Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания

(51) 5 Е 02 Ч 11/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюэцый цау:цо-исследовательский и проектно-техн логический институт электрокерамикц(56) Лвторское свилетельство ССГРР 1193288, кл, Г 02 И 11/08, 1984,801627746 А 1 7(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОГТЛРТЕРНОГО ПУСКА ДВИГЛТЕПЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРЛНИЯ (57) Изобретение может быть использовано на транспортных средствах и стационарных установках с автономными источциками питания ограниченной мощности Целю изобретения является повышение надежности и безопасности системы, Гистема солержцт стартер 1, аккумуляторную батарею 2, коцленсатор 11627746 3, преобрдзовдтель 4 напряжения с выподдми 5, Ь и 7, ключ 8 питания, пусковое устройство 9 с замыкающим контактом 10 н рдзмыканнцим контактом 11.цри здмкнуть 1 х контактах 10 и 11 кон;тпсдтор 3 заряжается через преобразовдтель 4 от аккумуляторной батареи2 до высокого напряжения, При включении пускового устройства 9 контакт 11рдзмыкдетсл, а контакт 10 замыкается,и конденсатор 3 разряжается черезпреобразователь 4 на стартер 1. При Изобретение относится к машино- строеншо, в частности к двигателе- строению, а именно к пусковым устройствдм двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение надежности и безопасности системы,Па фиг1 представлена электричес кая схема системьц на фиг. 2 - выполнение преобразователя напряжения и устройства индикации в составе системы.Система содержит стартер 1, выпол 30 ненный в виде машины постоянного тока, аккумуляторную батарею 2, конденсатор 3, преобразователь 4 напряжения с двумя входными выводами 5 и 6 и вы-ходным выводом 7, ключ 8 питания, ,35 пусковое устройство 9 с замыкающим контактом 10 в цепи стартера 1 и раз- мыкдющим контактом 11, расположенным между положительным полюсом аккумуляторной батареи 2 и входным выводом 5 40 преобразователя 4 напряжения, выходной вывод 7 которого подключен к конденсатору 3. Аккумуляторная батарея 2 включена в систему через ключ 8 питания. Входной вывод 6 преобразо вателя 4 напряжения подключен к положительному полюсу аккумуляторной батареи 2, а стартер 1 через замыкающий контакт 10 пускового устройства 9 соединен с входным выводом 5 пре образователя 4 напряжения.Преобразователь 4 напряжения может содержать четыре симистора 12-15, два коммутирующих конденсатора 16 и 17, два дросселя 18 и 19, трансформатор 20 с первичной 21 и вторичной 22 обмоткдмп, которые выполнены с отводами от середины. В состав преобразователя также входит генератор 23 прокрутке двигателя внутреннего сгорания преобразователь 4 позволяетуменьшить величину напряжения, подаваемого на стартер 1, до требуемогозначения, Система может быть снабжена устройством 29 индикации, сигнализирующим о ее готовности к пускуДВС, Силовая часть преобразователя4 напряжения может быть выполненана базе трансформатора и четырехсимисторов. 4 з.п.ф-лы, 2 ил. 1импульсов, выходы которого соединены с цепями управления симисторов 12-15, Между крайними отводами первичной обмотки 21 трансформатора 20 установлеи коммутирующий конденсатор 16, а между крайними отводами вторичной обмотки 22 - конденсатор 17, Конденсатор 16 подключен к анодам двух симисторов 12 и 13, а конденсатор 17 - к анодам симисторов 14 и 15. Катоды симисторов 12 и 13а также катоды симисторов 14 и 15 соединены между собой и через дроссели 18 и 19 подключены к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи 2.Средний отвод первичной обмотки 21 трансформатора 20 через размыкающий контакт 11 пускового устройства 9 соединен с положительным полюсом аккумуляторной батареи 2, а средний отвод вторичной обмотки 22 - с конденсатором 3.Преобразователь 4 напряжения может быть снабжен двумя элементами (конденсаторами) 24 и 25 задержки, включенныки между выходами генератора 23 импульсов и цепями управления спмисторов 14 и 15, Одна из обмоток трансформатора 20 (например первичная обмотка 21) может быть снабжена двумя дополнительными отводами, а пусковое устройство 9 - двумя переключающими контактами 26 и 27, При этом аноды симисторов 12 и 13 подключены к крайним и дополнительным отводам обмотки 21 через переключающие контакты 26 и 27 пускового устройства 9. Система пуска может быть снабжена устройством 28 индикации, а ключ 8 питания выполнен с дополнительным здмыкающим контактом 29. Причем устройство 28 индикации подключено через дополни 5 16тельный эамыкаюгрщ контакт 29 ключа8 питания параллельно конденсатору 3.