Система электростартерного пуска для двигателя внутреннего сгорания

) 4 1" 02 Х 11 08 НИЯ Н, Фесенк ство ССС 1/08, 1984 ю 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СИСТЕМА ЭЛПУСКА ДЛЯ ДВИГГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет повысить надежность пуска путем снижения потерь энергии в стартерной цепи. Для этого устр-во 6 управления системы содержит командный блок 8 и управляемые ключи 9 и 10, Командный блок может быть выполнен на двух электромагнитных реле или звуковом генераторе с усилителем мощности и двумя транзисторными ключами. Во всех вариантах .осуществляется пуск двигателя внутреннего сгорания и стартер 2 приводится во вращение от энергии, запасенной в конденсаторной 3 и аккумуляторной 1 батареях, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение огносится к двигателестроению, В чястнОсти к пускОБым устрОЙствям двигателей внутрсннсго сгорания, и может быть использовано ча передвижных и стационарных установках с автономным источником питания, где необходим их частый пускЦель изобретенияповышение надежности путем снижения потерь энергии в стартерной цепи.Ья фиг.показана система электростяпГсрного пуска для двигателя Внутреннего сгорания, обпий Вид; нд фиг. 2 - -4 - командный блок, Варианты выполнения.Система электростдртерного пуска двигателя внутреннего сгоранияфиг. 1) содержит аккумуляторную батарею 1, стартер 2, вьшолнениый Б виде злектрической ъашины постоянного тока, кондснсаторпуо бдтарс)0 3, подкючешую через полупрозодиикОБый Вен 3 иль 4 к поло)китсльному Гоюсу 5 аккумуляторной батареи, устрой. СГБО О у(рднления и Быключзтсль 7 стапГера. Усз )Ойство 6 уп 1)Явления Бь)Г)олнецо Б виде комянднсцо блока 8 и двух упрявяе)Ь)х клю(сЙ 9 и 1 О. КомднднЙ Олок 8 НОдклк)чсн чРОсз Выключатель 7 старте,)я к Г(0.30)кительно полюсу 5 батареи 1. Пер. Бый управляемый ключ 9 командного блока Бк 1 ючсн между стартером 2 и точкОЙсоединения кочдснсаторной батареи 3 с полупронод)иковым Вентилем 4, Второй Управ)гемый ключО комадиого блок( 8 икл)очсн между сгдртсром 2 и положительным полюсом 5 аккумуляторной батареи 1. Отрицательный полюс 12 аккумуляторной батареи 1 соединен со стартером 2 и конденсаторной батареей 3. Командный блок 8 подключенЗкже к отрицательному и положитеьному полюсам аккумуляторной батареи 1. Командный блок 8 выводом 13 соеди- ИРИ с Выключателем 7, БыводОМ 14 -- с поОж;Ггсль(ым 5, д Выводом 15 -- с Отрица. ТР:3(,нь)3 м ,) ВьВодами дккумуляторной батареи. УпрявлясмыЙ ключ 9 имсс) Выводы 16 и 17, а ключ О - . - Выводы 18 и 19.Н( (3)и(. 2 при всдсн Вариант ВЬ 1310 лне 1 Г 153 командного блока 8 и упрдвляемых клк)чей 9 и О. Командный блок 8 состоит из перВО 3 О ЗСКТ 3)ОМЯГНИТНОГО РЕЛС, ИМРЮЩЕГ(3 ОомоткУ 20 1 0(и 3 нормально ОткрытыЙ кон такт 2, торого рсс, имск)щего обмот),двд 3,)3)1)1,Нно Открыых конЯхта Г 23 и 2-1, двух д 1 о,:1025 и 26. Обмотка 20 первоО 3)(С 333);3 ГродЯ ДИО,(ОМ 2:) ООРЗ 1 НОГ (03 И О,1 НИ 1 В 1 БОДОХ( 310 Д)(330(СЯ К ВЫ.кючд(Рк 3стартера, оомогка 22 второ) рс,30 33 уН 33) рОНЗ 31 д Д)30 103 М 26 ОбОТ 3030 ТГ) кя 1 Од(3 )3 Бын(ь Нод (ю сЯ с 1)с 3 з 3) )1;3.31,3 о 33(03 (33 КОНТЗКТ 21 3)ерв 010 3)3. к 3:о 0)к)33(.31,3.О)(у 31.Осу 5 яккухуя),;- 3(ой ("зтд)(1 . Другис вывод) обмотк 201н 22 р(.3 с 13дк 30 .сць( к(р и ц)тс 31 ь)30) у 30(1 к)су 2;1 ееуГлуГ 5 то.3:0 )533)с)1 1. 