СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F02N11/08 

Описание патента на изобретение RU2431055C2

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам пуска двигателей внутреннего сгорания.

Известна система пуска двигателей внутреннего сгорания [1], содержащая аккумуляторную батарею, выключатель зажигания и стартер, состоящий из электродвигателя постоянного тока и тягового реле включения зацепления шестерни привода стартера с венцом маховика.

Недостатком этой системы пуска является то, что при повышенной степени разряженности аккумуляторной батареи (это часто случается при эксплуатации автомобиля, причем даже в гарантийный период) и особенно при пониженной температуре электролита [2], после замыкания силовых контактов тягового реле, обеспечивающих включение электродвигателя стартера, ток разряда может достигать больших значений (до 400 А), что приводит к существенному снижению напряжения на аккумуляторной батарее, которое может вызвать самопроизвольное отключение тягового реле и, как следствие, отключение электродвигателя стартера. Отключение электродвигателя стартера снижает ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, что приводит к восстановлению напряжения на ней и, как следствие, к повторному включению стартера. Так как якорь электродвигателя после первого замыкания силовых контактов тягового реле набрал некоторые обороты, вращающиеся зубья шестерни не могут войти в зацепление с неподвижными зубьями венца маховика. Возникающее в результате этого биение зубьев шестерни о зубья венца маховика приводит к появлению так называемого эффекта «фрезеровки» зубьев шестерни зубьями венца маховика, который сопровождается характерным шумом. Вибрация от биения зубьев шестерни о зубья венца маховика передается через рычаг стартера на якорь тягового реле, который непосредственно связан с силовыми контактами. В результате этой вибрации на силовых контактах тягового реле горит электрическая дуга, нагревающая контактную крышку реле. Если водитель, пытаясь запустить двигатель, достаточно долгое время держит контакты выключателя зажигания в замкнутом состоянии, то место пайки выводов обмотки, находящееся на крышке реле в непосредственной близости от силовых контактов нагревается и нарушается электрический контакт выводов обмоток со штекером (катушка тягового реле) из-за расплавления олова.

Еще одним недостатком этой системы пуска двигателей внутреннего сгорания является то, что во время эксплуатации автомобиля имеет место быть, причем даже в гарантийный период, неустойчивая работа контактов выключателя зажигания, что особенно негативно, так как возникающий кратковременный разрыв цепи питания тягового реле, приводящий к самопроизвольному отключению стартера и повторному его включению, вызывающему режим «фрезеровки», не связан с состоянием аккумуляторной батареи.

Практика эксплуатации автомобилей показала, что при возникновении случаев «фрезеровки» водитель продолжает попытки запустить двигатель. Удачная попытка появляется в случае, когда зуб шестерни располагается напротив впадины венца маховика и шестерня успевает войти в зацепление на достаточную глубину. В этом случае при возникновении кратковременного отключения тягового реле шестерня не выбрасывается из зацепления.

В результате повторяющейся работы в аварийном режиме стартер выходит из строя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является система электростартерного пуска (патент России №2306450, кл. F02N 11/08, 2006.01), в которой для обеспечения безаварийного пуска используется емкостный накопитель энергии, заряжаемый от аккумуляторной батареи через последовательно включенные резистор и диод и подключаемый для разряда на электродвигатель стартера с некоторой задержкой.

Недостатком этой системы является необходимость использования емкостного накопителя значительной емкости, запас энергии в которой достаточен для запуска ДВС. Последнее обстоятельство предопределяет существенное ухудшение конструкции, так как габариты емкостного накопителя становятся соизмеримы или даже превышают габариты «штатной» аккумуляторной батареи. Кроме того, результирующая стоимость такой системы пуска возрастает почти в три раза.

Решение технической задачи направлено на конструктивную оптимизацию системы пуска двигателя внутреннего сгорания за счет возможности использования емкостного накопителя с существенно меньшим запасом энергии и, как следствие, существенное уменьшение результирующей стоимости этой системы.

Для решения поставленной технической задачи в системе пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, стартер, первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и емкостный накопитель энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи через последовательно включенные токоограничивающий резистор и первый диод, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, первый силовой контакт стартера напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи, второй силовой контакт стартера соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода, при этом анод второго диода подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии, а катод второго диода подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода.

На чертеже изображена функциональная схема патентуемой системы пуска двигателя внутреннего сгорания.

Система пуска двигателя внутреннего сгорания содержит аккумуляторную батарею 1, выключатель 2 зажигания, стартер 3, первый 4 и второй 5 диоды, токоограничивающий резистор 6 и емкостной накопитель 7 энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи 1 через последовательно включенные токоограничивающий резистор 6 и первый диод 4, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи 1 и емкостного накопителя 7 энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, а первый силовой контакт стартера 3 напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи 1, второй силовой контакт стартера 3 соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера 3 (катушка тягового реле) через выключатель 2 зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора 6 и катода первого диода 4, при этом анод второго диода 5 подключен к первому выводу емкостного накопителя 7 энергии, а катод второго диода 5 подключен к точке соединения токоограничивающего резистора 6 и катода первого диода 4.

Работа системы пуска осуществляется следующим образом.