В состав пускового устройства 9может входить выключатель стартера 30,Генератор 23 импульсов может выполняться на базе транзисторов 31 и 32и трансформатора 33 с обмотками 34-38,При этом генератор 23 импульсов содержит также резисторы 39-46 и диоды47-50. Устройство 28 индикации можетбыть выполнено на резисторах 51 и 52и лампе 53В качестве устройства 28индикации может использоваться вольтметр (не показан),Система работает следующим образом.При замыкании ключа 8 питания напряжение акумуляторной батареи 2 подводится к входным выводам преобразователя 4 напряжения. Начинается подготовка системы к пуску.В генераторе 23 импульсов из-за неидентичности параметров транзисторов 31 и 32, один из них, например 31, начинает открываться, Его коллекторный ток увеличивается, создавая в обмотке 34 напряжение, открывающее через делитель на резисторах 43 и 44 еще больше транзистор 31 и соответственно через делитель на резисторах 45 и 46 закрывающее транзистор 39.При насыщении сердечника трансформатора 33 напряжение на его обмотках 35-38 уменьшается до нуля, а затем меняет знак. Транзистор 3 1 начинает запираться, а транзистор 32 отпираться, т,е. генератор 23 импульсов работает в автоколебательном режиме и на четырех вторичных обмотках 35-38 трансформатора 33 возникают переменные напряжения, При положительной полярности этих напряжений через ограничительные резисторы 39-42 на входы управления симисторов 12-15 поступают импульсы, включающие их, а при отрицательной полярности открываются диоды 47-50 и на входах управления указанных симисторов включающие их импульсы отсутствуют, Фазирование обмоток 35-38 выполнено таким образом, что открывающие импульсы появляются сначала на входах управления симисторов 12 и 14, а через половину периода напряжения генератора 23 - на входах управления симисторов 13 и 15.Преобоаэователь 4 при прямом преобразовании работает таким образом, 27746 6 50 55 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 что симисторы 12 и 13 подключаютаккумуляторную батарею 2 к половинамобмотки 21 трансформатора 20, изменяя очередность подключения с частотой генератора 23, Снимаемое при этомс обмотки 22 повышенное переменноенапряжение выпрямляется симисторами14 и 15 и подается на зарядку конденсатора 3,Например, при включении симистора12 напряжение аккумуляторной батареи2 прикладывается через контакт 11,открытый симистор 12 и дроссель 18к половине обмотки 21 трансформатора 20. Конденсатор 16 при этом заряжается. Напряжение вторичной обмотки22 прикладывается к симисторам 14и 15. Причем подключение обмоток 21и 22 выбрано таким образом, что,если на аноде симистора 14 возникаетнапряжение отрицательной полярности,то на аноде симистора 15 - положительной. После зарядки конденсатора 24(т.е, с задержкой времени после включения симистора 12) открывающий импульс поступает на вывод управлениясимистора 14, Этот симистор включается и происходит заряд конденсатора 3через дроссель 19.Далее генератор 23 вырабатываетимпульс, открывающий симистор 13, инапряжение на конденсаторе 16 выключает симистор 12, Напряжение аккумуляторной батареи 2 прикладывается кдругой половине обмотки 21 и в обмотке 22 возникает напряжение противоположной полярности. Ток через симистор 14 уменьшается до нуля и он выключается. После зарядки конденсатора25 включается симистор 15, обеспечивая зарядку конденсатора 3 черездроссель 19, т,е, симисторы 14 и 15осуществляют выпрямпение переменногонапряжения, снимаемого с обмотки 22,При отсутствии задержки включения симистора 15 возможна разрядка конденсатора 3 через обмотку 22. При многократном повторении циклов зарядки конденсатора 3 напряжение на его обкладках постепенно повышается до амплитудного значения напряжения на обмотке 22. Выбором величины резисторов 51 и 52 добиваются, чтобы зажигание лампы 53 в устройстве 28 индикации происходило при увеличении, напряжения на конденсаторе 3 до максимума.Преобразователь 4 позволяет понижать напряжение, приложенное к егоО 15 25 ЗО 35 40 45 50 55 вихолному выводу 7 (т.енапряжение на конденсаторе 3), до требуемого для питания стартера уровня, Для выполнения обратного преобразования достаточно, чтобы было произведено переключение вывода 5 с аккумуляторной батареи 2 на нагрузку, а генератор 23 продолжал работу в прежнем режиме, При обратном преобразовании симисторы 14 и 15 поочередно подключают заряженный конденсатор 3 к половинам обмотки 22, а снимаемое с обмотки 2 1 напряжение выпрямляется симисторами 12 и 13. В этом режиме симисторн 12 и 13 открываются при отрицательном напряжении на аноде, а симисторы 14 и 15 - при положительном, Поскольку нагрузкой преобразователя 4 при обратном преобразовании служит стартер 1, а не конденсатор, то нет необходимости в задержке включения симисторов 12 и 13 по отношению к моментам включения симисторов 14 и 15.