CN202362414U

CN202362414U - 内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具

Info

Publication number: CN202362414U
Application number: CN 201120420029
Authority: CN
Inventors: 吴铁庄; 李春卉; 任武; 张亚昆; 严雷
Original assignee: Military Transportation University of PLA
Current assignee: Military Transportation University of PLA
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-10-31

Abstract

本实用新型涉及一种内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具，特征是检测电路包括触头端(1a)及连接搭铁的接地端(1b)，由整流二极管D₁-D₄构成的桥式整流电路，由过高工作电压运算放大器A₁及正常工作电压运算放大器A₂构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由发光二极管LED₁、LED₂构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示发光二极管LED₃，正常工作电压指示发光二极管LED₄；检测维修工具包括手柄、螺丝刀及检测导线，手柄空腔内装有上述检测电路的电路板，并设过高、正常工作电压及极性判断指示窗孔。本实用新型的优点是操作简单、使用方便、提高工作效率。

Description

内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具

技术领域

本实用新型涉及内燃机车辆电气系统检测维修技术领域，尤其涉及一种内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具。

背景技术

在汽车，工程领域车辆等以内燃机作动力的各类车辆上，根据配置的内燃机形式和功率不同，一般采用12V或24V的电气系统，通常以汽油机和小功率柴油机作动力的车辆采用12V电气系统，以大中功率柴油机作动力的车辆采用24V电气系统。在实际应用中，汽车等内燃机车辆电气系统中有两个电源，即在发动机不工作时，蓄电池做电源，工作电压为12V或24V，启动机、汽油机点火系统及其有关电气部件的额定电压是12V或24V。发动机工作时，通过电源系统的发电机对蓄电池充电，为保证发动机工作时能对蓄电池充电达到额定值，对于12V或24V电气系统的车辆，电源系统工作电压允许范围为13.5V～15V或27.5V～30V。此外，由于发动机的机体和汽车等各类内燃机车辆的车身通常用金属导体制成，因此车内电源与用电设备之间仅需要一条电源线，通过车身或设备壳体构成电气回路。现有汽车等内燃机车辆电气设备的电路布线均为单线制。电气设备与车身机体的连接点称为搭铁点，并统一规定为负极搭铁。

为保证汽车等内燃机车辆正常运行，需要对蓄电池的正负极、电气系统的搭铁极性、电路节点的带电状况以及发动机工作时电源系统工作电压是否在正常工作范围内进行检测判定，但目前电气系统的参数检测及故障诊断、排除往往需要采用机械工具进行拆装，并通过连入仪器仪表进行检测，操作繁琐，工作效率低，给操作人员带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种操作简单、使用方便、提高工作效率的内燃机车辆电气系统检测电路及便携式检测维修工具，实现操作方便，提高工作效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端1a及连接搭铁的接地端1b，由整流二极管D₁-D₄构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A₁及正常工作电压运算放大器A₂构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LED₁、LED₂构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED₃，正常工作电压指示的发光二极管LED₄；所述触头端1a与接地端1b分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻R₁、R₂形成的串联支路的电阻R₁一端及电阻R₂一端，所述发光二极管LED₁的正极连接触头端1a，发光二极管LED₂的正极连接接地端1b，其公共负极连接在限流电阻R₁、R₂之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R₃、R₄、R₁₄及微调电阻R₅，其中分压电阻R₃通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压触点2a与分压电阻R₄连接，选择开关K的12V电压触点2b连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R₆、R₈、R₉、R₁₀及电位器R₇，电阻R₆的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R₇的一端，电位器R₇的另一端连接整流输出负极端，电位器R₇的调整端依次通过电阻R₈、R₉、R₁₀连至整流输出负极端，电位器R₇两端并联稳压二极管D₅；所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R₁₃连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A₁的比较电压输入端连接在电阻R₄、R₁₄之间，其基准电压输入端连接在电阻R₈、R₉之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED₃、电阻R₁₁连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD₂的比较电压输入端连接在电阻R₁₄、微调电阻R₅之间，其基准电压输入端连接在电阻R₉、R₁₀之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED₄、电阻R₁₂连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D₆。

