ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1999 года по МПК H02P9/30 H02J7/14 

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и может применяться на двигателях внутреннего сгорания в качестве источника электрической энергии.

Известно устройство, в котором обмотка возбуждения генератора отключается при пользовании предпусковым устройством подогрева с целью защиты свечей накапливания от напряжения генератора. При этом одновременно улучшаются условия пуска, так как уменьшается момент сопротивления проворачиванию ротора генератора и уменьшается ток, потребляемый от батареи. Однако данное устройство отмеченные положительные качества реализует только при пользовании устройством предпускового подогрева.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является генераторная система для автомобиля, содержащая генератор переменного тока, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батарее, регулятор напряжения, через ключевое устройство (транзистор) которого питается обмотка возбуждения генератора, а пороговое устройство регулятора реагирует на уменьшение напряжения аккумуляторной батареи при включении стартера. При уменьшении напряжения аккумуляторной батареи пороговое устройство запирает ключевое устройство и отключает обмотку возбуждения генератора, что улучшает условия пуска двигателя, так как уменьшается момент сопротивления проворачиванию ротора генератора и уменьшается ток, потребляемый от аккумуляторной батареи.

Недостатками данной системы являются то, что обмотка возбуждения генератора отключается только в момент пуска двигателя стартером, а в другие моменты при неработающем двигателе и включенном выключателе зажигания происходит ненужное подключение обмотки возбуждения генератора к аккумуляторной батарее. Кроме того, в данном устройстве после пуска двигателя не происходит автоматического выключения стартера и не исключена возможность включения стартера при работающем двигателе, что неблагоприятно сказывается на работоспособности стартера и аккумуляторной батареи.

Цель изобретения - улучшение условий работы аккумуляторной батареи и стартера.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в генераторной установке генератор переменного тока выполнен с дополнительным выводом одной фазы, а в регулятор напряжения введены регулируемый делитель напряжения, пороговое устройство по частоте и дополнительный транзистор, причем база ключевого транзистора регулятора напряжения соединена через диод со средней точкой регулируемого делителя напряжения, выполненного на двух транзисторах, база первого из которых подключена к пороговому устройству по напряжению, а база второго - к первому выходу порогового устройства по частоте, и включенного таким образом, что при открытии транзистора усилителя порогового устройства по частоте открывается второй транзистор регулируемого делителя напряжения, а при возрастании напряжения генератора до требуемого уровня открывается первый транзистор регулируемого делителя напряжения, при этом дополнительный вывод фазы генератора переменного тока соединен со входом порогового устройства по частоте, а второй выход порогового устройства по частоте соединен с базой дополнительного транзистора, в коллекторную цепь которого включена обмотка реле включения стартера, которая через выключатель зажигания и стартера запитывается от аккумуляторной батареи.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая генераторная установка для автомобиля отличается выполнением генератора с дополнительным выводом фазы, введением дополнительных элементов в регулятор напряжения схемой их соединения, а именно регулируемого делителя напряжения на двух транзисторах, со средней точкой которого соединена база ключевого транзистора регулятора напряжения, база первого транзистора регулируемого делителя напряжения подключена к пороговому устройству по напряжению; порогового устройства по частоте, вход которого соединен с дополнительным выводом фазы генератора, а выходы соединены - один с базой второго транзистора регулируемого делителя напряжения, а второй с базой дополнительного транзистора, в коллекторную цепь которого подключена обмотка реле включения стартера. Все это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Способность заявляемой генераторной установки включать обмотку возбуждения только после пуска двигателя улучшает работу аккумуляторной батареи и снижает момент сопротивления проворачиванию генератора, что улучшает условия пуска двигателя стартером. Способность генераторной установки после пуска двигателя автоматически отключать стартер и исключать возможность включения стартера при работающем двигателе улучшает условия работы стартера, так как при этом уменьшается износ стартера и исключаются поломки механизма привода стартера при его включении при работающем двигателе. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой генераторной установки критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема генераторной установки для автомобиля.

Генераторная установка содержит генератор переменного тока 1, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батарее 2, регулятор напряжения 3, через ключевой транзистор 4 которого питается обмотка возбуждения 5 генератора. База ключевого транзистора 4 соединена через диод 14 со средней точкой регулируемого делителя напряжения 6, состоящего из двух транзисторов 7 и 8. База транзистора 8 подключена к пороговому устройству по напряжению 9, состоящего из стабилитрона 10, резисторов 11, 12, 13. База транзистора 7 через диод 22 подключена к пороговому устройству по частоте 15, состоящего из усилителя-ограничителя 16, конденсатора 17, диодов 18, 19, стабилитрона 20, усилителя 21, конденсатора 30. Второй выход порогового устройства по частоте 15 через диод 23 соединен с базой дополнительного транзистора 24, в коллекторную цепь которого включена обмотка реле включения стартера 25, которая запитывается от аккумуляторной батареи 2 через выключатель зажигания и стартера 26. Вход 27 порогового устройства по частоте 15 соединен с дополнительным выводом фазы 28 генератора 1. Параллельно обмотке возбуждения 5 генератора 1 подключен демпферный диод 29.

Генераторная установка для автомобиля работает следующим образом. При включенном зажигании (I-е положение выключателя 26) и неработающем двигателе напряжение на входе 27 порогового устройства по частоте 15 отсутствует и транзистор усилителя 21 будет находиться в закрытом состоянии. При этом транзистор 7 регулируемого делителя напряжения 6 также будет закрыт, и на базу ключевого транзистора 4 регулятора напряжения 3 напряжение не поступает, и транзистор 4 будет закрыт, поэтому ток в обмотку возбуждения 5 генератора 1 поступать не будет.

