CN203856587U - 柴油机的电熄火器及其电路板控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机电熄火器及其电路板控制系统，所述电路板控制系统包括控制器，接收点火开关信号和微动开关信号，并根据所述点火开关信号和所述微动开关信号输出控制信号至切换电路模块；所述切换电路模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号导通正向加压电路或反向加压电路，以控制电熄火器的电机正转或反转。如上设计，避免了带有触点的机械式开关的设计，通过电压信号控制切换电路模块，从而控制电机两端的电压交变，进而电机选型时不会受到功率大小的限制，速度和可靠性较高。

Description

柴油机的电熄火器及其电路板控制系统

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，特别是涉及一种柴油机的电熄火器及其电路板控制系统。

背景技术

目前重型柴油机熄火方式多采用的是手动拉线和停车电磁铁。

手动拉线的熄火方式操作繁琐、费时费力且安全性较差。

停车电磁铁的基本原理：线圈通电产生电磁力，克服弹簧的弹力迫使铁芯产生动作，将停车手柄拉起至最大油量位置，线圈断电电磁力消失，弹簧回位将停车手柄释放，处于停车位置。该种熄火方式工作时需要较大的吸拉电流产生动作，依靠较弱的维持电流保持铁芯的状态，容易因受到外部电信号的骚扰、温度和振动等因素引发电磁力减弱现象，使得电磁铁失灵，导致无法顺利熄火或启动柴油机。

为此，现有技术提出了一种电熄火控制器。该电熄火控制器包括壳体和内置于壳体的PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）、电机；PCB根据接收的点火信号控制电机正反转，再通过传动件将电机的旋转运动转化为直线运动，以控制与停车手柄连接的拉绳的伸出或缩回，从而接通或切断油路。其中，所述拉绳从所述壳体的前端盖伸出，为PCB传输电能和信号的线束从所述壳体的后端盖伸出。

请参考图1和图2，图1为现有技术中一种电熄火控制器的PCB的电路原理图，图2为图1中微动开关的结构示意图。

该电熄火控制器的工作过程如下：

点火钥匙接通前，拉绳处于收回状态，微动开关300被按下（管脚a和管脚b导通，管脚a和管脚c断开），柴油机处于熄火状态；

点火钥匙接通时，继电器200吸合，电机100两端加正向电压，从而正向高速旋转，将拉绳伸出，使得柴油机的油路接通，当拉绳由初始位置伸出至末端位置时，将微动开关300弹起，即管脚a和管脚b断开，管脚a和管脚c导通，切断电路，电机100停止旋转；

点火钥匙切断时，继电器200松开，电机100两端加反向电压，从而反向高速旋转，将拉绳收回，使得柴油机的油路切断，当拉绳由末端位置缩回至初始位置时，微动开关300被按下，即管脚a和管脚b导通，管脚a和管脚c断开，切断电路，电机100停止旋转。

该种电熄火器存在下述问题：

电机两端的电压交变通过继电器的开关来控制，使得电机选型时功率受到限制。若选用功率大的电机，控制电路的继电器触点将会通过较大电流，容易熔化、粘连，导致柴油机不能正常熄火；若电机功率过小，导致电机的拉力、转速偏小，切断油路的时间较长，从而柴油机的熄火时间较长，无法满足客户需求；

电熄火器的PCB仅依靠继电器和微动开关搭建电路来实现电机的正反转，缺乏保护功能，很容易受到车辆电气系统复杂的干扰信号影响，造成柴油机误熄火，使车辆安全性能大幅下降。

此外，由于该电熄火器壳体的前端盖和后端盖均未设置密封，容易进入灰尘和水分，导致壳体内部的机械传动件容易生锈和卡滞，故障率较高。

有鉴于此，如何改进柴油机的电熄火器，其安全性高且使用寿命长，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种柴油机的电熄火器及其电路板控制系统，稳定性和可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种柴油机电熄火器的电路板控制系统，所述电熄火器包括电机，所述电路板控制系统包括：

控制器，接收点火开关信号和微动开关信号，并根据所述点火开关信号和所述微动开关信号输出控制信号至切换电路模块；

所述切换电路模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号接通正向加压电路或反向加压电路，以控制所述电机正转或反转。

