專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置，該裝置用于控制加熱元件以便快速預(yù)熱諸如柴油機(jī)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。
為了在寒冷季節(jié)快速啟動(dòng)一臺(tái)柴油機(jī)，從蓄電池給象熱線點(diǎn)火塞這樣的加熱元件提供電流，對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，以協(xié)助啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。近年來已研制出一種溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞。這種溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞用于迅速啟動(dòng)柴油機(jī)。更準(zhǔn)確地說，當(dāng)連接該發(fā)動(dòng)機(jī)的鑰匙開關(guān)接通時(shí)，提供大電流給熱線點(diǎn)火塞以便在短時(shí)間周期內(nèi)快速對(duì)其預(yù)熱。另一方面，當(dāng)鑰匙開關(guān)斷開之后進(jìn)行快動(dòng)作余輝功能時(shí)，為在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后立即使發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)穩(wěn)定，提供大電流給熱線點(diǎn)火塞以迅速對(duì)其預(yù)熱。
在日本特許公報(bào)No.58(1983)-182459中已公布了一種溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞。所公布的熱線點(diǎn)火塞包含一個(gè)加熱線圈和一塊插在一個(gè)耐熱和抗腐蝕外殼里的氧化鎂。加熱線圈包含兩個(gè)具有不同電阻溫度系數(shù)的線圈元件，該線圈元件相互以串聯(lián)方式連接。這些加熱線圈元件分別和一個(gè)沖擊線圈及一個(gè)制動(dòng)線圈有關(guān)，他們均根據(jù)所完成的功能而命名。沖擊線圈配置在外殼的前端部分，制動(dòng)線圈配置在外殼的后端部分。沖擊線圈的電阻溫度系數(shù)與溫度無關(guān)、是恒定的，而制動(dòng)線圈的電阻溫度系數(shù)則隨著溫度的升高而升高。
當(dāng)溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞開始預(yù)熱時(shí)，沖擊線圈元件首先迅速加熱變紅。若快速加熱條件持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，熱線點(diǎn)火塞的溫度會(huì)變得比所需要的更高，由于導(dǎo)致線圈損壞。為避免這種現(xiàn)象，制動(dòng)線圈元件的電阻隨溫度上升而增大，由此減少供電電流。結(jié)果，熱線點(diǎn)火塞的溫度被防止過度升高，而保持在某一預(yù)定水準(zhǔn)。
當(dāng)把溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置中時(shí)，在熱線點(diǎn)火塞開始預(yù)熱時(shí)最好是在較短時(shí)間周期內(nèi)對(duì)沖擊線圈提供大電流，這樣熱線點(diǎn)火塞將迅速加熱到一個(gè)預(yù)定溫度，例如800℃。但是，一般機(jī)動(dòng)車上的蓄電池在開始預(yù)熱熱線點(diǎn)火塞時(shí)不能提供如此大的電流。
鑒于上述常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置，該裝置能夠在短時(shí)間內(nèi)提供大電流給熱線點(diǎn)火塞，由此減少預(yù)熱線點(diǎn)火塞所需時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種用以預(yù)熱柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置，該裝置包含一個(gè)用于加熱柴油機(jī)的可由流過電流加熱的加熱元件，一個(gè)對(duì)加熱元件提供電壓的供電電源，一個(gè)可由電源充電的電容器，以及當(dāng)柴油機(jī)迅速預(yù)熱時(shí)將電容器和電源相互串接的連接控制裝置。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)迅速預(yù)熱時(shí)，由電源提供給加熱元件的電流借助于從電容器釋放的電能而得以增大，由此縮短預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)所需時(shí)間。
本發(fā)明的以上及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)由以下描述并結(jié)合借助圖示實(shí)施例來說明本發(fā)明年最優(yōu)實(shí)施例的附圖將變得更加明確。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置框圖;
圖2(a)，2(b)，和2(c)是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置產(chǎn)生的信號(hào)的時(shí)間圖;
圖3是加熱元件的溫度如何隨時(shí)間增加的曲線圖;和圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置的框圖。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置。
