控制電流供應(yīng)的用于機(jī)器的電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種控制電流供應(yīng)的用于機(jī)器的電源系統(tǒng)。所述機(jī)器包括處于工作模式和不工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)可操作地連接到交流發(fā)電機(jī)、預(yù)潤滑泵以及電池單元。電源系統(tǒng)包括斷路器系統(tǒng)。斷路器系統(tǒng)包括電連接在電池單元與交流發(fā)電機(jī)和預(yù)潤滑泵中的每一個之間的共用斷路器。斷路器系統(tǒng)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)處于工作模式通過共用斷路器連通交流發(fā)電機(jī)與電池單元之間的電流供應(yīng)。斷路器系統(tǒng)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)處于不工作模式通過共用斷路器連通電池單元與預(yù)潤滑泵之間的電流供應(yīng)。通過僅使用單個共用斷路器來保護(hù)交流發(fā)電機(jī)和預(yù)潤滑泵這兩者，本實(shí)用新型能夠減少電氣部件成本和空間。
【專利說明】
控制電流供應(yīng)的用于機(jī)器的電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型總體上涉及一種用于機(jī)器的電源系統(tǒng)。更具體地講，本實(shí)用新型涉及在電源系統(tǒng)內(nèi)使用共用斷路器保護(hù)電池單元、交流發(fā)電機(jī)、預(yù)潤滑栗和/或相關(guān)電纜免受電涌的影響。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，包括發(fā)動機(jī)在內(nèi)的各種機(jī)器采用對與發(fā)動機(jī)相關(guān)的電池單元、交流發(fā)電機(jī)及預(yù)潤滑栗之間的電流供應(yīng)進(jìn)行控制的電源系統(tǒng)。電源系統(tǒng)有助于當(dāng)發(fā)動機(jī)處于不工作模式下從電池單元向預(yù)潤滑栗供應(yīng)電流。此外，電源系統(tǒng)有助于當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在工作模式下從交流發(fā)電機(jī)向電池單元供應(yīng)電流。在某些情形下，諸如在預(yù)潤滑栗或者交流發(fā)電機(jī)短路接地時，電流可能會出現(xiàn)高電涌。在這種情形下，電池單元、交流發(fā)電機(jī)、預(yù)潤滑栗或相關(guān)電纜的電路可能會被損壞或產(chǎn)生故障。因此，電源系統(tǒng)通常采用斷路器系統(tǒng)來防范電流的這些高電涌的影響。但是，這類傳統(tǒng)的斷路器系統(tǒng)體積相對較大并且形成了另外的故障點(diǎn)。
[0003]?(^申請￥02，009，037，043公開了一種位于兩個電池之間的分隔電路以便控制向用電設(shè)備的電流供應(yīng)。該電路設(shè)有開關(guān)，以便在發(fā)動機(jī)啟動期間，將對壓降不靈敏的部件僅與啟動器電池斷開。該申請沒有表明提供了一種控制對交流發(fā)電機(jī)和預(yù)潤滑栗中的每一個的電流供應(yīng)的共用斷路器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在減少電源系統(tǒng)中所需要的斷路器數(shù)量。根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，一種控制電流供應(yīng)的用于機(jī)器的電源包括配置成處于工作模式和不工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)可操作地連接到交流發(fā)電機(jī)、預(yù)潤滑栗以及電池單元。電源系統(tǒng)包括斷路器系統(tǒng)。斷路器系統(tǒng)包括電連接在電池單元與交流發(fā)電機(jī)和預(yù)潤滑栗中的每一個之間的共用斷路器。斷路器系統(tǒng)適于對應(yīng)于發(fā)動機(jī)處于工作模式通過共用斷路器連通交流發(fā)電機(jī)與電池單元之間提供的電流供應(yīng)。此外，斷路器系統(tǒng)適于對應(yīng)于發(fā)動機(jī)處于不工作模式通過共用斷路器連通電池單元與預(yù)潤滑栗之間提供的電流供應(yīng)。
[0005]上述技術(shù)方案利用了交流發(fā)電機(jī)和預(yù)潤滑栗各自都只在發(fā)動機(jī)工作模式和不工作模式中的其中一個模式期間運(yùn)轉(zhuǎn)的這一事實(shí)。因此，共用斷路器可用來保護(hù)這兩個電路，而無需擔(dān)心在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時這兩個電路可同時吸收足夠的電流來導(dǎo)致斷路器過載。
