CN112901392B - 一种发动机的启动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的启动系统，包括：电源、启动电机、电子继电器、机械继电器和启动控制开关，其中，机械继电器包括触点开关和电磁线圈，电子继电器的第一端与电源正极和机械继电器中的触点开关的第一端连接，触点开关的第二端与启动电机的第一端连接，电子继电器的第二端与启动控制开关的第一端连接，电子继电器的第三端与机械继电器中的电磁线圈的第一端连接，启动控制开关的第二端、电磁线圈的第二端及启动电机的第二端同时与电源的负极连接，使启动控制开关闭合后电子继电器导通，电子继电器导通后触点开关闭合；能够延长启动控制开关使用寿命，降低对启动控制开关质量、接触点材料的要求，降低产品成本，提高产品安全性。

Description

一种发动机的启动系统

技术领域

本发明实施例涉及机电技术领域，特别是涉及一种发动机的启动系统。

背景技术

启动电机的启动是指启动电机从接入电源开始转动，到达额定转速为止的这一过程。

启动电机在启动的瞬间，电机电枢的转速为零，根据电机感应电动势方程 Ea＝Ce*Φ*n(其中，Ce为电动势常数，Φ为每极气隙磁通，n为转速)，在启动瞬间感应电动势为零，根据永磁直流电机电压平衡方程U＝Ea+IaRa+2ΔUb (其中，U为外加电压，Ia为电枢电流，Ra为电枢电阻，2ΔUb为一对电刷接触压降，Ea为感应电动势)，在感应电动势为零的情况下，外加电压减去电刷接触压降，剩余电压几乎全部做用于电枢电阻上，因此在启动瞬间产生一个很大的峰值电流。

目前，通用启动电机的启动装置主要是启动蓄电池通过启动控制开关连接至启动电机，启动控制开关通过接通/断开操作，完成启动蓄电池与启动电机之间的电路，具体电路图如图1所示。在启动时，启动控制开关接通的瞬间，整个电路产生一个很高的峰值电流，此电流会对启动控制开关产生冲击，且容易发热，温度升高，烧蚀启动控制开关。因此，对启动控制开关质量、接触点材料要求非常高，启动开关的价格也相应的比较昂贵。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的发动机的启动系统，成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种发动机的启动系统，在使用过程中能够延长启动控制开关使用寿命，并且在保证启动控制开关安全性的同时降低对启动控制开关质量、接触点材料的要求，降低产品成本，提高对操作人员操作启动控制开关的安全性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种发动机的启动系统，包括：电源、启动电机、电子继电器、机械继电器和启动控制开关，其中，所述机械继电器包括触点开关和电磁线圈，所述电子继电器的第一端与所述电源正极和所述机械继电器中的触点开关的第一端连接，所述触点开关的第二端与启动电机的第一端连接，所述电子继电器的第二端与所述启动控制开关的第一端连接，所述电子继电器的第三端与所述机械继电器中的电磁线圈的第一端连接，所述启动控制开关的第二端、所述电磁线圈的第二端及所述启动电机的第二端同时与所述电源的负极连接，使所述启动控制开关闭合后所述电子继电器导通，所述电子继电器导通后所述触点开关闭合。

可选的，所述电子继电器包括第一二极管、稳压二极管、第一电阻、第二电阻和可控开关，其中，所述第一二极管的阳极同时与所述稳压二极管的阳极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极作为所述电子继电器的第二端，所述稳压二极管的阴极同时与所述第一电阻的第二端及所述可控开关的第一端连接，其公共端作为所述电子继电器的第一端，所述可控开关的第二端作为所述电子继电器的第三端，所述可控开关的控制端与所述第二电阻的第二端连接。

可选的，所述第一电阻的阻值大于所述电磁线圈的阻抗。

可选的，所述电子继电器还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极与所述可控开关的第二端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阴极连接，其公共端作为所述电子继电器的第三端，所述第三二极管的阳极作为所述电子继电器的第四端与所述电源的负极连接。