蓄電池1(例如鉛蓄電池)與例如分別與發(fā)動(dòng)機(jī)(例如柴油機(jī))的汽缸相聯(lián)系的溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火塞那樣的加熱元件11相連接，因此蓄電池1的電壓可以供給加熱元件11。蓄電池1通過第一繼電器2與電容器3連接，該電容器3當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始預(yù)熱時(shí)在短時(shí)間周期內(nèi)給加熱元件11的沖擊線圈提供大電流。蓄電池1的負(fù)極與地連接，正極分別通過第一繼電器2的繼電器開關(guān)21、22與電容器3的不同電極連接。當(dāng)繼電器開關(guān)21、22在實(shí)線位置(斷開)時(shí)，電容器3可由蓄電池1充電。當(dāng)?shù)谝焕^電器2通過使得繼電器開關(guān)21、22同時(shí)由實(shí)線位置移到虛線位置(接通)時(shí)，電容器3蓄電池1串聯(lián)連接。
鑰匙開關(guān)4有一個(gè)附屬觸點(diǎn)AC，一個(gè)點(diǎn)火觸點(diǎn)1G，和一個(gè)起動(dòng)器觸點(diǎn)ST。鑰匙開關(guān)4還有一個(gè)與蓄電池1正極連接的活動(dòng)觸點(diǎn)B，用以從蓄電池1為連接到鑰匙開關(guān)4的各種電路供電。起動(dòng)器觸點(diǎn)ST連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)馬達(dá)。
輝光指示燈5連接于點(diǎn)火觸點(diǎn)1G和控制預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱元件11的通電和斷電的控制器6之間。當(dāng)鑰匙開關(guān)4轉(zhuǎn)向?qū)⒒顒?dòng)觸點(diǎn)B連接至點(diǎn)火觸點(diǎn)1G時(shí)，輝光指示燈5接通并將持續(xù)通電某一預(yù)熱等待時(shí)間，所述等待時(shí)間取決于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻煤介的溫度。當(dāng)輝光指示燈5斷開時(shí)，駕駛員可以知道發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)預(yù)熱完畢。在鑰匙開關(guān)4的點(diǎn)火觸點(diǎn)1G和控制器6之間，還連接著一個(gè)其繼電器線圈71與交流發(fā)動(dòng)機(jī)ACG連接的充電繼電器7。控制器6包括預(yù)置預(yù)熱等待時(shí)間的指示器定時(shí)器和當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低時(shí)預(yù)置余輝時(shí)間和余輝定時(shí)器。
熱傳感器8和速度傳感器9與控制器6連接以便為其提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻媒介溫度的信號(hào)指示和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的信號(hào)指示。提供給控制器6的還有來自鑰匙開關(guān)4的點(diǎn)火觸點(diǎn)1G和起動(dòng)器觸點(diǎn)ST的信號(hào)，以及從蓄電池1或通過充電繼電器7的交流發(fā)動(dòng)機(jī)ACG的電能?？刂破?將控制信號(hào)加到第一繼電器2的繼電器線圈21a、22a，輝光指示燈5，以及第二繼電器10的繼電器線圈101。第二繼電器10有一個(gè)與減壓電阻器103串聯(lián)連接的繼電器開關(guān)102。當(dāng)加熱元件11和蓄電池1通過繼電器開關(guān)102和降壓電阻器103的串聯(lián)電路相互連接時(shí)，可以穩(wěn)定地控制加熱元件11的加熱。
圖2(a)，2(b)，及2(c)示出在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置中產(chǎn)生的信號(hào)是如何隨時(shí)間變化的。圖2(a)示出在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)置預(yù)熱等待時(shí)間內(nèi)鑰匙開關(guān)4轉(zhuǎn)向?qū)⒒顒?dòng)觸點(diǎn)B連接到起動(dòng)器觸點(diǎn)ST的操作方式下的信號(hào)。圖2(b)示出經(jīng)過一個(gè)預(yù)置預(yù)熱等待時(shí)間以后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作方式下的信號(hào)。圖2(c)圖示出活動(dòng)觸點(diǎn)B連接到點(diǎn)火觸點(diǎn)2G以后鑰匙開關(guān)4脫離因此發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)的操作方式下的信號(hào)。
在圖2(a)所示的操作方式下，當(dāng)輝光指示燈5通電時(shí)，從起動(dòng)器觸點(diǎn)ST提供起動(dòng)信號(hào)給控制器6。然后第一繼電器2接通從而將繼電器開關(guān)21、22移動(dòng)到圖1中的虛線位置，因此蓄電池1和電容器3對(duì)加熱元件11相互以串聯(lián)方式連接。更確切的說，當(dāng)指令在預(yù)熱等待時(shí)間ti之內(nèi)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制器6處理由蓄電池1和電容器3兩者提供電流的快速預(yù)熱序列，因此縮短預(yù)熱加熱元件11所需時(shí)間。
