Переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания Российский патент 2024 года по МПК F02N11/08 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к оборудованию для запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и может быть использовано для пуска двигателей внутреннего сгорания автомобилей или других транспортных средств с разряженной штатной аккумуляторной батареей.

Известно устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания (RU 2119593, F02N 11/08, 27.09.1998), которое содержит аккумуляторные батареи, коммутационное устройство, контакты которого включены между аккумуляторными батареями для их переключения с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, два молекулярных накопителя энергии, выполненные в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем. Контакты коммутационного устройства включены между цепями, содержащими накопители энергии, для переключения соединения накопителей энергии с параллельного на последовательное.

Недостатки данного устройства заключается в том, что используемые молекулярные накопителя - ионисторы характеризуются малой плотностью запасаемой энергии и относительно большой скоростью разряда, поэтому не могут использоваться в режимах, где требуется длительная устойчивая подача энергии на нагрузку. Отмеченное определяет узкий диапазон работы устройства по времени.

Известно переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания (RU 151467, F02N 1/00, 10.04.2015), выбранное в качестве прототипа и содержащее емкостной накопитель электрической энергии, с выводами которого соединены силовые провода с клеммами для подключения к бортовой сети транспортного средства и индикатор заряда, в качестве емкостного накопителя электрической энергии использована батарея последовательно соединенных ионисторов, содержащая модули выравнивания потенциалов, причем параллельно каждому ионистору подключен модуль выравнивания потенциалов, при этом устройство снабжено разъемом для заряда от внешнего зарядного устройства, выводы которого соединены с выводами батареи последовательно соединенных ионисторов.

Использование ионисторов определяет малое время устойчивой подачи энергии на нагрузку в течение длительного времени, что составляет основной недостаток прототипа, заключающийся в узком рабочем диапазоне.

Задача настоящего изобретения - расширение рабочего диапазона по времени переносного пускового устройства для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Технический результат достигается тем, что в переносном пусковом устройстве для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус, на стенке которого жестко закреплен разъем для заряда от внешнего зарядного устройства, силовые провода с клеммами для подключения к бортовой сети транспортного средства, положительный полюс разъема соединен с коллектором защитного транзистора, расположенного внутри корпуса, эмиттер защитного транзистора соединен с положительным выводом литий-ионной аккумуляторной батареи, отрицательный вывод которой соединен с отрицательным полюсом разъема, к положительному выводу литий-ионной аккумуляторной батареи также подключен своим выводом плавкий предохранитель, другим своим выводом плавкий предохранитель соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с первым входом блока управления транзисторами, первый выход которого соединен с базой защитного транзистора, коллектор и эмиттер транзистора зашунтированы параллельно соединенными защитным диодом и защитным резистором, база транзистора соединена со вторым выходом блока управления транзисторами, второй вход которого соединен с выходом блока управления литий-ионной аккумуляторной батареей, который подключен к отрицательным выводам первого и последнего аккумуляторов, последовательное соединение аккумуляторов образует литий-ионную аккумуляторную батарею, к первому входу блока управления транзисторами подключен катод обратного диода, а его анод соединен с отрицательным полюсом разъема, к управляющему входу блока управления транзисторами подключена кнопка «Пуск», а первый вход и первый выход блока управления транзисторами подсоединены к разъемам, жестко закрепленными на корпусе и предназначенными для подключения силовых проводов с клеммами.

Схема предлагаемого переносного пускового устройства для запуска двигателей внутреннего сгорания приведена на чертеже.

Переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания содержит корпус 1, на стенке которого жестко закреплен разъем 2, например, типа HARTING или ANDERSON POWER PRODUCTS или 2РМД. Положительный полюс 3 разъема соединен с коллектором 4 защитного транзистора 5 типа n-р-n, который расположен внутри корпуса 1. Эмиттер 6 защитного транзистора 5 соединен с положительным выводом 7 литий-ионной аккумуляторной батареи 8, например, типа LI-ION или 18650 (highdrain), которая состоит из последовательно соединенных аккумуляторов 26-27. Количество аккумуляторов зависит от типа транспортного средства, для которого предназначено заявляемое устройство. Отрицательный вывод 9 литий-ионной аккумуляторной батареи 8, соединен с отрицательным полюсом 10 разъема 2. К положительному выводу 7 литий-ионной аккумуляторной батареи 8 также подключен своим выводом плавкий предохранитель 11, например, типа ПД и ПДС. Другим своим выводом плавкий предохранитель 11 соединен с коллектором 12 транзистора 13 типа n-р-n, эмиттер 14 которого соединен с первым входом 15 блока управления транзисторами 16, первый выход 17 которого соединен с базой 18 защитного транзистора 5, коллектор 12 и эмиттер 14 транзистора 13 зашунтированы параллельно соединенными защитным диодом 19 и защитным резистором 20. База 21 транзистора 13 соединена со вторым выходом 22 блока управления транзисторами 16, второй вход 23 которого соединен с выходом 24 блока управления 25 литий-ионной аккумуляторной батареей 8.Блок управления 25 литий-ионной аккумуляторной батареей 8подключен к отрицательным выводам первого 26 и последнего 27 аккумуляторов. К первому входу 15 блока управления транзисторами 16 подключен катод 28 обратного диода 29, а его анод 30 соединен с отрицательным полюсом 10 разъема 2. К управляющему входу 31 блока управления транзисторами 16 подключена кнопка «Пуск» 32, а первый вход 15 и первый выход 17 блока управления транзисторами 16 подсоединены к разъемам 33, жестко закрепленными на корпусе 1. Разъемы 33 предназначены для подсоединения силовых проводов с клеммами, которые на чертеже не показаны.

Переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Внешнее зарядное устройство, которое на чертеже не показано, подключается к разъему 2. В результате производится заряд литий-ионной аккумуляторной батареи 8.Внешнее зарядное устройство может быть запитано как от сети депо с напряжением 220 В, так и от бортовой сети подвижного состава. Блок управления 25 литий-ионной аккумуляторной батареей 8.обеспечивает защиту аккумуляторов 26-27 от перезаряда и обеспечивает баланс напряжений между последовательно соединенными аккумуляторами 26-27. После окончания заряда литий-ионной аккумуляторной батареи 8 блок управления 25 формирует сигнал в блок управления транзисторами 16, на которое приходит сигнал с базы транзистора 5. После этого устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания готово к работе.

В случае, если основная аккумуляторная батарея транспортного средства либо электропоезда разрядилась, разъемы 33 подключаются непосредственно к цепи штатного стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Затем нажимается кнопка «Пуск» 32. Блок управления транзисторами 16 осуществляет контроль за током таким образом, чтобы его величина увеличивалась плавно за счет импульсного регулирования транзистором 13 и не превышала предельное значение тока для литий-ионной аккумуляторной батареи 8. Ток, протекающей во время паузы при импульсном регулировании за счет энергии, накопленной в индуктивности обмоток стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, замыкается через обратный диод 29. После окончания пуска двигатель внутреннего сгорания транспортного средства начинает работать в номинальном режиме, заряд штатной аккумуляторной батареи транспортного средства осуществляется от штатного генератора, приводимого от двигателя транспортного средства. После этого устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания отсоединяется от стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

Если в процессе разряда литий-ионной аккумуляторной батареи 8, напряжение на любом из аккумуляторов 26-27 достигнет предельно минимального значения, блок управления 25 сформирует сигнал о запрете работы, и блок управления транзисторами 16 снимет управляющее напряжение с базы транзистора 13.

После каждого использования переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания необходимо поставить на заряд.

Как можно заметить, использование литий-ионной аккумуляторной батареи 8 обусловливает возможность эксплуатации переносного пускового устройства для запуска двигателей внутреннего сгорания в случаях, когда требуется длительная устойчивая подача накопленной энергии, что невозможно при использовании ионисторов, как это имеет место в прототипе. Данный факт подтверждает более широкий временной рабочий диапазон заявляемого устройства по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к оборудованию для запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и может быть использовано для пуска двигателей внутреннего сгорания автомобилей или других транспортных средств с разряженной штатной аккумуляторной батареей. Технический результат - расширение временного рабочего диапазона. При заряде литий-ионной аккумуляторной батареи (8) от внешнего зарядного устройства блок управления (25) обеспечивает защиту аккумуляторов (26)-(27) от перезаряда и обеспечивает баланс напряжений между ними. В конце заряда блок управления (25) формирует сигнал в блок управления транзисторами (16), на который приходит сигнал с базы транзистора (5). Разъемы (33) подключаются непосредственно к цепи штатного стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Нажимается кнопка «Пуск» (32). Блок управления транзисторами (16) осуществляет контроль за током таким образом, чтобы его величина увеличивалась плавно за счет импульсного регулирования транзистором (13) и не превышала предельное значение тока для литий-ионной аккумуляторной батареи (8). Ток, протекающий во время паузы при импульсном регулировании за счет энергии, накопленной в индуктивности обмоток стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, замыкается через обратный диод (29). После окончания пуска двигатель внутреннего сгорания транспортного средства начинает работать в номинальном режиме, заряд штатной аккумуляторной батареи транспортного средства осуществляется от штатного генератора, приводимого от двигателя транспортного средства. После этого переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания отсоединяется от стартера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. 1 ил.

Переносное пусковое устройство для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащее корпус, на стенке которого жестко закреплен разъем для заряда от внешнего зарядного устройства, силовые провода с клеммами для подключения к бортовой сети транспортного средства, отличающееся тем, что положительный полюс разъема соединен с коллектором защитного транзистора, расположенного внутри корпуса, эмиттер защитного транзистора соединен с положительным выводом литий-ионной аккумуляторной батареи, отрицательный вывод которой соединен с отрицательным полюсом разъема, к положительному выводу литий-ионной аккумуляторной батареи также подключен своим выводом плавкий предохранитель, другим своим выводом плавкий предохранитель соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с первым входом блока управления транзисторами, первый выход которого соединен с базой защитного транзистора, коллектор и эмиттер транзистора зашунтированы параллельно соединенными защитным диодом и защитным резистором, база транзистора соединена со вторым выходом блока управления транзисторами, второй вход которого соединен с выходом блока управления литий-ионной аккумуляторной батареей, который подключен к отрицательным выводам первого и последнего аккумуляторов, последовательное соединение аккумуляторов образует литий-ионную аккумуляторную батарею, к первому входу блока управления транзисторами подключен катод обратного диода, а его анод соединен с отрицательным полюсом разъема, к управляющему входу блока управления транзисторами подключена кнопка «Пуск», а первый вход и первый выход блока управления транзисторами подсоединены к разъемам, жестко закрепленным на корпусе и предназначенным для подключения силовых проводов с клеммами.