Спосіб підвищення енергоефективності системи керування електромагнітними клапанами автомобільного газобалонного обладнання

Реферат: Спосіб підвищення енергоефективності системи керування електромагнітними клапанами автомобільного газобалонного обладнання здійснюють за допомогою пристрою, який містить накопичувальний конденсатор, розділюючі та шунтуючі діоди. Керуючі сигнали вибору режиму роботи об'єднують із основним джерелом живлення. Джерело живлення послідовно комутують або до входу живлення для режиму "бензин", або до входу живлення для режиму "газ", в залежності від виду палива, на якому працює двигун автомобіля. Накопичувальний конденсатор заряджають через розділюючий діод та замкнуте комутуюче реле від джерела живлення в режимі "бензин". Для підвищення енергоефективності в режимі роботи "газ" котушки газових клапанів підключають до джерела живлення через інтегральні стабілізатори струму, якими індивідуально задається мінімальний струм утримання кожної котушки газового клапана. Комутуюче реле вмикають так, щоб воно не споживало струм утримання. UA 110132 U (54) СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМИ КЛАПАНАМИ АВТОМОБІЛЬНОГО ГАЗОБАЛОННОГО ОБЛАДНАННЯ UA 110132 U UA 110132 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі електроніки та електротехніки, зокрема до електронного обладнання автомобілів та інших транспортних засобів, які містять у системах газобалонного обладнання електромагнітні клапани, і може бути використана для зниження енергоспоживання системи електромагнітних клапанів газобалонного обладнання автомобіля, а також для захисту бортової мережі автомобіля і підключених до неї пристроїв від імпульсів та перепадів напруги, що виникають під час їх спрацювання. Відомим аналогом є спосіб імпульсного вмикання реле струмом розряду конденсатора [Функциональные узлы схем автоматического управления: (справ, пособие). Ш.Μ. Марголин, А.С. Гуров. - Μ.: Энергоатомиздат, 1983. - С. 45], який підключається паралельно до обмотки вихідного реле і заряджається під час спрацювання командного реле, а розряджається на обмотку вихідного реле після відключення командного реле. До недоліків аналога можна віднести короткотривале вмикання реле, час вмикання якого залежить від ємності конденсатора та обмежувального опору. Відомим аналогом є пристрій для керування електромагнітом постійного струму [А.С. СРСР SU №1206843 А, кл. H01F 7/18, 1986 p.], який містить ключі керування, дросель, конденсатор, блоки керування, джерело напруги, діоди. Недоліком аналога є потреба у двох джерелах живлення, що призводить до підвищеного енергоспоживання та складності пристрою. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб керування електромагнітними механізмами, зокрема електромагнітними газовими клапанами, та пристрій для його реалізації [пат. РФ RU № 2180143 С1, кл. H01F 7/18, 2002 р.] з одним основним і одним додатковим джерелами напруги постійного струму. Пристрій містить основне джерело напруги постійного струму, додаткове джерело напруги постійного струму, що складається з зарядного пристрою і накопичувального конденсатора, і, відповідно до кількості електромагнітних механізмів, - блоки управління, кожен з яких містить два керованих ключі зі своїми вузлами керування і таймер. Командні сигнали надходять на вузли управління кожного електромагніту по своєму провіднику, причому на вузол керування другого ключа - через таймер. Між джерелами напруги і обмоткою керованого електромагнітного механізму включені розділюючі діоди. Шунтуючі діоди включені паралельно керованим ключам та обмотці електромагніту. Таймер задає час вмикання електромагнітного механізму. У даному способі керування електромагнітним механізмом при надходженні керуючого сигналу його включення спочатку подають напругу від двох джерел напруги постійного струму від основного і додаткового, а після деякої затримки в часі, достатньої для включення електромагніту в роботу, припиняють подачу напруги від додаткового джерела напруги постійного струму і утримують електромагніт в робочому стані шляхом подачі напруги тільки від основного джерела напруги постійного струму, для вимкнення електромагнітного механізму припиняють подачу напруги від основного джерела напруги постійного струму. Недоліком найближчого аналога є потреба у зарядному пристрої для додаткового джерела напруги, а також необхідність таймерів для кожного вузла керування, що значно ускладнює пристрій. В основу корисної моделі поставлена задача розробити енергоефективний спосіб підключення системи керування клапанами автомобільного газобалонного обладнання. Поставлена задача вирішується тим, що використовують схеми імпульсного відкриття клапанів газобалонного обладнання за допомогою розряду накопичувального конденсатора великої ємності на котушки газових клапанів, із наступним утриманням їх в робочому стані зниженим стабілізованим струмом, оскільки процес утримання газових клапанів у робочому положенні потребує значно меншої напруги та сили струму, ніж необхідно для їх початкового відкриття, що дозволяє підвищити енергоефективність системи, знизити навантаження на електропроводку та генератор авто, і, як наслідок, отримати економію палива. Накопичувальний конденсатор заряджають через розділюючий діод від джерела живлення в режимі "бензин". Для підвищення енергоефективності в режимі роботи "газ" комутуюче реле вмикають так, щоб воно не споживало струм утримання. Живлення котушок газових клапанів зниженим струмом дозволяє уникнути їх надмірного перегріву, а застосування інтегральних стабілізаторів струму дозволяє уникнути наслідків їх короткого замикання. Захист бортової мережі автомобіля від імпульсів зворотної електрорушійної сили під час перехідних станів відкриття та закриття газових клапанів досягається шляхом введення у схему захисних шунтуючих діодів. Корисна модель пояснюється кресленням, де представлена схема електрична принципова пристрою. 