可选的，所述可控开关为PMOS管。

可选的，所述电源为蓄电池。

可选的，所述电子继电器设置于所述启动电机上。

本发明实施例提供的一种发动机的启动系统，包括：电源、启动电机、电子继电器、机械继电器和启动控制开关，其中，机械继电器包括触点开关和电磁线圈，电子继电器的第一端与电源正极和机械继电器中的触点开关的第一端连接，触点开关的第二端与启动电机的第一端连接，电子继电器的第二端与启动控制开关的第一端连接，电子继电器的第三端与机械继电器中的电磁线圈的第一端连接，启动控制开关的第二端、电磁线圈的第二端及启动电机的第二端同时与电源的负极连接，使启动控制开关闭合后电子继电器导通，电子继电器导通后触点开关闭合。

可见，本发明在对启动电机进启动时，在闭合启动控制开关后，电子继电器导通，继而机械继电器中的电磁线圈通电，然后机械继电器中触点开关闭合，从而使启动电机与电源连通，实现对启动电机的启动，由于对启动电机的启动过程中启动控制开关的闭合先使电子继电器导通，通过电子继电器中的微小电流来进一步控制启动电机中的大电流导通，因经过启动控制开关的电流较小，本发明在使用过程中有利于能够延长启动控制开关使用寿命，并且在保证启动控制开关安全性的同时降低对启动控制开关质量、接触点材料的要求，降低产品成本，提高产品安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种发动机的启动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种发动机的启动系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种发动机的启动系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种发动机的启动系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种发动机的启动系统的硬件连接示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种发动机的启动系统的硬件连接示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种发动机的启动系统，在使用过程中有利于能够延长启动控制开关使用寿命，并且在保证启动控制开关安全性的同时降低对启动控制开关质量、接触点材料的要求，降低产品成本，提高产品安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种发动机的启动系统的结构示意图。

该启动系统包括：电源1、启动电机2、电子继电器3、机械继电器4和启动控制开关5，其中，机械继电器4包括触点开关41和电磁线圈42，电子继电器3的第一端与电源1正极和机械继电器4中的触点开关41的第一端连接，触点开关41的第二端与启动电机2的第一端连接，电子继电器3的第二端与启动控制开关5的第一端连接，电子继电器3的第三端与机械继电器4 中的电磁线圈42的第一端连接，启动控制开关5的第二端、电磁线圈42的第二端及启动电机2的第二端同时与电源1的负极连接，使启动控制开关5闭合后电子继电器3导通，电子继电器3导通后触点开关41闭合。

具体的，本发明实施例中的启动系统在使用时，闭合启动控制开关5后，电源经电子继电器3内部与启动控制开关5形成回路，并且使电子继电器3 内部导通，其中，启动控制开关5内部的电流为流经电子继电器3的微小电流，在电子继电器3内部导通后，机械继电器4中的电磁线圈42与电源1之间也形成回路，从而使机械继电器4内的触点开关41闭合，从而使电源1与启动电机2之间大电流电路通，启动电机2带动发动机启动，可以避免直接通过启动控制开关5来控制启动电机2启动，导致启动控制开关5中电流过大的问题。

进一步的，如图3所示的启动系统，本发明实施例中启动系统中的电子继电器3包括第一二极管31、稳压二极管32、第一电阻33、第二电阻34和可控开关35，其中，第一二极管31的阳极同时与稳压二极管32的阳极、第一电阻33的第一端、第二电阻34的第一端连接，第一二极管31的阴极作为电子继电器3的第二端，稳压二极管32的阴极同时与第一电阻33的第二端及可控开关35的第一端连接，其公共端作为电子3的第一端，可控开关35的第二端作为电子继电器3的第三端，可控开关35的控制端与第二电阻34的第二端连接。

具体的，当启动控制开关5闭合导通后，电源1、第一电阻33、第一二极管和启动控制开关5形成回路，该回路中的微电流流经启动控制开关5， 并且稳压二极管32和第二电阻34为可控开关35提供启动电压差，使可控开关35 导通，然后使电源1、可控开关35、电磁线圈42之间的回路导通，电磁线圈 42中有小电流经过，此时机械继电器4中的触点开关41闭合，从而使电源1、触点开关41与启动电机2之间的回路导通，并且该回路中流经的是大电流，以便通过启动电机2带动发动机启动。其中，第一电阻33的阻值大于电磁线圈42的阻抗，从而可以保证启动控制开关5闭合后流经启动控制开关5的微电流小于流经电磁线圈的电流。