1(с)Вый управляемый ключ 9 выполнеь" в виде нормально открытого контакта 24 второго реле и включен между стартером 2 и точкой 11. Второй управляемый ключ 10 Выполнен в виде нормально открытого контакта 23 второго реле и включен между стартером 2 и положительным полюсом 5 аккумуляторной батьреиИа фиг. 3 приведен вариант выполнения командного блока 8, состоящего из реле, имеющего обмотку 27 и два нормально открытых контакта 28 и 29, первого контактора, имеющего обмотку 30 и нормально открытый контакт 31, второго контактора, имеющего обмотку 32 и нормально открыть(й контакт 33, трех диодов 34, 35 и 36. Обмотка 27 реле шунтирована диодом 34 обрат Ого тока и одним вь)водом подключена к выключателю 7 стартера, обмотка 30 31 ервого контактора шунтировянд диодом 35 обратного тока и одним Выводом подключена через нормально открытый контакт 28 к положительному полюсу 5 аккумуляторной батареи 1, обмотка 32 второго контяктора шунтирована диодом 36 обратного тока и одним выдодом подключена через нормально открытый контакт 29 реле к полож)ггельному полюсу 5 аккумуляторной батареи 1. Другие выводы обмоток 27 реле и 30 и 32 контакторов подключены к отриц;тельному полосу 12 аккумуляторной батареи 1. Первый управляемый ключ 9 выпонсн ь виде нормально открытого контакта 33 второго контактора и включен между стартером 2 и точкой 11. Второй управляемый ключ 10 выполнен в виде нор мально открытого контакта 31 первого контактора и включен между стартером 2 и положительным полюсом батареи 1.На фиг. 4 приведен вариант выполнения командного блока 8, состоящего из звукового генератора 37, имеющего трансформатор 38 с тремя обмотками 39, 40 и 41, обмотки 39 и 41 имеют выведенную среднюю точку 42 и 43 соответственно, два транзистора 44 и 45, два диода 46 и 47, пять резисторов 48 - 52, один конденсатор 53, усилитель 54 мощности, имеющий трансформатор 55 с тремя обмотками 56, 57 и 58, которые имеют выведенную среднюю точку 59, 60 и 61 соответственно, два транзистора 62 и 63, Восемь диодов 64 - 71, два резистора 72 н 73, два силовых транзисторных ключа 74 е 75, силовой ключ 74 имеет входные Выводы 76 и 73 и выходные Быводь; 8 и 79. Силовой ключ 75 имеет входные выводы 80 и 81 и выходные выводы 82 и 83. В звуковом генераторе 37 обмотка 39 подик)чснз к коллекторам трдизисторов 44 и 45, змиттсры которых и средняя точка 4) подлю)Сны к ОтрицзтельнОМ у пОлюсу 12 батареи 1, средняя точка 42 подклк)чена к Выкл(очдтслО I стартера и к Одному Выводу парасльно соединенных резисто 132676950 55 ра 48 и конденсатора ЬЗ, другой вывод которых через резистор 49 подключен к базе транзистора 45 и к другому из выводов обмотки 40, другой вывод обмотки 40 через резистор 50 подключен к базе транзистора 44, диоды 46 и 47 поДключены анодами к эмиттерам, а катодами - к базам транзисторов 44 и 45 соответственно, резисторы 51 и 52 подключены к выходам катушки 41. В усилителе 54 мощности обмотка 56 подключена к коллекторам транзисторов 62 и 63, эмиттеры которых подключены к отрицательному полюсу 12 батареи 1, средняя точка 59 подключена к положительному. полюсу 5 батареи 1, базы транзисторов 62 и 63 подключены к резисторам 51 и 52 соответственно. Катод диода 64 соединен с базой транзистора 62, катод диода 65 с базой транзистора 63, катод диода 70 соединен со средней точкой 61, катод диода 71 соединен со средней точкой 60, а аноды диодов 64, 65, 70 и 71 подключены к отрицательному полюсу 12 батареи 1, катоды диодов 66 и 67 соединены вместе, а аноды подключены к выводам обмотки 57, катоды диодов 68 и 69 соединены вместе, а аноды подключены к выводам обмотки 58, к средней точке 60 подключен резистор 72, к средней точке 61 - резистор 73. Первый управляемый ключ 9 выполнен в виде силового транзисторного ключа 75, входные выводы 80 и 81 которого подключены к катодам диодов 68 и 69 и резистору 73 соответственно, выходной вывод 83 подключен к стартеру 2, а выходной вывод 82 к точке 11. Второй управляемый ключ 1 О выполнен в виде силового транзисторного ключа 4, входные выводы 76 и 77 которого подключены к катодам диодов бб и 67 и резистору 72 соответственно, выходной вывод 78 подключен к положительному полюсу 5 батареи 1, выходной вывод 79 - к стартеру 2.