СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ С РЕЗЕРВНОЙ ИНЕРЦИОННОЙ МАССОЙ Российский патент 2025 года по МПК F02N5/04 F02N11/00 F02N15/02 

Устройство относится к двигателестроению и может быть использовано в мобильных и стационарных машинах, где применяются двигатели внутреннего сгорания.

Широко известно устройство электростартера прямого включения тепловых бензиновых и дизельных двигателей, содержащее электродвигатель постоянного тока с электромагнитным последовательным возбуждением и питанием от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи и тяговое реле, которое на время пуска посредством рычага с вилкой перемещает по шлицевой части вала электродвигателя муфту свободного хода с шестерней привода стартера и вводит ее в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя (Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: Учеб. для студентов вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт).

Для пуска тепловых двигателей в основном используются стартеры прямого включения средней "быстроходности", у которых ток возбуждения равен току якоря, что делает обмотку возбуждения электродвигателя громоздкой, сильно нагревающейся, а магнитную систему статора недостаточно эффективной и с низким КПД. Электростартерам такого типа свойственны большие размеры и масса.

Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является система инерционно-электростартерного пуска теплового двигателя, содержащая аккумуляторную батарею, замок зажигания, электростартер, состоящий из электродвигателя постоянного тока с электромагнитным возбуждением, тяговое реле с замыкающим контактом, обмоткой и рычагами привода шестерни, размещенной на шлицах вала якоря электродвигателя с возможностью сдвига для зацепления и расцепления с зубчатым венцом маховика коленчатого вала двигателя. На валу якоря стартера закреплена обгонная муфта, состоящая из ведущей полумуфты и ведомой электромагнитной полумуфты с индуктором, контактными кольцами и щетками, размещенной вала якоря электродвигателя. (Патент РФ №2638957, заявл. 07.12.2016, заявка 2016148098, опубл. 19.12.2017, Бюл. 35).

Введение в систему обгонной и электромагнитной муфт способствует снижению требуемой величины пускового тока в стартере электродвигателя за счет использования кинетической энергии массы обгонной муфты, но наличие тягового реле с рычагами, контактных колец и щеток снижает в целом надежность работы системы пуска.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка системы электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой с целью уменьшения массогабаритных показателей и пускового тока в стартере и обеспечения требуемой надежности его работы.

Решение указанной задачи достигается тем, что система электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой, содержащая высокооборотный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением и питанием от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, отличается тем, что на валу якоря электродвигателя размещена муфта свободного хода, выполненная с возможностью соединения электродвигателя с резервной инерционной массой, соединенной с редуктором, на выходном валу которого закреплен дифференциал, выполненный с возможностью распределения передаваемого вращения на тормозной механизм и на муфту свободного хода с электромагнитным тяговым реле, выполненным с возможностью ввода в зацепление шестерни привода стартера с зубчатым венцом маховика двигателя.

Устройство системы поясняется чертежом. На фиг.1 приведена кинематическая схема системы электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой, содержащая высокооборотный электродвигатель 1 постоянного тока с электромагнитным возбуждением и питанием от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи (на схеме не показаны), на валу якоря электродвигателя 1 размещена муфта свободного хода 2, выполненная с возможностью соединения электродвигателя 1 с резервной инерционной массой 3, соединенной с редуктором 4, на выходном валу которого закреплен дифференциал 5, выполненный с возможностью распределения передаваемого вращения на тормозной механизм 6 и на муфту свободного хода 7 с электромагнитным тяговым реле 8, выполненным с возможностью ввода в зацепление шестерни 9 привода стартера с зубчатым венцом 10 маховика двигателя 11.

Рабочий процесс пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой состоит из двух этапов.

На первом этапе подключается к аккумуляторной батарее (не показана) электродвигатель 1 стартера, который через заблокированную муфту свободного хода 2 раскручивает до максимальных оборотов резервную инерционную массу 3, соединенную с редуктором 4, на выходном валу которого закреплен дифференциал 5, выполненный с возможностью распределения передаваемого вращения на тормозной механизм 6 и на муфту свободного хода 7 с электромагнитным тяговым реле 8, вводящим при этом в зацепление шестерню 9 привода стартера с зубчатым венцом 10 маховика двигателя 11. Происходит безударная реализация накопленной кинетической энергии резервной инерционной массы 3 при прокручивании коленчатого вала теплового двигателя 11 до требуемой минимальной пусковой частоты вращения через редуктор 4, дифференциал 5 и редуктор привода стартера, состоящий из шестерни 9 и зубчатого венца 10 маховика двигателя 11 с интенсивностью, определяемой конструкцией дифференциала 5 и параметрами тормозного механизма 6.

При достижении частоты вращения маховика двигателя 11 выше минимальной пусковой муфта свободного хода 7 разблокируется, шестерня 9 привода стартера выводится электромагнитным тяговым реле 8 из зацепления с зубчатым венцом 10 маховика и процесс пуска двигателя 11 прекращается.

В предлагаемой системе номинальные значения мощности стартера и емкости аккумуляторной батареи значительно меньше, чем при пуске двигателя стартером прямого включения, что позволяет уменьшить расход меди и свинца при производстве электропусковой системы и повысить надежность пуска тепловых двигателей.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Изобретение направлено на разработку системы электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой с целью уменьшения массогабаритных показателей и пускового тока в стартере и обеспечения требуемой надежности его работы. Предложена система электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой 3, содержащая высокооборотный электродвигатель 1 постоянного тока с электромагнитным возбуждением и питанием от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. На валу якоря электродвигателя 1 размещена муфта свободного хода 2, выполненная с возможностью соединения электродвигателя 1 с резервной инерционной массой 3, соединенной с редуктором 4, на выходном валу которого закреплен дифференциал 5, выполненный с возможностью распределения передаваемого вращения на тормозной механизм 6 и на муфту свободного хода 7 с электромагнитным тяговым реле 8, выполненным с возможностью ввода в зацепление шестерни привода стартера 9 с зубчатым венцом 10 маховика двигателя 11. 1 ил.

Система электростартерного пуска теплового двигателя с резервной инерционной массой, содержащая высокооборотный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением и питанием от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что на валу якоря электродвигателя размещена муфта свободного хода, выполненная с возможностью соединения электродвигателя с резервной инерционной массой, соединенной с редуктором, на выходном валу которого закреплен дифференциал, выполненный с возможностью распределения передаваемого вращения на тормозной механизм и на муфту свободного хода с электромагнитным тяговым реле, выполненным с возможностью ввода в зацепление шестерни привода стартера с зубчатым венцом маховика двигателя.