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

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано на передвижных и стационарных установках, где применяются ДВС и где необходим их частый запуск.

Известна система электростартерного пуска [Данов Б.А. Электрооборудование военной автомобильной техники. - М.: Воениздат, 1986], содержащая стартер, тяговое реле, аккумуляторную батарею, недостатки которой известны и особенно заметно проявляются при низких температурах из-за ухудшения электрических характеристик аккумуляторной батареи и в связи с этим снижения стартерного тока, отдаваемого аккумуляторной батареей, что приводит к снижению электромагнитного момента стартера.

Наиболее близкой к предлагаемому является система электростартерного пуска ДВС [авторское свидетельство №1193287 А СССР, МПК F02N 11/08, 1985], содержащая аккумуляторную батарею, отрицательным полюсом соединенную со стартером, выполненным в виде электрической машины постоянного тока, и устройство управления пуском с тяговым реле, имеющим нормально открытые контакты, включенные между стартером и положительным полюсом аккумуляторной батареи, полупроводниковый вентиль и конденсаторную батарею, подключенную одним полюсом к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи, а другим через полупроводниковый вентиль к положительному полюсу аккумуляторной батареи.

Преимуществом системы такого рода является то, что решается проблема источника энергии, способного отдать значительный стартерный ток при низких температурах.

Недостатком такой системы является отсутствие автоматического управления подключением и отключением конденсаторной батареи к бортовой сети так, как конструктивно это не предусмотрено, что снижает срок службы конденсаторной батареи.

Технический результат направлен на повышение надежности пуска ДВС за счет автоматического управления подключением и отключением конденсаторной батареи к бортовой сети.

Технический результат достигается тем, что система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания содержит аккумуляторную батарею, отрицательным полюсом соединенную со стартером, выполненным в виде электрической машины постоянного тока, устройство управления пуском с выключателем стартера и тяговым реле, имеющим нормально открытые контакты, полупроводниковый вентиль и конденсаторную батарею, подключенную положительным полюсом через полупроводниковый вентиль к положительному полюсу аккумуляторной батареи, реле включения конденсаторной батареи с нормально разомкнутыми контактами, управляющее реле с нормально замкнутыми контактами, генератор, резистор и реле включения стартера с нормально разомкнутыми контактами. Обмотка реле включения конденсаторной батареи соединена с полупроводниковым вентилем через выключатель стартера, замкнутые контакты управляющего реле и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи. Нормально разомкнутые контакты реле включения конденсаторной батареи соединены с отрицательными полюсами аккумуляторной и конденсаторной батарей. Обмотка управляющего реле соединена со вторым выводом генератора и через резистор с первым выводом генератора и с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи. В свою очередь генератор соединен третьим выводом с положительным полюсом аккумуляторной батареи. Обмотка реле включения стартера соединена с выключателем стартера и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи. А нормально разомкнутые контакты реле включения стартера соединены с выключателем стартера и с обмоткой тягового реле стартера. Обмотка тягового реле стартера соединена с нормально разомкнутыми контактами реле включения стартера и стартером, а нормально разомкнутые контакты тягового реле стартера соединены с полупроводниковым вентилем и стартером.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что дополнительно содержит реле включения конденсаторной батареи с нормально разомкнутыми контактами, управляющее реле с нормально замкнутыми контактами, генератор, резистор и реле включения стартера с нормально разомкнутыми контактами, при этом обмотка реле включения конденсаторной батареи соединена с полупроводниковым вентилем через выключатель стартера, замкнутые контакты управляющего реле и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, а нормально разомкнутые контакты реле включения конденсаторной батареи соединены с отрицательными полюсами аккумуляторной и конденсаторной батарей, обмотка управляющего реле соединена со вторым выводом генератора и через резистор с первым выводом генератора и с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, в свою очередь генератор соединен третьим выводом с положительным полюсом аккумуляторной батареи, кроме того, обмотка реле включения стартера соединена с выключателем стартера и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, а нормально разомкнутые контакты реле включения стартера соединены с выключателем стартера и с обмоткой тягового реле стартера, обмотка тягового реле стартера соединена с нормально разомкнутыми контактами реле включения стартера и стартером, а нормально разомкнутые контакты тягового реле стартера соединены с полупроводниковым вентилем и стартером.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.

Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания содержит аккумуляторную батарею 1, отрицательным полюсом соединенную со стартером 4, выполненным в виде электрической машины постоянного тока, устройство управления пуском содержит выключатель стартера 6 и тяговое реле 11, имеющее нормально разомкнутые контакты 15, конденсаторную батарею 2, подключенную положительным полюсом через полупроводниковый вентиль 5 к положительному полюсу аккумуляторной батареи 1, реле включения конденсаторной батареи 9 с нормально разомкнутыми контактами 13, управляющее реле 8 с нормально замкнутыми контактами 12, генератор 3, резистор 7 и реле включения стартера 10 с нормально разомкнутыми контактами 14. Обмотка реле включения 9 конденсаторной батареи 2 соединена с полупроводниковым вентилем 5 через выключатель стартера 6, замкнутые контакты управляющего реле 12 и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 1. Нормально разомкнутые контакты 13 реле включения конденсаторной батареи 9 соединены с отрицательными полюсами аккумуляторной 1 и конденсаторной 2 батарей. Обмотка управляющего реле 8 соединена со вторым выводом генератора 3 и через резистор 7 с первым выводом генератора 3 и с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 1. В свою очередь генератор 3 соединен третьим выводом с положительным полюсом аккумуляторной батареи 1. Обмотка реле включения стартера 10 соединена с выключателем стартера 6 и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 1. А нормально разомкнутые контакты 14 реле включения стартера 10 соединены с выключателем стартера 6 и с обмоткой тягового реле стартера 11. Обмотка тягового реле стартера 11 соединена с нормально разомкнутыми контактами реле включения стартера 14 и со стартером 4, а нормально разомкнутые контакты 14 тягового реле стартера 11 соединены с полупроводниковым вентилем 5 и со стартером 4.

Реле включения конденсаторной батареи 9 с нормально разомкнутыми контактами 13 предназначено для подключения и отключения конденсаторной батареи 2 к аккумуляторной батарее 1 и бортовой сети путем замыкания и размыкания контактов 13. Управляющее реле 8 с нормально замкнутыми контактами 12 предназначено для управления работой реле включения конденсаторной батареи 9 путем замыкания или разрыва цепи обмотки реле включения конденсаторной батареи 9 с помощью контактов 12. Генератор 3 предназначен для подачи электрической энергии при его работе со второго вывода на обмотку управляющего реле 8. Резистор 7 регулирует величину напряжения в цепи обмотки управляющего реле 8. Реле включения стартера 10 с нормально разомкнутыми контактами 14 управляет работой тягового реле стартера 11 путем подключения или отключения обмотки тягового реле стартера 11 к аккумуляторной батарее 1 с помощью контактов 14.

Система работает в трех режимах.

Первый режим работы. После включения выключателя стартера 6 в положение I электрический ток от положительного полюса аккумуляторной батареи 1 подается через полупроводниковый вентиль 5, выключатель стартера 6 и замкнутые контакты 12 управляющего реле 8 на обмотку реле включения конденсаторной батареи 9, далее замыкая цепь на отрицательном полюсе аккумуляторной батареи 1. Реле включения конденсаторной батареи 9 срабатывает и замыкает контакты 13, подключая конденсаторную батарею 2 параллельно аккумуляторной батарее 1, после чего происходит заряд конденсаторной батареи 2 от аккумуляторной батареи 1 до напряжения, равного напряжению аккумуляторной батареи 1 по пути: положительный полюс аккумуляторной батареи 1, полупроводниковый вентиль 5, конденсаторная батарея 2, замкнутые контакты 13 реле включения конденсаторной батареи 9, отрицательный полюс аккумуляторной батареи 1. Таким образом, на первом режиме работы системы происходит автоматическое подключение конденсаторной батареи 2 к аккумуляторной батарее 1 и производится ее заряд.

Второй режим. Для осуществления пуска ДВС выключатель стартера 6 включается в положение II, после чего электрический ток от положительного полюса аккумуляторной батареи 1 подается через полупроводниковый вентиль 5, выключатель стартера 6 на обмотку реле включения стартера 10 и на отрицательный полюс аккумуляторной батареи 1. Реле включения стартера 10 срабатывает и замыкает контакты 14. При этом подается электрический ток на обмотку тягового реле стартера 11 по пути: положительный полюс аккумуляторной батареи 1, полупроводниковый вентиль 5, выключатель стартера 6, замкнутые контакты 14 реле включения стартера 10, обмотка тягового реле стартера 11, стартер 4, отрицательный полюс аккумуляторной батареи 1. Тяговое реле стартера 11 срабатывает и замыкает контакты 15, подключая тем самым к стартеру 4 аккумуляторную 1 и конденсаторную 2 батареи, которые совместно подают электрический ток на стартер 4. Путь тока от аккумуляторной батареи 1: положительный полюс аккумуляторной батареи 1, полупроводниковый вентиль 5, замкнутые контакты 15 тягового реле стартера 11, стартер 4, отрицательный полюс аккумуляторной батареи 1. Путь тока от конденсаторной батареи 2: положительный полюс конденсаторной батареи 2, замкнутые контакты 15 тягового реле стартера 11, стартер 4, отрицательный полюс конденсаторной батареи 2. Таким образом, на втором этапе работы системы осуществляется пуск ДВС, причем стартер 4 приводится во вращение от энергии, запасенной в конденсаторной батарее 2 и аккумуляторной батарее 1.

