汽車電源電壓轉換開關的設計與制作

2018-11-01 01:17:20武忠

汽車電器 2018年10期

武忠

（長春市機械工業學校，吉林長春 130011）

本人設計的汽車電源電壓轉換開關，是為了解決改裝車輛起動機與車身電器電壓不一致的矛盾，其工作原理論文在《汽車電器》雜志2018年第8期上已發表，本人以此工作原理制作的汽車電壓轉換開關在車上應用從未出現過故障，非常安全可靠。現將改進后的汽車電壓轉換開關的制作方法獻給各位讀者，希望能對愛好汽車電器的朋友有所啟發和幫助。

汽車電壓轉換開關由兩大部分組成：一部分為購置的成品12 V起動機電磁開關，其上的主觸點用于起動時兩蓄電池串聯控制，該主觸點較粗正好滿足起動時大電流的需要；另一部分為自制控制開關，其上共有3對觸點，其中兩對用于常態下蓄電池的并聯控制，另一對則用于起動時對起動機的控制。4對觸點皆由電磁開關活動鐵芯的動作同時控制。自制部分的3對觸點工作時流經的電流相對較小，因此觸點可做得小些，這樣制作起來相對容易，成本也很低。具體過程如下。

1 主要應用的工具

鉸磨機，電鉆，壁紙刀，沖子，小錘，螺絲旋具，小扳手，電焊機，電烙鐵，鋼鋸，卡尺，萬用表等。

2 材料

1.5 ～2 mm厚的銅板，1 mm厚的電木絕緣板，5 mm內徑、1～2 mm壁厚的塑料短管（電木絕緣板、塑料管可用其它絕緣類材料代替）及孔鉚釘等。0.5～0.8 mm厚鐵板，直徑4 mm鐵桿，彈簧，擋圈。4 mm銅螺桿及相配的銅螺母。

3 汽車電源電壓轉換開關的制作過程

3.1 電磁開關的選用

選用合適的開關會使實際制作工作便利，本人選用的是解放牌貨車的電磁開關，特點是：①電磁開關的安裝螺孔在電磁開關的外側，這樣使自制部分的開關殼體的安裝孔也能做在殼外，使自制部分加工、安裝工作更容易；②該開關活動鐵芯行程較長，使自制部分的觸點布置更方便。開關的實物類型如圖1所示。

3.2 電磁開關的改造

購得的電磁開關不能直接使用，要進行簡單的改造。

1）電路改造從起動機的工作原理（圖2）可知，電磁開關內有2個線圈：一個為保位線圈，接在起動機電磁開關的控制端與搭鐵之間；另一個為吸拉線圈，接在起動機電磁開關的控制端與起動機的一個主觸點之間，該主觸點與起動機內部電機相連。首先要把吸拉線圈與主觸點的接頭斷開，在其斷開的吸拉線圈接頭焊一段導線接到電磁開關安裝螺絲（搭鐵）上，使后續的電路連接不易出差錯，同時工作可靠性得以提高。如果不改動該接頭，則要求電壓轉換開關工作時串并聯的轉換時刻非常準確，否則開關可能無法工作，給開關的制作造成極大困難。