【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思的示出了發(fā)動機(jī)以及與發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的電氣系統(tǒng)的機(jī)器的機(jī)架的透視圖；以及
[0007]圖2是對在與圖1的發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的電池單元與預(yù)潤滑栗和交流發(fā)電機(jī)中的每一個之間的電流供應(yīng)進(jìn)行控制的電源系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]參照圖1，示出了支撐發(fā)動機(jī)12以及與發(fā)動機(jī)12相關(guān)聯(lián)的電氣系統(tǒng)14的機(jī)器(未示出)的機(jī)架10。發(fā)動機(jī)12可以是配置成用于機(jī)器(未示出)中的多缸發(fā)動機(jī)，該機(jī)器例如但不限于越野貨車、礦用卡車、滑移裝載機(jī)和/或輪式裝載機(jī)。發(fā)動機(jī)12通常安裝成與機(jī)架10的前端24相鄰，并適于工作模式和不工作模式。如通常所了解的，當(dāng)發(fā)動機(jī)12處于工作模式下是運(yùn)轉(zhuǎn)著的，而在不工作模式下是不運(yùn)轉(zhuǎn)的。
[0009]在本實(shí)用新型的當(dāng)前實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)14包括電啟動系統(tǒng)(未示出)、電池單元16、預(yù)潤滑栗18、交流發(fā)電機(jī)20和電源系統(tǒng)22。電氣系統(tǒng)14可以在通電狀態(tài)和斷電狀態(tài)中的其中一種狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。在電氣系統(tǒng)14處于斷電狀態(tài)時，電啟動系統(tǒng)(未示出)是不運(yùn)轉(zhuǎn)的，而發(fā)動機(jī)12處于不工作模式。在通電狀態(tài)下，電氣系統(tǒng)14的電啟動系統(tǒng)(未不出)將發(fā)動機(jī)12從不工作模式切換至運(yùn)轉(zhuǎn)的工作模式。更具體地說，電啟動系統(tǒng)(未示出)采用來自電池單元16的一部分電能來啟動發(fā)動機(jī)12。在啟動之前，發(fā)動機(jī)12通過預(yù)潤滑栗18進(jìn)行預(yù)潤滑，以便讓發(fā)動機(jī)12順利啟動。預(yù)潤滑栗18采用來自電池單元16的一部分電能來對發(fā)動機(jī)12處于不工作模式時對發(fā)動機(jī)12進(jìn)行操作并預(yù)潤滑。此外，在發(fā)動機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)在工作模式下，通過交流發(fā)電機(jī)20和/或外部電源自動地對電池單元16進(jìn)行再充電。盡管本實(shí)用新型設(shè)想了采用單獨(dú)的預(yù)潤滑栗18對處于不工作模式下對將啟動的發(fā)動機(jī)12進(jìn)行預(yù)潤滑，但是，也可設(shè)想的是，可將發(fā)動機(jī)潤滑栗用作預(yù)潤滑栗18來對處于不工作模式下的發(fā)動機(jī)12進(jìn)行預(yù)潤滑。
[0010]在當(dāng)前實(shí)施例中，電池單元16是安裝在機(jī)架10的前端24的能量積蓄裝置。電池單元16電連接到發(fā)動機(jī)12的電啟動系統(tǒng)(未示出)，以便于發(fā)動機(jī)12的啟動。此外，電池單元16經(jīng)由電源系統(tǒng)22電連接到交流發(fā)電機(jī)20和預(yù)潤滑栗18中的每一個。使用多根電力電纜26有利于經(jīng)由電源系統(tǒng)22在電池單元16與交流發(fā)電機(jī)20和預(yù)潤滑栗18中的每一個之間實(shí)現(xiàn)電氣連接。
[0011]預(yù)潤滑栗18可以是流體連接到發(fā)動機(jī)12的發(fā)動機(jī)缸體(未示出)的潤滑栗。在啟動時，預(yù)潤滑栗18向發(fā)動機(jī)12的發(fā)動機(jī)缸體(未示出)供應(yīng)潤滑油，并有利于發(fā)動機(jī)12的潤滑。預(yù)潤滑栗18經(jīng)由電源系統(tǒng)22電連接到電池單元16，并通過內(nèi)聯(lián)磁性開關(guān)28(圖2)進(jìn)行控制。當(dāng)開啟磁性開關(guān)28(圖2)時，電池單元16經(jīng)由電源系統(tǒng)22向預(yù)潤滑栗18供應(yīng)電流，以便在發(fā)動機(jī)12處于不工作模式下啟動預(yù)潤滑栗18。將會理解的是，應(yīng)避免過多的附加負(fù)載與預(yù)潤滑栗18連接，并且由此在發(fā)動機(jī)的曲軸啟動(運(yùn)轉(zhuǎn)至工作模式)期間經(jīng)由磁性開關(guān)28(圖2)關(guān)閉預(yù)潤滑栗18，從而延長預(yù)潤滑栗18的壽命。
