CN104793664B - 一种节能型发动机冷却水恒温控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，包括发动机水箱（1），温度传感器（2），电磁阀（3），吸水泵（4），冷却器（5），过滤器（6），触发系统（7），出水管（8），进水管（9），信号监测系统（10）。本发明可以对发动机冷却水的温度进行自动控制，当冷却水的水温达到上限时则会自动启动恒温系统对冷却水进行冷却降温，如冷却水的水温下降到上限以下时，则会自动停止恒温系统，避免能源浪费。

Description

一种节能型发动机冷却水恒温控制系统

技术领域

本发明涉及发动机测试领域，具体是指一种节能型发动机冷却水恒温控制系统。

背景技术

人们对汽车的可靠性、安全性和绿色性等方面的要求不断提高，而发动机作为汽车的心脏部件，其技术水平直接影响到其动力性、经济性和排放等性能指标，发动机发生故障的频率也是最高的。发动机综合性能测试是判定发动机技术状况好坏的主要手段，也是汽车检测和维修工作的重要内容，因此发动机性能测试越来越受到人们的重视。

为了保证发动机的工作可靠性，降低其热负荷，必须加强它的冷却散热。在发动机测试时，主要依靠冷却水系统来保证发动机在工作过程中得到适度的冷却。传统的发动机冷却水系统中为了使冷却水保持在一定温度范围，该冷却水均采用循环冷却的方式进行降温。然而，当冷却水的温度并没有达到上限时循环冷却系统同样启动，造成很大的能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决目前所使用的发动机冷却水恒温控制系统能源消耗大的缺陷，提供一种节能型发动机冷却水恒温控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，包括发动机水箱，温度传感器，电磁阀，吸水泵，冷却器，过滤器，触发系统，出水管以及进水管；该冷却器的进水口通过出水管与发动机水箱相连接、其出水口则通过进水管与发动机水箱相连接，电磁阀则设置在出水管上，而吸水泵则设置在出水管上且位于电磁阀与冷却器之间，过滤器设置在进水管上，温度传感器则设置在发动机水箱底部，所述电磁阀、吸水泵均与触发系统相连接，在触发系统和温度传感器之间还设置有信号监测系统。

进一步的，所述的信号监测系统由场效应管MOS1，场效应管MOS2，场效应管MOS3，场效应管MOS4，三极管VT6，二极管D12，N极经电阻R14后与场效应管MOS1的栅极相连接、P极与二极管D12的P极相连接的二极管D10，N极与场效应管MOS1的栅极相连接、P极则顺次经电阻R15和电阻R16后与二极管D12的N极相连接的二极管D11，P极与场效应管MOS3的源极相连接、N极则经电阻R17后与二极管D12的N极相连接的二极管D13，P极与场效应管MOS4的栅极相连接、N极则经电阻R19后与三极管VT6的基极相连接的二极管D14，以及与二极管D14相并联的电阻R18组成；所述场效应管MOS1的栅极同时与二极管D10的N极以及二极管D11的P极相连接、源极则与二极管D11的P极相连接、漏极则与场效应管MOS3的漏极相连接；所述场效应管MOS2的栅极与场效应管MOS1的栅极相连接、其漏极与二极管D11的P极相连接、源极与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS3的栅极与二极管D13的N极相连接、源极与场效应管MOS4的漏极相连接；三极管VT6的发射极与二极管D13的N极相连接、其集电极接地。

所述触发系统由变压器T，设置在变压器T原边的电感线圈L1，设置在变压器副边的电感线圈L2和电感线圈L3，与电感线圈L1相连接的前端信号处理电路，与电感线圈L2相连接的中间处理电路，与中间处理电路相连接的传感器触发控制电路，与电感线圈L3相连接的信号微调电路，以及同时与信号微调电路和传感器触发控制电路相连接的吸水泵触发控制电路组成。

所述的前端信号处理电路包括熔断器R1，二极管桥式整流器U，电容C1，二极管D2，以及稳压二极管D1；熔断器R1的一端与二极管桥式整流器U的一输入端相连接、另一端作为电路的一信号输入端，电容C1的正极和负极分别与二极管桥式整流器U的两个输出端相连接，稳压二极管D1的N极与电容C1的正极相连接、其P极则经二极管D2后与电容C1的负极相连接；所述电感线圈L1的同名端与电容C1的正极相连接、其非同名端与电容C1的负极相连接。

