Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02N11/08 

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к устройствам для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащим предпусковой маслозакачивающий насос в системе смазки.

Известно устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные пусковой выключатель, элемент выдержки и стартер, а также маслозакачивающий насос, подключенный к пусковому выключателю.

Данное устройство производит включение стартера двигателя только после работы маслозакачивающего насоса в течение определенного интервала времени для создания предпускового давления масла в системе смазки, причем продолжительность включения маслозакачивающего насоса определяется настройкой элемента выдержки времени.

Недостатком устройства является зачастую неоправданно большая продолжительность включения маслозакачивающего насоса, т.е. предпусковое давление в системе смазки двигателя создано достаточное для включения стартера, но маслозакачивающий насос продолжает работать еще какой-то промежуток времени, что определяется периодом работы элемента выдержки времени. Это объясняется тем, что минимальная продолжительность работы маслозакачивающего насоса является переменной, зависящей в первую очередь от вязкости масла, которая в свою очередь зависит от ряда переменных факторов. Поэтому настройка элемента выдержки времени производите по наиболее продолжительному интервалу необходимой работы маслозакачивающего насоса.

Известно устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные пусковой выключатель, расположенные в масляной магистрали маслозакачивающий насос и реле давления масла и стартер.

При срабатывании пускового выключателя двигателя включается в работу маслозакачивающий насос. Насос создает в

N XI VI

4 О

системе смазки предпусковое давление, при котором срабатывает реле давления масла и возможно включение стартера, а также запуск двигателя. При этом время включения стартера и выключения маслоза- качивающего на соса определяются соответственно по срабатыванию реле давления масла и запуску двигателя.

Однако при запуске прогретого двигателя, например, после кратковременной стоянки во время работы агрегата маслоза- качивающий насос не может создать давления масла, необходимого для срабатывания реле давления вследствие того, что вязкость масла при высоких значениях температур значительно уменьшается, хотя после некоторого периода работы маслозакачивающе- го насоса запуск прогретого двигателя можно производить, так как полного стека- ния масла из агрегатов двигателя не происходит, При прокачке разогретого масла значительно возрастают утечки масла в трассах системы смазки и чтобы добиться в таких условиях срабатывания реле давления необходимо неоправданно увеличивать производительность насоса.

Цель изобретения повышение надежности и экономичности устройства путем изменения алгоритма устройства при запуске прогретого двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные реле температуры и элемент выдержки времени, причем реле температуры установлено в масляной магистрали, а выход элемента выдержки подключен к стартеру.

Существенным отличием предлагаемого yi. фойства является то, что введение реле температуры дает возможность определения необходимости изменения алгоритма запуска двигателя, а использование элемента выдержки времени, который выдает команду включения стартера после определенного периода работы маслозака- чивающего насоса, достаточного для наполнения маслом трасс системы смазки прогретого двигателя, дает возможность поступления масла системы смазки к агрегатам двигателя сразу после его запуска и начала работы основного насоса двигателя.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - функциональная схема конкретного выполнения схемы.

Устройство для запуска содержит последовательно соединенные пусковой выключатель 1, расположенные в масляной магистрали маслозакачивающий насос 2 и реле 3 давления масла, и стартер 4, а также

последовательно соединенные реле 5 температуры и элемент 6 выдержки времени, причем реле 5 температуры установлено в масляной магистрали, а выход элемента 6

выдержки времени подключен к стартеру 4, масляные магистрали 7 и 8 основного двигателя 9. Маслозакачивающий насос 2 содержит электромотор 10 и шестеренчатый насос 11. Реле 5 температуры содержит тер0 мометр 12 и пороговый элемент 13,

Устройство работает следующим образом.

При включении пускового выключателя 1 начинает вращаться электромотор 10 мас5 лозакачивающего насоса 2. Электромотор 10 вращает шестеренчатый насос 11. который нагнетает масло в систему смазки основного двигателя 9 через масляную магистраль 7. Масло системы смазки омыва0 ет агрегаты основного двигателя 9 и через масляную магистраль 8 сноза поступает к шестеренчатому насосу 11. Масло системы смазки в магистрали 7 омывает термометр 12, входящий в реле 5 температуры, и реле

5 3 давления масла. Включение стартера 4 может произойти в случае, если давление масла в магистрали превысило заданный уровень, при котором срабатывает реле 3 давления масла и если температура масла

0 превысила заданный уровень, при котором срабатывает реле 5 температуры и прошел период времени, заданный элементом 6 выдержки времени,

При запуске холодного основного дви5 гателя 9 утечки масла в системе смазки при работе маслозакачивающего насоса 2 незначительны вследствие достаточно высокой вязкости масла. После заполнения масляной магистрали 7 маслом в ней повы0 шается давление и достигает уровня, при котором срабатывает реле 3 давления масла При срабатывании реле 3 давления масла включается стартер 4, который начинает вращать коленчатый вал основного двигате5 ля 9 и двигатель запускается и выключается маслозакачивающий насос 2.