Для пуска двигателя внутреннего сгорания выполняются следующие условия,При замыкании контактов ключа 8литания преобразователь 4 начинаетработать в режиме повьииения напряжения аккумуляторной батареи 2, Происходит заряд конденсатора 3, Срабатывание устроистна 28 индикации (зажигание лампы 53) свидетельствуето готовности сист мы к пуску.При включении пускового устройства 9 вал двигателя внутреннегосгорания кпнематически соединяетсясо стартером 1, контакт 11 размыкается, а контакт 10 замыкается, т,е,входной зажим 5 преобразователя 4переключается с аккумуляторной батареи 2 на нагрузку (стартер 1). Одновременно срабатывают контакты 26и 27, подк.юная симисторы 12 и 13к до пол нител ьным от в одам обмотки 21 .Это дает возможность увеличить напряжение на выводе 5 преобразователя 4 и компенсировать падение напряжения на симисторах 12 и 13, Этотакже позволяет увеличигь напряжениена стартере 1 при экстремальных условиях пуска,Стартер 1 напнает вращение и засчет энергии, накопленной в конденсаторе 3, прси полит пуск двигателявнутреннегог раиля,При работаюием д. гателе контакты 10, 11, 26 и "7 воврдииютея в исходное положение. По цепям (не показаны) идет подзаряд аккумулягорягй батареи 2, Генератор 23 импульсов продолжает работу, В результэте конденсатор 3 вновь заряжается до максимального значения напряжения и поддерживается в этом состоянии, а устройство 28 индикации дает сигнал о готовности системы к пуску двигателя,При размыкании ключа 8 питания генератор 23 отключается, симисторы 12-15 закрываются, а контакт 29 отсоединяет устройство 28 индикации от конденсатора 3 Последний разряжается токами утечки симисторов 24 и 25. Перед последующей зарядкой конденсатора 3 на нем сохраняется остаточный заряд, благодаря которому сокращается время подготовки системы к пуску. йормулаизобретения 1, Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая стартер, выполненный в виде машины постоянного тока, аккумуляторную батарею, конденсатор, преобразователь напряжения с входным и выходным выводами, ключ питания, пусковое устройство с замыкающим контактом в цепи стартера и размыкающим контактом, расположенным между положительным полюсом аккумуляторной батареи и входным выводом преобразователя напряжения, выходной вывод которого подключен к конденсатору, причем аккумуляторная батарея включена в систему через ключ питания, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежносп и безопасности, преобразователь напряжения снабжен дополнительным входным выводом, подключенным к положительному полюсу аккумуляторной батареи, причем стартер через замыканииий контакт пускового устройства соединен с входным выводом преобразователя напряжения,2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что пгеобразователь напряжения содержит четыре симистора, два коммутирующих конденсатора два дросселя, трансформа и, имеюирй первичную и вторичную об"о,;и с отводами от середины, гепара гог импульсов, вход которого соединс полоящтельннм полюсом аккумуг,я.; ной батареи, а четыре выхода - с п.пями управления симисторов, ье;., крайними9 1627746 отводами каждой обмотки трансформатора установлен коммутирующий конденсатор, подключенный одновременно к анодам двух симисторов катоды кото 5 рых соединены между собой и подкпючены через дроссель и ключ питания к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи, при этом средний отвод первичной обмотки трансформатора через размыкающий контакт пускового устройства соединен с положительным полюсом аккумуляторной батареи, а средний отвод вторичной обмоткис конденсатором. Составитель А. Зуравлев Редактор И. Касарда Техред И,Дидык Корректор М. КучеряЗаказ 326 Тираж 349 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ри ГКНТ С изд,артельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул звсдстве ари 3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что.преобразователь напряжения снабжен двумя элементами задержки, включенными между 20 выходами генератора импульсов и цепями управления симисторов, которые соединены с вторичной обмоткой трансформатора,4, Система по пп, 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что одна из обмоток трансдюрматора преобразователя напряжения снабжена двумя дополнительньии отводами, а пусковое устройство снабжено двумя переключающими контактами, при этом аноды связанных с обмоткой симисторов подключены к крайним и дополнительным отводам этой обмотки через переключающие контакты пускового устройства.5. Система по пп. 1-4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что снабжена устройством индикации, а ключ питания выполнен с дополнительным замыкающим контактом, причем устройство индикации подключено через дополнительный замыкающий контакт ключа питания параллельно конденсатору.