[發(fā)明專利]一種汽車供電電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110052039.4
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102155342A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹向陽;王保均
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: F02N11/08
• 分類號: F02N11/08;H02J7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李贊堅;曹志霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車電路領(lǐng)域，特別涉及汽車發(fā)動機啟動、供油、點火電路的供電電路。

背景技術(shù)

汽車產(chǎn)業(yè)已成為世界各經(jīng)濟大國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，目前普及至千家萬戶。人力啟動的汽車現(xiàn)在已很少見，且多用于農(nóng)用機械。而其它類型的汽車都有啟動馬達，也就是直流電機。汽車的行駛、使用，首先要通過啟動馬達啟動發(fā)動機，而啟動馬達從靜止到高速轉(zhuǎn)動中有一個加速過程，直至發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)。在這個啟動過程中，蓄電池的電壓跌落很大，實測在啟動瞬間即啟動馬達開始轉(zhuǎn)動的瞬間，工作電流高達百安培，使得12V的蓄電池瞬間電壓跌至一半左右。

參見圖1，為蓄電池在發(fā)動機啟動時的典型電壓波動示意圖，這里以12V供電的汽車為例進行說明，24V及其它電壓供電的汽車和此相似。從0至t₁這段時間，為鑰匙插入點火開關(guān)并置于ON檔上的蓄電池電壓。t₁為鑰匙旋向START檔的瞬間，此時啟動馬達的軸齒與發(fā)動機動力輸出軸的相應(yīng)飛輪嚙合，因啟動馬達及發(fā)動機處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時的工作電流極大(其值接近啟動馬達堵轉(zhuǎn)電流，其中某些型號啟動馬達的工作電流達百安培或更高)，導(dǎo)致蓄電池兩端電壓下降(通常會跌至一半左右，具體下降值與蓄電池的實際容量、新舊程度等有關(guān)，也與發(fā)動機的初始轉(zhuǎn)動扭矩有關(guān)，而初始轉(zhuǎn)動扭矩與發(fā)動機的新舊程度、機油粘度、發(fā)動機實際溫度等都有關(guān)系)。同時，蓄電池內(nèi)部也急劇發(fā)熱，導(dǎo)致內(nèi)阻降低，從而向啟動馬達提供更大的電流，使得馬達開始緩慢轉(zhuǎn)動，這個時刻對應(yīng)圖1上的t₂(t₁到t₂時間較短，新車在100mS至300mS左右；而對于保養(yǎng)較好、已使用4年時間、行駛里程在6萬公里左右的發(fā)動機，這個時間在200mS至1秒之間，有的可能會更長)。啟動馬達一旦克服發(fā)動機的初始轉(zhuǎn)動扭矩而開始緩慢轉(zhuǎn)動，啟動馬達的工作電流也會大幅下降；這時蓄電池的端電壓開始回升，由啟動馬達帶動發(fā)動機加速轉(zhuǎn)動。當(dāng)達到發(fā)動機最低著火轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機的有效做功推動發(fā)動機活塞，驅(qū)動曲軸自行旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)速瞬間上升至怠速運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速一旦超過啟動馬達的轉(zhuǎn)速，因超越離合器而自動切斷啟動馬達和發(fā)動機之間的動力連接。圖1中，發(fā)動機達到著火轉(zhuǎn)速并瞬間上升到怠速運轉(zhuǎn)的時刻對應(yīng)t₃，此時發(fā)動機進入怠速運轉(zhuǎn)，發(fā)電機輸出電壓并開始對蓄電池進行充電，使得蓄電池兩端電壓略有上升。

由此可知，在啟動過程中的t₁～t₃時段中，汽車上各種參與啟動的電器都處于欠壓狀態(tài)，如柴油機的電控噴油嘴、高壓共軌系統(tǒng)、電子控制單元(Electronic?ControlUnit簡稱ECU，以下稱為行車電腦)以及汽油機的火花塞高壓產(chǎn)生電路、汽油機的電噴控制電路、電噴噴油嘴及行車電腦等。處于欠壓狀態(tài)時：對于柴油機，產(chǎn)生噴油壓力不夠、噴油失控等問題，使得燃油不能有效燃燒，最終導(dǎo)致啟動時間長及啟動延遲；對于汽油機，產(chǎn)生點火能量不足、噴油壓力不夠、噴進汽缸的汽油霧化不良等問題，使得燃油不能燃燒，由此導(dǎo)致缸內(nèi)富油，從而引發(fā)啟動被延時、延遲。這導(dǎo)致啟動馬達需要工作更長時間，才可讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速更高，而蓄電池端電壓更高才能啟動發(fā)動機。顯而易見，處于欠壓狀態(tài)下的各種電路及相應(yīng)電路元件的使用壽命都會縮短。

另外，對于行駛的汽車，水箱風(fēng)扇、空調(diào)系統(tǒng)、燈光、喇叭等都會隨機工作，使得蓄電池電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)。比如，很多汽油機汽車在怠速狀態(tài)等待紅燈時，打開大燈就會引發(fā)發(fā)動機怠速下降，這與高壓點火能量下降有一定關(guān)系。實際上，在低轉(zhuǎn)速時也確實會帶來某些時刻點火失敗，造成發(fā)動機抖動，轉(zhuǎn)速下降。最終，在低轉(zhuǎn)速下因點火失敗會造成功率損失，油耗上升。

此外，汽車在電啟動時對蓄電池放電能力要求很嚴。汽車的使用手冊上也經(jīng)常要求，在電啟動時應(yīng)關(guān)閉音響、大燈、空調(diào)風(fēng)扇、雨刮器等一切用電設(shè)備，以減少其它電器的分流，提高蓄電池放電能力。在實際使用中，已使用半年的汽車確實存在著打開大燈就無法啟動發(fā)動機的現(xiàn)象，主要原因就是蓄電池大電流放電能力已下降。一般地，車主為了避免無法啟動發(fā)動機，經(jīng)常需要兩年更換一次蓄電池。而對于保養(yǎng)不當(dāng)?shù)钠?，?jīng)常是一年就更換一次蓄電池，這無疑增加了汽車使用成本。