武 忠

（长春市机械工业学校，吉林 长春 130011）

1 汽车汽油机改换柴油机后，电路改装存在的问题

在一些客、货运输车辆中，由于部分汽油机车辆出厂时就存在动力性不足的“小马拉大车”的现象；亦或是实际运输中路况差，汽油机燃油经济性不高等原因，迫使车辆用户将车用的汽油机换装成柴油机，换装后同排量的柴油机的动力性、燃油经济性大大高于其使用的汽油机，其运输效率及运行成本显著提高，从而产生了汽车改装行业的发展动力。

由于容易找到装配尺寸相同的可替代的同排量柴油机，机械改装方面已不成问题。在电器方面，由于汽油机和柴油机使用的起动机电压分别为12V和24V，所以将汽车的汽油机换装成柴油机后需再加装一块蓄电池。由于原车上其它电器也都是12V电器，所以电器改装有两种方案：一是整车统一采用24V电压，将原车所有的12V电器全部换成24V电器，特点是电气电路改动小而更换电器成本高；二是整车采用两种供电模式，在起动时，起动机用24V电压，起动后整车供电仍为12V电压，特点是要对电源电路改装，但不用更换原有电器，成本低。因此在电器改装中常常选用第2个方案，其电气原理是：起动时两电池串联，不起动时两电池并联。选择此种方案的改装，要用几个粗触点的继电器控制两电池的正负极，使起动时两电池串联，不起动时两电池并联。

由于在工作过程中，串联、并联转换时刻常有混联的时侯，造成烧继电器和线路现象，为此还需加装延时继电器，增加成本的同时线路复杂、故障率高、查找困难、继电器工作时电器负荷也较大。为解决上述问题，笔者在选用第2种改装方案时，制作了电源电压转换开关，其论文发表在2005年12期的《汽车电器》杂志上。

2 电压转换开关的作用

电压转换开关应用在起动机工作于24V电压、整车其余电器工作于12V电压的汽车电源电路上，在汽车起动时电压转换开关使2个蓄电池串联成24V向起动机供电，不起动时将串联的两蓄电池断开后，再并联成12V向原车12V电器供电。

3 原开关简介及存在问题

原开关集成化程度高，线路主要在车下接好，不改动原车的任何电器电路直接装于车上，改装效率极高，应用效果较好。但在使用中也存在一些问题，主要有：①制作材料选用了铜板和绝缘胶木，且需要机械加工，增加了制作成本；②触点使用铜片容易折断会出现一定故障；③并联触点布置在一个平面，要求精度高，给制作带来困难。

4 改进内容及效果优势

为继续降低制作成本，最大程度地降低其使用故障率，新开关仍然利用一个选购的12V电磁开关和另外制作的控制触点开关两部分组成。笔者对原开关结构进行的改进有：将原来在一个平面的触点分配到两个平面上，方便了布置；将原来弹性铜片式的触点改为接触盘和铜螺杆并由弹簧加载，增加触点的工作可靠性及使用寿命；外部是由0.5 mm厚的铁板手工制成长方体形，其中一侧面为敞开结构，其上盖为一厚6 mm的长方体塑料板，塑料板上钻有6个M6孔用于安装铜螺杆，铜螺杆和2个接触盘形成3对触点，接触盘可通过拆旧起动机电磁开关得到，无需特别加工项目，制作成本非常低，并且在使用的5年中没出现故障。

5 改进后的开关结构原理

5.1 结构特点

电源电压转换开关控制电路如图1所示，12V电磁开关为选购件，制作的控制触点开关为自制部分，将两件组合到一起即为电源电压转换开关。其中12V电磁开关的常开触点BⅠ、EⅡ串联接在电池Ⅰ、Ⅱ之间，由电磁开关接触盘2控制，主要用于起动时两电池的串联控制输出24V电压，串联起动时输出电流大，连接和触点导线粗大。制作的控制触点开关，其常开触点S1、S2串接的电池Ⅱ正极和24V起动机的控制端，由接触盘6控制；常闭触点B1、B2分别接在两电池的正极上，由接触盘6控制，常闭触点E1、E2分别接在两电池负极上，由接触盘8控制，主要用于发动机正常工作下，两电池并联为车上用电器提供12V电源，并联供电电流小、导线和触点细些。常开触点和常闭触点的工作转换是由12V起动开关中的活动铁心动作实现的。

