控制电流供应的用于机器的电源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种控制电流供应的用于机器的电源系统。所述机器包括处于工作模式和不工作模式运转的发动机。发动机可操作地连接到交流发电机、预润滑泵以及电池单元。电源系统包括断路器系统。断路器系统包括电连接在电池单元与交流发电机和预润滑泵中的每一个之间的共用断路器。断路器系统对应于发动机处于工作模式通过共用断路器连通交流发电机与电池单元之间的电流供应。断路器系统对应于发动机处于不工作模式通过共用断路器连通电池单元与预润滑泵之间的电流供应。通过仅使用单个共用断路器来保护交流发电机和预润滑泵这两者，本实用新型能够减少电气部件成本和空间。
【专利说明】
控制电流供应的用于机器的电源系统
技术领域
[0001]本实用新型总体上涉及一种用于机器的电源系统。更具体地讲，本实用新型涉及在电源系统内使用共用断路器保护电池单元、交流发电机、预润滑栗和/或相关电缆免受电涌的影响。
【背景技术】
[0002]众所周知，包括发动机在内的各种机器采用对与发动机相关的电池单元、交流发电机及预润滑栗之间的电流供应进行控制的电源系统。电源系统有助于当发动机处于不工作模式下从电池单元向预润滑栗供应电流。此外，电源系统有助于当发动机运转在工作模式下从交流发电机向电池单元供应电流。在某些情形下，诸如在预润滑栗或者交流发电机短路接地时，电流可能会出现高电涌。在这种情形下，电池单元、交流发电机、预润滑栗或相关电缆的电路可能会被损坏或产生故障。因此，电源系统通常采用断路器系统来防范电流的这些高电涌的影响。但是，这类传统的断路器系统体积相对较大并且形成了另外的故障点。
[0003]?(^申请￥02，009，037，043公开了一种位于两个电池之间的分隔电路以便控制向用电设备的电流供应。该电路设有开关，以便在发动机启动期间，将对压降不灵敏的部件仅与启动器电池断开。该申请没有表明提供了一种控制对交流发电机和预润滑栗中的每一个的电流供应的共用断路器。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在减少电源系统中所需要的断路器数量。根据本实用新型的一个方面，一种控制电流供应的用于机器的电源包括配置成处于工作模式和不工作模式运转的发动机。发动机可操作地连接到交流发电机、预润滑栗以及电池单元。电源系统包括断路器系统。断路器系统包括电连接在电池单元与交流发电机和预润滑栗中的每一个之间的共用断路器。断路器系统适于对应于发动机处于工作模式通过共用断路器连通交流发电机与电池单元之间提供的电流供应。此外，断路器系统适于对应于发动机处于不工作模式通过共用断路器连通电池单元与预润滑栗之间提供的电流供应。
[0005]上述技术方案利用了交流发电机和预润滑栗各自都只在发动机工作模式和不工作模式中的其中一个模式期间运转的这一事实。因此，共用断路器可用来保护这两个电路，而无需担心在正常运转时这两个电路可同时吸收足够的电流来导致断路器过载。
【附图说明】
[0006]图1是根据本实用新型的构思的示出了发动机以及与发动机相关联的电气系统的机器的机架的透视图；以及
[0007]图2是对在与图1的发动机相关联的电池单元与预润滑栗和交流发电机中的每一个之间的电流供应进行控制的电源系统的框图。
【具体实施方式】
[0008]参照图1，示出了支撑发动机12以及与发动机12相关联的电气系统14的机器(未示出)的机架10。发动机12可以是配置成用于机器(未示出)中的多缸发动机，该机器例如但不限于越野货车、矿用卡车、滑移装载机和/或轮式装载机。发动机12通常安装成与机架10的前端24相邻，并适于工作模式和不工作模式。如通常所了解的，当发动机12处于工作模式下是运转着的，而在不工作模式下是不运转的。