1 UA 110132 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Спосіб підвищення енергоефективності системи керування електромагнітними клапанами автомобільного газобалонного обладнання здійснюють за допомогою пристрою, який містить вхід живлення для режиму "газ" 1, вхід живлення для режиму "бензин" 2, розділюючий діод 3, накопичувальний конденсатор 4, комутуюче реле 5, шунтуючі діоди 6 та 7, котушку газового клапана 8, стабілізатор струму 9, "масу" автомобіля 10, розділюючий діод 11, котушку газового клапана 12, стабілізатор струму 13, шунтуючий діод 14, розділюючий діод 15, котушку газового клапана 16, стабілізатор струму 17, шунтуючий діод 18. На кресленні зображено варіант схеми імпульсного запуску клапанів газобалонного обладнання легкового автомобіля, в якому керуючі сигнали вибору режиму роботи "газ/бензин" об'єднані із основним джерелом живлення +12 В, яке послідовно комутується до входу живлення для режиму "бензин" 2, або до входу живлення для режиму "газ" 1, в залежності від виду палива, на якому працює двигун автомобіля. Запропонований пристрій може керувати трьома котушками газових клапанів. Кількість котушок може варіюватися в залежності від модифікації та покоління газобалонного обладнання. У запропонованій схемі котушки газових клапанів 8, 12, 16 вмикаються послідовно із відповідними інтегральними стабілізаторами струму 9, 13, 17, які налаштовані на мінімальний струм утримання. Плюси котушок газових клапанів 8, 12, 16 підключено до відповідних виходів стабілізаторів струму 9, 13, 17, а мінуси на "масу" автомобіля 10. У режимі роботи "бензин" на вході живлення для режиму "бензин" 2 присутній високий рівень напруги +12 В, на вході живлення для режиму "газ" 1 присутній низький рівень напруги 0 В. У режимі роботи "бензин" відбувається заряджання накопичувального конденсатора 4 до робочої напруги +12 В через розділюючий діод 3 та замкнуте комутуюче реле 5. У режимі роботи "газ" на вхід живлення для режиму "газ" 1 подається високий рівень напруги +12 В, а на вході живлення для режиму "бензин" 2 встановлюється низький рівень напруги 0 В. У режимі роботи "газ" відбувається розряд накопичувального конденсатора 4 імпульсом напруги +12 В через контакти розімкнутого комутуючого реле 5, котушку газового клапана 8, розділюючі діоди 11, 15 та відповідні котушки газових клапанів 12, 16. Комутуюче реле 5 вмикають так, щоб воно не споживало струм утримання. Для підвищення енергоефективності в режимі роботи "газ" котушки газових клапанів підключають до джерела живлення через інтегральні стабілізатори струму 9, 13, 17, якими індивідуально задається мінімальний струм утримання кожної котушки газового клапана 8, 12, 16. Струм утримання найкраще визначається експериментально для кожної конкретної моделі газового клапана. Оскільки, як правило, струм спрацювання газових клапанів відрізняється, у залежності від моделі клапана та його котушки, то рекомендується в ролі котушки газового клапана 8 встановити котушку газового клапана із максимальним струмом спрацювання. Імпульси напруги від перехідних процесів у схемі гасяться шунтуючими діодами 6, 7, 14, 18. До переваг запропонованої схеми потрібно віднести високий ступінь інтегрованості в існуючі системи газобалонного обладнання без значних модифікацій та затрат на переобладнання, можливість індивідуального налаштування струму утримання для кожної котушки газового клапана, що дозволяє поєднати в одній схемі електромагнітні газові клапани із дещо відмінними параметрами котушок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб підвищення енергоефективності системи керування електромагнітними клапанами автомобільного газобалонного обладнання здійснюють за допомогою пристрою, що містить накопичувальний конденсатор, розділюючі та шунтуючі діоди, який відрізняється тим, що керуючі сигнали вибору режиму роботи об'єднують із основним джерелом живлення, яке послідовно комутують або до входу живлення для режиму "бензин", або до входу живлення для режиму "газ", в залежності від виду палива, на якому працює двигун автомобіля, накопичувальний конденсатор заряджають через розділюючий діод та замкнуте комутуюче реле від джерела живлення в режимі "бензин", для підвищення енергоефективності в режимі роботи "газ" котушки газових клапанів підключають до джерела живлення через інтегральні стабілізатори струму, якими індивідуально задається мінімальний струм утримання кожної котушки газового клапана, а комутуюче реле вмикають так, щоб воно не споживало струм утримання. 2 UA 110132 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3