УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02N11/08 

Устройство относится к автотранспортной технике, в частности к устройствам, осуществляющим пуск двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и оно может быть использовано на всех передвижных и стационарных установках, где применяются двигатели внутреннего сгорания и где требуется их ручной и (или) автоматический пуск в широком диапазоне температур.

Известны аналогичные устройства электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания с использованием в качестве накопителя электрической энергии конденсаторной батареи, заряженной от низковольтного аккумулятора посредством высоковольтного преобразователя. Однако разряд высоковольтной конденсаторной батареи должен протекать на высоковольтный стартер и питать схему его управления (см. а. с. СССР N 1265388, кл. F 02 N 11/08, 1986 г.).

Все это понижает надежность пуска двигателя внутреннего сгорания и уменьшает полезность таких устройств при больших массогабаритах и стоимости устройства.

Из известных устройств электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания наиболее близким по технической сущности и назначению является техническое решение, где высоковольтная конденсаторная батарея заряжается через диод от высоковольтного индуктора, подключенного к входным клеммам, а разряжается на высоковольтный стартер и через блоки резисторов на низковольтную схему его управления, присоединенных к выходным клеммам устройства (см. а. с. СССР N 1265392, кл. F 02 N 11/08, 1986 г.).

Такое устройство не обладает надежностью запуска и малоэффективно из-за низкого своего КПД при запуске, использование конденсаторной батареи ведет к большим массогабаритам и низкой полезности самого устройства.

Технической задачей предлагаемого решения является создание устройства, обеспечивающего многократные операции надежного пуска двигателя внутреннего сгорания, без электровозмущений на источник электропитания в процессе запуска в широком диапазоне температур стартером, выполненным в виде низковольтной электрической машины массового производства.

Техническая задача решается тем, что в устройстве электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащем конденсатор, входные клеммы присоединения внешних источников электропитания, выходные клеммы подключения стартера, новым является то, что в качестве конденсатора в нем взят низковольтный импульсный конденсатор сверхвысокой энергоемкости с оптимальным внутренним сопротивлением, включенный параллельно выходным клеммам через нормально-замкнутые контакты переключающего контактора и разряжаемый на стартер, который подключен к выходным клеммам, при этом в зарядную цепь конденсатора включен вольтдобавочный преобразователь, ко входу последнего присоединен низковольтный маломощный выпрямитель, имеющий входные клеммы устройства. В устройстве также параллельно конденсатору и друг другу введены светодиод с резистором и вольт-реле, причем первые нормально-замкнутые контакты вольт-реле включены последовательно с кнопкой пуска и клеммой пуска в рабочую цепь пускового реле, а вторые контакты вольт-реле введены в цепь электролампы накаливания, присоединенной к выходным клеммам устройства.

Проведенные патентные исследования и испытания макета установки на использование ее к запускам типовых двигателей внутреннего сгорания от импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости при запасенной энергии до 60 кДж и рабочем напряжении до 28 В при оптимальной величине внутреннего сопротивления конденсатора подтверждают новизну установки, ее изобретательский уровень и промышленную применимость. Предложенные установки обеспечивают повышенную надежность пуска двигателя внутреннего сгорания в широком диапазоне температур от низковольтных типовых источников электропитания с низкой энергоемкостью, включая типовые стартерные аккумуляторные батареи, разряженные на 80% своей емкости, при этом кратковременных провалов или бросков напряжения на указанных источниках не отмечается. Массогабариты установки значительно меньше массогабаритов наиболее близкого известного устройства за счет использования малогабаритного конденсатора вместо конденсаторной батареи. Срок службы устройства на порядок выше типовых стартерных аккумуляторных батарей при равенстве стоимости их производства все это способствует конкурентоспособности предложенного решения на мировом уровне, т.к. оно несет не только экономическую и коммерческую выгоду, но и сокращает расходы свинца. Предложенное устройства это экологически чистая и безопасная рабочая машина за счет отсутствия использования химически агрессивных веществ (кислот, щелочей.), свинца и его сплавов.