所述12V电气系统的正常工作电压范围为13.5V～15V，过高工作电压为高于15V；所述24V电气系统的正常工作电压范围为27.5V～30V，过高工作电压为高于30V。

一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄、连接于手柄前端的螺丝刀及连接于手柄后端的带线夹检测导线，所述手柄空腔内设置装有所述内燃机车辆电气系统检测电路的电路板，所述电路的触头端1a及接地端1b分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接；所述过高工作电压指示的发光二极管LED₃、正常工作电压指示的发光二极管LED₄，极性判断双色发光二极管LED及选择开关K分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔、正常工作电压指示窗孔、极性判断指示窗孔及开关安装孔位置。

所述带线夹检测导线通过接插件与手柄活动连接。

所述螺丝刀是与手柄体活动连接的可更换的成套螺丝刀。

本实用新型的有益效果是：提供了一种内燃机车辆电气系统检测电路及应用该电路的便携式检测维修工具，利用这种结构紧凑小巧的工具将机械工具和电器检测部件结合，可方便地判断蓄电池的正负极、电气系统的搭铁极性及各电路节点带电状况；并可在发动机正常工作时判断电源系统工作电压是否正常，通过不同颜色的LED发光二极管发光指示，清楚明了，为诊断内燃机车辆电气系统故障及维修带来极大方便，显著提高了检测及维修效率。

附图说明

图1是内燃机车辆电气系统用检测电路结构图；

图2是内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具。

图中：11选择开关K，12电路板，13带线夹检测导线，14手柄，15过高工作电压指示窗孔，16正常工作电压指示窗孔，17极性判断指示窗孔，18螺丝刀，19连接器，20极性判断双色发光二极管LED，21发光二极管LED₄，22发光二极管LED₃，23插头，24鳄鱼夹，25插座。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

实施例1

图1示出一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端1a及连接搭铁的接地端1b，由整流二极管D₁-D₄构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A₁及正常工作电压运算放大器A₂构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LED₁、LED₂构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED₃，正常工作电压指示的发光二极管LED₄；所述触头端1a与接地端1b分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻R₁、R₂形成的串联支路的电阻R₁一端及电阻R₂一端，所述发光二极管LED₁的正极连接触头端1a，发光二极管LED₂的正极连接接地端1b，其公共负极连接在限流电阻R₁、R₂之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R₃、R₄、R₁₄及微调电阻R₅，其中分压电阻R₃通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压触点2a与分压电阻R₄连接，选择开关K的12V电压触点2b连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R₆、R₈、R₉、R₁₀及电位器R₇，电阻R₆的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R₇的一端，电位器R₇的另一端连接整流输出负极端，电位器R₇的调整端依次通过电阻R₈、R₉、R₁₀连至整流输出负极端，电位器R₇两端并联稳压二极管D₅；所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R₁₃连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A₁的比较电压输入端连接在电阻R₄、R₁₄之间，其基准电压输入端连接在电阻R₈、R₉之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED₃、电阻R₁₁连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD₂的比较电压输入端连接在电阻R₁₄、微调电阻R₅之间，其基准电压输入端连接在电阻R₉、R₁₀之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED₄、电阻R₁₂连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D₆。

在上述电路中，极性判断双色发光二极管LED中的发光二极管LED₁选用绿色，发光二极管LED₂选用红色，过高工作电压指示的发光二极管LED₃选用红色，正常工作电压指示的发光二极管LED₄选用绿色。双运算放大器A采用LM358型集成双运算放大器；用于选择12V或24V电气系统的选择开关K为单刀双掷开关。如图1所示，选择开关K的作用是当其24V电压触点2a与分压电阻R₄连接时，通过电阻R₄连接整流输出正极端，此时，可用于检测24V电气系统的内燃机车辆工作电压是否正常，24V电气系统的正常工作电压范围为27.5V～30V，过高工作电压为高于30V。当选择开关K的12V电压触点2b直接连接整流输出正极端时，则可用于检测12V电气系统的内燃机车辆工作电压是否正常，12V电气系统的正常工作电压范围为13.5V～15V，过高工作电压为高于15V。由整流二极管D₁-D₄构成的桥式整流电路的作用是，无论触头端1a及接地端1b正向、反向如何连接，经桥式整流电路的作用，均能提供电压输出。

