ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02N11/08 

Предлагаемое изобретение относится к области электромеханики, в частности к системам электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система электростартерного пуска (СЭП) двигателей внутреннего сгорания (прототип), включающая в себя в качестве источника тока аккумуляторную батарею (АБ), которая подзаряжается от бортового машинного генератора переменного тока с выпрямителем, вращаемого от ДВС через механическую передачу, и емкостного накопителя, подключаемого параллельно АБ и генератору для его подзаряда и последующего разряда на стартер.

Известны также разработанные за рубежом и в России конденсаторы с двойным электрическим слоем, получившие название в России импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости (ИКЭ). Они в наибольшей степени отвечают требованиям по удельной мощности и массо-габаритным показателям, предъявляемым системой электростартерного пуска.

Недостатком прототипа является невозможность запуска "заглохшего" двигателя внутреннего сгорания, когда АБ разряжена после многократных попыток запуска, а напряжение на емкостном накопителе в связи с этим не достигает номинального напряжения, достаточного для автономного функционирования системы электростартерного пуска без аккумуляторной батареи.

Особенно этот недостаток проявляется в чрезвычайных ситуациях, когда человек (водитель, оператор и др.) не располагает никаким источникам энергии, кроме "энергии мускулов".

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение указанного недостатка путем использования вспомогательного устройства, приводимого в действие с помощью мускульно-механического приспособления и состоящего из зарядов источника и резервного емкостного накопителя энергии. Это устройство обязательно должно входить в комплект запчастей и приборов (ЗИП), ответственных объектов с ДВС.

Поставленная задача решается тем, что система электростартерного пуска ДВС оснащена вспомогательным устройством с емкостным накопителем энергии, в котором в качестве зарядного источника для накопителей используется электрическая машина постоянного тока, подключенная своими выводами к его зажимам через разделительный диод и вращаемая мускульно-механическим приспособлением.

Совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения является наличие емкостного накопителя и электрической машины постоянного тока, вращаемой мускульно-механическим приспособлением и подключенной к зажимам емкостного накопителя через разделительный диод.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения от прототипа является:
- электрическая машина постоянного тока подключена своими выводами к зажимам емкостного накопителя через разделительный диод;
- вал электрической машины сопряжен с вращаемым мускульно-механическим приспособлением.

Технический результат, выражаемый в обеспечении функционирования системы электростартерного пуска ДВС в чрезвычайных ситуациях при отсутствии какого-либо работоспособного источника электроэнергии, кроме мускульной энергии человека, достигается путем использования резервного емкостного накопителя, заряжаемого от электрической машины постоянного тока, вращаемой мускульно-механическим приспособлением.

На чертеже изображена принципиальная электрическая и конструктивная схема вспомогательного устройства для системы электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению.

Предлагаемое устройство содержит электрическую машину постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов 1, разделительный диод 2, емкостной накопитель энергии 3 и мускульно-механическое приспособление 4. Мускульно-механическое приспособление представляет собой механизм, к входному валу которого прикладывается крутящий момент M₁ от руки или ноги, а пониженный с помощью механической передачи 5 крутящий момент M₂ на выходном валу прикладывается к валу электрической машины. Крутящий момент M₁ передается с помощью рукоятки (или педали) 6.

При вращении мускульно-механическим приспособлением 4 с помощью рукоятки (или педали) 6 электрическая машина работает в режиме генератора и развивает на выходе напряжение, прикладываемое к накопителю через разделительный диод 2. Происходит по мере вращения генератора постоянный заряд накопителя до номинального напряжения, которое фиксируется каким-либо индикатором, например, вольтметром (не является предметом изобретения).

Разделительный диод 2 необходим для того, чтобы обеспечить возможные паузы для отдыха в процессе вращения мускульно-механического приспособления. Диод препятствует также разряду накопителя на якорную обмотку электрической машины при нестабильной частоте вращения.

После заряда накопителя к его зажимам подключается не функционирующая в штатном режиме основная система электростартерного пуска ДВС. При этом вышедшая из строя или разряженная АБ должна быть выключена из СЭП (достаточно "отбросить при однопроводной схеме провод, подводимый к положительному выводу АБ). Вместо АБ в СЭП включается заряженный накопитель устройства с соблюдением установленной в штатной схеме СЭП полярности. Далее пуск ДВС проводится обычным путем, как предусмотрено инструкцией по эксплуатации.

Если в штатной схеме СЭП установлен емкостной накопитель, то его можно подзарядить от предлагаемого устройства для номинального напряжения и затем подключить к нему предварительно заряженный от него же резервный накопитель, что существенно повышает вероятность уверенного запуска ДВС.

Главным требованием к вспомогательному устройству является высокая готовность к действию. В связи с этим накопитель устройства перед выездом транспортного средства в рейс, выходом лодки в плавание или возможным перерывом питания от основной сети в стационарных установках с ДВС целесообразно зарядить от постороннего источника, в том числе от устройства согласно изобретению, с тем чтобы в чрезвычайной или аварийной ситуации существенно сократить длительность подзарядки до номинального напряжения (до нескольких минут). При этом учитывается тот факт, что накопитель сверхвысокой энергоемкости имеет малый ток утечки с постоянной времени саморазряда в течение десятков часов.

Предлагаемое изобретение может быть эффективно использовано прежде всего в составе ЗИП для различных систем электростартерного пуска ДВС автобусов, сельскохозяйственных машин, мотоциклов, бензоагрегатов, пусковых двигателей, катеров, яхт, передвижных электростанций и др.

Важным достоинством предлагаемого изобретения является также возможность его использования для других целей, например, в качестве переносного автономного зарядного устройства для заряда и подзарядки маломощных емкостей накопителей, установленных в различной аппаратуре и приборах.

Изобретение относится к системам электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания. Устройство содержит зарядный источник постоянного тока и емкостный накопитель на основе конденсаторов с двойным электрическим слоем, при этом в качестве зарядного источника для емкостного накопителя использована электрическая машина постоянного тока, выводы которой подключены к зажимам накопителя через разделительный диод, а вал ее сопряжен с вращаемым мускульно-механическим приспособлением. Технический результат достигается путем использования резервного емкостного накопителя, заряжаемого от электрической машины постоянного тока, вращаемой мускульно-механическим приспособлением. 1 ил.

Вспомогательное устройство для системы электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее зарядный источник постоянного тока и емкостной накопитель на основе конденсаторов с двойным электрическим слоем, отличающееся тем, что в качестве зарядного источника для емкостного накопителя использована электрическая машина постоянного тока, выводы которой подключены к зажимам накопителя через разделительный диод, а вал ее сопряжен с вращаемым мускульно-механическим приспособлением.