如上设计，避免了带有触点的机械式开关的设计，通过电压信号控制切换电路模块，从而控制电机两端的电压交变，进而电机选型时不会受到功率大小的限制，速度和可靠性较高。

优选地，所述控制器判断所述点火开关信号为低电平，所述微动开关信号为高电平，输出导通正向加压电路的控制信号；所述控制器判断所述点火开关信号为高电平，所述微动开关信号为低电平，输出导通反向加压电路的控制信号。

优选地，所述正向加压电路、所述反向加压电路分别由正向电路开关、反向电路开关导通或切断。

优选地，所述正向电路开关和所述反向电路开关均为mos管开关电路。

优选地，还包括电流采集模块和电压采集模块，所述电机动作过程中，分别输出电流采集信号和电压采集信号至所述控制器；

所述控制器判断所述电流采集信号和\或所述电压采集信号超出设定范围，切断所述控制信号的输出，并监测所述电流采集信号和所述电压采集信号均处于设定范围，恢复所述控制信号的输出。

优选地，还包括信号处理模块。

优选地，还包括抛负载抑制模块。

优选地，还包括防反接保护模块。

本实用新型还提供一种柴油机的电熄火器，包括形成壳体的前端盖和后端盖，所述壳体内设置有电机，所述壳体内还设置有控制所述电机正转或反转的电路板控制系统，所述电路板控制系统为上述任一项所述的电路板控制系统。

由于上述电路板控制系统具有上述技术效果，具有该电路板控制系统的电熄火器也具有相同的技术效果，这里不再赘述。

优选地，所述前端盖和所述后端盖的线路出口均设置有密封件。

附图说明

图1为现有技术中一种电熄火控制器的PCB的电路原理图；

图2为图1中微动开关的结构示意图；

图3为本实用新型所提供电熄火器一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型所提供电路板控制系统的功能模块示意图；

图5为图4中mos管开关电路一种具体实施方式的电路图；

图6为图4中抛负载抑制模块一种具体实施方式的电路图；

图7为图4中防反接保护模块一种具体实施方式的电路图。

图1-2中：

电机100、继电器200、微动开关300；

图3-7中：

电机10，前端盖21，后端盖22，安装板23，导向筒24，橡胶螺母组件25，支撑垫圈26，传动机构30，行程支架40，拉绳50，线束组件60，电路板70；

控制器71，mos管开关电路72，第一管脚721，第二管脚722，第三管脚723，第四管脚724，电流采集模块73，电压采集模块74，抛负载抑制模块75，信号处理模块76，防反接保护模块77，mos管Q1、Q2、Q3、Q4、Q100，超级电容C100、C101、C102，瞬态抑制二极管D101、D102，稳压二极管D100。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种柴油机的电熄火器及其电路板控制系统，稳定性和可靠性高。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。为便于理解和描述简洁，下文结合电熄火器及其电路板控制系统说明，有益效果不再重复论述。

请参考图3，图3为本实用新型所提供电熄火器一种具体实施方式的结构示意图。

如图3所示，该电熄火器包括形成壳体的前端盖21和后端盖22，所述壳体内设置有电机10和电路板控制系统，该电路板控制系统能够控制电机10正转或反转。

其中，前端盖21的前端设置有安装板23，该电熄火器通过安装板23安装固定在柴油机机械式高压喷油泵上；电机10的输出端连接有传动机构30，拉绳50的一端与设于电机10下端的行程支架40连接，另一端伸出前端盖21和安装板23。

传动机构30将电机10的旋转运动转化为直线运动，带动拉绳50伸出或收缩（相对于壳体），从而带动行程支架40的滑动片左右移动，当所述滑动片位于行程支架40的最右端时，微动开关的簧片处于被按下状态，当所述滑动片位于行程支架40的最左端时，微动开关的簧片处于被释放弹起状态。

电机10的下端设置电路板70，电路板70固定于壳体内，线束组件60穿过后端盖22与电路板70连接，为电路板70传输电能和信号。

需要指出的是，上述前、左、右和下等方位词是以图3中零部件位于图中及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表述技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求的保护范围。