5.2 工作原理

5.2.1 常态工作时输出12V电压（图1）

起动按钮没有在起动挡时（断开），12V电磁开关控制线圈没有电流，12 V电磁开关控制线圈3没有磁力，12 V电磁开关的铁心在其内部的回位弹簧作用下回位，常开触点BⅠ、EⅡ及常开触点S1、S2断开；常闭触点B1、B2及常闭触点E1、E2闭合，2个蓄电池处于并联状态，输出12 V电源。并联电路为：①蓄电池Ⅱ正极→接柱B2→接触盘6→接柱B1→接柱BⅠ→蓄电池Ⅰ正极→12 V交流发动机正极；②蓄电池Ⅱ负极→接柱E2→接触盘8→接柱E1→蓄电池Ⅰ负极→车身搭铁；两蓄电池并联为车上用电器提供12 V电源。

图1 非起动时电路状态

5.2.2 起动时输出24V电压（图2）

接通起动按钮1，12 V电磁开关线圈3通电，其电路为：蓄电池Ⅰ正极→起动按钮1→12 V电磁开关控制线圈3→车身搭铁→蓄电池Ⅰ负极；12 V电磁开关控制线圈3通电后产生磁场力。

图2 起动时电路状态

活动铁心4在线圈3的磁场力作用下向左移动，活动铁心4带动拉杆9左移，拉杆带动接触盘6、8左移。接触盘6、8左移时，使两对常闭触点B1、B2和E1、E2分开，切断蓄电池Ⅰ、Ⅱ的并联连接；活动铁心继续左移通过推杆带动接触盘2也开始左移；接触盘2、接触盘6左移时，使两常开触点BⅠ、EⅡ和S1、S2先后分别接通，接触盘2左移使两蓄电池串联成24V电源后向24V起动机提供电源，两蓄电池的串联电路为：车身搭铁→蓄电池Ⅰ→蓄电池Ⅰ负极→蓄电池Ⅰ→蓄电池Ⅰ正极→接柱BⅠ→接触盘2→接柱EⅡ→蓄电池Ⅱ负极→蓄电池Ⅱ→蓄电池Ⅱ正极→24 V起动机正极和接柱S1。接触盘6左移接通24 V起动机的电磁开关控制电路，其电路为：蓄电池Ⅱ正极→接柱S1→接触盘6 →接柱S2→24 V起动机的电磁开关吸引线圈和保持线圈→车身搭铁→电池Ⅰ负极，此电路接通后产生磁场，24 V起动机电磁开关中的活动铁心在该磁场作用下动作。

当24V起动机电磁开关中的活动铁心受磁场作用动作时，一方面带动其拉杆及拨叉使起动机的小齿轮与发动机齿圈啮合，随后推动电磁开关的主接触盘移动接通起动机的电机的磁场及电枢电路，24 V起动机在24 V电源电压下工作，产生强大的转矩起动发动机。5.2.3 返回常态工作输出12 V电压

起动后，断开起动按钮，转换开关线圈3断电，在复位弹簧弹力作用下，各接触盘回位。两蓄电池又恢复并联，汽车电气系统又在12V电压下工作。

6 故障诊断方法

此开关性能稳定，工作可靠，在使用中没有出现过故障。如遇故障需检修，其检查方法简介：可能的故障主要有两大部分，即12 V电磁开关控制线圈3的电路及两对常开触点和两对常闭触点的通断功能。线圈可用万用表检查其标准电阻是否符合规定值来判断其故障；对触点进行检查时，在12 V电磁开关控制线圈3没加电压时用万用表分别检查常开触点电阻应为∞，常闭合触点电阻小于2 Ω；在给线圈加12 V电压时，再用万用表分别检查常闭触点电阻应为“∞”，而常开触点电阻小于2 Ω，否则即为故障，触点有故障时可用砂纸对触点轻轻打磨即可恢复其性能。

7 注意

在对12 V电磁开关进行改进中，应将原来的吸引线圈与主接线柱连接点改成搭铁，否则原保位线圈的磁力不足而使12 V电磁开关不能工作。