Заряд емкостного накопителя 7 энергии осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи 1 через последовательно включенные токоограничивающий резистор 6 и первый диод 4. При переводе выключателя 2 зажигания в третье нефиксированное положение на штекер стартера (катушка тягового реле) подается напряжение от аккумуляторной батареи 1 и от емкостного накопителя 7 энергии. После замыкания силовых контактов тягового реле, обеспечивающих включение электродвигателя стартера, ток разряда достигает больших значений (до 400 А), что приводит к существенному снижению напряжения на аккумуляторной батарее 1, но напряжение, прикладываемое к катушке тягового реле, остается высоким, так как определяется величиной напряжения на емкостном накопителе 7 энергии. Последнее обстоятельство, независимо от состояния аккумуляторной батареи 1, исключает возможность самопроизвольного отключения тягового реле и, следственно, отключение электродвигателя стартера 3.

Патентуемая система пуска двигателя внутреннего сгорания позволяет исключить работу стартера в аварийном режиме независимо от состояния аккумуляторной батареи и, как следствие, исключить выход его из строя, в том числе и в гарантийный период эксплуатации автомобиля. Существенным является то обстоятельство, что указанный эффект достигается при минимально возможном увеличении результирующих габаритов и стоимости системы в сравнении с прототипом.

Источники информации

1. Автомобиль ВА3-2121 «Нива» / В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.Б.Пятков - М.: Транспорт, 1980. - 253 с, ил., табл.

2. Электрооборудование автомобилей: Устранение и предупреждение неисправностей. / Ю.Л.Тимофеев, Г.Л.Тимофеев, Н.М.Ильин. - 4-е изд., стер. - М.: Транспорт, 1998. - 301 с, ил., табл.

Похожие патенты RU2431055C2

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2012
  • Чаплыгин Алексей Николаевич
  • Чернов Владимир Германович
  • Сапронов Константин Александрович
  • Субботин Владимир Юрьевич
  • Кудрявцев Роман Викторович
  • Михеев Сергей Викторович
  • Тарасов Владимир Владимирович
RU2520180C2
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2009
  • Дорожко Сергей Васильевич
  • Вострухин Александр Витальевич
RU2387868C1
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2013
  • Филиппов Владимир Андреевич
  • Белых Валерий Николаевич
  • Матыко Юрий Владимирович
RU2531807C1
ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ 1994
  • Иванов А.М.
  • Герасимов А.Ф.
  • Поляшов Л.И.
RU2068607C1
СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ 1992
  • Иванов А.М.
  • Корнев А.Н.
  • Кошевой В.А.
  • Лисицин А.Л.
  • Никифоров Б.Д.
  • Поляшов Л.И.
  • Радионов Н.И.
  • Харитонов В.Ф.
RU2042541C1
СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2008
  • Дорожко Сергей Васильевич
  • Вострухин Александр Витальевич
RU2364743C1
СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2003
  • Гармаш Ю.В.
  • Ясевич В.И.
  • Карабанов С.М.
  • Соломенко А.Н.
  • Андрук М.Ю.
  • Латахина Е.В.
RU2247858C1
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПУСКА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ 2010
  • Пшихопов Вячеслав Хасанович
  • Дорух Игорь Георгиевич
  • Береснев Алексей Леонидович
  • Береснев Максим Алексеевич
RU2428583C1
ЭНЕРГОАГРЕГАТ ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2001
  • Голиков М.В.
  • Сергиенков С.П.
RU2182253C1
СИСТЕМА ЗАПУСКА ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА 2005
  • Голиков Михаил Валерьевич
  • Радионов Николай Ильич
  • Герасимов Аркадий Федорович
RU2287079C1

Реферат патента 2011 года СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Система пуска ДВС содержит аккумуляторную батарею (1), выключатель зажигания (2), стартер (3), первый (4) и второй (5) диоды, токоограничивающий резистор (6) и емкостный накопитель энергии (7). Заряд накопителя энергии (7) осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи (1) через последовательно включенные токоограничивающий резистор (6) и первый диод (4). Вторые выводы аккумуляторной батареи (1) и накопителя энергии (7) соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания. Первый силовой контакт стартера (3) напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи (1). Второй силовой контакт стартера (3) соединен с минусовой шиной источника питания. Штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания (2) подключен к точке соединения токоограничивающего резистора (6) и катода первого диода (4). Анод второго диода (5) подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии (7). Катод второго диода (5) подключен к точке соединения токоограничивающего резистора (6) и катода первого диода (4). Технический результат заключается в конструктивной оптимизации системы пуска двигателя внутреннего сгорания. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 431 055 C2

Система пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, стартер, первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и емкостной накопитель энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи через последовательно включенные токоограничивающий резистор и первый диод, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, отличающаяся тем, что первый силовой контакт стартера напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи, второй силовой контакт стартера соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода, при этом анод второго диода подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии, а катод второго диода подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2431055C2

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ 2005
  • Патрин Александр Николаевич
  • Меркушов Юрий Николаевич
  • Герасимов Александр Дмитриевич
RU2306450C2
ВЕРШИГОРА В.А
и др
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
- М.: Транспорт, 1980
Прибор для измерения угла наклона 1921
  • Бризон Г.Д.
SU253A1
DE 102004054367 A1, 16.06.2005
US 3629597 A, 21.12.1971.

RU 2 431 055 C2

Авторы

Кашканов Виктор Васильевич

Даты

2011-10-10Публикация

2008-09-30Подача