Способ заряда конденсаторной батареи системы электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

(51)5 Е 02 И 11/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ нженеорта в, А.И.Соо СССР1984. ТОРНОЙ ТЕРНОГО СГОРА- УЩЕСТВЛЕ(57) Изобретлестроению,системы пусквнутреннегония - повьпчегателя путемплуатации ак ится к двигатеастности к по отовке ателя бретека дви- экскрутке дви я, Цель из ежности пу ие надоблег чения режи тареи и лятор ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ С(71) Московский институт иров железнодорожного трансп(54) СПОСОБ ЗАРЯДА КОНДЕНСАБАТАРЕИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАРПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОС генератора. Способ заряда конденсатор ной батареи от соединенных аккумуляторной батареи 1 и генератора 4 заключается в измерении тока нагрузки генератора 4 и, при его наличии, установлении тока заряда конденсаторной батареи 1, равным разности между максимально допустимым током отдачи генератора 4 и измеренной величиной. Для этого с помощью блока 11 управления формируется импульсная последовательность с иириой импульсов, обратно пропорциональной току, протекающему через шунт 18, 11 ри воздействии этих импульсов на ограничитель 12 обеспечивается регулирование тока заряда конденсаторной батареи 2, Нри 8 неработающем двигателе с помощью блока 11 управления и ограничителя 12 ограничивается ток разряда аккумуляторной батареи 1 на конденсаторную батарею 22 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил,Изобретение относится к двигателестроению, в частности к подготовкесистемы пуска к прокрутке двигателявнутреннего:.сгорания, и может бытьиспользовано на транспортных сред"ствах и стационарных установках савтономными источниками питания огра"ниченной мощности,Цель изобретения - повышение надежности пуска путем облегчения режима эксплуатации аккумуляторной батареи и генератора.На Фиг. представлена схема электростартерного пуска двигателя,дляосуществления способа зарядаконденсаторной батареи; на Фиг.2 -зависимости напряжений на выходах элементовсистемы от времени с при заряде конденсаторной и аккумуляторной батарейот генератора с учетом изменения величины тока заряда; на Фиг.3 - то же,при заряде конденсаторной и аккумуляторной батарей от генератора для токазаряда, соответствующего моменту времени й = 2 с; на фиг.4 - то же, призаряде конденсаторной и аккумуляторной батарей. от генератора для токазаряда, соответствующего моменту времени= 7 с; на Фиг.5 - то же, призаряде конденсаторной батареи от ак"кумуляторной батареи; на Фиг.6 - тоже, при заряде конденсаторной батареи от аккумуляторной батареи для момента времени= 2 с.Система, предназначенная для реализации способа заряда конденсаторной батареи, содержит аккумуляторнуюбатарею 1, конденсаторную батарею 2,стартер 3, генератор 4, блок 5 коммутации с замыкающими контактами 6 и 7и размыкающим контактом 8, выключатель 9 стартера, потребители 10 электроэнергии, причем отрицательные полюса аккумуляторной батареи в конденсаторной батарее 2 соединены черезразмыкающий контакт 8 блока 5 коммутации, положительный полюс аккумуля-.торной батареи 1 соединен с отрицательным полюсом конденсаторной бата-реи 2 через первый замыкающий контакт 6 блока 5 коммутации, второйзамыкающий контакт 7 которого вклю.чен между положительным полюсом конденсаторной батареи 2 и стартером 3,генератор 4 соединен с аккумуляторнойбатареей 1 и с потребителями 10 электроэнергии, а блок 5 коммутации, подключен к аккумуляторной батарее 1 че 45 50 динены с выводами управления ограничителя 12 тока, Ограничитель 12 тока может быть выполнен в виде дросселя 25, транзистора 26 и диода 27, соединенных последовательно и включенных между генератором 4 и положительным полюсом конденсаторной батареи 2, причем база и эмиттер транзистора 26 подключены к выходным выводам блока 11 управления.Способ реализуют следующим образом.