Система работает следующим образом.В исходном положении, т.е, перед пуском, аккумуляторная батарея 1 подключена отрицательным полюсом 12 к отрицательному полюсу конденсаторной батареи 3, а положительным полюсом 5 через вентиль 4 - к положительному полюсу батареи 3, т.е. конденсаторная батарея 3 оказывается подключенной параллельно аккумуляторной батарее 1 и, таким образом, заряжается до напряжения, равного напряжению батареи 1. В момент пуска двигателя (фиг. 1 и 2) контакты выключателя замыкаются и подают напряжение батареи 1 на обмотку 20 первого реле, происходит замыкание контактов 21 и напряжение батареи 1 подается на обмотку 22 второго реле. В результате этого управляемый ключ 9 подключает стартер 2 к конденсаторной батарее 3, а управляемый ключ 10 подключает стартер 2 к аккумуляторной батарее 1. Диоды 25 и 26 служат для гашения ЭДС самоиндукции. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Таким образом осуццествляется пуск двигателя внутреннего сгорания и стартер 2 приводится во вращение от энергии, запасенной в конденсаторной батарее 3 и аккумуляторной батарее.В момент пуска двигателя внутреннего сгорания (фиг. 1 и 3) контакты выключателя 7 стартера замыкаются ц полают напряжение аккумуляторной батареи 1 на обмотку 27 реле, происходит замыкание контактов 28 и 29 и напряжецие аккумуляторной батареи подается ца обмотки 30 и 32 контакторов. В результате этого управляемый ключ 9 подключает стартер 2 к конденсаторной батарее 3, а управляемый ключ 10 подключает стартер 2 к батарее 1. Диоды 34, 35 и 36 служат для гашения ЭДС самоиндукции. Таким образом осуществляется пуск двигателя и стартер 2 приводится во вращение от энергии, запасенной в конденсаторной батарее 3 и батарее 1.В момент пуска двигателя (фиг. 1 и 4) контакты выключателя 7 стартера замыкаются и подают напряжение аккумуляторной батареи 1 на звуковой генератор 37, транзистор 45 открывается импульсом напряжения, проходящим через конденсатор 53 и резистор 49. В результате этого гго обмотке 48 начинает протекать ток от аккумуляторной батареи 1. Электромагнитное поле, наводимое в сердечнике трансформатора 38 этим тоном, наводит в обмотке 40 ЭДС, которая приложена к переходу эмиттер-база транзистора 45 в запирающем направлении, а к переходу эмиттер - база транзистора 44 - в отпирающем. Транзистор 45 переходит в состояние отсечки, а транзистор 44 - насыщения. Таким образом, ток от аккумуляторной батареи 1 начинает протекать по обмотке 42 трансформатора 38. Этот ток индуцирует в обмотке ЭДС противоположного направления, под действием которой транзистор 44 закрывается, а транзистор 45 открывается. Цик.г работы повторяется с частотой, определяемой параметрами элементов, входящих в состав звукового генератора 37. Резистор 50 предназначен для ограничения базового тока транзисторов 44 и 45, а диоды служат для защиты перехода база - эмиттер этих транзисторов от обратного направления. Таким образом, при подаче напряжения с аккумуляторной батареи 1 на звуковои генератор 3 в обмотке 41 индуцируется переменное напряжение. Это напряжение через резисторы 51 и 52 подается г,а базы транзисторов 62 и 63 усилителем мощности, кс. торые начинают работать в ключевом режиме. При открытом трацзцс горе 62 тон от аккумуляторной батареи 1 протекает по одной половине обмотки 56 трансформатора 55, а при открытом транзисторе 63 по другой половине обмотки 56. Под дей 5 326769ствисм эго(О ток и Обмог;1(. 