实施例2

图2示出一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄14、连接于手柄前端的螺丝刀18及连接于手柄后端的带线夹检测导线13，所述手柄空腔内设置装有实施例1所述的内燃机车辆电气系统检测电路的电路板12，所述电路的触头端1a及接地端1b分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接。所述过高工作电压指示的发光二极管LED₃(图2中的22)、正常工作电压指示的发光二极管LED₄(图2中的21)、极性判断双色发光二极管LED(图2中的20)及选择开关K(图2中的11)分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔15、正常工作电压指示窗孔16、极性判断指示窗孔17及开关安装孔位置。

在实际制作中，上述手柄14由ABS塑料注塑成型，制成带空腔壳体，手柄长度为80-100mm、外径35～38mm，沿手柄的纵向设置3个直径5-7mm的圆孔和1个5mm×10mm的矩形孔，分别用做过高工作电压指示窗孔15、正常工作电压指示窗孔16、极性判断指示窗孔17及选择开关K的开关安装孔。所述手柄的前端装有连接可更换螺丝刀的连接器19，在尾部设有卡接式后盖，后盖上设置一个插座25。所述带线夹检测导线13通过接插件与手柄14活动连接，其接触搭铁一端焊接一只线夹，本例中线夹采用了鳄鱼夹24，另一端焊接一只与手柄后盖上插座25相匹配的插头23，通过插拔可方便地安装和取下，便于携带。上述连接于手柄前端的螺丝刀18是与手柄活动连接的可更换的成套螺丝刀，螺丝刀18通过手柄前端的连接器19与手柄体连接，根据使用需要，可方便地更换各种规格螺丝刀。成套螺丝刀和手柄前端的螺丝刀连接器可采用市售的成套产品。在制作中，触头端1a及接地端1b设置为电路板12两端的触片，分别与手柄前端螺丝刀连接器19和尾部端盖上的导线插座25相连。

下面结合图1、图2说明内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具在汽车上的检测应用及工作原理：

(1)可以检测判定汽车蓄电池的正负极，操作时，与触头端1a连接的螺丝刀18接触蓄电池一电极端，与接地端1b连接的鳄鱼夹24触及蓄电池的另一电极端，通过极性判断双色发光二极管LED(图2中的20)的发光二极管LED₁、LED₂指示蓄电池的极性，当螺丝刀18接触蓄电池的正极，鳄鱼夹24连接蓄电池负极时，则电路为蓄电池正极→触头端1a→发光二极管LED₁→电阻R₂→接地端1b→蓄电池负极，发光二极管LED₁亮，指示为绿色。反之，当螺丝刀18接触蓄电池负极，鳄鱼夹24连接蓄电池正极时，电路为蓄电池负极→触头端1a→电阻R₁→发光二极管LED₂→接地端1b→蓄电池正极，发光二极管LED₂亮，指示为红色。

(2)可以检测判定电气系统的搭铁极性，当螺丝刀18接触电源系统的正极，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，电路为电源正极→触头端1a→发光二极管LED₁→电阻R₂→接地端1b→电源负极，发光二极管LED₁亮，指示为绿色，则为负极搭铁。反之，电路为电源负极→触头端1a→电阻R₁→发光二极管LED₂→接地端1b→电源正极，发光二极管LED₂亮，指示为红色，为正极搭铁。

(3)可以检测电路节点有电无电，当螺丝刀18接触被测试节点，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，电路为被测试节点→触头端1a→发光二极管LED₁→电阻R₂→接地端1b，发光二极管LED₁亮，指示为绿色，表示该节点有电；节点无电时，上述电路不通，LED₁不亮，LED₂也不亮，表示无电。

(4)可以在发动机正常工作时检测电源系统工作电压是否正常，电路中电阻R₃、R₄与R₁₄及微调电阻R₅分压，向集成运算放大器LM358的比较电压输入端3、6提供比较电压信号，电阻R₆、R₇、R₉、R₁₀及电位器R₈向集成运算放大器LM358的基准电压输入端2、5提供基准电压信号。实际应用中，对应所述12V电气系统的正常工作电压范围为13.5V～15V；对应所述24V电气系统的正常工作电压范围为27.5V～30V。