Для пуска двигателя внутреннего сгорания замыкают выключатель 9 старрез выключатель 9 стартера. Систематакже содержит блок 11 управления,ограничитель 12 тока, блок 13 измерения, источник 14 опорного напряжения, логический элемент ИЛИ 15, реле16 с размыкающим контактом 17, шунт18, установленный между генератором4 и соединенными параллельно аккумуляторной батареей 1 и потребителями 10электроэнергии. Входные выводы блока11 управления подключены к шунту 18,а выходные - к выводам управления ограничителя 12 тока, который включен 5 между генератором 4 и положительнымполюсом конденсаторной батареи 2Один вход блока 13 измерения подключен к источнику 14 опорного напряжения, другой - к положительному полю су конденсаторной батареи 2, а выходподключен к одному входу элементаИЛИ 15, другой вход которого соединенс выключателем 9 стартера. 1( выходуэлемента ИЛИ 15 подключено реле 16, 25 размыкающий контакт 17 которого включен между положительными полюсамиаккумуляторной- батареи 1 и конденсаторной батареи 2. Блок 11 управления выполнен в виде двух компарато ров 19 и 20, усилителя 21, источника 22 управляющего напряжения, элемента 23 сравнения и генератора 24пилообразного напряжения, при этомвходы усилителя 21 и первого компаратора 19 подключены к шунту 18, одинвход элемента 23 сравнения подключен к выходу усилителя 21, а другойчерез источник 22 управляющего напряжения - к выходу первого компа .ратора 19 о Один вход второго компаратора 20 подключен к выходу элемента 23 сравнения, другой - к генератору 24 пилообразного напряжения, авыходы второго компаратора 20 сое6590 51 О 15 5 163тера. При этом срабатывают блок 5коммутации и реле 16. С помощью контактов 6, 7, Я,и 17 аккумуляторная 1и конденсаторная 2 батареи соединяются последовательно и разряжаются настартер 3, который прокручивает валДВС,После окончания процесса пускавыключатель 9 размыкается и батареи1, 2 отсоединяются от электростартера 3. Однако реле 16 остается вовключенном состоянии, так как напряжение на конденсаторной батарее 2меньше заданного уровня (блок 3 измерения. вырабатывает на выходе сигнал высокого уровня, так как напряжение на конденсаторной батарее 2 меньше, чем на выходе источника 14 опорного напряжения).В случае успешного пуска двигателя генератор 4 возбуждается, начинает заряжать аккумуляторную батарею1 и снабжать электроэнергией потребители 10. Ток, отдаваемый генератором 4, протекает через шунт 18, сигнал с которого поступает в блок 11,управляющий работой ограничителя 12,В зависимости от величины падения напряжения на шунте 18 с помощью ограничителя 12 задается требуемый ток заряда конденсаторной батареи 2, т.е. приработающем двигателе конденсаторнаябатарея 2 заряжается от генератора 4.При неудачном пуске конденсаторнаябатареязаряжается от аккумуляторной батареи 1, При этом в блоке 11управления также поступает сигнал сшунта 18 и осуществляется регулирование тока заряда конденсаторной батареи 2 путем воздействия на ограничитель 12 тока. Напряжение с шунта 18 поступает на компаратор 19, высокий уровень сигнала на выходе которого сигнализирует о работе генератора 4. При срабатывании компаратора 19 изменяется величина управляющего напряжения на выходе источника 22. Элемент 23 вырабатывает сигнал, величина которого равна разности между управляющим напряжением источника 22 и напряжением на выходе усилителя 21. Причем усилитель 21 позволяет получить напряжение, пропорциональное абсолютному значению тока через шунт 18. В результате на выходе компаратора 20 формируются импульсы, длительность которых обратно пропорциональна току через шунт 18.При воздействии этих импульсов на ограничитель 12 обеспечивается регулирование тока заряда конденсаторной батареи 2. Напряжение на зажимах конденсаторной батареи 2 увеличивается, и прн достижении заданной величины, определяемой источником 14, блок 13 срабатывает, При этом на входе элемента 15 появляется сигнал низкого уровня, что приводит к отключениюреле 16. В результате аккумуляторная1 и конденсаторная 2 батареи соединяются параллельно через контакт 17. Дроссель 25 ограничителя 12 задаетмаксимальную амплитуду тока зарядаконденсаторной батареи 2. Диод 27ограничитепя 12 обеспечивает защитутранзистора 25 и компаратора 20 впроцессе пуска двигателя внутреннего сгорания, когда аккумуляторная 1и конденсаторная 2 батареи соединеныпоследовательно.