[0012]交流發(fā)電機(jī)20可以是安裝在發(fā)動機(jī)12上的發(fā)電機(jī)。如通常所知的，交流發(fā)電機(jī)20包括旋轉(zhuǎn)軸(未示出)和定子繞組(未示出)的布置。旋轉(zhuǎn)軸(未示出)經(jīng)由皮帶布置(未示出)連接到發(fā)動機(jī)12的曲軸(未示出)。定子繞組(未示出)經(jīng)由電源系統(tǒng)22電連接到電池單元16。交流發(fā)電機(jī)20適于從發(fā)動機(jī)12的曲軸(未示出)接收一部分機(jī)械能、將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并向電池單元16供應(yīng)電能(電流)。交流發(fā)電機(jī)20在發(fā)動機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)在工作模式下經(jīng)由電源系統(tǒng)22向電池單元16供應(yīng)電流。由于曲軸(未示出)可以在發(fā)動機(jī)12工作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，交流發(fā)電機(jī)20在發(fā)動機(jī)12處于不工作模式下電氣地斷開。
[0013]參照圖2，示出了對電池單元16與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間的電流供應(yīng)進(jìn)行控制的電源系統(tǒng)22的示意圖。電源系統(tǒng)22包括電連接在電池單元16與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間的斷路器系統(tǒng)30。電源系統(tǒng)22的斷路器系統(tǒng)30適于控制在電池單元16與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間提供的電流供應(yīng)。更具體地，當(dāng)處于發(fā)動機(jī)12處于工作模式下時，斷路器系統(tǒng)30將來自交流發(fā)電機(jī)20的電流供應(yīng)電連通至電池單元16。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)12處于不工作模式下時，斷路器系統(tǒng)30將從電池單元16提供的電流供應(yīng)電連通至預(yù)潤滑栗18。斷路器系統(tǒng)30包括接線盒32、第一匯流條34、通用斷路器36和第二匯流條38。
[0014]接線盒32電連接到電池單元16，并包括有利于電池單元16與各種其他電氣輔助設(shè)備之間的電連接的多個連接端口 40。第一匯流條34電連接到接線盒32的連接端口 40中的其中一個。第一匯流條34包括多個連接端42，共用斷路器36可以連接至所述多個連接端42。在示例性實(shí)施例中，共用斷路器36包括連接到第一匯流條34的兩個連接端42的兩個斷路器44。雖然在本實(shí)用新型的實(shí)施例中描述了兩個斷路器44的使用，但是，也可以考慮使用連接到第一匯流條34的單個斷路器。然而，斷路器44的數(shù)量并不限制本實(shí)用新型的范圍。在示例性實(shí)施例中，斷路器44可以是在電流的高電涌期間保護(hù)電池單元16和預(yù)潤滑栗18的手動式斷路器。雖然斷路器44是描述為手動式斷路器，然而，本發(fā)明也考慮了普通技術(shù)人員已知的其他斷路器。第二匯流條38電連接到斷路器系統(tǒng)30的共用斷路器36。第二匯流條38有利于共用斷路器36與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間的連接。斷路器系統(tǒng)30的具體布置有利于共用斷路器36平行地電連接在電池單元16與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間。這使得共用斷路器36能夠在電池單元16與預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20中的每一個之間的電流出現(xiàn)電涌的時間內(nèi)保護(hù)預(yù)潤滑栗18和交流發(fā)電機(jī)20。
[0015]工業(yè)實(shí)用性
[0016]在運(yùn)轉(zhuǎn)時，操作者可以使與發(fā)動機(jī)12相關(guān)聯(lián)的電氣系統(tǒng)14通電，以便啟動發(fā)動機(jī)12。在電氣系統(tǒng)14的通電狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)啟動系統(tǒng)(未示出)在足夠的速度下用曲軸啟動發(fā)動機(jī)12，從而使燃料在其汽缸的每一個中開始燃燒并且保持發(fā)動機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)12的啟動性能受到例如環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)汽缸套水溫和潤滑油粘度等因素的影響。此外，通常與從動設(shè)備相關(guān)聯(lián)的附加負(fù)載能夠?qū)有阅茉斐上喈?dāng)大的影響。為此，采用了預(yù)潤滑栗18，其在允許發(fā)動機(jī)12進(jìn)行曲軸啟動之前通過自動恢復(fù)發(fā)動機(jī)潤滑油壓力來降低發(fā)動機(jī)磨損。因此，預(yù)潤滑栗18工作應(yīng)在發(fā)動機(jī)啟動之前且在發(fā)動機(jī)12開始運(yùn)行時斷開。