При этом уменьшается ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, что улучшает условия ее работы, и значительно уменьшается момент сопротивления проворачиванию ротора генератора при пуске двигателя.

При пуске двигателя выключатель 26 переводится во II-е положение и через обмотку реле включения стартера 25 и открытый дополнительный транзистор 24 начинает протекать ток, контакты реле включения стартера 25 замыкаются и включают стартер, транзистор 24 открыт, так как закрытый транзистор усилителя 21 порогового устройства по частоте 15 не шунтирует его базу на корпус. После пуска двигателя увеличивается частота и амплитуда напряжения на дополнительном выводе 28 фазы генератора 1, которое вырабатывается в генераторе за счет остаточного магнетизма ротора генератора 1. Импульсы с дополнительного вывода 28 фазы генератора периодически начинают открывать усилитель-ограничитель 16, и на его выходе образуются прямоугольные импульсы, которые через конденсатор 17 поступают на выпрямитель, состоящий из диодов 18, 19, и заряжают конденсатор 30. При определенном уровне напряжения на конденсаторе 30, задаваемом стабильной частотой работы двигателя на холостом ходу, пробивается стабилитрон 20 и открывается транзистор усилителя 21. При этом закрывается дополнительный транзистор 24 и прекращает ток через обмотку реле включения стартера 25, что приводит к выключению стартера.

Автоматическое выключение стартера после пуска двигателя уменьшает его износ, так как исключается работа стартера в режиме холостого хода при больших частотах вращения якоря, что происходит после пуска двигателя и проскальзывании муфты свободного хода.

Кроме того, при автоматическом выключении стартера после пуска двигателя невозможно его включение при работающем двигателе, что исключает поломку механизма привода стартера. Все это улучшает условия работы стартера.

При открытии транзистора усилителя 21 порогового устройства 15 открывается транзистор 7 регулируемого делителя напряжения 6, что приводит к открытию ключевого транзистора 4 регулятора напряжения 3 и протеканию тока через обмотку возбуждения 5 генератора 1 и последний начинает возбуждаться. То есть обмотка возбуждения 5 генератора 1 запитывается только после пуска двигателя.

При возрастании напряжения генератора 1 до требуемого уровня вступает в работу пороговое устройство по напряжению 9. При этом стабилитрон 10, периодически пробиваясь, открывает транзистор 8 регулируемого делителя напряжения 6, что приводит к периодическому закрыванию ключевого транзистора 4 регулятора напряжения 3, что поддерживает напряжение генератора 1 на заданном уровне.

Таким образом, в предлагаемой генераторной установке для автомобиля включение обмотки генератора происходит после пуска двигателя, что улучшает условия работы аккумуляторной батареи в момент пуска двигателя из-за уменьшения потребляемого тока по двум причинам: во-первых, отключена обмотка возбуждения; во-вторых, уменьшается момент сопротивления проворачиванию ротора генератора, что уменьшает ток, потребляемый стартером.

Кроме того, автоматическое отключение стартера после пуска двигателя улучшает условия его работы, а именно: уменьшается износ за счет сокращения его времени работы в режиме холостого хода после срабатывания муфты свободного хода механизма привода стартера и исключается включение стартера при работающем двигателе, что исключает поломки механизма привода стартера.

Изобретение может быть использовано на транспортных средствах в качестве источника энергии. Настоящее изобретение направлено на улучшение условий работы аккумуляторной батареи и стартера. Решение поставленной задачи достигается тем, что генератор переменного тока выполнен с дополнительным выводом фазы, а в регулятор напряжения дополнительно введены регулируемый делитель напряжения, пороговое устройство по частоте и дополнительный транзистор. Причем ключевой транзистор регулятора напряжения управляется от регулируемого делителя напряжения, выполненного на двух транзисторах и к средней точке которого подключена база ключевого транзистора. База одного транзистора делителя напряжения подключена к пороговому устройству по напряжению, а второго - к первому выходу порогового устройства по частоте. Второй выход порогового устройства по частоте соединен с базой дополнительного транзистора, в цепь которого включена обмотка реле включения стартера. Дополнительный вывод фазы генератора соединен со входом порогового устройства по частоте. 1 ил.

Генераторная установка для автомобиля, содержащая генератор переменного тока, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батареи, регулятор напряжения, имеющий ключевой транзистор, через который запитывается обмотка возбуждения генератора, и пороговое устройство по напряжению, отличающееся тем, что генератор переменного тока выполнен с дополнительным выводом одной фазы, а в регулятор напряжения введены регулируемый делитель напряжения, пороговое устройство по частоте и дополнительный транзистор, причем база ключевого транзистора регулятора напряжения соединена через диод со средней точкой регулируемого делителя напряжения, выполненного на двух транзисторах, база первого из которых подключена к пороговому устройству по напряжению, а база второго - к первому выходу порогового устройства по частоте и включенного таким образом, что при открытии транзистора усилителя порогового устройства по частоте открывается второй транзистор регулируемого делителя напряжения, а при возрастании напряжения генератора до требуемого уровня открывается первый транзистор регулируемого делителя напряжения, при этом дополнительный выход фазы генератора переменного тока соединен со входом порогового устройства по частоте, а второй выход порогового устройства по частоте соединен с базой дополнительного транзистора в коллекторную цепь которого включена обмотка реле включения стартера, которая через выключатель зажигания и стартера запитывается от аккумуляторной батареи.