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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Calentador de motor automático. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos Este dispositivo está diseñado para mantener caliente el motor de un automóvil diésel durante la estación fría en ausencia de su propietario. Muchos propietarios de estos vehículos han tenido que afrontar el problema de arrancar el motor diésel en días helados, lo que suele estar asociado al punto de congelación bastante alto de las marcas habituales de combustible diésel. Los modelos de automóviles costosos están equipados con una máquina automática especial que le permite arrancar y calentar fácilmente el motor diesel en un momento específico o en intervalos específicos. A partir de esta idea, desarrollé un dispositivo que arranca un motor diésel a intervalos específicos, lo deja funcionar durante un rato y lo apaga. El calentador automático se fabricó en varias copias y mostró un funcionamiento confiable. En particular, se ha utilizado con éxito durante tres inviernos en un vehículo Ford Transit. La máquina es un temporizador con unidades actuadoras, que funciona en el siguiente modo: una pausa de dos horas, después de la cual se enciende el encendido después de 6...8 s, necesario para calentar las bujías incandescentes, se enciende el motor de arranque, el motor arranca; funciona durante 7 o 15 minutos, tras los cuales se corta el contacto, se para el motor y sigue una nueva pausa de dos horas. El dispositivo está montado en el vehículo y se alimenta de una red de a bordo de 12 V; la corriente consumida durante una pausa de dos horas no supera los 200 mA. La mayoría de los motores diésel están equipados con bujías incandescentes especiales diseñadas para calentar el combustible e instaladas en los cilindros (una por cilindro), o una bujía incandescente en el tubo de admisión. Para arrancar un motor diésel moderno en invierno, primero encienda el encendido: se abre la válvula solenoide de suministro de combustible. Además, dependiendo del método de encendido de las bujías incandescentes, son posibles dos opciones: 1. Después de encender el encendido, se suministra voltaje al relé de contacto térmico para controlar las bujías incandescentes. Si la temperatura del combustible es demasiado baja, el relé se activa y las bujías se encienden. Una vez que el combustible se ha calentado, el relé apaga las bujías, es decir, después de encender el encendido, es necesario esperar 2...8 s hasta que se apague la lámpara de advertencia y se encienda el motor de arranque. 2. El relé de control de las bujías y, por tanto, las propias bujías se encienden mediante un botón especial ubicado en el panel de instrumentos. El relé solo se puede encender después de encender el encendido. Las bujías se apagan mediante el mismo relé mediante un sensor de contacto térmico después de que el combustible se haya calentado o soltando el botón. En resumen, después de poner el contacto, presione el botón y haga una pausa (los mismos 2...8 s) hasta que se apague el testigo. Ahora enciende el motor de arranque, y si el motor está en buenas condiciones y correctamente ajustado, después de varias vueltas del cigüeñal arranca y funciona a velocidad estable. Para trabajar con el calentador automático, el conductor debe encender el dispositivo y, en la opción 2, la alimentación de las bujías (cerrar los contactos del botón). Todo lo demás se hace automáticamente. Si el botón no se bloquea en la posición presionada, debe conectar un interruptor de palanca paralelo a sus contactos e instalarlo en un lugar conveniente. Después de encender la alimentación con el interruptor de palanca SA2 (ver diagrama en la Fig. 1), el condensador C3 comienza a cargarse con un voltaje de 5 V desde el estabilizador VT12VD5R24 a través de la resistencia R6. En el colector del transistor compuesto cerrado VT3VT4 hay una tensión de 5 V, lo que hace que todos los contadores DD1, DD3-DD5 se pongan a cero en la entrada R. Después de aproximadamente 0,5 s, el condensador se cargará, el transistor compuesto VT3VT4 se abierto, permitiendo que los contadores funcionen.