圖2 起動機工作原理圖

2）機械改造將電磁開關拉桿的連接機構拆掉（如果有），從活動鐵芯旋下拉桿，截去拉桿連接端的非圓柱部分。留下拉桿帶有螺紋的圓柱部分以備后續制作用。

3.3 自制開關部分的制作

3.3.1 接觸盤接桿總成的制作

其總成如圖3所示。接觸盤處于微向左壓縮位置，為總裝圖中的并聯接通位置。

圖3 接觸盤接桿總成

3.3.1.1 接觸盤總成的制作

接觸盤由銅盤、膠木板、隔套及鉚釘組成，如圖4所示。各部件形狀及尺寸如圖5、圖6所示。

圖4 接觸盤總成

圖5 銅盤

圖6 絕緣膠木墊

1）銅盤加工：先在銅板上用鐵針畫好尺寸，用電鉆鉆出中心孔，用鉸磨機沿銅板外圓尺寸切成多邊形，再磨去角銅盤即做成。

2）絕緣膠木墊制作：用鉛筆在膠木板上畫好尺寸，用電鉆鉆出中心孔，用鋼鋸沿外圓尺寸切掉余料，用壁紙刀修去多余棱角。

3）隔套制作：可用與銅盤等厚的塑料板制作，塑料件有韌性，制作小件容易些。也可用內徑符合要求的絕緣膠木墊粘接一起使厚度為銅盤厚，用粗砂紙將外圈打磨至規定尺寸。

4）孔鉚釘：可根據拉桿直徑選購。

5）組裝：用小錘和沖子將各部件按順序用孔鉚釘鉚接一起，就制成了接觸盤。

可用廢棄的電磁開關內的接觸盤，用砂紙打磨掉接觸盤上的燒燭部分并把接觸面磨平即可便用，從而免除制作接觸盤的麻煩。

3.3.1.2 接觸盤接桿總成的裝配

按接觸盤孔內徑選取一鐵桿（桿徑4 mm），將鐵桿插入接觸盤的孔內軸向運動，應自如且又不松曠。將其一端與前述改造中截得電磁開關拉桿焊接在一起，使帶有螺紋部分朝外，兩桿應盡可能保證同心，磨平焊接處，將該桿帶有螺紋一側旋入活動鐵芯，距鐵芯端面約76 mm截取拉桿的長度，按尺寸裝好后將彈簧擋圈焊在接桿上，如圖7所示。注意：截取合適的彈簧長度，焊前調整彈簧預緊度時應使前接觸盤從中間位置向兩側可移動的距離宜約為2 mm。

圖7 接觸盤接桿總成的裝配

如果能找到一個帶有螺紋長度合適的長螺栓，其螺紋部分正好能旋入活動鐵芯，螺桿直徑與舊接觸盤的孔徑相配，制作會非常容易。

3.3.2 外殼的制作

選取0.5～0.8 mm厚的鐵板，外殼可分兩部分完成，前端蓋尺寸如圖8所示，中部和后部尺寸如圖9所示。用鐵針畫好尺寸，用鉸磨機切割好后，用鐵錘和砧子敲打成如圖10所示的形狀及尺寸并焊接成型；前端蓋直徑40 mm孔，如不好加工可切成外切圓的正方形。用電鉆加工后蓋調節螺絲孔、前蓋的電磁開關安裝孔，三孔等高，在前蓋上平面鉆有安裝孔。將4 mm螺母焊在調整孔外側，完成外殼制作。

3.3.3 將電磁開關、接觸盤總成和外殼組裝一起

先將接觸盤拉桿總成裝于外殼內，然后將這部分裝于電磁開關上，即將拉桿旋緊在活動鐵芯上并用鎖緊螺母鎖緊，然后用螺絲將外殼固定在電磁開關的安裝孔上。在外殼的后部裝上調節螺絲及鎖緊螺母。3.3.4 檢查并調整開關的工作行程

電磁開關不通電時，拉桿尾端頂在調節螺絲上；電磁開關通電后，拉桿尾端與調節螺絲間的最大距離，即為開關行程，轉動調節螺絲，使行程為10 mm。

圖8 前端蓋尺寸

圖9 中部和后部尺寸

3.3.5 上蓋的制作

選取厚6 mm塑料板，根據外殼上部開口的尺寸用鋼鋸裁切塑料板，如圖11所示。

電極的位置確定：根據接觸盤軸向位置確定蓋板上各電極安裝孔的軸向位置，即在電磁開關不通電時，兩接觸盤右端面+0.5 mm的位置對應的上蓋軸向位置，作為4個并聯電極的軸向中心位置；通電時前部接觸盤左端面-0.5 mm的位置對應的上蓋軸向位置，作為控制電極的軸向中心位置；距中軸線兩端10 mm的位置為6個電極的橫向中心位置。在電極孔中心位置鉆直徑為4 mm孔（這樣既使電極工作時有一定的結合力，又可保證控制電極與前部并聯電極有可靠的距離），具體尺寸如圖12所示。