下面以24V电气系统的汽车为例说明：在发动机正常工作状态，当螺丝刀18接蓄电池或发电机正极，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，如果系统工作电压低于27.5V，集成运算放大器LM358中正常工作电压运算放大器A₂的比较电压输入端3电压低于基准输入端2的电压，发光二极管LED₄不亮，而仅有发光二极管LED₁亮，指示为绿色，发光二极管LED₃也不亮，表示工作电压过低；如果工作电压在27.5V～30V时，集成运算放大器LM358中正常工作电压运算放大器A₂的比较电压输入端3的电压高于基准输入端2的电压，致使发光二极管LED₄亮，指示为绿色，而集成运算放大器LM358中过高工作电压运算放大器A₁的比较电压输入端6的电压未达到基准输入端5的电压，红色发光二极管LED₃不亮，表示系统为正常工作电压，此时，发光二极管LED₁因电路通电也处于亮的状态，指示为绿色；如果工作电压高于30V，集成运算放大器LM358中过高工作电压运算放大器A1的比较电压输入端6电压达到基准输入端5的电压，发光二极管LED₃亮，指示为红色，表示系统工作电压过高。此时，发光二极管LED₁、LED₄处于亮的状态，指示为绿色。

对于12V电气系统的车辆，原理同上，当系统工作电压未达到13.5V时，仅发光二极管LED₁亮，指示为绿色，表示系统工作电压过低；当工作电压范围为13.5V～15V时，发光二极管LED₁、LED₄亮，均指示为绿色，表示系统工作电压正常，此时，红色发光二极管LED₃不亮；当工作电压高于15V时，发光二极管LED₃亮，指示为红色，表示系统工作电压过高。此时，发光二极管LED₁、LED₄亮，指示为绿色。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的形状和结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端(1a)及连接搭铁的接地端(1b)，由整流二极管D₁-D₄构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A₁及正常工作电压运算放大器A₂构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LED₁、LED₂构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED₃，正常工作电压指示的发光二极管LED₄；所述触头端(1a)与接地端(1b)分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻R₁、R₂形成的串联支路的电阻R₁一端及电阻R₂一端，所述发光二极管LED₁的正极连接触头端(1a)，发光二极管LED₂的正极连接接地端(1b)，其公共负极连接在限流电阻R₁、R₂之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R₃、R₄、R₁₄及微调电阻R₅，其中分压电阻R₃通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压触点(2a)与分压电阻R₄连接，选择开关K的12V电压触点(2b)连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R₆、R₈、R₉、R₁₀及电位器R₇，电阻R₆的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R₇的一端，电位器R₇的另一端连接整流输出负极端，电位器R₇的调整端依次通过电阻R₈、R₉、R₁₀连至整流输出负极端，电位器R₇两端并联稳压二极管D₅；所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R₁₃连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A₁的比较电压输入端连接在电阻R₄、R₁₄之间，其基准电压输入端连接在电阻R₈、R₉之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED₃、电阻R₁₁连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD₂的比较电压输入端连接在电阻R₁₄、微调电阻R₅之间，其基准电压输入端连接在电阻R₉、R₁₀之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED₄、电阻R₁₂连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D₆。

2.根据权利要求1所述的内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于所述12V电气系统的正常工作电压范围为13.5V～15V，过高工作电压为高于15V；所述24V电气系统的正常工作电压范围为27.5V～30V，过高工作电压为高于30V。

3.一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄、连接于手柄前端的螺丝刀及连接于手柄后端的带线夹检测导线，所述手柄空腔内设置装有如权利要求2所述的内燃机车辆电气系统检测电路的电路板，所述电路的触头端(1a)及接地端(1b)分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接；所述过高工作电压指示的发光二极管LED₃、正常工作电压指示的发光二极管LED₄、极性判断双色发光二极管LED及选择开关K分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔、正常工作电压指示窗孔、极性判断指示窗孔及开关安装孔位置。

4.根据权利要求3所述的内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于所述带线夹检测导线通过接插件与手柄活动连接。

5.根据权利要求3或4所述的内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于所述螺丝刀是与手柄活动连接的可更换的成套螺丝刀。