Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к оборудованию для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Энергоагрегат содержит генератор, соединенный с приводным двигателем, аппаратуру управления, выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, два емкостных накопителя энергии, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, и коммутационное устройство с контактами, включенными между накопителями энергии для их переключения в процессе запуска с параллельного соединения на последовательное. Энергоагрегат может быть использован для запуска двигателей объектов бронетанковой техники и большегрузных автомобилей. Изобретение позволяет обеспечить надежный запуск двигателей в условиях отрицательных температур. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к оборудованию для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.

Из уровня техники известна электросистема двигателя внутреннего сгорания танка, содержащая стартер-генератор, две группы аккумуляторных батарей, реле стартер-генератора с контактами для переключения аккумуляторных батарей с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и розетку внешнего запуска (Белоновский А.С. Электрооборудование бронетанковой техники, М.: Воениздат, 1976, с. 118). Данная система может быть использована для запуска двигателей других объектов. В частности, это бывает необходимо, когда система запуска одного из танков не является работоспособной из-за разряженных аккумуляторных батарей. Однако внешний запуск двигателя одного объекта от аккумуляторных батарей другого объекта не всегда возможен и целесообразен. Например, может возникнуть ситуация, когда в результате нескольких попыток внешнего запуска двигателя другого объекта аккумуляторные батареи разрядятся настолько, что станет невозможным запуск того объекта, на котором они расположены. Кроме того, как известно, надежность запуска от аккумуляторных батарей резко падает при отрицательных температурах окружающей среды.

Известно также устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, содержащее генератор, приводной двигатель, аппаратуру управления и выводы для подключения к аккумулятору транспортного средства (а. с. СССР N 1590618, кл. F 02 N 11/08, 1990). Для того чтобы обеспечить требуемый ток стартера, генератор данного устройства должен иметь большую мощность. Причем даже при наличии мощного генератора данное устройство не может быть использовано для запуска двигателей танков, так как не обеспечивает подачу удвоенного напряжения на стартер-генератор запускаемого двигателя.

Задачей изобретения является разработка малогабаритного автономного энергоагрегата, обеспечивающего надежный запуск двигателей внутреннего сгорания объектов бронетанковой техники и большегрузных автомобилей в условиях отрицательных температур.

Поставленная задача решается путем того, что автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий генератор, соединенный с приводным двигателем, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, снабжен двумя емкостными накопителями энергии, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, и коммутационным устройством с контактами, включенными между накопителями энергии для их переключения с параллельного соединения на последовательное.

В предлагаемом энергоагрегате может быть использован генератор небольшой мощности, предназначенный для заряда накопителей энергии малым током в течение длительного промежутка времени. Для накопления энергии использованы конденсаторы с двойным электрическим слоем, имеющие большую емкость при малых габаритах и весе и хорошо работающие в условиях отрицательных температур.

Соединение накопителей энергии между собой через контакты коммутационного устройства дает возможность использовать энергоагрегат для двух или трехступенчатого запуска двигателей объектов бронетанковой техники. Энергоагрегат является простым, экономичным, надежным в работе и практически не требует обслуживания. После удачного запуска накопители энергии практически мгновенно вновь заряжаются от более мощного генератора (или стартер-генератора), приводимого во вращение запущенным двигателем. Это исключает длительную подготовку энергоагрегата к последующей работе.

В процессе запуска двигателя накопитель энергии, отрицательный полюс которого после срабатывания коммутационного устройства остается подключенным к массе энергоагрегата, один обеспечивает питание вспомогательных потребителей энергии, обеспечивающих процесс запуска, в том числе питание цепей управления. Для защиты упомянутых цепей управления запускаемого объекта от обратных токов последовательно с данным накопителем энергии может быть включен диод.

Целесообразно снабжать энергоагрегат цепью принудительного разряда накопителей энергии, которая необходима для подготовки конденсаторов к хранению.

Энергоагрегат может быть снабжен вольтамперметром для контроля напряжения на накопителях энергии и тока их заряда или разряда. Это необходимо для визуального контроля режима работы энергоагрегата и его готовности к запуску двигателя.

На чертеже представлена электрическая схема энергоагрегата, подключенного к электросистеме танка.

Энергоагрегат содержит генератор 1 с обмоткой возбуждения 2, в цепь которой включен регулятор напряжения 2, приводной бензиновый двигатель 4, емкостные накопители энергии 5 и 6, коммутационное устройство 7 с размыкающими контактами 8 и 9 и замыкающими контактами 10 и 11. Устройство 7 может представлять собой два сильноточных контактора, обмотки которых соединены параллельно (на чертеже не показано). Энергоагрегат содержит также аппаратуру управления, в состав которой входит выключатель массы 12, автоматический защитный выключатель 13 и управляющее реле 14 с замыкающим контактом 15. Положительные и отрицательные полюса накопителей энергии 5 и 6 соединены между собой соответственно через размыкающие контакты 8 и 9 коммутационного устройства. Одновременно положительный полюс первого накопителя энергии 5 соединен с отрицательным полюсом второго накопителя энергии 6 через замыкающий контакт 10.

