а коллектор ключа 8 управления электромагнитным клапаном 12 и циркуляционным насосом 13 соединен с выводами электромагнитного клапана 12 и циркуляционным насосом 13, вторые выводы которых соединены с корпусом, коллектор ключа 9 широтно-импульсного регулятора управления вентилятора 11 отопителя соединен с вентилятором 11 отопителя, связан с выводом вентилятора 11 отопителя, второй вывод которого связан с корпусом, второй датчик 14 температуры салона, включенный последовательно с первым датчиком 2 температуры салона и расположенный в задней части салона.

Работает система управления работой отопителя салона автомобиля следующим образом.

После пуска двигателя внутреннего сгорания и включения системы регулирования микроклимата происходит прогрев теплоносителя. При этом блоком 10 задатчика температуры салона устанавливается необходимая температура салона. Если температура воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, ниже установленной блоком 10 задатчика температуры салона, то на выходе блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, будет уровень логического нуля, на первом выходе логического блока 3 - уровень логической единицы, циркуляционный насос 13 и электромагнитный клапан 12 включены ключом 8 и по мере прогрева теплоносителя температура воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, возрастает, при этом сопротивление датчика 1 температуры воздуха вентилятора 11 отопителя уменьшается и скважность мультивибратора 5 с терморегулируемой скважностью уменьшается. Этот сигнал через логический блок 3 воздействует на вход управления ключа 9 широтно-импульсного регулятора вентилятора 11 отопителя, при этом скорость вращения двигателя вентилятора и отопителя возрастает до тех пор, пока не будет достигнута температура, установленная блоком 10 задатчика температуры салона. На выходе блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, установится уровень логической единицы. При этом на входе ключа 9 широтно-импульсного регулятора вентилятора 11 отопителя появляются импульсы, скважность которых устанавливается вручную мультивибратором 4 с регулируемой скважностью, таким образом, в данном режиме скорость обдува устанавливается вручную.

Температура воздуха в салоне повышается до тех пор, пока сигналы с блока 6 сравнения температуры воздуха, поступающего от вентилятора 11 отопителя, и с блока 7 сравнения температуры воздуха салона не примут уровни логической единицы. Уровень сигнала на выходе блока 7 сравнения температуры воздуха салона определяется соотношением суммарного сопротивления датчиков температуры 2 и 14, один из которых расположен в передней, а второй - в задней части салона, с сопротивлением задатчика 10 температуры. При этом на первом выходе логического блока 3 установится уровень логического нуля и электромагнитный клапан 12 и циркуляционный насос 13 отключатся ключом 8.

При этом температура теплоносителя в воздушном теплообменнике уменьшается и прогрев воздуха салона прекращается до тех пор, пока либо температура воздуха в салоне, или воздуха, поступающего из вентилятора 11 отопителя, не окажется ниже установленной блоком 10 задатчика температуры салона. При этом электромагнитный клапан 12 и циркуляционный насос 13 снова включаются ключом 8 и прогрев салона продолжится.

Преимущества такой системы поддержания микроклимата: осуществляется плавная установка скорости обдува за счет ручной регулировки скважности мультивибратора 4 с регулируемой скважностью; исключается поступление забортного холодного воздуха через вентилятор 11 отопителя; осуществляется плавное увеличение скорости обдува отопителя по мере увеличения температуры теплоносителя. Применение двух датчиков 2 и 14 температуры воздуха салона позволяет повысить плавность регулировки.

Источники информации

1. А.с. СССР МПК В 1/08, SU 1468777 A1, 1989, БИ №2.

2. А.с. СССР МПК В 1/08, SU 1593988 A1, 1990, БИ №35.

3. Патент США US 4143706 А, кл. В 60 Н 3/04, опубл. 13.03.1979.

4. Патент РФ МПК В 60 Н 1/08 №2211156 С2, 2003, БИ №24.