[0009]在本实用新型的当前实施例中，电气系统14包括电启动系统(未示出)、电池单元16、预润滑栗18、交流发电机20和电源系统22。电气系统14可以在通电状态和断电状态中的其中一种状态下运转。在电气系统14处于断电状态时，电启动系统(未示出)是不运转的，而发动机12处于不工作模式。在通电状态下，电气系统14的电启动系统(未不出)将发动机12从不工作模式切换至运转的工作模式。更具体地说，电启动系统(未示出)采用来自电池单元16的一部分电能来启动发动机12。在启动之前，发动机12通过预润滑栗18进行预润滑，以便让发动机12顺利启动。预润滑栗18采用来自电池单元16的一部分电能来对发动机12处于不工作模式时对发动机12进行操作并预润滑。此外，在发动机12运转在工作模式下，通过交流发电机20和/或外部电源自动地对电池单元16进行再充电。尽管本实用新型设想了采用单独的预润滑栗18对处于不工作模式下对将启动的发动机12进行预润滑，但是，也可设想的是，可将发动机润滑栗用作预润滑栗18来对处于不工作模式下的发动机12进行预润滑。
[0010]在当前实施例中，电池单元16是安装在机架10的前端24的能量积蓄装置。电池单元16电连接到发动机12的电启动系统(未示出)，以便于发动机12的启动。此外，电池单元16经由电源系统22电连接到交流发电机20和预润滑栗18中的每一个。使用多根电力电缆26有利于经由电源系统22在电池单元16与交流发电机20和预润滑栗18中的每一个之间实现电气连接。
[0011]预润滑栗18可以是流体连接到发动机12的发动机缸体(未示出)的润滑栗。在启动时，预润滑栗18向发动机12的发动机缸体(未示出)供应润滑油，并有利于发动机12的润滑。预润滑栗18经由电源系统22电连接到电池单元16，并通过内联磁性开关28(图2)进行控制。当开启磁性开关28(图2)时，电池单元16经由电源系统22向预润滑栗18供应电流，以便在发动机12处于不工作模式下启动预润滑栗18。将会理解的是，应避免过多的附加负载与预润滑栗18连接，并且由此在发动机的曲轴启动(运转至工作模式)期间经由磁性开关28(图2)关闭预润滑栗18，从而延长预润滑栗18的寿命。
[0012]交流发电机20可以是安装在发动机12上的发电机。如通常所知的，交流发电机20包括旋转轴(未示出)和定子绕组(未示出)的布置。旋转轴(未示出)经由皮带布置(未示出)连接到发动机12的曲轴(未示出)。定子绕组(未示出)经由电源系统22电连接到电池单元16。交流发电机20适于从发动机12的曲轴(未示出)接收一部分机械能、将机械能转换成电能并向电池单元16供应电能(电流)。交流发电机20在发动机12运转在工作模式下经由电源系统22向电池单元16供应电流。由于曲轴(未示出)可以在发动机12工作模式下运转，因此，交流发电机20在发动机12处于不工作模式下电气地断开。
[0013]参照图2，示出了对电池单元16与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间的电流供应进行控制的电源系统22的示意图。电源系统22包括电连接在电池单元16与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间的断路器系统30。电源系统22的断路器系统30适于控制在电池单元16与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间提供的电流供应。更具体地，当处于发动机12处于工作模式下时，断路器系统30将来自交流发电机20的电流供应电连通至电池单元16。此外，当发动机12处于不工作模式下时，断路器系统30将从电池单元16提供的电流供应电连通至预润滑栗18。断路器系统30包括接线盒32、第一汇流条34、通用断路器36和第二汇流条38。
[0014]接线盒32电连接到电池单元16，并包括有利于电池单元16与各种其他电气辅助设备之间的电连接的多个连接端口 40。第一汇流条34电连接到接线盒32的连接端口 40中的其中一个。第一汇流条34包括多个连接端42，共用断路器36可以连接至所述多个连接端42。在示例性实施例中，共用断路器36包括连接到第一汇流条34的两个连接端42的两个断路器44。虽然在本实用新型的实施例中描述了两个断路器44的使用，但是，也可以考虑使用连接到第一汇流条34的单个断路器。然而，断路器44的数量并不限制本实用新型的范围。在示例性实施例中，断路器44可以是在电流的高电涌期间保护电池单元16和预润滑栗18的手动式断路器。虽然断路器44是描述为手动式断路器，然而，本发明也考虑了普通技术人员已知的其他断路器。第二汇流条38电连接到断路器系统30的共用断路器36。第二汇流条38有利于共用断路器36与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间的连接。断路器系统30的具体布置有利于共用断路器36平行地电连接在电池单元16与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间。这使得共用断路器36能够在电池单元16与预润滑栗18和交流发电机20中的每一个之间的电流出现电涌的时间内保护预润滑栗18和交流发电机20。
