RU2341809C1 - Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start - Google Patents
Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341809C1 RU2341809C1 RU2007119860/28A RU2007119860A RU2341809C1 RU 2341809 C1 RU2341809 C1 RU 2341809C1 RU 2007119860/28 A RU2007119860/28 A RU 2007119860/28A RU 2007119860 A RU2007119860 A RU 2007119860A RU 2341809 C1 RU2341809 C1 RU 2341809C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- contacts
- current
- battery
- reliability
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области эксплуатации автомобильной техники и может быть использовано для диагностирования работоспособности автомобильной техники и поиска неисправностей при ремонте.The invention relates to the field of operation of automotive vehicles and can be used to diagnose the performance of automotive vehicles and troubleshooting during repairs.
Известен способ диагностирования электрических контактов массы при пуске двигателя, заключающийся в подаче постоянного тока от массы к заземляющему проводнику аккумуляторной батареи и определении величины напряжения между ними [1].A known method for diagnosing electrical contacts of the mass when starting the engine, which consists in supplying direct current from the mass to the grounding conductor of the battery and determining the magnitude of the voltage between them [1].
Известный способ осуществляется включением какого-либо потребителя (звуковой или световой сигнализации) и по слуховой или визуальной оценке их работоспособности судят о надежности электрических контактов массы, а также об отсутствии на них падения напряжения. Недостатком известного способа является то, что при его использовании не получают информацию о величине сопротивления упомянутых контактов.The known method is carried out by the inclusion of a consumer (sound or light alarm) and by auditory or visual assessment of their performance judge the reliability of the electrical contacts of the mass, as well as the absence of voltage drop on them. A disadvantage of the known method is that when it is used, information about the resistance value of said contacts is not received.
Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностирования электрических контактов массы при пуске двигателя, заключающийся в подаче постоянного тока от массы к заземляющему проводнику аккумуляторной батареи и определении величины напряжения между ними посредством измерения сопротивления контактов [2].Closest to the proposed is a method for diagnosing electrical contacts of the mass when starting the engine, which consists in supplying direct current from the mass to the grounding conductor of the battery and determining the voltage between them by measuring the resistance of the contacts [2].
Известный способ осуществляется пропусканием тока через контакты от источника питания тестера, измерением сопротивления контактов и оценкой величины падения напряжения на контактах.The known method is carried out by passing current through the contacts from the power source of the tester, measuring the resistance of the contacts and evaluating the magnitude of the voltage drop across the contacts.
Недостатком известного способа является то, что для измерения используются токи небольшой величины, так как источники питания тестеров (батарейки) имеют малую зарядовую емкость. Поэтому обнаружить влияние сопротивления контактов на работу потребителей большой мощности (с малым сопротивлением и с большим потребляемым током) известным способом не представляется возможным. Для обеспечения надежности контакты в цепи массы зачищаются механически и закрепляются болтовыми соединениями с заданным усилием. Однако при наличии оксидных или изолирующих пленок повышение усилия в токопроводящем контактном соединении не устраняет переходное сопротивление контакта. При использовании сильноточных внешних источников тока для диагностирования переходного сопротивления контактов дополнительные погрешности из-за необходимости дополнительных контактов. Кроме того, аппаратура для диагностирования контактов с малым переходным сопротивлением может быть выполнена на основе стационарного оборудования.The disadvantage of this method is that small currents are used for measurement, since the power sources of the testers (batteries) have a small charge capacity. Therefore, it is not possible to detect the effect of contact resistance on the operation of consumers of high power (with low resistance and high current consumption) in a known manner. To ensure reliability, the contacts in the mass circuit are mechanically cleaned and secured with bolted joints with a given force. However, in the presence of oxide or insulating films, an increase in the force in the conductive contact connection does not eliminate the transition resistance of the contact. When using high-current external current sources for diagnosing the transition resistance of the contacts, additional errors due to the need for additional contacts. In addition, equipment for diagnosing contacts with low transition resistance can be performed on the basis of stationary equipment.
Технический результат направлен на повышение достоверности результатов диагностирования.The technical result is aimed at increasing the reliability of the diagnostic results.