所述的中间处理电路由三极管VT1，单向晶闸管D4，N极与单向晶闸管D4的N极相连接、P极则与电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R2，正极与二极管D3的N极相连接、负极则与单向晶闸管D4的P极相连接的电容C2，一端与单向晶闸管D4的N极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电感L4，一端与单向晶闸管D4的控制极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R3，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号微调电路相连接的电阻R4组成；所述单向晶闸管D4的P极与电感线圈L2的同名端相连接，三极管VT1的发射极和集电极均与传感器触发控制电路相连接、基极与单向晶闸管D4的P极相连接。

所述传感器触发控制电路由触发芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与触发芯片U2的VDD管脚相连接的电阻R5，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则经继电器K后与触发芯片U2的FB管脚相连接的电容C3，N极经电阻R7后与三极管VT3的基极相连接、P极同时与电容C3和继电器K的连接点以及吸水泵触发控制电路相连接的二极管D5，一端与触发芯片U2的CS管脚相连接、另一端与二极管D5的P极相连接的电阻R8，以及串接在三极管VT2的基极和发射极之间的电阻R6组成；所述触发芯片U2的BD管脚与三极管VT1的发射极相连接、GND管脚接地、FB管脚与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT2的基极与触发芯片U2的BD管脚相连接、集电极与触发芯片U2的SW管脚相连接、发射极与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的发射极还经继电器K的常开触点K-1后作为信号一输出端。

所述的信号微调电路由三极管VT4，P极与电感线圈L3的非同名端相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D6，正极与二极管D6的N极相连接、负极与电感线圈L3的同名端相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R9，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R10，以及一端与电阻R4相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R11组成；所三极管VT4的发射极和电感线圈L3的同名端均与吸水泵触发控制电路相连接。

所述的吸水泵触发控制电路由三极管VT5，双向晶闸管D9，N极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、P极则经电容C8后与电感线圈L3的同名端相连接的二极管D8，N极与二极管D8的P极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的稳压二极管D7，与稳压二极管D7相并联的电容C5，正极与稳压二极管D7的P极相连接、负极与双向晶闸管D9的第一阳极相连接的电容C6，一端与稳压二极管D7的P极相连接、另一端与三极管VT5的基相连接的电阻R12，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极同时与双向晶闸管D9的第一阳极和第二阳极相连接的电容C7组成；所述双向晶闸管D9的控制极与三极管VT5的集电极相连接，三极管VT5的发射极同时与稳压二极管D7的P极以及二极管D5的P极相连接。

所述的触发芯片U2为ACT364集成芯片。

所述的温度传感器为BD-WZP-PT100型温度传感器。

所述场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3以及场效应管MOS4均为增强型绝缘栅场效应管。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

1、本发明可以对发动机冷却水的温度进行自动控制，当冷却水的水温达到上限时则会自动启动恒温系统对冷却水进行冷却降温，如冷却水的水温下降到上限以下时，则会自动停止恒温系统，避免能源浪费。

2、本发明用温度传感器采集水温信号，该温度传感器反应速度快、精度高，确保了冷却水恒温系统的控制效果。

3、本发明结构简单，且所使用的电子元件成本低廉。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的信号监测系统电路结构示意图；

图3为本发明的触发系统电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括发动机水箱1，温度传感器2，电磁阀3，吸水泵4，冷却器5，过滤器6，触发系统7，出水管8，进水管9，信号监测系统10。为了能够实现对水温的控制，该冷却器5的进水口通过出水管8与发动机水箱1相连接，以便发动机水箱1内的高温水可以通过出水管8输入到冷却器5中。而冷却器5的出水口则通过进水管9与发动机水箱1相连接，以便由冷却器5冷却后的冷却水可以通过进水管9输送回发动机水箱1内。电磁阀3则设置在出水管8上，而吸水泵4设置在出水管8上且位于电磁阀3与冷却器5之间。过滤器6设置在进水管9上，温度传感器2则设置在发动机水箱1底部，所述电磁阀3、吸水泵4均与触发系统7相连接。信号监测系统10的输入端与温度传感器2的输出端相连接，其输出端则与触发系统7的输入端相连接。

