Дополнительный резистор двигателя отопителя

 

Устройство относится к области автомобильной электротехники, в частности к устройствам регулирования скорости вращения электродвигателя вентилятора отопителя салона автомобиля. Резистор содержит электроизоляционное основание с контактами для подключения внешних цепей; керамический корпус с осевым отверстием, полостью с биметаллическим предохранителем и заделанным в него резистивным элементом в виде нихромовой спирали, с токоподводами, два из которых частично выходят в закрытую крышкой полость керамического корпуса. К токоподводам присоединен биметаллический предохранитель либо посредством отогнутых утоненных концов токоподводов, либо посредством коротких металлических штифтов. Техническим результатом является обеспечение защиты цепей питания электродвигателя от перегрузки по току и перегрева резистивного элемента из-за неисправности вентиляторной части отопителя, технологически, надежности и самовосстанавливаемости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области автомобильной электротехники, в частности к устройствам регулирования скорости вращения двигателя отопителя салона автомобиля, и может найти применение при проектировании и реализации подобных устройств.

Известно устройство [1], представляющее собой бескаркасный проволочный резистор в виде спирали из материала круглого сечения с высоким удельным сопротивлением, например из нихрома или фехраля, закрепленный на изоляционном основании, которое снабжено контактами для подключения наконечников проводников от переключателя и электродвигателя. При необходимости снизить скорость вращения электродвигателя вентилятора отопителя салона автомобиля известное устройство включается посредством расположенного в салоне переключателя последовательно в цепь питания электродвигателя вентилятора. При этом за счет падения напряжения на резисторе уменьшается напряжение питания электродвигателя и, соответственно, уменьшается частота вращения вентилятора. Для получение нескольких скоростей вращения вентилятора резистор может иметь один или несколько отводов от спирали. Известное устройство отличается достаточной простотой, однако ему свойственен существенный недостаток - оно имеет открытую спираль, которая при работе электродвигателя вентилятора на пониженных оборотах должна рассеивать некоторую мощность и при этом нагревается. При исправном вентиляторе располагаемый в воздуховоде резистор обдувается воздушным потоком и охлаждается. Однако при возникновении неисправности - заклинивания крыльчатки вентилятора либо отсоединения ее от вала электродвигателя, резистор перестает обдуваться и разогревается до температуры красного каления - примерно до 700...850°С. Учитывая, что воздуховоды выполнены из пластмассы, а также то, что они могут содержать и легковоспламеняющиеся предметы, например сухую листву либо тополиный пух, набившийся за лето, не исключены случаи возгорания элементов конструкции автомобиля, что является опасным для жизни водителя и пассажиров.

Известно также устройство [2], наиболее близкое к предлагаемому, представляющее собой аналогичный по конструкции приведенному выше спиральный резистор, установленный внутри керамического корпуса. Последний выполнен в виде отрезка трубки из керамического материала. Провод спирали резистора в известном устройстве [2] соприкасается внешней своей поверхностью с внутренней поверхностью керамического корпуса, который выполняет роль теплоотвода, забирая часть теплового потока на свой разогрев. Однако и данному устройству свойственен существенный недостаток - малая площадь контакта провода спирали с керамической трубкой, который, по существу, является линейным контактом. Поэтому и данная конструкция дополнительного резистора не обеспечивает требуемую степень пожарной безопасности и, кроме того, в качестве средства защиты использует штатный плавкий предохранитель, устанавливаемый в автомобиле по электрической цепи двигателя отопителя.