为避免灰尘和水分进入壳体内，导致壳体内部的机械部件生锈和卡滞，前端盖21、安装板23上供拉绳50穿出的线路出口设置有密封件，后端盖22上供线束组件60穿过的线路出口也设置有密封件。

具体地，前端盖21和安装板23上的线路出口插装导向筒24，拉绳50通过导向筒24伸出前端盖21和安装板23，导向筒24上还套设有支撑垫圈26和橡胶螺母组件25，如此，不仅可以起到密封作用，还可以降低拉绳50来回伸缩的磨损。

后端盖22的线路出口可以采用环氧树脂来进行密封，当然也可以采用其他密封方式。

该电熄火器的工作原理如下：

微动开关的簧片被按下，表示拉绳50处于收缩状态，柴油机停车，此时若点火开关信号由低电平变为高电平，即点火锁由OFF位置变为ON位置，电路板控制系统使电机10两端加反向电压，电机10反向旋转，带动拉绳50伸出至终止位置时，微动开关的簧片弹起，电路板控制系统切断电机10两端的供电，电机10停止运转，此时拉绳50处于伸出状态，柴油机的油路连通；

微动开关的簧片弹起，表示拉绳50处于伸出状态，柴油机可以启动，此时若点火开关信号由高电平变为低电平，即点火锁由ON位置变为OFF位置，电路板控制系统使电机10两端加正向电压，电机10正向旋转，带动拉绳50收缩至初始位置时，微动开关的簧片被按下，电路板控制系统切断电机10两端的供电，电机10停止运转，此时拉绳50处于收缩状态，柴油机的油路关闭。

也就是说，电机10两端的电压交变通过电路板控制系统来控制，下面具体介绍电路板控制系统。

请参考图4，图4为本实用新型所提供电路板控制系统的功能模块示意图。

电路板控制系统包括设于电路板70上的控制器71和切换电路模块。

该控制器71接收点火开关信号和微动开关信号，并根据点火开关信号和微动开关信号输出控制信号至切换电路模块。

切换电路模块接收控制信号，并根据控制信号导通正向加压电路或反向加压电路，以控制电机10正转或反转。

具体地，点火开关信号为低电平，微动开关信号为低电平，或点火开关信号为高电平，微动开关信号为高电平时，切断输出，电机10不动作；点火开关信号为低电平，微动开关信号为高电平时，控制器71输出电机10正转的控制信号；点火开关信号为高电平，微动开关信号为低电平时，控制器71输出电机10反转的控制信号。

这里需要指出的是，点火开关处于OFF位置，对应低电平信号，点火开关处于ON位置，对应高电平信号；微动开关的簧片被按下，对应低电平信号，微动开关的簧片弹起，对应高电平信号。

当然，根据实际结构的设计，也可配置为点火开关信号为高电平，微动开关信号为低电平时，控制器71输出电机10正转的控制信号；点火开关信号为低电平，微动开关信号为高电平时，控制器71输出电机10正转的控制信号。

如上，避免了背景技术中带有触点的机械式开关的设计，通过电压信号控制切换电路模块，从而控制电机两端的电压交变（即电机正转或反转），进而电机选型时不会受到功率大小的限制，可缩短柴油机的熄火时间，提高速度性和可靠性。

具体的方案中，正向加压电路、反向加压电路分别由正向电路开关、反向电路开关导通或切断。即，正向加压电路导通时，电机10两端加正向电压，电机10正转，反向加压电路导通时，电机10两端加反向电压，电机10反转。

其中，正向电路开关和反向电路开关均设计为mos管开关电路72，其作用相当于有触点开关的“断开”和“闭合”，可以看做由电压信号控制的无触点开关，相较背景技术中的机械式开关，开关速度和可靠性高，且使用寿命长。当然，在实际设置时，也可将正向电路开关和反向电路开关设置为其他形式的无触点开关电路。

请参考图5，图5为图4中mos管开关电路一种具体实施方式的电路图。

如图5所示，该mos管开关电路72采用H桥控制方式实现，其中电路板70的芯片上有四个输出管脚控制H桥上的四个mos管Q1、Q2、Q3和Q4。

当控制器71根据点火开关信号和微动开关信号输出电机正向旋转的控制信号时，第一管脚721和第二管脚722输出高电压，打开mos管Q1和mos管Q2，导通正向加压电路，使电机10两端得到正向电压，电机10开始正向旋转；