温度传感器2可以检测发动机水箱1内冷却水的温度，并把温度信号转变为电压信号输出给信号监测系统10。该温度传感器2采用深圳市铂电科技有限公司生产的BD-WZP-PT100型温度传感器来实现。如冷却水的温度在40℃以下时，温度传感器2所发出的电压信号较弱，这时信号监测系统10则不工作。当冷却水温度超过40℃后，温度传感器2所发出的电压信号变强，这时信号监测系统10开始工作，使触发系统7得电工作。这时由触发系统7控制电磁阀3打开以及吸水泵4启动。而发动机水箱1内的高温冷却水则通过出水管8输送到冷却器5进行冷却，冷却后的冷却水经过滤器6过滤后通过进水管9输送回发动机水箱内继续使用，经过滤器6过滤后的冷却水更加清洁。

其中信号监测系统10为本发明的重点，如图2所示，由场效应管MOS1，场效应管MOS2，场效应管MOS3，场效应管MOS4，三极管VT6，二极管D12，N极经电阻R14后与场效应管MOS1的栅极相连接、P极与二极管D12的P极相连接的二极管D10，N极与场效应管MOS1的栅极相连接、P极则顺次经电阻R15和电阻R16后与二极管D12的N极相连接的二极管D11，P极与场效应管MOS3的源极相连接、N极则经电阻R17后与二极管D12的N极相连接的二极管D13，P极与场效应管MOS4的栅极相连接、N极则经电阻R19后与三极管VT6的基极相连接的二极管D14，以及与二极管D14相并联的电阻R18组成。所述场效应管MOS1的栅极同时与二极管D10的N极以及二极管D11的P极相连接、源极则与二极管D11的P极相连接、漏极则与场效应管MOS3的漏极相连接；所述场效应管MOS2的栅极与场效应管MOS1的栅极相连接、其漏极与二极管D11的P极相连接、源极与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS3的栅极与二极管D13的N极相连接、源极与场效应管MOS4的漏极相连接；三极管VT6的发射极与二极管D13的N极相连接、其集电极接地。所述的场效应管MOS1的漏极与场效应管MOS2的源极一起作为电路的输入端，而二极管D12的N极与三极管VT6的基极一起作为电路的输出端。

如图3所示，该触发系统7由变压器T，设置在变压器T原边的电感线圈L1，设置在变压器副边的电感线圈L2和电感线圈L3，与电感线圈L1相连接的前端信号处理电路71，与电感线圈L2相连接的中间处理电路72，与中间处理电路72相连接的传感器触发控制电路73，与电感线圈L3相连接的信号微调电路74，以及同时与信号微调电路74和传感器触发控制电路73相连接的吸水泵触发控制电路75组成。

其中的前端信号处理电路71包括熔断器R1，二极管桥式整流器U，电容C1，二极管D2，以及稳压二极管D1。连接时，熔断器R1的一端与二极管桥式整流器U的一输入端相连接、而其另一端则与二极管桥式整流器U的另一输入端一起作为电路的输入端，该输入端则与信号监测系统10的输出端相连接。电容C1的正极和负极分别与二极管桥式整流器U的两个输出端相连接，稳压二极管D1的N极与电容C1的正极相连接、其P极则经二极管D2后与电容C1的负极相连接。所述电感线圈L1的同名端与电容C1的正极相连接、其非同名端与电容C1的负极相连接。温度传感器2所发出的信号经二极管桥式整流器U整流、电容C1滤波以及稳压二极管D1稳压后再由变压器T进行升压处理。从变压器T输出的信号则分为两路，其中一路输入到中间处理电路72，而另一路则输入到信号微调电路74。

其中一路信号经中间处理电路72处理后再输入到传感器触发控制电路73，该中间处理电路72由三极管VT1，单向晶闸管D4，N极与单向晶闸管D4的N极相连接、P极则与电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R2，正极与二极管D3的N极相连接、负极则与单向晶闸管D4的P极相连接的电容C2，一端与单向晶闸管D4的N极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电感L4，一端与单向晶闸管D4的控制极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R3，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号微调电路74相连接的电阻R4组成。所述单向晶闸管D4的P极与电感线圈L2的同名端相连接，三极管VT1的发射极和集电极均与传感器触发控制电路73相连接、基极与单向晶闸管D4的P极相连接。