El chip DD1 contiene un oscilador maestro de pulsos diminutos, cuya frecuencia se estabiliza mediante un resonador de cuarzo ZQ1. Estos pulsos se suministran a la entrada del divisor de frecuencia realizado en los contadores DD3, DD4. 2 horas después de encender el dispositivo, aparecerá un nivel alto en la salida 4 del contador DD4, abriendo los transistores VT7, VT8, VT10. Se suministrará un voltaje de 12 V a la salida del TC (válvula de combustible) de la máquina, que corresponde al encendido del encendido. El nivel alto de la salida 4 del contador DD4 pasa por el circuito VD3R9 y carga el condensador C4. La unidad, construida sobre los elementos DD2.1, DD2.2, proporciona un retardo de tiempo de 6 s, necesario para calentar las bujías. Después del tiempo especificado, el nivel alto desde la salida del elemento DD2.2 a través del circuito VD2R10C5 va a la base del transistor compuesto VT5VT6, como resultado de lo cual se abre, abriendo VT9. Ahora aparece un voltaje de 12 V en la salida del PC (relé de arranque), que corresponde a girar la llave de encendido a la posición "Arranque". A partir de este momento, el motor de arranque comienza a hacer girar el cigüeñal del motor. Al mismo tiempo, comienza la carga del condensador C5, que dura aproximadamente 5...6 s, después de lo cual los transistores VT5, VT6, VT9 se cerrarán y apagarán el relé de arranque. Este tiempo es suficiente para arrancar un motor en funcionamiento. El elemento DD2.3 monitorea el voltaje en la red a bordo del vehículo. Según el nivel de este parámetro, la unidad determina si el motor ha arrancado o no. Una unidad de este tipo, aunque requiere un ajuste preciso, es la más sencilla. Inmediatamente después de encender la alimentación, las entradas del elemento DD2.3 se establecen en un nivel bajo (ya que los condensadores C6 y C7 están descargados) y la salida se establece en un nivel alto. En la entrada inferior del elemento DD2.4 en el circuito hay un nivel bajo (ya que en el primer momento se descarga el condensador C8), por lo tanto, en la salida de este elemento hay un nivel alto, razón por la cual el transistor VT11 está abierto y el diodo VD4 está cerrado. Cuando se abre el transistor VT10 (se enciende el encendido), el condensador C8 se descarga, por lo que la salida del elemento DD2.4 permanece baja y el diodo VD4 también permanece cerrado. A continuación, se carga el condensador C8, pero el elemento DD2.4 puede conmutar sólo cuando su entrada superior es alta y el voltaje en el condensador C8 alcanza 2,5 V o más. Esto requiere un periodo de tiempo de unos 10 s, al cabo del cual el motor ya debería estar en marcha. Después de arrancar el motor, el voltaje en la red de a bordo aumenta a 14,5-15 V. El voltaje en la entrada del elemento DD2.3 también aumenta, el nivel alto en su salida se reemplaza por un nivel bajo, razón por la cual el El estado del elemento DD2.4 no cambia. Si el motor no arranca o arranca y se para, significa que la tensión en la red de a bordo ha disminuido a 13,5...12,5 V, dependiendo del estado de carga de la batería. En este caso, aparecerá un nivel alto en la salida del elemento DD2.3 y en la entrada superior del elemento DD2.4 en el circuito, y también aparecerá un nivel alto en la entrada inferior del elemento DD2.4. Como resultado, aparecerá un nivel bajo en la salida del elemento DD2.4, el transistor VT11 se cerrará y el diodo VD4 se abrirá, lo que, a su vez, provocará el reinicio de los contadores DD1, DD3-DD5 y el cierre del transistor. VT10 y parada de emergencia del encendido. Esto evita situaciones en las que el motor no está en marcha pero el encendido está puesto. Simultáneamente con la apertura de los transistores VT7, VT8, VT10, un nivel alto de la salida 4 del contador DD4 va a la entrada CN del contador DD5 y permite contar pulsos de minutos. El interruptor SA1 selecciona el número a contar: 8 o 16. Por lo tanto, dependiendo de la posición de los contactos del interruptor SA1, después de 8 o 16 minutos, el nivel alto abrirá el transistor VT2 y los contadores se restablecerán, es decir, el encendido se apagará y el motor se detendrá. La duración del impulso de puesta a cero es muy corta (menos de 1 µs). Inmediatamente después, comienza un nuevo conteo de pulsos de minutos con los contadores DD3, DD4, y después de 2 horas se repiten todos los procesos anteriores. La resistencia R17 establece el voltaje umbral de la red de a bordo, en el que conmuta el elemento DD2.3. El diagrama de conexión de la máquina al equipo eléctrico del automóvil se muestra en la Fig. 2 (ЗЗ - interruptor de encendido; GB1 - batería).
