Устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к оборудованию для электростартерного запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и может быть использовано в составе передвижных танкоремонтных мастерских. Устройство для внешнего запуска содержит аккумуляторные батареи, коммутационное устройство, контакты которого включены между аккумуляторными батареями для их переключения с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя. Устройство отличается тем, что снабжено двумя молекулярными накопителями энергии, выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем, а контакты коммутационного устройства включены между накопителями энергии для их переключения с параллельного соединения на последовательное. Изобретение позволяет уменьшить массогабаритные показатели устройства, повысить его надежность и облегчить режим работы аккумуляторных батарей. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к оборудованию для электростартерного запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и может быть использовано в составе передвижных танкоремонтных мастерских.

Из уровня техники известно устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, содержащее генератор, приводимый во вращение электродвигателем, 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.

Известно также устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания танка, содержащее 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, обеспечивающую подключение к электросистеме запускаемого двигателя (Белоновский А.С. Электрооборудование бронетанковой техники. - М. : Воениздат, 1976, с. 118). Данное устройство может быть использовано для запуска двигателей других объектов. В частности, это необходимо когда система запуска другого объекта не является работоспособной из-за разряженных аккумуляторных батарей. Устройство имеет большие массогабаритные показатели, что связано с тем, что запуск осуществляется от четырех аккумуляторных батарей, соединенных попарно-параллельно. К недостаткам устройства относится также низкая надежность запуска при разряженных аккумуляторных батареях, особенно в условиях отрицательных температур окружающей среды.

Задачей изобретения является уменьшение массогабаритных показателей устройства, повышение его надежности и облегчение режима работы аккумуляторных батарей.

Поставленная задача решается путем того, что устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащее аккумуляторные батареи, коммутационное устройство, контакты которого включены между аккумуляторными батареями для их переключения с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, снабжено двумя молекулярными накопителями энергии, выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем, а контакты коммутационного устройства включены между цепями, содержащими накопители энергии, для переключения соединения накопителей энергии с параллельного на последовательное.

Конденсаторы с двойным электрическим слоем имеют большую емкость при малых габаритах и весе и хорошо работают в условиях отрицательных температур. Во время запуска, при срабатывании коммутационного устройства, накопители энергии соединяются последовательно и обеспечивают требуемый импульс тока через стартер. Это дает возможность значительно уменьшить нагрузку на аккумуляторные батареи, снизить их емкость и количество, а также применить низкоамперные аккумуляторные батареи. Внутреннее сопротивление последовательно соединенных накопителей энергии существенно меньше внутреннего сопротивления последовательно соединенных аккумуляторных батарей. Это обеспечивает увеличение надежности запуска двигателя. Кроме того, накопители энергии могут быть заряжены либо от генератора, приводимого во вращение запущенным двигателем, либо от бортового источника энергии объекта, на котором они расположены (от генератора танкоремонтной мастерской), что обеспечивает увеличение ресурса работы аккумуляторных батарей.

Для повышения долговечности аккумуляторных батарей и накопителей энергии устройство снабжено цепями заряда накопителей энергии от аккумуляторных батарей и их разряда через ограничивающие ток нагрузочные сопротивления. Цепи заряда-разряда накопителей энергии содержат последовательно соединенные переключатель и токоограничивающий резистор.

Для контроля готовности к запуску двигателя, а также для контроля за изменением напряжения на накопителях энергии в процессе запуска устройство может быть снабжено вольтметром и переключателем для соединения вольтметра с одним из накопителей энергии. При одном из положений переключателя можно контролировать напряжение на последовательно соединенных накопителях.

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

Устройство для внешнего запуска содержит две аккумуляторные батареи 1 и 2 и коммутационное устройство 3 с размыкающими контактами 4, 5 и замыкающими контактами 6 и 7. Коммутационное устройство 3 может представлять собой два высокоамперных контактора, обмотки которых включены параллельно (на чертеже не показано). Устройство также содержит молекулярные накопители энергии 8, 9, соединенные параллельно с аккумуляторными батареями через соответствующие выключатели. Последовательно с молекулярными накопителями энергии включены высокоамперные выключатели (контакторы массы) 10, 11. Размыкающие контакты 4 и 5 коммутационного устройства включены между положительными и отрицательными полюсами аккумуляторных батарей 1, 2 для их параллельного соединения. С помощью данных контактов параллельно соединены также цепи, одна из которых состоит из накопителя 8 и выключателя 10, а другая - из накопителя 9 и выключателя 11. Замыкающий контакт 6 коммутационного устройства 3 включен между положительным полюсом аккумуляторной батареи 1 и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 2 для их последовательного соединения. Через данный контакт последовательно соединяются также цепи, одна из которых состоит из накопителя 8 и выключателя 10, а другая - из накопителя 9 и выключателя 11.