所述传感器触发控制电路73由触发芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与触发芯片U2的VDD管脚相连接的电阻R5，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则经继电器K后与触发芯片U2的FB管脚相连接的电容C3，N极经电阻R7后与三极管VT3的基极相连接、P极同时与电容C3和继电器K的连接点以及吸水泵触发控制电路75相连接的二极管D5，一端与触发芯片U2的CS管脚相连接、另一端与二极管D5的P极相连接的电阻R8，以及串接在三极管VT2的基极和发射极之间的电阻R6组成；所述触发芯片U2的BD管脚与三极管VT1的发射极相连接、GND管脚接地、FB管脚与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT2的基极与触发芯片U2的BD管脚相连接、集电极与触发芯片U2的SW管脚相连接、发射极与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的发射极还经继电器K的常开触点K-1后与触发芯片U2的FB管脚一起形成信号的第一输出端，该第一输出端则与电磁阀3的信号输入端相连接。当传感器触发控制电路73有信号输入时，触发芯片U2的FB管脚输出高电平使继电器K得电，这时继电器K的常开触点K-1闭合使电磁阀3得电而打开。为了更好的实施本发明，该触发芯片U2优选为ACT364集成芯片。

同时，另一路信号经信号微调电路74处理后输入到吸水泵触发控制电路75。而该信号微调电路74由三极管VT4，P极与电感线圈L3的非同名端相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D6，正极与二极管D6的N极相连接、负极与电感线圈L3的同名端相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R9，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R10，以及一端与电阻R4相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R11组成。所三极管VT4的发射极和电感线圈L3的同名端均与吸水泵触发控制电路75相连接。

所述的吸水泵触发控制电路75由三极管VT5，双向晶闸管D9，N极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、P极则经电容C8后与电感线圈L3的同名端相连接的二极管D8，N极与二极管D8的P极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的稳压二极管D7，与稳压二极管D7相并联的电容C5，正极与稳压二极管D7的P极相连接、负极与双向晶闸管D9的第一阳极相连接的电容C6，一端与稳压二极管D7的P极相连接、另一端与三极管VT5的基相连接的电阻R12，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极同时与双向晶闸管D9的第一阳极和第二阳极相连接的电容C7组成。所述双向晶闸管D9的控制极与三极管VT5的集电极相连接，三极管VT5的发射极同时与稳压二极管D7的P极以及二极管D5的P极相连接。而触发芯片U2的FB管脚和三极管VT5的发射极则形成信号的第二输出端，该第二输出端则与吸水泵4的信号输入端相连接。当吸水泵触发控制电路75得电后则启动吸水泵4。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，包括发动机水箱(1)，温度传感器(2)，电磁阀(3)，吸水泵(4)，冷却器(5)，过滤器(6)，触发系统(7)，出水管(8)以及进水管(9)；该冷却器(5)的进水口通过出水管(8)与发动机水箱(1)相连接、其出水口则通过进水管(9)与发动机水箱(1)相连接，电磁阀(3)则设置在出水管(8)上，而吸水泵(4)则设置在出水管(8)上且位于电磁阀(3)与冷却器(5)之间，过滤器(6)设置在进水管(9)上，温度传感器(2)则设置在发动机水箱(1)底部，所述电磁阀(3)、吸水泵(4)均与触发系统(7)相连接；其特征在于，在触发系统(7)和温度传感器(2)之间还设置有信号监测系统(10)；

所述的信号监测系统(10)由场效应管MOS1，场效应管MOS2，场效应管MOS3，场效应管MOS4，三极管VT6，二极管D12，N极经电阻R14后与场效应管MOS1的栅极相连接、P极与二极管D12的P极相连接的二极管D10，N极与场效应管MOS1的栅极相连接、P极则顺次经电阻R15和电阻R16后与二极管D12的N极相连接的二极管D11，P极与场效应管MOS3的源极相连接、N极则经电阻R17后与二极管D12的N极相连接的二极管D13，P极与场效应管MOS4的栅极相连接、N极则经电阻R19后与三极管VT6的基极相连接的二极管D14，以及与二极管D14相并联的电阻R18组成；所述场效应管MOS1的栅极同时与二极管D10的N极以及二极管D11的P极相连接、源极则与二极管D11的P极相连接、漏极则与场效应管MOS3的漏极相连接；所述场效应管MOS2的栅极与场效应管MOS1的栅极相连接、其漏极与二极管D11的P极相连接、源极与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS3的栅极与二极管D13的N极相连接、源极与场效应管MOS4的漏极相连接；三极管VT6的发射极与二极管D13的N极相连接、其集电极接地。

