武 忠

（長春市機械工業(yè)學校，吉林 長春 130011）

1 汽車汽油機改換柴油機后，電路改裝存在的問題

在一些客、貨運輸車輛中，由于部分汽油機車輛出廠時就存在動力性不足的“小馬拉大車”的現(xiàn)象；亦或是實際運輸中路況差，汽油機燃油經(jīng)濟性不高等原因，迫使車輛用戶將車用的汽油機換裝成柴油機，換裝后同排量的柴油機的動力性、燃油經(jīng)濟性大大高于其使用的汽油機，其運輸效率及運行成本顯著提高，從而產(chǎn)生了汽車改裝行業(yè)的發(fā)展動力。

由于容易找到裝配尺寸相同的可替代的同排量柴油機，機械改裝方面已不成問題。在電器方面，由于汽油機和柴油機使用的起動機電壓分別為12V和24V，所以將汽車的汽油機換裝成柴油機后需再加裝一塊蓄電池。由于原車上其它電器也都是12V電器，所以電器改裝有兩種方案：一是整車統(tǒng)一采用24V電壓，將原車所有的12V電器全部換成24V電器，特點是電氣電路改動小而更換電器成本高；二是整車采用兩種供電模式，在起動時，起動機用24V電壓，起動后整車供電仍為12V電壓，特點是要對電源電路改裝，但不用更換原有電器，成本低。因此在電器改裝中常常選用第2個方案，其電氣原理是：起動時兩電池串聯(lián)，不起動時兩電池并聯(lián)。選擇此種方案的改裝，要用幾個粗觸點的繼電器控制兩電池的正負極，使起動時兩電池串聯(lián)，不起動時兩電池并聯(lián)。

由于在工作過程中，串聯(lián)、并聯(lián)轉換時刻常有混聯(lián)的時侯，造成燒繼電器和線路現(xiàn)象，為此還需加裝延時繼電器，增加成本的同時線路復雜、故障率高、查找困難、繼電器工作時電器負荷也較大。為解決上述問題，筆者在選用第2種改裝方案時，制作了電源電壓轉換開關，其論文發(fā)表在2005年12期的《汽車電器》雜志上。

2 電壓轉換開關的作用

電壓轉換開關應用在起動機工作于24V電壓、整車其余電器工作于12V電壓的汽車電源電路上，在汽車起動時電壓轉換開關使2個蓄電池串聯(lián)成24V向起動機供電，不起動時將串聯(lián)的兩蓄電池斷開后，再并聯(lián)成12V向原車12V電器供電。

3 原開關簡介及存在問題

原開關集成化程度高，線路主要在車下接好，不改動原車的任何電器電路直接裝于車上，改裝效率極高，應用效果較好。但在使用中也存在一些問題，主要有：①制作材料選用了銅板和絕緣膠木，且需要機械加工，增加了制作成本；②觸點使用銅片容易折斷會出現(xiàn)一定故障；③并聯(lián)觸點布置在一個平面，要求精度高，給制作帶來困難。

4 改進內(nèi)容及效果優(yōu)勢

為繼續(xù)降低制作成本，最大程度地降低其使用故障率，新開關仍然利用一個選購的12V電磁開關和另外制作的控制觸點開關兩部分組成。筆者對原開關結構進行的改進有：將原來在一個平面的觸點分配到兩個平面上，方便了布置；將原來彈性銅片式的觸點改為接觸盤和銅螺桿并由彈簧加載，增加觸點的工作可靠性及使用壽命；外部是由0.5 mm厚的鐵板手工制成長方體形，其中一側面為敞開結構，其上蓋為一厚6 mm的長方體塑料板，塑料板上鉆有6個M6孔用于安裝銅螺桿，銅螺桿和2個接觸盤形成3對觸點，接觸盤可通過拆舊起動機電磁開關得到，無需特別加工項目，制作成本非常低，并且在使用的5年中沒出現(xiàn)故障。

5 改進后的開關結構原理

5.1 結構特點

電源電壓轉換開關控制電路如圖1所示，12V電磁開關為選購件，制作的控制觸點開關為自制部分，將兩件組合到一起即為電源電壓轉換開關。其中12V電磁開關的常開觸點BⅠ、EⅡ串聯(lián)接在電池Ⅰ、Ⅱ之間，由電磁開關接觸盤2控制，主要用于起動時兩電池的串聯(lián)控制輸出24V電壓，串聯(lián)起動時輸出電流大，連接和觸點導線粗大。制作的控制觸點開關，其常開觸點S1、S2串接的電池Ⅱ正極和24V起動機的控制端，由接觸盤6控制；常閉觸點B1、B2分別接在兩電池的正極上，由接觸盤6控制，常閉觸點E1、E2分別接在兩電池負極上，由接觸盤8控制，主要用于發(fā)動機正常工作下，兩電池并聯(lián)為車上用電器提供12V電源，并聯(lián)供電電流小、導線和觸點細些。常開觸點和常閉觸點的工作轉換是由12V起動開關中的活動鐵心動作實現(xiàn)的。