Третий режим. После осуществления пуска ДВС начинает работать генератор 3 и вырабатывать электрическую энергию. Электрический ток со второго вывода генератора 3 подается на обмотку управляющего реле 8. Ток, проходя по пути второй вывод генератора 3, обмотка управляющего реле 8, резистор 7, первый вывод генератора 3, приводит к срабатыванию управляющего реле 8 и размыканию контактов 12 управляющего реле 8. Размыкаясь, контакты 12 управляющего реле 8 разрывают электрическую цепь обмотки реле включения конденсаторной батареи 9. Электрический ток в обмотке реле включения конденсаторной батареи 9 прекращается. Это приводит к размыканию контактов 13 реле включения конденсаторной батареи 9, которые, в свою очередь, разрывают электрическую цепь подключения конденсаторной батареи 2 к аккумуляторной батарее 1 и бортовой сети. Конденсаторная батарея 2 остается отключенной от аккумуляторной батареи 1 и бортовой сети в течение всего времени пока работает генератор 3. В итоге, на третьем режиме работы системы происходит автоматическое отключение конденсаторной батареи 2 от аккумуляторной батареи 1 и бортовой сети.

Таким образом, за счет включения в состав системы электростартерного пуска реле включения конденсаторной батареи 9 с нормально разомкнутыми контактами 13, управляющего реле 8 с нормально замкнутыми контактами 12, генератора 3, резистора 7 и реле включения стартера 10 с нормально разомкнутыми контактами 14 обеспечивается автоматическое подключение и отключение конденсаторной батареи 2 к системе, что повышает надежность работы заявляемой системы.

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано на передвижных и стационарных установках, где применяются ДВС и где необходим их частый запуск. Система электростартерного пуска ДВС содержит аккумуляторную батарею (1), устройство управления пуском, полупроводниковый вентиль (5), конденсаторную батарею (2), реле включения конденсаторной батареи (9), управляющее реле (8), генератор (3), резистор (7) и реле включения стартера (10). Аккумуляторная батарея (1) отрицательным полюсом соединена со стартером (4). Стартер выполнен в виде электрической машины постоянного тока. Устройство управления пуском содержит выключатель стартера (6) и тяговым реле (11). Конденсаторная батарея (2) подключена положительным полюсом через полупроводниковый вентиль (5) к положительному полюсу аккумуляторной батареи (1). Тяговое реле (11), реле включения конденсаторной батареи (9) и реле включения стартера (10) имеют нормально разомкнутые контакты (15, 13, 14) соответственно. Управляющее реле (8) имеет нормально замкнутые контакты (12). Обмотка реле включения конденсаторной батареи (9) соединена с полупроводниковым вентилем (5) через выключатель стартера (6), контакты (12) управляющего реле (12) и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи (1). Контакты (13) реле включения конденсаторной батареи (2) соединены с отрицательными полюсами аккумуляторной (1) и конденсаторной (2) батарей. Обмотка управляющего реле (8) соединена со вторым выводом генератора (3) и через резистор (7) с первым выводом генератора (3) и с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи (1). Генератор (3) соединен третьим выводом с положительным полюсом аккумуляторной батареи (1). Обмотка реле включения стартера (4) соединена с выключателем стартера (6) и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи (6). Контакты (15) реле включения стартера (10) соединены с выключателем стартера (6) и с обмоткой тягового реле стартера (11). Обмотка тягового реле стартера (11) соединена с контактами (14) реле включения стартера (10) и стартером (4). Контакты (15) тягового реле стартера (11) соединены с полупроводниковым вентилем (5) и стартером (4). Технический результат заключается в повышении надежности пуска ДВС. 1 ил.

Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, отрицательным полюсом соединенную со стартером, выполненным в виде электрической машины постоянного тока, и устройство управления пуском с выключателем стартера и тяговым реле, имеющим нормально открытые контакты, полупроводниковый вентиль и конденсаторную батарею, подключенную положительным полюсом через полупроводниковый вентиль к положительному полюсу аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что дополнительно содержит реле включения конденсаторной батареи с нормально разомкнутыми контактами, управляющее реле с нормально замкнутыми контактами, генератор, резистор и реле включения стартера с нормально разомкнутыми контактами, при этом обмотка реле включения конденсаторной батареи соединена с полупроводниковым вентилем через выключатель стартера, замкнутые контакты управляющего реле и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, а нормально разомкнутые контакты реле включения конденсаторной батареи соединены с отрицательными полюсами аккумуляторной и конденсаторной батарей, обмотка управляющего реле соединена со вторым выводом генератора и через резистор с первым выводом генератора и с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, в свою очередь, генератор соединен третьим выводом с положительным полюсом аккумуляторной батареи, кроме того, обмотка реле включения стартера соединена с выключателем стартера и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, а нормально разомкнутые контакты реле включения стартера соединены с выключателем стартера и с обмоткой тягового реле стартера, обмотка тягового реле стартера соединена с нормально разомкнутыми контактами реле включения стартера и стартером, а нормально разомкнутые контакты тягового реле стартера соединены с полупроводниковым вентилем и стартером.