Устройство содержит аппаратуру управления, в состав которой входит выключатель массы 12 и управляющее реле 13 с замыкающим контактом 14, включенным между входом коммутационного устройства 3 и положительным полюсом аккумуляторной батареи 1.

Цепи заряда-разряда накопителей энергии состоят из переключателей 15, 16 и токоограничивающих резисторов 17, 18. Последовательно с аккумуляторными батареями включены высокоамперные выключатели (контакторы массы) 19, 20. В положении "A" переключателей 15 и 16 формируются цепи заряда накопителей энергии от аккумуляторных батарей через резисторы 17 и 18 (выключатели 10 и 11 при этом должны быть отключены).

Устройство снабжено вольтметром 21 и переключателем 22 для соединения вольтметра с одним из накопителей энергии.

Устройство содержит силовые выводы 23, 24 и 25 для подключения к электросистеме запускаемого двигателя (например через розетку внешнего запуска), вывод 26 для питания цепей управления и слаботочных потребителей и входной вывод 27. Устройство также снабжено выводом 28 для подключения к нему бортовой генераторной установки. Для удобства подключения к различным объектам провода, представляющие собой выводы 23-27, запаяны в соответствующие разъемы.

Система пуска танка, к которой подключено устройство, включает стартер-генератор с якорем 29, сериесной стартерной обмоткой 30 и шунтовой генераторной обмоткой 31, аппаратуру управления 32, с помощью которой осуществляется процесс пуска и дальнейший перевод стартер-генератора в генераторный режим работы и кнопку пуска 33.

Устройство также содержит диод 34, включенный между положительным полюсом аккумуляторной батареи 1 и выводом 26.

Положительный полюс аккумуляторной батареи 2 соединен с выводом 23 и через замыкающий контакт 7 коммутационного устройства с выводом 24. Вывод 25 предназначен для соединения с массой запускаемого двигателя. Обмотка реле 13 соединена с выводом 27, на который поступает управляющий сигнал на переключение аккумуляторных батарей и накопителей энергии с параллельного соединения на последовательное.

Устройство внешнего запуска работает следующим образом.

В исходном положении выключатели 12, 19 и 20 отключены, выключатели 10 и 11 включены, переключатели 15 и 16 находятся в положении "Б".

Для заряда накопителей энергии 8 и 9 размыкают выключатели 10 и 11. Переключатели 15 и 16 переводят в положение "А", а выключатели 19 и 20 замыкают. После заряда накопителей энергии до напряжения, равного 24 В, выключатели 10 и 11 замыкают. Устройство готово к осуществлению запуска двигателя.

С помощью выводов 23-27 устройство подключают к электросистеме танка. При нажатии на кнопку 33 питание от параллельно соединенных аккумуляторных батарей 1, 2 и накопителей энергии 8 и 9 поступает на соответствующий вход аппаратуры управления 32. 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 подается небольшое напряжение, его вал проворачивается и осуществляется выбор люфта в приводном механизме). Затем управляющий сигнал, формируемый с помощью аппаратуры 32, поступает на вывод 27 устройства внешнего запуска и на обмотку реле 13. Последнее срабатывает, замыкает контакт 14 и питание подается на коммутационное устройство 3. Контакты 4 и 5 коммутационного устройства размыкаются, а контакты 6 и 7 замыкаются. Аккумуляторные батареи 1, 2 и накопители энергии 8, 9 соединяются последовательно и удвоенное напряжение (48 В) через вывод 24 поступает на стартер-генератор. Осуществляется запуск двигателя.

После запуска кнопку 33 отпускают, управляющий сигнал снимается с обмотки реле 13, контакт 14 размыкается и коммутационное устройство 3 возвращается в исходное положение. Стартер-генератор танка переходит в генераторный режим работы.

Устройство может быть использовано для запуска объектов, в которых на стартер подается сначала 24 В, а затем 48 В. В этом случае питание стартера осуществляется через вывод 23. Через данный вывод осуществляется также питание стартеров автомобилей, на которых не предусмотрена вторая ступень запуска (то есть, подача на стартер удвоенного напряжения питания). В этом случае управляющее реле 13 и коммутационное устройство 3 в процессе запуска не используются.

Формула изобретения

1. Устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащее аккумуляторные батареи, коммутационное устройство, контакты которого включены между аккумуляторными батареями для их переключения с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, отличающееся тем, что оно снабжено двумя молекулярными накопителями энергии, выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем, а контакты коммутационного устройства включены между цепями, содержащими накопители энергии, для переключения соединения накопителей энергии с параллельного на последовательное.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено цепями заряда-разряда накопителей энергии, каждая из которых содержит последовательно соединенные переключатель и токоограничивающий резистор.

3. Устройство по одному из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено вольтметром и переключателем для его соединения с одним из накопителей энергии.

РИСУНКИ

Рисунок 1