Casi todas las partes de la máquina están montadas en una placa de circuito impreso colocada en una caja de plástico. Conecte el dispositivo al automóvil con un cable de cuatro hilos a través de un conector cuya toma está instalada cerca del interruptor de encendido. La longitud del cable debe permitir colocar la máquina en el asiento delantero del coche. Condensador C1 - cualquier recortador cerámico, C2 - cerámica o mica, C10, C11 - cerámica o papel metálico, el resto - óxido K50-35. El chip K176LA7 se puede reemplazar por un K561LA7. El principal requisito para los transistores es un coeficiente de transferencia de corriente estática de al menos 50. Los transistores KT315, KT817 se pueden utilizar con cualquier índice de letras. En lugar del KT818V, también son adecuados otros potentes transistores pn-p con un coeficiente de transferencia de corriente de al menos 50. Dado que los potentes transistores VT9, VT10 funcionan en modo de conmutación y a bajas temperaturas ambiente, basta con instalarlos en disipadores de calor con una superficie de 5 cm2 cada uno. Los diodos D220 son reemplazables por otros para una corriente máxima de al menos 20 mA. En lugar del LED AL307A, cualquier otro funcionará, solo es necesario seleccionar la resistencia R4. Para configurar la máquina, primero conecte temporalmente la entrada CP de los contadores DD3 y DD5 a la salida S1 del microcircuito DD1, es decir, en lugar de pulsos de minutos, se suministran segundos pulsos a las entradas del contador. Para monitorear, es más conveniente usar un osciloscopio, pero puede arreglárselas con un avómetro normal. El interruptor SA1 está en la posición “16 min”. Al encender la alimentación (12... 13 V), verifique la presencia de pulsos diminutos en la salida M del chip DD1 y segundos pulsos en la salida S1. A continuación, comprueban el funcionamiento de los contadores DD3-DD5, para lo cual apagan la base del transistor VT2. Si funcionan correctamente, después de aproximadamente 2 minutos debería aparecer un nivel alto en la salida 4 del contador DD4, y después de 16 segundos, en la salida 16/10 del contador DD5. Después de la verificación, el terminal base del transistor VT2 está soldado en su lugar. Luego se conectan dos lámparas de señalización HL1 y HL2 (Fig.3) a la máquina, simulando la carga e indicando cuándo están encendidos los componentes del vehículo (G1 - cualquier fuente de alimentación con un voltaje de 14 V y una corriente de 2... 3 A), y se comprueba en general el correcto funcionamiento del dispositivo. Seleccionando los condensadores C4 y C5 se configuran el tiempo de funcionamiento y el retardo de activación del arrancador, respectivamente.
La operación final de laboratorio es el ajuste de la unidad de parada de encendido de emergencia. La máquina se alimenta con una tensión de alimentación regulada entre 12...15 V. Al aumentar la tensión de alimentación desde 13 V, ajustar la resistencia R17 garantiza que a 14 V el elemento DD2.3 cambie al estado 0. A continuación se instala la máquina en el coche y se comprueba nuevamente el funcionamiento en la posición “16 min” del interruptor SA1. Después de encender la alimentación, debe haber un retraso de 2 minutos y luego encender el encendido. Después de 6 s se conecta el motor de arranque, el motor arranca, después de otros 3...4 s se apaga el encendido y el motor se para. Si es necesario, ajuste la unidad de parada de emergencia. Después de todas estas operaciones, se restablece la conexión de la entrada de los contadores DD3, DD5 a la salida M del contador DD1. En conclusión, aquí hay algunas recomendaciones para usar el dispositivo. Quienes quieran repetir este diseño deben tener claro que antes de encender la máquina es necesario apagar todos los aparatos eléctricos del coche, poner la caja de cambios en punto muerto, apretar el freno de mano o poner calzos debajo de las ruedas. Tendrás que poner una manguera en el tubo de escape y sacar su extremo libre. Los vecinos del garaje deben estar informados sobre la instalación de un calefactor automático en su coche. Autor: A. Dubrovsky, Novopolotsk, Bielorrusia
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