На фиг.2-6 показаны зависимостинапряжений на шунте 18 и на выходахэлементов, входящих в состав блока11 управления от времени , в процессе заряда конденсаторной батареи2. Фиг.2-4 соответствуют режиму заряда конденсаторной батареи 2 от генератора 4. При этом фиг.З и 4 отражают выходные сигналы элементовблока 11 управления при различных значениях тока нагрузки генератора 4,т.е. тока через шунт 18. На фиг.3представлена работа элементов 20, 23и 24 в момент времени, соответствующий С = 2 с, Фиг.4 поясняет работууказанных элементов в момент времени7 с. Снижение величины тока черезмунт 18 (график 18, фиг.1) можетбыть обусловлено увеличением степени заряженности аккумуляторной батареи 1. На фиг.5 и 6 представлены выходные сигналы элементов системы призаряде конденсаторной батареи 2 отаккумуляторной батареи 1,Ю 25 30 35 4045 50 Формула изобретения 1. Способ заряда конденсаторной батареи системы электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания от параллельно соединенных аккумуляторной батареи и генератора, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что сцелью повышения надежности. пуска путем облегчения режима эксплуатации аккумуляторной батареи игенератора, измеряют величину тока нагрузки генератора и, при его наличии устанавли;юг ток заряда конденсаторной батареи, равным разности между максимально допустимым током отдачи генератора и измеренной величиной, а при отсутствии. тока нагрузки ограничивают ток разряда аккумуляторной батареи.на конденсаторную батарею2. Устройство для заряда конденсаторной батареи системы электростартерного пуска двигателя .внутреннего сгорания, содержащее аккумуляторную батарею, конденсаторную батарею, стартер, генератор, блок ком,1 ацпц с двумя замыкающими и размы,цим контактами, выключатель старт,а н потребители электроэнергии,,опчем отрицательные полюса аккумуляторной и конденсаторной батарей со:динены через размыкающий контакт блока коммутации, положительный полис аккумуляторной батареи соединен с отрицательным полюсом конденсаторной батареи через первый замыкающий контакт блока коммутации, второй замыкающий контакт которого включенэ;,.у положительным полюсом конденэ рной батареи и стартером, генера),. соединен с аккумуляторной бата,.ец и с потребителями электроэнери а блок коммутации подключен куяуляторной батарее через выклю .пь стартера, о т л и ч а ю - 1. с е с я тем, что, с целью повышепадежности путем облегчения ре.:п эксплуатации аккумуляторной ба:р.п и генератора, она снабжена бло.;: управления, ограничителем тока,;оком измерения, источником опорного напряжения, логическим элементом ИЛИ, и,. с размыкающим контактом и шунустановленным между генератором и соединенными параллельно аккумуляторной батареей и потребителями электроэнергии, причем входные выводы блока управления подключены к шунту, а 5 выходные - к выводам управления ограничителя тока, который включен междугенератором и положительным полюсомконденсаторной батареи, один входблока измерения подключен к источникуопорного напряжения, другой - к положительному полюсу конденсаторной батареи, а выход подключен к одномувходу элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выключателем стартера, к выходу элемента ИЛИ подключенореле, размыкающий контакт котороговключен между положительными полюсами аккумуляторной и конденсаторнойбатарей.203. Устройство по п.2, о т л и -чающее ся тем, чтоблокуправления выполнен в виде двух компараторов,усилителя, источника управ ляющего напряжения, элемента сравнения и генератора пилообразного напряжения, причем входы усилителя ипервого компаратора подключены кшунту, один вход элемента сравненияподключен к выходу усилителя, а другой - через источник управляющегонапряжения к выходу первого компаратора, один вход второго компаратораподключен к выходу элемента сравнения, другой - к генератору пилообразного напряжения, а выходы второгокомпаратора соединены с выводами управления ограничителя тока.Устройство по пп.2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель тока выполнен в виде дросселя, транзистора и диода, соединенных последовательно и включенных между генератором и положительным полюсом конденсаторной батареи, причембаза и эмиттер транзистора подключены к выходным выводам блока управления, 1636590