Технический результат достигается тем, что в способе диагностирования электрических контактов массы при пуске двигателя, заключающемся в подаче постоянного тока от массы к заземляющему проводнику аккумуляторной батареи и определении величины напряжения между ними, при этом подачу постоянного тока осуществляют от аккумуляторной батареи через электродвигатель стартера, одновременно с подачей тока измеряют изменения от времени и максимальное значение напряжения, возникающее между отрицательным электродом аккумуляторной батареи и корпусом электродвигателя, и по величине максимального значения напряжения судят о степени надежности контактов.The technical result is achieved by the fact that in the method for diagnosing electrical contacts of the mass when starting the engine, which consists in supplying direct current from the mass to the grounding conductor of the battery and determining the magnitude of the voltage between them, while the supply of direct current is carried out from the battery through the starter motor, simultaneously with by supplying current, changes in time and the maximum voltage value arising between the negative electrode of the battery and the by the housing of the electric motor, and by the value of the maximum voltage value they judge the degree of reliability of the contacts.
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что подачу постоянного тока осуществляют от аккумуляторной батареи через электродвигатель стартера, одновременно с подачей тока измеряют изменения от времени и максимальное значение напряжения, возникающее между отрицательным электродом аккумуляторной батареи и корпусом электродвигателя и по величине максимального значения напряжения судят о степени надежности контактов.A distinctive feature of the present invention is that direct current is supplied from the battery through the starter motor, while changes in time and the maximum voltage value occurring between the negative electrode of the battery and the motor housing are measured simultaneously with the current supply, and the degree of the maximum voltage value is used to judge the degree reliability of contacts.
На чертеже представлена функциональная схема реализации предлагаемого способа диагностирования электрических контактов массы при пуске двигателя. Схемой для диагностирования служит схема электрического питания автомобиля. Дополнительно для диагностирования контактов используется измеритель напряжения.The drawing shows a functional diagram of the implementation of the proposed method for diagnosing electrical contacts of the mass when starting the engine. The circuit for diagnosing is the circuit of the car’s electrical power. Additionally, a voltage meter is used to diagnose contacts.
В состав функциональной схемы входят имеющиеся в электрооборудовании автомобиля последовательно гальванически соединенные аккумуляторная батарея 1 с клеммами положительной полярности 2 и отрицательной полярности 21, соединительный провод 4 с клеммами 3 и 5, электродвигатель 6 с корпусом 13, с клеммой 7 питания, с контактами S1 тягового реле, со щетками 8 и 10, с якорем 9, с соединителем 11 отрицательных щеток с корпусом 13, имеющим болтовые (разъемные) соединения 12 и 14; корпус двигателя (масса автомобиля) 16 с контактами соединений 15 и 17; соединительный провод 19 с клеммами 18 и 20 для соединения отрицательной клеммы 21 аккумуляторной батареи 1 к массе 16. Массой является корпус двигателя внутреннего сгорания. Для измерения напряжения схема дополнительно содержит измеритель напряжения 23 с соединительными проводами 22 и 24. В соединениях 2-3, 5-7, 11-12, 14-15, 17-18 и 20-21 для наглядности разъемный контакт условно обозначен жирной линией. Проводники 4 и 19 выполнены большого сечения и имеют малое сопротивление.The structure of the functional diagram includes a battery 1 sequentially galvanically connected in the vehicle’s electrical equipment with terminals of positive polarity 2 and negative polarity 21, a connecting wire 4 with terminals 3 and 5, an electric motor 6 with a housing 13, with a power terminal 7, with contacts S1 of the traction relay , with brushes 8 and 10, with an anchor 9, with a connector 11 of negative brushes with a housing 13 having bolt (detachable) connections 12 and 14; engine housing (vehicle mass) 16 with contacts of the connections 15 and 17; a connecting wire 19 with terminals 18 and 20 for connecting the negative terminal 21 of the battery 1 to the mass 16. The mass is the body of an internal combustion engine. For voltage measurement, the circuit further comprises a voltage meter 23 with connecting wires 22 and 24. In connections 2-3, 5-7, 11-12, 14-15, 17-18 and 20-21, for illustration purposes, a detachable contact is conventionally indicated by a bold line. Conductors 4 and 19 are made of large cross section and have low resistance.