5.2 工作原理

5.2.1 常態(tài)工作時輸出12V電壓（圖1）

起動按鈕沒有在起動擋時（斷開），12V電磁開關控制線圈沒有電流，12 V電磁開關控制線圈3沒有磁力，12 V電磁開關的鐵心在其內(nèi)部的回位彈簧作用下回位，常開觸點BⅠ、EⅡ及常開觸點S1、S2斷開；常閉觸點B1、B2及常閉觸點E1、E2閉合，2個蓄電池處于并聯(lián)狀態(tài)，輸出12 V電源。并聯(lián)電路為：①蓄電池Ⅱ正極→接柱B2→接觸盤6→接柱B1→接柱BⅠ→蓄電池Ⅰ正極→12 V交流發(fā)動機正極；②蓄電池Ⅱ負極→接柱E2→接觸盤8→接柱E1→蓄電池Ⅰ負極→車身搭鐵；兩蓄電池并聯(lián)為車上用電器提供12 V電源。

圖1 非起動時電路狀態(tài)

5.2.2 起動時輸出24V電壓（圖2）

接通起動按鈕1，12 V電磁開關線圈3通電，其電路為：蓄電池Ⅰ正極→起動按鈕1→12 V電磁開關控制線圈3→車身搭鐵→蓄電池Ⅰ負極；12 V電磁開關控制線圈3通電后產(chǎn)生磁場力。

圖2 起動時電路狀態(tài)

活動鐵心4在線圈3的磁場力作用下向左移動，活動鐵心4帶動拉桿9左移，拉桿帶動接觸盤6、8左移。接觸盤6、8左移時，使兩對常閉觸點B1、B2和E1、E2分開，切斷蓄電池Ⅰ、Ⅱ的并聯(lián)連接；活動鐵心繼續(xù)左移通過推桿帶動接觸盤2也開始左移；接觸盤2、接觸盤6左移時，使兩常開觸點BⅠ、EⅡ和S1、S2先后分別接通，接觸盤2左移使兩蓄電池串聯(lián)成24V電源后向24V起動機提供電源，兩蓄電池的串聯(lián)電路為：車身搭鐵→蓄電池Ⅰ→蓄電池Ⅰ負極→蓄電池Ⅰ→蓄電池Ⅰ正極→接柱BⅠ→接觸盤2→接柱EⅡ→蓄電池Ⅱ負極→蓄電池Ⅱ→蓄電池Ⅱ正極→24 V起動機正極和接柱S1。接觸盤6左移接通24 V起動機的電磁開關控制電路，其電路為：蓄電池Ⅱ正極→接柱S1→接觸盤6 →接柱S2→24 V起動機的電磁開關吸引線圈和保持線圈→車身搭鐵→電池Ⅰ負極，此電路接通后產(chǎn)生磁場，24 V起動機電磁開關中的活動鐵心在該磁場作用下動作。

當24V起動機電磁開關中的活動鐵心受磁場作用動作時，一方面帶動其拉桿及撥叉使起動機的小齒輪與發(fā)動機齒圈嚙合，隨后推動電磁開關的主接觸盤移動接通起動機的電機的磁場及電樞電路，24 V起動機在24 V電源電壓下工作，產(chǎn)生強大的轉矩起動發(fā)動機。5.2.3 返回常態(tài)工作輸出12 V電壓

起動后，斷開起動按鈕，轉換開關線圈3斷電，在復位彈簧彈力作用下，各接觸盤回位。兩蓄電池又恢復并聯(lián)，汽車電氣系統(tǒng)又在12V電壓下工作。

6 故障診斷方法

此開關性能穩(wěn)定，工作可靠，在使用中沒有出現(xiàn)過故障。如遇故障需檢修，其檢查方法簡介：可能的故障主要有兩大部分，即12 V電磁開關控制線圈3的電路及兩對常開觸點和兩對常閉觸點的通斷功能。線圈可用萬用表檢查其標準電阻是否符合規(guī)定值來判斷其故障；對觸點進行檢查時，在12 V電磁開關控制線圈3沒加電壓時用萬用表分別檢查常開觸點電阻應為∞，常閉合觸點電阻小于2 Ω；在給線圈加12 V電壓時，再用萬用表分別檢查常閉觸點電阻應為“∞”，而常開觸點電阻小于2 Ω，否則即為故障，觸點有故障時可用砂紙對觸點輕輕打磨即可恢復其性能。

7 注意

在對12 V電磁開關進行改進中，應將原來的吸引線圈與主接線柱連接點改成搭鐵，否則原保位線圈的磁力不足而使12 V電磁開關不能工作。