При запуске прогретого основного двигателя 9 утечки горячего масла вследствие незначительной вязкости значительно воз0 растают и для достижения заданного уровня срабатывания реле 3 давления масла необходим, при прочих равных условиях, маслозакачивающий насос 2 более высокой производительности, хотя запуск прогрето5 го двигателя допустим при более низком давлении в масляной магистрали 7, чем у холодного двигателя. При запуске горячего двигателя можно ограничиться лишь наполнением маслом магистрали, что можно достичь, обеспечив перед запуском основного

двигателя определенный период работы маслозакачивающего насоса 2 с производительностью, достаточной для обеспечения предпускового давления в масляной магистрали 7 при холодном масле.

При запуске прогретого двигателя, если температура масла превышает заданный уровень срабатывания реле 5 температуры, то реле 5 температуры срабатывает, и включается элемент 6 выдержки времени в тече- ние которого должен работать маслозакачивэющий насос 2. После окончания заданного периода времени элемент 6 выдержки времени включает стартер 4, который начинает вращать коленчатый вал ос- новного двигателя 9, и двигатель запускается, после этого выключается мас- лозакзчивающий насос 2 и элемент 6 выдер- кжи времени.

При работе двигателя 9 давление в масляных магистралях двигателя создается насосом двигателя, имеющим привод от вала двигателя 9.

Таким образом устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания обеспечивает включение стартера 4 и запуск основного двигателя 9, либо при холодном масле и достижении необходимого предпускового давления в системе смазки от маслозакачивающего насоса 2, либо при горячем масле через заданны период времени работы маслозакачивающего насоса 2, Выбор алгоритма срабатывания устройства производится автоматически.

Построение пусковых выключателей, маслозакачивающих насосов, стартеров двигателей, масляных магистралей двигателей внутреннего сгорания хорошо известно, они широко применяются, например, на автотракторных двигателях

В качестве реле 3 давления масла могут использоваться автотракторные сигнализаторы давления масла, представляющие собой герметичный корпус с гибкой мембраной, к одной поверхности которой подводится контролируемое давление.

Конструкция мембраны такова, что при достижении давлением определенного уровня, происходит ее скачкообразная деформация Перемещаемая часть мембраны и корпус имеют электрические контакты, которые при деформации мембраны замыкаются или размыкаются и управляют стартером.

Реле 5 температуры могут быть выполнены в виде терморезисторных датчиков 12 и пороговых элементов 13. Пороговые элементы 13 могут быть выполнены на основе операционных усилителей-компараторов,

имеющих на входе преобразователи изменения сопротивления в электрический сигнал.

Для обеспечения работы устройства 5 между блоками, а также внутри некоторых блоков могут использоваться промежуточные усилители мощности, например электромагнитные реле.

При конкретном выполнении устройст0 ва для двигателя Д-160, устанавливаемого на тракторах Т-170 и Т-10 Челябинского тракторного завода, использовались штатные пусковой выключатель, маслозакачива- ющий насос, масляные магистрали, стартер,

5 а также частично использовались контрольно-измерительные приборы трактора, а именно сигнализатор давления масла ММ111 в качестве реле давления масла и датчик указателя температуры ТМ100-В в

0 качестве термометра. Сигнализатор ММ111 при повышении давления масла в системе смазки свыше 0,8 кгс/см2 размыкает электрические контакты сигнализатора, что позволяет переключить контакты

5 промежуточного электромагнитного реле и включить стартер. Датчик указателя-температуры ТМ100-В представляет собой термо- резисторный датчик, сопротивление которого изменяется от 100 до 1800 Ом в

5 диапазоне температур от 0 до 10°С. Пороговый элемент реле температуры выполнен на основе микросхем KP14Q1CA1. Изменение алгоритма срабатывания устройства для двигателя Д-160 со штатным маслозакачи0 вающим насосом целесообразно проводить при температуре от 50 до 60°С. что соответствует 260-340 Ом сопротивления датчика. Пороговый элемент настраивается на срабатывание, если сопротивления датчика на5 ходятся в указанных пределах, Экспериментально определено, что для предпусковой прокачки масла в системе смазки прогретого двигателя Д-160 минимальное время работы маслозакачивающе0 го насоса составляет 10-15 с, поэтому элемент выдержки времени настраивается на данную величину.

Перечисленные at ше блоки в прделага- емом устройстве применяются по их прямо5 му назначению и используются для завершенности технического решения.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в возможности включения стартера и запуска двигателя при любой температуре масла и рациональном обеспе5 чении маслом из системы смазки агрегатов двигателя перед его запуском.

Формула изобретения Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее последоварасположенные в масляной магистрали маслозакачивающий насос и реле давления масла и стартер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эконо соединенными реле те ментом выдержки време температуры установлено страли, а выход элемента

номичности, оно снабжено последователь- 5 ни подключен к стартеру

но соединенными реле температуры и элементом выдержки времени, причем реле температуры установлено в масляной маги страли, а выход элемента выдержки време

Использование: предпусковая прокачка масляной системы двигателя. Сущность изобретения: устройство содержит пусковой выключатель (1), маслозакачивающий насос (2), реле (3) давления масла, стартер

Фиг