Способ осуществляется следующим образом. При включении ключа S1 в контуре последовательно соединенных аккумуляторной батареи 1, соединительного проводника 4, электродвигателя 6, массы автомобиля 16, соединительного провода 19, возникает электрический ток, который на якоре электродвигателя 9 и соответственно на его валу создает вращающий момент. Так как в начальный момент якорь не вращается то сопротивление его обмотки только активное, а реактивное сопротивление имеет нулевое значение. Согласно закону Ома ток якоря равен Iя=U/[(R2+(2πnL/60)2]1/2, где U - напряжение питания электродвигателя, R - активное сопротивление якоря, n - число оборотов якоря в минуту, L - индуктивность обмотки якоря [1]. С началом вращения якоря полное сопротивление якоря увеличивается, и ток якоря уменьшается. Согласно приведенной формуле при вращении якоря с частотой, соответствующей минимальной (пусковой) частоте оборотов двигателя внутреннего сгорания, величина тока уменьшается в 3-5 раз от начального максимального значения. Момент вращения якоря зависит от тока якоря. При последовательной схеме питания обмотки возбуждения момент вращения выражается зависимостью М=С'Iя 2, где С' - конструкционная постоянная электродвигателя [1]. Поэтому при пуске двигателя (при включении S1) максимальный отбор тока от аккумуляторной батареи происходит в начальный момент времени. Это приводит к снижению напряжения на клеммах аккумуляторной батареи 1 из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи. Если возникает повышенное сопротивление на разъемных контактах, то напряжение питания на клеммах двигателя 7 и 14 еще уменьшается, ток якоря уменьшается, и момент вращения может уменьшиться ниже величины, необходимой для пуска двигателя внутреннего сгорания. При этом момент наименьшего сопротивления якоря Zя=[(Rя 2+(2πnL/60)1/2 совпадает с величиной максимального тока якоря и соответственно с максимальным влиянием величины переходного сопротивления контактов в контуре тока якоря. Падение напряжения на переходном сопротивлении контактов равно Uk=Iя(Zя+Rк) В частности, для автомобиля типа КамАЗ при начальном токе стартера Iя=800 А переходное сопротивление контактов Rk=0.003 Ом может снизить величину тока на 10%, то есть в десятки ампер. Для наглядности можно отметить, что при пуске двигателя для обеспечения максимально возможного тока стартера предусмотрены схемы отключения от цепи питания потребителей с токами менее 10 А.The method is as follows. When the key S1 is turned on in the circuit of the series-connected battery 1, the connecting conductor 4, the electric motor 6, the mass of the car 16, the connecting wire 19, an electric current arises, which creates a torque at the armature of the electric motor 9 and, accordingly, on its shaft. Since at the initial moment the armature does not rotate, the resistance of its winding is only active, and the reactance is zero. According to Ohm's law, the armature current is I i = U / [(R 2 + (2πnL / 60) 2 ] 1/2 , where U is the voltage of the electric motor, R is the active resistance of the armature, n is the number of revolutions of the armature per minute, L is inductance of the armature winding [1]. With the beginning of rotation of the armature the impedance of the armature increases and the armature current decreases. According to the above formula, when the armature rotates with a frequency corresponding to the minimum (starting) speed of the internal combustion engine, the current decreases by 3-5 times from initial maximum value.The moment of rotation of the anchor depends with a series current of the excitation winding, the rotation moment is expressed by the dependence M = C'I i 2 , where C 'is the structural constant of the electric motor [1]. Therefore, when the motor is started (when S1 is turned on), the maximum current is drawn from the battery the initial moment in time. This leads to a decrease in voltage at the terminals of the battery 1 due to a drop in voltage at the internal resistance of the battery. If there is an increased resistance at the detachable contacts, the supply voltage at the motor terminals 7 and 14 is still reduced, the armature current is reduced, and the rotation moment may decrease below the value necessary to start the internal combustion engine. At this point of least resistance armature Z i = [(R 2 I + (2πnL / 60) 1/2 coincides with the value of the maximum current of the armature and accordingly the influence of the maximum value of the contact resistance in the transition of the armature current circuit. The voltage drop in the transition resistance of the contact is equal to U k = I I (Z I + R k) in particular, for the type of vehicle KamAz at an initial current starter I I = 800 a transient contact resistance R k = 0.003 ohms can reduce the current value by 10%, i.e. in the tens of amperes. For clarity, it can be noted that when starting the engine to ensure cheniya maximum possible starter current provided from the shutdown circuit power consumer circuits with currents of less than 10 A.