Предлагаемое устройство отличается тем, что два заделанных в керамическом корпусе токоподвода частично выходят в закрытую крышкой полость, в которой размещен присоединенный к ним биметаллический предохранитель; биметаллический предохранитель присоединен посредством либо отогнутых утоненных концов токоподводов, либо посредством присоединенных к токоподводам металлических штифтов.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 и 3 - варианты присоединения биметаллического предохранителя. Устройство содержит (см. фиг.1) электроизоляционное, например пластмассовое, основание 1 с контактами 2 для подключения внешних электрических цепей; керамический корпус 3 с осевым отверстием 4, полостью 5 и с заделанным в него резистивным элементом 6, например, в виде нихромовой спирали с токоподводами 7- 10; в полость 5 частично выходят два из заделанных в керамический корпус токоподводов, например 7 и 8, к которым присоединен биметаллический предохранитель 11. Присоединение выводов биметаллического предохранителя 11 к токоподводам 7 и 8 может быть выполнено либо (см. фиг.2) посредством отогнутых утоненных концов указанных токоподводов, например пайкой, либо (см. фиг.3) посредством коротких металлических штифтов 12 и 13, которые одним концом присоединяются, например, сваркой к токоподводам 7 и 8, а вторым - к соответствующим выводам биметаллического предохранителя 11, например, пайкой. Полость 5 закрыта крышкой 14, присоединяемой к корпусу, например, клеевым составом. Соединение основания 1 и контактов 2 может быть выполнено либо в виде заделывания контактов 2 в материал основания 1 при его изготовлении методом литья, либо механическими элементами крепления, например заклепками. Присоединение контактов 2 и токоотводов 7-10 может быть осуществлено любым известным способом, обеспечивающим малое переходное сопротивление, например контактной сваркой либо пайкой высокотемпературным припоем. Соединение выводов нихромовой спирали резистивного элемента 6 и токоподводов 8, 9 и 10 осуществляется сваркой. Заделка резистивного элемента 6 и токоподводов 7-10 в керамический корпус возможна как с помощью известных цементообразных замазок и цементов, так и путем заливки керамическим шликером при формировании корпуса устройства с последующим совместным спеканием. Биметаллический предохранитель 11 может быть известной конструкции, например на основе хлопающей мембраны, с нормально замкнутыми контактами.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Устройство располагается в отопителе салона автомобиля в зоне, обдуваемой воздушным потоком вентилятора отопителя. В исходном состоянии биметаллический предохранитель 11 замкнут, и резистивный элемент 6 включен в цепь питания электродвигателя вентилятора отопителя (условно не показан) последовательно полностью либо частично - через отвод (в зависимости от требуемой скорости вращения вентилятора). При включении напряжения питания от бортовой сети автомобиля (условно не показано) ток протекает через биметаллический предохранитель 11 и спираль резистивного элемента 6 предлагаемого устройства. Из-за протекающего тока, который в нормальном, рабочем режиме может составлять 5...9 А, резистивный элемент 6 нагревается и передает свое тепло корпусу 1 устройства, который выполняет роль теплоотвода - обдувающий его воздух обтекает как наружную поверхность, так и внутреннюю. За счет постоянного обдува температура корпуса 1 предлагаемого устройства не превышает температуру срабатывания биметаллического предохранителя 11, поэтому отключения питания электродвигателя вентилятора не происходит. При аварийном увеличении тока, например из-за неисправности электродвигателя (замыкании его цепей питания), а также при прекращении обдува из-за проскальзывания крыльчатки вентилятора на валу электродвигателя происходит увеличение температуры корпуса 1 устройства. В некоторый момент времени температура корпуса 1 достигнет и превысит температуру срабатывания биметаллического предохранителя 11 (что соответствует значению температуры в 145...165°С), последний сработает и разомкнет цепь питания электродвигателя. По прошествии некоторого времени, необходимого для передачи тепла от устройства в окружающую среду, корпус 1 устройства остынет, и биметаллический предохранитель 11 возвратится в исходное состояние, т.е. замкнет свои контакты и восстанавит цепь питания электродвигателя. Если неисправность к этому моменту не будет устранена, то процесс включения с последующим выключением предохранителя 11 продолжится вновь и будет продолжаться периодически с некоторой частотой. После устранения неисправности пердлагаемое устройство работает в нормальном рабочем режиме. Параметры срабатывания биметаллического предохранителя 11 могут быть выбраны такими, что он срабатывает также и при резком увеличении тока двигателя.

Предлагаемое устройство наиболее полно обеспечивает отбор тепла от резистивного элемента и контроль температуры тела спирали резистивного элемента из-за того, что корпус полностью охватывает тело проводника спирали; осуществляет защиту как по току цепи питания электродвигателя, так и по температуре нагрева резистивного элемента в случае возникновения неисправности в вентиляторной части отопителя.

Источники информации

1. Автомобили ГАЗ 33021 "Газель". Руководство по ремонту. Атласы автомобилей. - М.: 1999, с.237.

2. Автомобили семейства "ОКА". Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. За рулем. - М.: 1999, с.131.

Формула изобретения

1. Дополнительный резистор двигателя отопителя, содержащий электроизоляционное основание с контактами для подключения, керамический корпус со встроенным резистивным элементом с токоподводами, отличающийся тем, что два из заделанных в керамическом корпусе токоподводов частично выходят в закрытую крышкой полость, в которой размещен присоединенный к ним биметаллический предохранитель.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что биметаллический предохранитель присоединен посредством отогнутых утоненных концов токоподводов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что биметаллический предохранитель присоединен к токоподводам посредством металлических штифтов.

РИСУНКИ

Рисунок 1