2.根据权利要求1所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述触发系统(7)由变压器T，设置在变压器T原边的电感线圈L1，设置在变压器副边的电感线圈L2和电感线圈L3，与电感线圈L1相连接的前端信号处理电路(71)，与电感线圈L2相连接的中间处理电路(72)，与中间处理电路(72)相连接的传感器触发控制电路(73)，与电感线圈L3相连接的信号微调电路(74)，以及同时与信号微调电路(74)和传感器触发控制电路(73)相连接的吸水泵触发控制电路(75)组成。

3.根据权利要求2所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的前端信号处理电路(71)包括熔断器R1，二极管桥式整流器U，电容C1，二极管D2，以及稳压二极管D1；熔断器R1的一端与二极管桥式整流器U的一输入端相连接、另一端作为电路的一信号输入端，电容C1的正极和负极分别与二极管桥式整流器U的两个输出端相连接，稳压二极管D1的N极与电容C1的正极相连接、其P极则经二极管D2后与电容C1的负极相连接；所述电感线圈L1的同名端与电容C1的正极相连接、其非同名端与电容C1的负极相连接。

4.根据权利要求3所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的中间处理电路(72)由三极管VT1，单向晶闸管D4，N极与单向晶闸管D4的N极相连接、P极则与电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R2，正极与二极管D3的N极相连接、负极则与单向晶闸管D4的P极相连接的电容C2，一端与单向晶闸管D4的N极相连接、另一端与三极管VT1的发射极相连接的电感L4，一端与单向晶闸管D4的控制极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R3，以及一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与信号微调电路(74)相连接的电阻R4组成；所述单向晶闸管D4的P极与电感线圈L2的同名端相连接，三极管VT1的发射极和集电极均与传感器触发控制电路(73)相连接、基极与单向晶闸管D4的P极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述传感器触发控制电路(73)由触发芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与触发芯片U2的VDD管脚相连接的电阻R5，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则经继电器K后与触发芯片U2的FB管脚相连接的电容C3，N极经电阻R7后与三极管VT3的基极相连接、P极同时与电容C3和继电器K的连接点以及吸水泵触发控制电路(75)相连接的二极管D5，一端与触发芯片U2的CS管脚相连接、另一端与二极管D5的P极相连接的电阻R8，以及串接在三极管VT2的基极和发射极之间的电阻R6组成；所述触发芯片U2的BD管脚与三极管VT1的发射极相连接、GND管脚接地、FB管脚与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT2的基极与触发芯片U2的BD管脚相连接、集电极与触发芯片U2的SW管脚相连接、发射极与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的发射极还经继电器K的常开触点K-1后作为信号一输出端。

6.根据权利要求5所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的信号微调电路(74)由三极管VT4，P极与电感线圈L3的非同名端相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D6，正极与二极管D6的N极相连接、负极与电感线圈L3的同名端相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R9，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R10，以及一端与电阻R4相连接、另一端与电感线圈L3的同名端相连接的电阻R11组成；所三极管VT4的发射极和电感线圈L3的同名端均与吸水泵触发控制电路(75)相连接。

7.根据权利要求6所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的吸水泵触发控制电路(75)由三极管VT5，双向晶闸管D9，N极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、P极则经电容C8后与电感线圈L3的同名端相连接的二极管D8，N极与二极管D8的P极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的稳压二极管D7，与稳压二极管D7相并联的电容C5，正极与稳压二极管D7的P极相连接、负极与双向晶闸管D9的第一阳极相连接的电容C6，一端与稳压二极管D7的P极相连接、另一端与三极管VT5的基相连接的电阻R12，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极同时与双向晶闸管D9的第一阳极和第二阳极相连接的电容C7组成；所述双向晶闸管D9的控制极与三极管VT5的集电极相连接，三极管VT5的发射极同时与稳压二极管D7的P极以及二极管D5的P极相连接。

8.根据权利要求5、6或7所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的触发芯片U2为ACT364集成芯片。

9.根据权利要求1～7任一项所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述的温度传感器(2)为BD-WZP-PT100型温度传感器。

10.根据权利要求1～7任一项所述的一种节能型发动机冷却水恒温控制系统，其特征在于：所述场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3以及场效应管MOS4均为增强型绝缘栅场效应管。