В контуре пускового тока якоря электродвигателя имеются разъемные контакты согласно чертежу 2-3, 5-7, S1, 8-9, 9-10, 11-12, 14-15, 17-18 и 20-21. Возникновение переходного сопротивления на каждом из них вызывает уменьшение тока якоря. Кроме того, ток якоря может уменьшиться из-за потери зарядовой емкости аккумуляторной батареи 1.In the starting current circuit of the motor armature, there are detachable contacts according to the drawing 2-3, 5-7, S1, 8-9, 9-10, 11-12, 14-15, 17-18 and 20-21. The occurrence of transient resistance on each of them causes a decrease in the armature current. In addition, the armature current may decrease due to loss of charge capacity of the battery 1.
Для диагностирования возможного возникновения переходного сопротивления на контактах в предлагаемом способе измеряется напряжение в зависимости от времени между корпусом электродвигателя 13 и клеммой отрицательной полярности аккумуляторной батареи 21. Ток якоря из-за индуктивности его обмотки возрастает не мгновенно, а после достижения максимума при ускорении вращения якоря ток уменьшается. Соответственно измеряемое напряжение также имеет максимальное значение, соответствующее по времени максимуму тока. Поэтому при измерениях измерителем напряжения 23 фиксируется максимальное значение напряжения. Это можно осуществлять быстродействующим пиковым вольтметром, построенном с входным полевым транзистором. Контакты проводов 22 и 24 измерителя напряжения 23 соединяются с корпусом электродвигателя (контакт массы) 14 и отрицательной клеммы аккумуляторной батареи 21. Такое измерение диагностирует разъемные контакты 21-20, 18-17 и 15-14. Разъемные контакты 2-3, 5-7 окисляются мало и достаточно надежны. Контакты S1, щетки 8 и 9 не подвержены окислению. Контакт 11-12 относится к электродвигателю и выполняется с гарантированной надежностью. Таким образом, при отсутствии вращения электродвигателя стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания остаются две наиболее вероятные причины: наличие переходного сопротивления на разъемных контактах цепи питания двигателя или недостаточная зарядовая емкость аккумуляторной батареи. Надежность контактов цепи питания отрицательной полярности диагностируется по наличию напряжения при максимуме тока питания между отрицательной клеммой аккумуляторной батареи и соединителем корпуса электродвигателя к массе автомобиля. Предлагаемый способ позволяет определять надежность сильноточных контактов без нарушения состояния контура тока в условиях и в момент максимального токопрохождения.To diagnose the possible occurrence of transient resistance at the contacts in the proposed method, the voltage is measured depending on the time between the motor housing 13 and the negative polarity terminal of the battery 21. The armature current does not increase instantly due to the inductance of its winding, but after reaching the maximum when accelerating the rotation of the armature, the current decreases. Accordingly, the measured voltage also has a maximum value corresponding in time to the maximum current. Therefore, when measured by a voltage meter 23, the maximum voltage value is recorded. This can be done with a high-speed peak voltmeter built with an input field effect transistor. The contacts of the wires 22 and 24 of the voltage meter 23 are connected to the motor housing (ground contact) 14 and the negative terminal of the battery 21. This measurement diagnoses the detachable contacts 21-20, 18-17 and 15-14. The detachable contacts 2-3, 5-7 oxidize little and are quite reliable. Contacts S1, brushes 8 and 9 are not subject to oxidation. Contact 11-12 relates to an electric motor and is performed with guaranteed reliability. Thus, in the absence of rotation of the starter motor when starting the internal combustion engine, there are two most likely reasons: the presence of a transition resistance on the detachable contacts of the engine power circuit or insufficient charging capacity of the battery. The reliability of the contacts of the power supply circuit of negative polarity is diagnosed by the presence of voltage at the maximum supply current between the negative terminal of the battery and the connector of the motor housing to the mass of the car. The proposed method allows you to determine the reliability of high-current contacts without disturbing the state of the current circuit under conditions and at the time of maximum current passage.
Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается тем, что пропускание постоянного тока осуществляют от аккумуляторной батареи через электродвигатель стартера, одновременно с пропусканием тока измеряют наличие и максимальное значение напряжения, возникающее в течение времени измерения между отрицательным электродом аккумуляторной батареи и корпусом электродвигателя и по отсутствию напряжения судят о надежности контактов, а по величине максимального значения напряжения - о степени потери надежности контактов.Comparative analysis with the prototype showed that the proposed method is characterized in that the direct current is transmitted from the battery through the starter motor, while the presence and maximum voltage are measured along with the current passing, during the measurement time between the negative electrode of the battery and the motor housing and the absence of voltage is judged on the reliability of the contacts, and by the value of the maximum voltage value - on the degree of loss of reliability ontact.
Источники информацииInformation sources
1. Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника. - М.: Высшая школа, 1987.1. Morozov A.G. Electrical engineering, electronics and pulse technology. - M .: Higher school, 1987.
2. Электрооборудование военной автомобильной техники: учебник / Б.А.Данов, В.Д.Рогачев, Н.П.Шевченко. - Рязань: Рязан. воен. автомоб. ин-т, 2005. - 598 с.2. Electrical equipment of military automotive equipment: textbook / B.A.Danov, V.D. Rogachev, N.P. Shevchenko. - Ryazan: Ryazan. military man. car Institute, 2005 .-- 598 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119860/28A RU2341809C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119860/28A RU2341809C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2341809C1 true RU2341809C1 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=40375292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007119860/28A RU2341809C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2341809C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553835C2 (en) * | 2011-12-29 | 2015-06-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Device for contact joints testing in vehicle electric equipment |
| RU2697404C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-14 | Виталий Викторович Нечаев | Method for battery diagnosis |
-
2007
- 2007-05-28 RU RU2007119860/28A patent/RU2341809C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553835C2 (en) * | 2011-12-29 | 2015-06-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Device for contact joints testing in vehicle electric equipment |
| RU2697404C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-14 | Виталий Викторович Нечаев | Method for battery diagnosis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6351102B1 (en) | Automotive battery charging system tester | |
| US8198900B2 (en) | Automotive battery charging system tester | |
| US3936744A (en) | Automotive alternator and solid state regulator tester | |
| US9470737B2 (en) | Method for monitoring insulation faults in an electric network and vehicle comprising an insulation fault monitor | |
| JP5448545B2 (en) | Electric leakage detection device for vehicles | |
| CN111090027B (en) | High voltage system and method for monitoring an insulation fault in a high voltage system | |
| JP6414520B2 (en) | Inspection system | |
| US20070227237A1 (en) | Starting motor tester that measures power | |
| JP2011130544A (en) | Rotary electrical device for electric vehicle, drive control device and insulation diagnosis method | |
| CN103575967A (en) | Method and system for isolating voltage sensor errors from contactor errors in an electrical system | |
| CN111527644B (en) | Rechargeable battery abnormality detection device and rechargeable battery abnormality detection method | |
| JP2014134467A (en) | Secondary battery state diagnostic method | |
| JP5443094B2 (en) | Electric vehicle quick charger charging cable insulation test equipment | |
| RU2341809C1 (en) | Method of motor vehicle frame electrical connections diagnostics during engine start | |
| CN103376407B (en) | Method and device, storage battery and the motor vehicle of the Drive Diagnostics of contactor | |
| US11307256B2 (en) | Diagnostic apparatus and diagnostic method | |
| JP2016130706A (en) | Ungrounded power supply insulation detection device | |
| CN114729972A (en) | Electric leakage detection device and power supply system for vehicle | |
| RU2314432C2 (en) | Method of diagnosing condition of automobile electrical equipment | |
| KR101887440B1 (en) | Apparatus and method for diagnosing sensing wire open using ac current | |
| WO2007114806A1 (en) | Starting motor tester that measures power | |
| KR20150083802A (en) | Method for detecting the functionality of a load switch of a battery, and battery having a device for detecting the functionality of a load switch of the battery | |
| Puzakov | Analysis of diagnostic parameters of the vehicle's power supply system | |
| US20240125863A1 (en) | Battery measurement device and battery measurement method | |
| RU2745854C1 (en) | Method for determining malfunctions of automotive valve generators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090529 |