[0017]在發(fā)動機(jī)12進(jìn)行曲軸啟動之前，發(fā)動機(jī)12處于不工作模式下。在運(yùn)轉(zhuǎn)的不工作模式下，磁性開關(guān)28啟動預(yù)潤滑栗18，以實(shí)現(xiàn)預(yù)潤滑。為此目的，電池單元16供應(yīng)電流至預(yù)潤滑栗18。此外，在電流從電池單元16供應(yīng)至預(yù)潤滑栗18期間，在電流出現(xiàn)高電涌時需要對預(yù)潤滑栗18進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)預(yù)潤滑栗18(在電流從電池單元16供應(yīng)至預(yù)潤滑栗18期間)的方法包括經(jīng)由斷路器系統(tǒng)30的磁性開關(guān)28將預(yù)潤滑栗18連接至共用斷路器36。通過共用斷路器36，這種連接有助于斷路器系統(tǒng)30將電流從電池單元16供應(yīng)至預(yù)潤滑栗18。在電流的高電涌情形下，共用斷路器36可以切斷電池單元16與預(yù)潤滑栗18之間的電氣連接。這樣會中斷從電池單元16到預(yù)潤滑栗18的電流供應(yīng)。因此，共用斷路器36保護(hù)預(yù)潤滑栗18的電路和/或電纜26(位于電池單元16與預(yù)潤滑栗18之間)在電流的高電涌時免受損壞。
[0018]此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)12通過電啟動系統(tǒng)(未示出)進(jìn)行曲軸啟動時，發(fā)動機(jī)12從不工作模式切換至工作模式。在運(yùn)轉(zhuǎn)的工作模式下，預(yù)潤滑栗18是不運(yùn)轉(zhuǎn)的且交流發(fā)電機(jī)20通過電源系統(tǒng)22供應(yīng)電流至電池單元16。更具體地，當(dāng)處于發(fā)動機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)的工作模式下，斷路器系統(tǒng)30通過共用斷路器36將來自交流發(fā)電機(jī)20的電流供應(yīng)電連通至電池單元16。在某些情形下，例如電流的高電涌情形下，共用斷路器36可以切斷交流發(fā)電機(jī)20與電池單元16之間的電氣連接。這樣會中斷從交流發(fā)電機(jī)20到電池單元16的電流供應(yīng)。此外，這會保護(hù)電池單元16的電路和/或電纜26(位于電池單元16與交流發(fā)電機(jī)20之間)在電流的高電涌時免受損壞。
[0019]此外，可以注意到的是，相同的共用斷路器36保護(hù)電池單元16(在工作模式下)和預(yù)潤滑栗18(在不工作模式下)中的每一個。因此，無需為交流發(fā)電機(jī)20和預(yù)潤滑栗18中的每一個準(zhǔn)備單獨(dú)的斷路器(或保險絲設(shè)備)。這提供了相對緊湊的斷路器系統(tǒng)30并且降低了電源系統(tǒng)22的總成本。因此，電源系統(tǒng)22通過采用共用斷路器36來幫助保護(hù)附接至交流發(fā)電機(jī)20和預(yù)潤滑栗18這兩者的電路免受短路接地的影響。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的描述僅僅用于說明的目的，且并非意于以任何方式來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本實(shí)用新型的其他方面可以通過對附圖、本實(shí)用新型和所附權(quán)利要求書的研究而獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制電流供應(yīng)的用于機(jī)器的電源系統(tǒng)，所述機(jī)器包括配置成處于工作模式和不工作模式的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)能夠操作地連接至交流發(fā)電機(jī)、預(yù)潤滑栗和電池單元，所述電源系統(tǒng)包括: 斷路器系統(tǒng)，其包括: 共用斷路器，其電連接在所述電池單元與所述交流發(fā)電機(jī)和所述預(yù)潤滑栗中的每一個之間，所述斷路器系統(tǒng)適于對應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)處于所述工作模式通過所述共用斷路器連通在所述交流發(fā)電機(jī)與所述電池單元之間提供的電流供應(yīng)，并且適于對應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)處于所述不工作模式通過所述共用斷路器連通在所述電池單元與所述預(yù)潤滑栗之間提供的電流供應(yīng)。
【文檔編號】H02J7/14GK205509620SQ201620287588
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】J·M·克拉格勒, J·L·羅特曼, R·R·薩提亞那羅延納
【申請人】卡特彼勒公司