558 )1(нСфо 1., ВТОРЯ 0) И Н,17 Ц Р 1 С, Г 1,Г,. (ЯС 10 ГЯ кото)ОЙ Онредс,15 Ртс 5( ч 1)ОГЕи )ябо гы .(Ву.ко НОГО Генератора 3, -) ее Возни ка(01 ИЯ 5(т в обмотке 57, подается через диоды 66 и 6) не Выходной ВыВод 76 и через 1)езис 1 Ор 72 -- я входной Вые(оее 77 силового транзисто;ИОГО к,1 ючя 74.,уД(., Возникающая В Г)бмоткс 58. Иодастс 51 четез диОДы 68 и 6. на входной Вывод 80, через резистор 73 на Входной Вывод 81 силового транзисторного кгночя 75. Г 1 роисходит закрытие силовых транзисторных клкгчей 74 и 75. Б результате этого упр В,5(емы кл(оч 9 подключает стартср к конденсаторной Оатярсе 3, а 1 правляемый ключ0 - к аккумуляторной оатарее 1. Диоды 64 и 65 служат для зашиты транзисторов 62 и 63, а диоды 70 и 71 за щищают .иловыс транзисторные ключи 74и 75 ь переходных режимах. Рс:(исторы 72 и 73 Огрян гчивяюг входой ток В силовые трянзисто;)ньс Клюи 74 и 75. Гакем Образом Осуществл 5(ется пуск дВиГятеля ВнутреннеГО с Горянин и стартер 2 Гриводится Во враецение От энергии, запасенной в коннденсяторгц)й батарее 3 и аккумуляторнои батарее 1.При Выключении системы пуска с любым Вариантом выполнения командного блока и управляемых клктчсй, т.е. Нри размь(- канин контактов Выклк)чате.;я 7, схема возвпящается В исходное положение для зяр 51 да конденсатор)ГОН ьЯГареи 3.Емкость конденсаторной батареи выбирают исходя из энергии, необходимой для электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания в зависимости от определенного тина двигателя с учетом аккумуляторной батареи.Предлагаем ая систем а позволит повысить надежность пуска за счет снижения потерь в стяртерной цепи. При пуске, если средний ток равен примерно 200 А и одинаковая отдача От аккумуляторной и конденсаторной батарей в стартерной цепи, на диоде и контактах тягового реле в прототи 11не надает мощность примерно до 150 т.В предлагаемой схеме диод практически не участвует в процессе пуска и для системы но фиг. 1 и 2 потеря составит примерно 5 6 В 1 на управляемых ключах в стартернойцепи), для системы по фиг. 1 и 3 - примерно 8 Вт, для системы по фиг, 1 и 4 примерно 120 Вт.Фор,яула изобретения1. Система электростартерного пускадля двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, соединенную отрицательным полюсом со стартером, выполненным в виде электрической машины постоянного тока, конденсаторную батарею, подключенную через полупроводниковый вентиль к положительному полюсу аккумуляторной батареи, устройство управления пуском и ьыключатель стартера, подключенный к положительному полюсу аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что, с целью новьщения надежности путем снижения потерь энергии в стартерной цепи, устройство управления выполнено в виде командного блока и двух управляемых клк)- чей, первый из которых включен между стартером и точкой соединения кондснсаторчой батареи с вентилем, а второй - между стартером и положительным полюсом аккумуляторной батареи, командный блок подключен к отрицательному и положительному полюсам аккумуляторной батареи и к выключателк) стартера, а также подсоединен к первому и второму управляющим ключам для управления последними.35 2. Система по и, 1, Отличающаяся тем,что командный блок выполнен на электро.магнитных реле.3. Система по и. 1, отличающаяся тем,что ком видный блок содержит звуковой генератор и трансформатор, а управляемые ключи выполнены в виде силовых транзисторных ключей, соединенных со звуковым генератором при помощи трансформатора.Соста витеТех ред Й. ВТираж 503нного когиитета СССМосква, Ж 35, Раграфическое предпр ь В. Чекчазерес Ильингкрытий Корректор Л,Подписноепо делаги изобретений и ошская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4