На чертеже дана схема устройства. Оно содержит входные клеммы 1, подключенные к шинам "a" и "b", к которым присоединен полупроводниковый выпрямитель 2, последний нагружен на вольтдобавочный преобразователь 3 с выходными зарядными клеммами устройства "c" и "d". Контакты 4 пускового реле 5 включены в цепь срабатывания переключающего контактора 6. Первый нормально-замкнутый контакт 7 вольт-реле 8, кнопка ручного пуска двигателя внутреннего сгорания 9 и клеммы включения автоматического пуска 10 включены в цепь пускового реле 5. Импульсный конденсатор сверхвысокой энергоемкости с оптимальным внутренним сопротивлением 11 заряжается и разряжается через переключаемые силовые контакты 12 контактора 6. Светодиод 13 с резистором 14 контролируют порог заряда конденсатора 11, а электролампа накаливания 15, включенная через второй нормально-замкнутый контакт 16 вольт-реле 8, служит как нагрузочный резистор дозаряда конденсатора 11. К выходным клеммам 17 подключен низковольтный типовой стартер массового производства.

Устройство работает следующим образом: при нажатии кнопки 9 или замыкании клемм 10 от присоединенного к клеммам 1 низковольтного и слабоэнергоемкого источника постоянного или переменного тока (на фиг. не показан) срабатывает пусковое реле 5 и своими нормально-разомкнутыми контактами 4 замыкает цепь срабатывания переключающего контактора 6, что приводит к подключению конденсатора 11 через переключаемые силовые контакты 12 к зарядным клеммам устройства "c" и "d", где величина зарядного напряжения равна сумме напряжений полупроводникового низковольтного выпрямителя 2 и вольтдобавочного преобразователя 3, что позволяет, например, зарядить импульсный конденсатор 11 от, например, аккумуляторной батареи, разряженной до 80% и произвести холодную надежную прокрутку типового стартера, подключенного к клеммам 17 при отрицательных температурах, включая -40^oC.

Вольт-реле 8 срабатывает при достижении на конденсаторе 11 верхней величины допустимого рабочего напряжения типового стартера двигателя внутреннего сгорания, в результате чего через пусковое реле 5 произойдет обесточивание контактора 6, который своими переключаемыми силовыми контактами 12 создает цепь разряда импульсного конденсатора 11 на стартер, подключенный к клеммам 17. Светодиод 13 контролирует конец заряда конденсатора 11, а электролампа накаливания 15 отмечает конец его разряда. Когда прокрутка стартера двигателя внутреннего сгорания уже состоялась, то полный разряд конденсатора 11 протекает медленно через электролампу накаливания 15 и второй нормально-замкнутый контакт 16 вольт-реле 8.

Предложенное устройство обеспечивает повышенную надежность пуска ДВС в широком диапазоне температур от низковольтных источников электропитания с низкой энергоемкостью.

Использование: для осуществления пуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания содержит конденсатор 11, входные клеммы 1 присоединения внешних источников электропитания, выходные клеммы 17 подключения стартера, причем в качестве накопителя энергии использован низковольтный импульсный конденсатор сверхвысокой энергоемкости, включенный параллельно выходным клеммам 17 через нормально-замкнутые контакты 12 переключающего контактора 6. В зарядную цепь конденсатора 11 включен вольтдобавочный преобразователь 3, ко входу которого присоединен низковольтный выпрямитель 2. В устройство также введены светодиод 13 с резистором 14 и вольт-реле 8, причем первые нормально-замкнутые контакты 7 вольт-реле включены последовательно с кнопкой 9 пуска в рабочую цепь пускового реле 5, а вторые контакты 16 вольт-реле введены в цепь электролампы 15 накаливания, присоединенной к выходным клеммам устройства. Заявляемое устройство обеспечивает повышенную надежность пуска двигателя внутреннего сгорания в широком диапазоне температур от низковольтных источников электропитания с низкой энергоемкостью. 1 ил.

Устройство электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее конденсатор, входные клеммы присоединения внешних источников электропитания, выходные клеммы подключения стартера, отличающееся тем, что в качестве конденсатора в нем взят низковольтный импульсный конденсатор сверхвысокой энергоемкости с оптимальным внутренним сопротивлением, включенный параллельно выходным клеммам через нормально замкнутые контакты переключающего контактора и разряжаемый на стартер, который подключен к выходным клеммам, при этом в зарядную цепь конденсатора включен вольтдобавочный преобразователь, к входу последнего присоединен низковольтный маломощный выпрямитель, имеющий входные клеммы устройства, причем в устройство параллельно конденсатору и друг другу введены светодиод с резистором и вольт-реле, первый нормально замкнутый контакт вольт-реле включен последовательно с кнопкой пуска в рабочую цепь пускового реле, а второй контакт вольт-реле введен в цепь электролампы накаливания, присоединенной к выходным клеммам устройства.