Устройство запуска двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02P3/02 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть и-спользованб для запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в частности роторно-поршневого.

Известно устройство для запуска двига- 5 теля внутрепнего сгорания, состоящего из блока питания стартера, блока для создания контрольного сигнала, зависящего от скорости вращения двигателя, стабилитрона, интегрирующей цепи для создания конт- 10 рольного напряжения, непосредственно связанного со скоростью вращения двигателя и блока, выключающего стартер. Устройство автоматически отключает стартер в процессе запуска ДВС при достижении двига- 15 телем заранее определенной скорости вращения и допускает включение стартера при уменьшении скорости двигателя, однако оно обладает низкой надежностью работы 1.20

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее генератор переменного .тока, аккумуляторную батарею, подключен- 25 ную через контакт реле стартера к стартеру и к первичной обмотке катушки зажигания, другой вывод которой соединен с блоком автоматического отключения стартера, содержащим стабилитрон, интегриру- 30

ющую цепочку, формирующую цепочку, состоящую из параллельно включенных резистора и конденсатора и днода, переключающую цепь на двух транзисторах, в коллекторную цепь одного из которых включена обмотка реле автоматического отключения стартера, контакты которого включены в цепь-обмотки реле стартера .

Устройство обладает рядом существенных недостатков, в частности, можно отметить ненадежность работы устройства в связи с заданным моментом отключения стартера в процессе запуска двигателя.

Если устройство отрегулировано на отключение стартера при скорости двигателя, лежащей между пусковыми и холостыми оборотами, то ухудшаются условия запуска двигателя при отрицательных температурах. При запуске двигателя наличие отдельных вспышек в камерах сгорания, в момент которых скорость двигателя может превышать обороты холостого хода, приводит к отключению стартера в случае, когда двигатель не запустился. Если устройство отрегулировано на отключение стартера при скорости двигателя выше холостых оборотов, но ниже оборотов двигателя, приводящих к разносу стартера, то в этом случае можно осуществлять уверенный запуск двигателя при отрицательных температуpax, но одновременно ноявляется возможность включения -стартера при работающем на холостом ходу двигателе. А это может привести к преждевременному выходу стартера из строя, к выкрашиванию зубьев маховика двигателя. Применительно к роторно-поршневому двигателю вероятность включения стартера при работающем двигателе возрастает, так как роторно-поршневые двигатели работают меньщим шумом и вибрациями по сравнению с поршневыми двигателями.

В устройстве не предусмотрена также защита транзистора, в цепь коллектора которого включена обмотка реле, обладающая индуктивностью, от пробоя напряжением обратной полярности в момент переключения транзистора. Это может привести к выходу всего устройства из строя.

Кроме того, в устройстве не предусмотрена температурная стабилизация порога срабатывания, что приведет к тому, что устройство не будет соответствовать требованиям, возложенным на него.

Цель изобретения - повышение надежности защиты стартера от включения при работающем двигателе и улучшение холодного запуска двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее генератор переменного тока, аккумуляторную батарею, нодключенную через контакты реле стартера к стартеру и к первичной обмотке катушки зажигания, другой вывод которой соединен с блоком автоматического отключения стартера, содержащим стабилитрон, интегрирующую цепочку, формирующую цепочку, состоящую из параллельно включенных резистора и конденсатора и диода, нереключающую цепь на двух транзисторах, в коллекторную цепь одного из которых включена обмотка реле автоматического отклонения стартера, контакты которого включены в цепь обмотки реле стартера, введен блок защиты стартера от включения при работающем двигателе, вход которого подключен к -контактам реле стартера, а выход - к средней точке обмотки генератора переменного тока.

Кроме того, указанная цель достигается также тем, что блок защиты стартера выполнен на двух транзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной, коллектор первого - через обмотку реле защиты стартера и диод подсоединен к выходу блока защиты стартера, к базе первого транзистора подсоединены два резистора, один из которых соединен с общей шиной, а другой-с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через делитель на двух резисторах подключена к входу блока защиты стартера, причем общая точка упомянутых резисторов через стабилитрон соединена с общей щиной, а параллельно обмоткам реле автоматического отключения стартера и реле защиты стартера включены диоды. На чертеже представлена электрическая

принципиальная схема устройства.

Устройство запуска двигателя внутреннего сгорания содержит блок 1 автоматического отключения стартера и блок 2 защиты стартера от включения при работающем

двигателе. Блок 1 автоматического отключения стартера состоит из стабилитрона 3, интегрирующей цепочки, включающей конденсатор 4 и резистор 5, форсирующий цепочки (для формирования контрольного

напряжения), включающей диод 6, конденсатор 7 и резистор 8, переключающей цепочки стартера, собранной на транзисторах 9 и 10. В цепь коллектора транзистора 10 включена обмотка реле 11 автоматического

отключеиия стартера, контакты которого 12 включены в цепь реле стартера. Для защиты транзистора 10 от пробоя, в момеит переключения транзистора включен диод 13. Блок 2 защиты от включения стартера нрк

работающем двигателе выполнен на транзисторах 14 и 15 и реле 16 защиты стартера с нормально замкнутыми контактами 17..