輝光指示燈5的通電時(shí)間ti根據(jù)熱傳感器8測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻媒介溫度由指示定時(shí)器預(yù)置。例如，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻媒介溫度，時(shí)間ti可在6秒到0.5秒的范圍內(nèi)。由控制器6中的余輝定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間ta是蓄電池1按照控制余輝功能的激發(fā)的充電繼電器7提供電流進(jìn)行穩(wěn)定預(yù)熱所需的時(shí)間。來自機(jī)動(dòng)車速度傳感器9的機(jī)動(dòng)車速度信號(hào)S1、S2用于形成控制器6執(zhí)行余輝功能的條件。例如，當(dāng)所測(cè)得的機(jī)動(dòng)車速度為15km/h，產(chǎn)生機(jī)動(dòng)車速度信號(hào)S2，從而控制器6在高于15km/h的速度范圍禁止余輝功能。
圖3示出加熱元件11的溫度增長(zhǎng)的方式，如實(shí)線曲線所表示，是電容器3和蓄電池1相互串聯(lián)連接以快速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的溫度增長(zhǎng)形式。虛線曲線表示加熱元件僅由蓄電池1通電時(shí)的溫度增長(zhǎng)，正如在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置的情況下一樣。對(duì)圖3的研究指出從初始溫度T0達(dá)到目標(biāo)溫度T1所需要的預(yù)熱時(shí)間大約為用常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置預(yù)熱時(shí)間的2/3。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置。圖4所示的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置與圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置不同之點(diǎn)在于，有兩個(gè)電容器31、32用來代替電容器3，具有繼電器開關(guān)或觸點(diǎn)25、26、27的繼電器23用來代替第一繼電器2，當(dāng)發(fā)指令給快速預(yù)熱序列時(shí)兩個(gè)電容器31、32相互串聯(lián)連接使加熱元件11通電。繼電器23具有繼電器線圈25a、26a、27a用來接通觸點(diǎn)25、26和斷開觸點(diǎn)27。齊納二極管29用于測(cè)定電容器31、32相互串聯(lián)連接時(shí)兩端的電壓。因此齊納二極管29可以檢測(cè)電容器31、32的放電狀態(tài)。當(dāng)電容器31、32兩端的電壓下降到低于一定的電壓時(shí)，第三繼電器24的觸點(diǎn)28由它的繼電器線圈28a接通或閉合，因此直接將蓄電池和加熱元件11相互連接。圖4所示發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)的其它元件與圖1所示的相應(yīng)元件相同，并用同樣的標(biāo)號(hào)指定，這里不作詳細(xì)說明。
盡管對(duì)確定的最佳實(shí)施例進(jìn)行了說明和描述，但應(yīng)該理解其中可進(jìn)行許多改變和修改而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)熱柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置，它包括可借助通過其中的電流加熱，用于加熱柴油機(jī)的加熱元件，提供電壓給所述加熱元件的電源?？捎伤鲭娫闯潆姷碾娙萜?，以及用于在快速預(yù)熱柴油機(jī)時(shí)將所述電容器和所述電源相互串聯(lián)連接的連接控制裝置。
2.一種用于預(yù)熱柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置，它包括可借助通過其中的電流加熱，用于加熱柴油機(jī)的加熱元件，提供電壓給所述加熱元件的電源。當(dāng)電容器相對(duì)于所述電源相互并聯(lián)連接時(shí)可由所述電源充電的多個(gè)電容器，以及用于在快速預(yù)熱柴油機(jī)時(shí)將所述電容器與所述加熱元件相互串聯(lián)連接的連接控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括用于測(cè)定所述電容器或若干電容器兩端電壓的檢測(cè)裝置，所述連接控制裝置包含當(dāng)所測(cè)得的電壓下降到低于某一預(yù)定電壓時(shí)將所述電源直接與所述加熱元件連接的裝置。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱裝置用諸如溫度自控?zé)峋€點(diǎn)火器這樣的加熱元件有效和迅速地預(yù)熱象柴油機(jī)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)快速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，供給加熱允許的電壓借助存儲(chǔ)在電容器中的電能而增大，并提供大電流給該加熱元件以便在短時(shí)間內(nèi)預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02P19/02GK1050589SQ9010814
公開日1991年4月10日 申請(qǐng)日期1990年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月29日
發(fā)明者白田彰宏, 越?jīng)g俊文, 小山雄一, 倉(cāng)林研 申請(qǐng)人:五十鈴汽車有限公司