[0015]工业实用性
[0016]在运转时，操作者可以使与发动机12相关联的电气系统14通电，以便启动发动机12。在电气系统14的通电状态下，发动机启动系统(未示出)在足够的速度下用曲轴启动发动机12，从而使燃料在其汽缸的每一个中开始燃烧并且保持发动机12运转。发动机12的启动性能受到例如环境温度、发动机汽缸套水温和润滑油粘度等因素的影响。此外，通常与从动设备相关联的附加负载能够对启动性能造成相当大的影响。为此，采用了预润滑栗18，其在允许发动机12进行曲轴启动之前通过自动恢复发动机润滑油压力来降低发动机磨损。因此，预润滑栗18工作应在发动机启动之前且在发动机12开始运行时断开。
[0017]在发动机12进行曲轴启动之前，发动机12处于不工作模式下。在运转的不工作模式下，磁性开关28启动预润滑栗18，以实现预润滑。为此目的，电池单元16供应电流至预润滑栗18。此外，在电流从电池单元16供应至预润滑栗18期间，在电流出现高电涌时需要对预润滑栗18进行保护。保护预润滑栗18(在电流从电池单元16供应至预润滑栗18期间)的方法包括经由断路器系统30的磁性开关28将预润滑栗18连接至共用断路器36。通过共用断路器36，这种连接有助于断路器系统30将电流从电池单元16供应至预润滑栗18。在电流的高电涌情形下，共用断路器36可以切断电池单元16与预润滑栗18之间的电气连接。这样会中断从电池单元16到预润滑栗18的电流供应。因此，共用断路器36保护预润滑栗18的电路和/或电缆26(位于电池单元16与预润滑栗18之间)在电流的高电涌时免受损坏。
[0018]此外，当发动机12通过电启动系统(未示出)进行曲轴启动时，发动机12从不工作模式切换至工作模式。在运转的工作模式下，预润滑栗18是不运转的且交流发电机20通过电源系统22供应电流至电池单元16。更具体地，当处于发动机12运转的工作模式下，断路器系统30通过共用断路器36将来自交流发电机20的电流供应电连通至电池单元16。在某些情形下，例如电流的高电涌情形下，共用断路器36可以切断交流发电机20与电池单元16之间的电气连接。这样会中断从交流发电机20到电池单元16的电流供应。此外，这会保护电池单元16的电路和/或电缆26(位于电池单元16与交流发电机20之间)在电流的高电涌时免受损坏。
[0019]此外，可以注意到的是，相同的共用断路器36保护电池单元16(在工作模式下)和预润滑栗18(在不工作模式下)中的每一个。因此，无需为交流发电机20和预润滑栗18中的每一个准备单独的断路器(或保险丝设备)。这提供了相对紧凑的断路器系统30并且降低了电源系统22的总成本。因此，电源系统22通过采用共用断路器36来帮助保护附接至交流发电机20和预润滑栗18这两者的电路免受短路接地的影响。
[0020]应当理解的是，以上的描述仅仅用于说明的目的，且并非意于以任何方式来限制本实用新型的保护范围。因而，本领域技术人员将理解的是，本实用新型的其他方面可以通过对附图、本实用新型和所附权利要求书的研究而获得。
【主权项】
1.一种控制电流供应的用于机器的电源系统，所述机器包括配置成处于工作模式和不工作模式的发动机，所述发动机能够操作地连接至交流发电机、预润滑栗和电池单元，所述电源系统包括: 断路器系统，其包括: 共用断路器，其电连接在所述电池单元与所述交流发电机和所述预润滑栗中的每一个之间，所述断路器系统适于对应于所述发动机处于所述工作模式通过所述共用断路器连通在所述交流发电机与所述电池单元之间提供的电流供应，并且适于对应于所述发动机处于所述不工作模式通过所述共用断路器连通在所述电池单元与所述预润滑栗之间提供的电流供应。
【文档编号】H02J7/14GK205509620SQ201620287588
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】J·M·克拉格勒, J·L·罗特曼, R·R·萨提亚那罗延纳
【申请人】卡特彼勒公司