Устройство работает следующим образом.

Контрольный сигнал, зависящпй от скорости вращеиия двигателя, снимается с первичной обмотки 18 катушки зажигания. При повороте ключа зажигания в положение «Стартер контакты 19 реле стартера замыкаются и питание от аккумуляторной батареи 20 подается на блок автоматического отключения стартера. Транзистор 10 открывается, срабатывает реле И, замыкая

своими контактами 12 цепь реле 21 стартера. Стартер начинает прокрутку двигателя. При достижении определенной скорости открывается транзистор 9 и закрывается транзистор 10, реле И отключается и разрывает цепь реле 21 стартера, стартер 22 отключается.

Блок защиты от включения стартера при работающем двигателе включен между контактами 23 реле стартера и средней точкой

24 генератора переменного тока. Транзисторы 14 и 15 работают в ключевом режиме. При включении стартера 22 при неработающем двигателе контакты 23 реле стартера замыкаются и напряжение питания постуиает в базу транзистора 14, который, открываясь, поддерживает в запертом состоянии транзистор 15. Реле 16 отключено. После запуска двигателя стартер 22 отключается, контакты 23 реле стартера размыкаются, транзистор 14 закрывается, а транзистор 15 открывается, так как на него подано питание со средней точки 24 генерато ра переменного тока. Реле 15 срабатывает и размыкает контакты в цепи реле 21 включения стартера. Тем самым предотвращается включение стартера 22 при работающем двигателе.

Таким образом, благодаря повышению надежной защиты стартера от включения при работающем двигателе и улучщению условий холодного запуска двигателя устройство позволяет повысить долговечность стартера, так как ресурс подщипников стартеров в больщинстве случаев составляет 100000 км или 50000 включений. По статистике каждое третье включение с передержкой. Время запуска в среднем составляет 4 с, передержка - 2с. При нормальном запуске якорь стартера вращается 2000 об/ мин. При передержке скорость якоря стартера достигает 5000 об/мин. Отсюда легко определить, что за время запуска без пере2000 . 100 о :; держки стартер делает--- ,2 об.

60 5000

За время передержки

,6 об.

60

То есть за весь период эксплуатации -при запуске без передержки стартер делает 133,2-50000 6660000 об. С учетом передержки стартер за весь период эксплуатации сделает дополнительно 166,6- /з-50000 2748900 об., а всего 6660000+2748900 9408900 об. Таким образом, подшипники стартера работают с нагрузкой, почти в 1,5 раза превышающей нагрузку при работе стартера без передержки.

Если это рассматривать применительно к роторно-порщневому двигателю, то этот результат будет еще более внушительным, так как роторно-порщневой двигатель обладает большей приемистостью по сравнению с поршневыми двигателями и быстрее набирает обороты при запуске. Скорость якоря стартера при запуске с передержкой молсет достигать 8000-10000 об/мин. Кроме того, длительная передержка может привести к выходу из строя обгоиной муфты.

При включении стартера при работающем двигателе возникает опасность выкрашивания зубьев шестерни стартера и зубьев венца маховика. Разрушение зубьев шестерни стартера приводит к выходу из строя привода стартера. При выкрашивании зубьев венца маховика необходима замена маховика, связанная с разборкой двигателя и балансировкой деталей двигателя (возрастают расходы иа ре.монт).

6 Формула изобретения

1.Устройство запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее генератор переменного тока, аккумуляторную батарею, подключенную через контакты реле стартера к стартеру и к первичной обмотке катушки зажигания, другой вывод которой соединен с блоком автоматического отклонения стартера, содержащим стабилитрон, интегрирующую цепочку, формирующую цепочку, состоящую из параллельно включенных резистора и конденсатора и диода, переключающую цепь на двух транзистоpax, в коллекторную цепь одного из которых включена обмотка реле автоматического отключения стартера, контакты которого включены в цепь обмотки реле стартера, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности защиты стартера от включения при работающем двигателе и улучшения холодного запуска двигателя, введен блок защиты стартера от включения при работающем двигателе, вход которого

подключен к контактам реле стартера, а выход - к средней точке обмотки генератора переменного тока.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок защиты стартера выполнен

на двух транзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной, коллектор первого - через обмотку реле защиты стартера и диод подсоединен к выходу блока защиты стартера, к базе первого транзистора подсоединены два резистора, один из которых соединен с общей шиной, а другой-с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через делитель на двух резисторах подключена к входу блока

защиты стартера, причем общая точка упомянутых резисторов через стабилитрон соедииена с общей щиной.

3.Устройство запуска двигателя внутреннего сгорания ПОпп. 1 и 2, отличающееся тем, что параллельно обмоткам реле автоматического отключения стартера и реле защиты стартера включены диоды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1323687, кл. Н 2Н, 1970.

2. Патент США № 3452210, кл. 290-38, 1969.

Г

.