当控制器71根据点火开关信号和微动开关信号输出电机反向旋转的控制信号时，第三管脚723和第四管脚724输出高电压，打开mos管Q3和mos管Q4，导通反向加压电路，使电机10两端得到反向电压，电机10开始反向旋转。

进一步地，所述电路板控制系统还包括电流采集模块73和电压采集模块74，电机10动作过程中，分别输出电流采集信号和电压采集信号至控制器71；

控制器71判断所述电流采集信号和\或所述电压采集信号超出设定范围，切断控制信号的输出，并监测所述电流采集信号和所述电压采集信号处于设定范围，恢复所述控制信号的输出。

如此，可以防止电机10动作过程中出现过电流或过电压的现象，避免电路板控制系统中的电路元件被烧坏。

进一步地，所述电路板控制系统还包括信号处理模块，该信号处理模块用于对电源信号进行滤波，维持电压信号的稳定性，避免电路板70上的电子元件被烧坏。

进一步地，所述电路板控制系统还包括抛负载抑制模块，如此，可以避免工作过程中电路板上的电子元件受到冲击而损坏。

请参考图6，图6为图4中抛负载抑制模块一种具体实施方式的电路图。

如图6中所示，当工作过程中出现抛负载现象时，图示电路中的三个超级电容C100、C101、C102和两个瞬态抑制二极管D101、D102能够吸收相应的能量，实现最大限度地保护电路板上布置的电子元件，确保产品的稳定性和可靠性。

进一步地，所述电路板控制系统还包括防反接保护模块，如此，可以防止电源反接给负载带来损坏，确保产品的安全性和可靠性。

请参考图7，图7为图4中防反接保护模块一种具体实施方式的电路图。

如图7中所示，通过稳压二极管D100和mos管Q100配合实现防反接功能，从而避免电源反接给电路板70上的电子元件造成损坏。

以上对本实用新型所提供的柴油机的电熄火器及其电路板控制系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种柴油机电熄火器的电路板控制系统，所述电熄火器包括电机，其特征在于，所述电路板控制系统包括：

控制器，接收点火开关信号和微动开关信号，并根据所述点火开关信号和所述微动开关信号输出控制信号至切换电路模块；

所述切换电路模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号接通正向加压电路或反向加压电路，以控制所述电机正转或反转。

2.如权利要求1所述的电路板控制系统，其特征在于，所述控制器判断所述点火开关信号为低电平，所述微动开关信号为高电平，输出导通正向加压电路的控制信号；所述控制器判断所述点火开关信号为高电平，所述微动开关信号为低电平，输出导通反向加压电路的控制信号。

3.如权利要求1所述的电路板控制系统，其特征在于，所述正向加压电路、所述反向加压电路分别由正向电路开关、反向电路开关导通或切断。

4.如权利要求3所述的电路板控制系统，其特征在于，所述正向电路开关和所述反向电路开关均为mos管开关电路。

5.如权利要求1至4任一项所述的电路板控制系统，其特征在于，还包括电流采集模块和电压采集模块，所述电机动作过程中，分别输出电流采集信号和电压采集信号至所述控制器；

所述控制器判断所述电流采集信号和\或所述电压采集信号超出设定范围，切断所述控制信号的输出，并监测所述电流采集信号和所述电压采集信号均处于设定范围，恢复所述控制信号的输出。

6.如权利要求1至4任一项所述的电路板控制系统，其特征在于，还包括信号处理模块。

7.如权利要求1至4任一项所述的电路板控制系统，其特征在于，还包括抛负载抑制模块。

8.如权利要求1至4任一项所述的电路板控制系统，其特征在于，还包括防反接保护模块。

9.一种柴油机的电熄火器，包括形成壳体的前端盖和后端盖，所述壳体内设置有电机，其特征在于，所述壳体内还设置有控制所述电机正转或反转的电路板控制系统，所述电路板控制系统为权利要求1至8任一项所述的电路板控制系统。

10.如权利要求9所述的电熄火器，其特征在于，所述前端盖和所述后端盖的线路出口均设置有密封件。