Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5 F О? Ч 11/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4648901/06 (22) 09.02,89 (46) 15.02.91, Бюл. У" 6 (71) Всесоюзный нау:но-исследовательский и проектно-тс хн .логический институт электрокерамики (7?) МБ. Лебедев и ВН. Ниценко (53) 621.43-573 (088.8) (56) Лв торс кое с «1 летел ьс тво ССГР
К 1193288, кл. F 02 N 11/08, 1984.
„„SU„„1627746 А1
? (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОГТЛРТЕРНОГО ПУСКА
ДВИГЛТЕПЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРЛНИЯ (57) Изобретение может быть использовано на транспортных средствах и стационарных установках с автономными источниками питания ограниченной мощности„ Цел ю изобретения является повышение надежности и безопасности системы. Гистема солержит стартер 1, аккумуляторную батарею 2, конленсатор
1627746
3, преобразователь 4 напряжения с выводами 5, Ь и 7, ключ 8 питания, пускс пое устройство 9 с замыкающим контактом 10 н размыканнцим контактом 11.
Э цри замкнутых контактах 10 и 11 конденсатор 3 заряжается через преобразователь 4 от аккумуляторной батареи
2 до высокого напряжения. При включении пускового устройства 9 контакт 11 размыкается, а контакт 10 замыкается, и конденсатор 3 разряжается через преобразователь 4 на стартер 1. При
Изобретение относится к машино строению, в частности к двигателестроению, а именно к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания.
Цель изобретения — повышение надежности и безопасности системы, Па фиг ° 1 представлена электричес- 25 кая схема системы: 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- мыкающим 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- 45 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 первичной 21 и вторичной
22 обмотками, которые выполнены с отводами от середины. В состав преобразователя также входит генератор 23 прокрутке двигателя внутреннего сгорания преобразователь 4 позволяет уменьшить величину напряжения, подаваемого на стартер 1, до требуемого значения, Система может быть снабжена устройством 29 индикации, сигнализирующим о ее готовности к пуску
ДВС, Силовая часть преобразователя
4 напряжения может быть выполнена на базе трансформатора и четырех симисторов. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.
1 импульсов, 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 13 ° а 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 замыкающим контактом 29. Причем устройство 28 индикации подключено через дополни27746 6
1О
5 16 тельный замыкающий контакт 29 ключа
8 11HTBíèÿ параллельно конденсатору 3.
В состав пускового устройства 9 может входить выключатель стартера 30, Генератор 23 импульсов может выполняться на базе транзисторов 31 и 32 и трансформатора 33 с обмотками 34-38, При этом генератор 23 импульсов содержит также резисторы 39-46 и диоды
47-50. Устройство 28 индикации может быть выполнено на резисторах 51 и 52 и лампе 53 ° В качестве устройства 28 индикации может использоваться вольтметр (не показан).!
Система работает следующим образом.
При замыкании ключа S 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 сииисторов 12 и 14, а через половину периода напряжения генератора 23 - на входах управления симисторов 13 и 15.
Преобваэователь 4 при прямом преобразовании работает таким образом, что симисторы 12 и 13 подключают аккумуляторную батарею 2 к половинам обмотки 21 трансформатора 20, изменяя очередность подключения с частотой генератора 23. Снимаемое при этом с обмотки 22 повышенное переменное напряжение выпрямляется симисторами
14 и 15 и подается на зарядку конденсатора 3, Например, при включении симистора
12 напряжение аккумуляторной батареи
2 прикладывается через контакт 11, открытый симистор 12 н дроссель 18 к половине обмотки 21 трансформатора 20. Конденсатор 16 при этом заряжается. Напряжение вторичной обмотки
22 прикладывается к симисторам 14 и 15. Причем подключение обмоток 21 и 22 выбрано таким образом, что, если на аноде симистора 14 возникает напряжение 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 управления симистора 14. Этот симистор включается и происходит заряд конденсатора 3 через дроссель 19.
Далее генератор 23 вырабатывает импульс, открывающий симистор 13, и напряжение на конденсаторе 16 выключает симистор 12, Напряжение аккумуляторной батареи 2 прикладывается к другой половине обмотки 21 и в обмотке 22 возникает напряжение противоположной полярности. Ток через симистор 14 уменьшается до нуля и он выключается. После зарядки конденсатора
25 включается симистор 15, обеспечивая зарядку конденсатора 3 через дроссель 19, т.е. симисторы 14 и 15 осуществляют выпрямпение переменного напряжения, снимаемого с обмотки 22, I
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 его
1627746!
15
55 в<ихс >иному вывс ду 7 (т. е ° нагтряжение 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 вкпючения 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 8 литания преобразователь 4 начинает работать в режиме повьииения напряжсния аккумуляторной батареи 2. Происходит заряд кс нленсатора 3, Срабатывание устроистна 28 индикации (зажигание лампы 53) свидетельствует о готовности сист< мы к пуску.
При включении пус кового устройства 9 вал двигателя внутреннего сгорания кпнематически соединяется со стартером 1, контакт 11 размыкается, а контакт 10 замыкается, т.е. входной зажим 5 пре >бразователя 4 переключается с аккумуляторной батареи 2 на нагрузку (стартер 1). Пднс>временно срабатывают контакты 26 и 27, подк.<юная симисторы 12 и 13 к дополнительным отводам обмотки 21.
Зто дает возможность увеличить напряжение на выводе 5 преобразователя 4 и компенсировать падение напряжения на симисторах 12 и 13. Это также позволяет увеличи гь напряжение на стартере 1 при экстремальных условиях пуска.
Стартер 1 на«пнает вращение и за счет энергии, накопленной в конденсаторе 3, прси.<по <<
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.
«>ормулаи зоб ретения
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 поло>«ительным 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 надежности и безопасности, преобразователь напряжения снабжен дополнительным входным выводом, подключенным к положите.льному полюсу аккумуляторной батареи, причем стартер через замыкающий 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 пге< бразователь напряжения содержит четыре симистора, два коммутирующих конденсатора„ два дросселя, трансформа «, имеюиИяй первичную и вторичнун> об".о;.,и с отводами от середины, гена>ра г<>t импульсов, вход которого сое, ttt tt с положительным полюсом акку".<уг,я"; ной батареи, а четыре выхода — с и<.пями управления симнсторов мс"-.;., t райпими
10.
9 1627746 отводами каждой обмотки трансформатора установлен коммутирующий конденсатор, подключенный одновременно к анодам двух симисторов катоды кото5 рых соединены между собой и подкпючены через дроссель и ключ питания к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи, при этом средний отвод первичной обмотки трансформатора через размакающий контакт пускового устройства соединен с положительным полюсом аккумуляторной батареи, а средний отвод вторичной обмоткис конденсатором.
Составитель А. Иуравлев
Редактор И. Касарда Техред И.яндык Корректор М. Кучерявая
Заказ 326 Тираж 349 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5
Производственно-изд, тельский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
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 выходаьаю 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 трансформатора преобразователя напряжения снабжена двумя дополнительными 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.