Цепь принудительного разряда накопителя энергии 5 и 6 состоит из последовательно соединенных резистора 16 и выключателя 17. Между якорем генератора 1 и накопителем энергии 5 и 6 включен измерительный шунт 18 вольтамперметра 19. Цепь принудительного разряда подключена к первому накопителю энергии 5 через шунт 18. Последовательно с первым накопителем энергии 5 включен диод 20. Электроагрегат также содержит силовые выводы 21, 22 и 23 для подключения к электросистеме запускаемого двигателя (например, через розетку внешнего запуска), вывод 24 для питания цепей управления и входной вывод 25. Вывод 22 соединен с положительным полюсом второго накопителя энергии 6 непосредственно, а вывод 21 - через замыкающий контакт 11 коммутационного устройства 7. Диод 20 включен между положительным полюсом накопителя энергии 5 и выводом 24 для питания цепей управления запускаемого объекта.

Обмотка реле 14 соединена с выводом 25, на который поступает управляющий сигнал на переключение накопителей энергии с параллельного соединения на последовательное. Вывод 23 предназначен для подключения к массе запускаемого двигателя. Электроагрегат снабжен также выводами 26 и 27 для подключения к нему слаботочных потребителей, например переносных ламп. При этом вывод 26 соединен с положительным полюсом накопителя 5 через шунт 18. Для удобства подключения к различным объектам провода, представляющие собой выводы 21-27, запаяны в соответствующие разъемы.

Система пуска танка, к которой подключен энергоагрегат включает стартер-генератор с якорем 28, сериесной стартерной обмоткой 29 и шунтовой генераторной обмоткой 30, аппаратуру управления 31, с помощью которой осуществляется процесс пуска и дальнейший перевод стартер-генератора в генераторный режим работы, и кнопку пуска 32.

Энергоагрегат работает следующим образом.

После запуска приводного двигателя 4 выключатели 12 и 13 замыкают, генератор 1 возбуждается и осуществляется заряд параллельно соединенных накопителей энергии 5 и 6. При увеличении напряжения на накопителях до 24 В и уменьшении тока их заряда до значения, близкого к нулю, выключатель 13 размыкают. Значения напряжения и тока во время заряда накопителей энергии контролируют по вольтамперметру 19.

При нажатии на кнопку пуска 32, расположенную на запускаемом объекте, питание от параллельно соединенных накопителей 5 и 6 поступает на аппаратуру управления 31. В результате этого включаются вспомогательные агрегаты (маслозакачивающий насос) и осуществляется первая ступень пуска (то есть, в течение 0,4-0,8 с на стартер-генератор небольшое напряжение, его вал поворачивается и осуществляется выбор люфта в приводном механизме). Затем управляющий сигнал, формируемый с помощью аппаратуры 31, поступает на вывод 25 энергоагрегата и на обмотку реле 14. Последнее срабатывает, замыкает контакт 15 и питание подается на коммутационное устройство 7. Контакты 8 и 9 коммутационного устройства размыкаются, а контакты 10 и 11 замыкаются. Накопители энергии 5 и 6 соединяются последовательно и удвоенное напряжение (48 В) через вывод 21 поступает на стартер-генератор 28. Осуществляется запуск двигателя.

После запуска кнопку 32 отпускают, управляющий сигнал снимается с обмотки реле 14, контакт 15 размыкается и коммутационное устройство 7 возвращается в исходное положение. Стартер-генератор 28 переходит в генераторный режим, и напряжение с его якоря через входящие в состав аппаратуры 32 фильтр и предохранитель (на чертеже не показаны) поступает на вывод 22 энергоагрегата. Накопители 5 и 6 вновь заряжаются до номинального напряжения, после чего энергоагрегат отключается от запускаемого объекта.

Энергоагрегат может быть использован для запуска объектов, в которых на стартер подается сначала 24 В, а затем 48 В. В этом случае питание стартера осуществляется через вывод 22. Через данный вывод осуществляется также питание стартеров автомобилей, на которых не предусмотрена вторая ступень пуска (то есть, подача на стартер удвоенного напряжения питания). В этом случае управляющее реле 14 и коммутационное устройство 17 в процессе запуска не используются.

Формула изобретения

1. Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий генератор, соединенный с приводным двигателем, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, отличающийся тем, что он снабжен двумя емкостными накопителями энергии, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, и коммутационным устройством с контактами, включенными между накопителями энергии для их переключения с параллельного соединения на последовательное.

2. Энергоагрегат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен диодом, включенным последовательно с накопителем энергии, отрицательный вывод которого после срабатывания коммутационного устройства остается подключенным к массе энергоагрегата.

3. Энергоагрегат по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен цепью принудительного разряда накопительной энергии.

4. Энергоагрегат по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен вольтамперметром для контроля напряжения на накопителях энергии и тока их заряда или разряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1