更进一步的，如图4所示，本发明实施例中的电子继电器3还可以包括第二二极管36和第三二极管37，第二二极管36的阳极与可控开关35的第二端连接，第二二极管36的阴极与第三二极管37的阴极连接，其公共端作为电子继电器3的第三端，第三二极管37的阳极作为电子继电器3的第四端与电源 1的负极连接。

需要说明的是，本发明实施例中增加第二二极管36，由于第二二极管36 单向导通，因此可以防止电源1反接，另外，第三二极管37为续流二极管，可以防止在触点开关41断开或导通瞬间峰值电压损坏其他器件。

可选的，可控开关35为PMOS管，当然可控开关35还可以采用三极管，具体采用哪种类型的器件可以根据实际需要进行确定。

具体的，本发明实施例中的电源1可以为蓄电池，当然也可以为其他类型的电源，具体可以根据实际需要进行确定，本实施例不做特殊限定。

发动机的启动系统的硬件连接示意图如图5和图6所示，其中，为了更进一步减小产品体积，可以如图6所示，将电子继电器3可以设置于启动电机2 上，也可以将机械继电器4也可以设置于启动电机2上，从而减小产品的整体体积，有利于产品的小型化。

可见，本发明在对启动电机进启动时，在闭合启动控制开关后，电子继电器导通，继而机械继电器中的电磁线圈通电，然后机械继电器中触点开关闭合，从而使启动电机与电源连通，实现对启动电机的启动，由于对启动电机的启动过程中启动控制开关的闭合先使电子继电器导通，通过电子继电器中的微小电流来进一步控制启动电机中的大电流导通，因经过启动控制开关的电流较小，本发明在使用过程中有利于能够延长启动控制开关使用寿命，并且在保证启动控制开关安全性的同时降低对启动控制开关质量、接触点材料的要求，降低产品成本，提高产品安全性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种发动机的启动系统，其特征在于，包括：电源、启动电机、电子继电器、机械继电器和启动控制开关，其中，所述机械继电器包括触点开关和电磁线圈，所述电子继电器的第一端与所述电源正极和所述机械继电器中的触点开关的第一端连接，所述触点开关的第二端与启动电机的第一端连接，所述电子继电器的第二端与所述启动控制开关的第一端连接，所述电子继电器的第三端与所述机械继电器中的电磁线圈的第一端连接，所述启动控制开关的第二端、所述电磁线圈的第二端及所述启动电机的第二端同时与所述电源的负极连接，使所述启动控制开关闭合后所述电子继电器导通，所述电子继电器导通后所述触点开关闭合；其中，所述电子继电器，包括：第一二极管、稳压二极管、第一电阻、第二电阻和可控开关；所述第一电阻的阻值大于所述电磁线圈 的阻抗。

2.根据权利要求1所述的发动机的启动系统，其特征在于，所述电子继电器包括第一二极管、稳压二极管、第一电阻、第二电阻和可控开关，其中，所述第一二极管的阳极同时与所述稳压二极管的阳极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极作为所述电子继电器的第二端，所述稳压二极管的阴极同时与所述第一电阻的第二端及所述可控开关的第一端连接，其公共端作为所述电子继电器的第一端，所述可控开关的第二端作为所述电子继电器的第三端，所述可控开关的控制端与所述第二电阻的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的发动机的启动系统，其特征在于，所述电子继电器还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极与所述可控开关的第二端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阴极连接，其公共端作为所述电子继电器的第三端，所述第三二极管的阳极作为所述电子继电器的第四端与所述电源的负极连接。

4.根据权利要求2所述的发动机的启动系统，其特征在于，所述可控开关为PMOS管。

5.根据权利要求1所述的发动机的启动系统，其特征在于，所述电源为蓄电池。

6.根据权利要求1所述的发动机的启动系统，其特征在于，所述电子继电器设置于所述启动电机上。

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