Автономный энергоагрегат для пуска двигателей

 

Изобретение относится к оборудованию для внешнего пуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, в частности объектов бронетанковой техники. Энергоагрегат содержит генератор, соединенный с приводным двигателем, пульт управления с электронным регулятором внешней характеристики генератора и пусковой агрегат с выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем емкостными накопителями энергии, силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и цепью принудительного разряда накопителей, включающей токоограничивающий резистор и выключатель принудительного разряда. Генератор, приводной двигатель и пульт управления конструктивно объединены в съемный агрегат питания, пусковой агрегат снабжен дополнительным силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и выключателем заряда накопителей от упомянутых внешних источников, а токоограничивающий резистор и выключатель заряда соединены последовательно и образуют цепь заряда, включенную между выводами накопителей и выводами силовых разъемов. Агрегат питания выполнен съемным в виде самостоятельного блока. Техническим результатом является обеспечение высокой пусковой готовности агрегата при низких температурах. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для внешнего пуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, в частности объектов бронетанковой техники.

Известно устройство для пуска ДВС транспортных средств, содержащее генератор, приводной двигатель, аппаратуру управления и выводы для подключения к аккумулятору транспортного средства (SU 1590618, МПК F 02 N 11/08, 1990). К недостаткам данного устройства относится то, что для обеспечения требуемого начального тока стартера (особенно в зимних условиях при пуске двигателей транспортных средств, находящихся на открытой стоянке) генератор, а соответственно, и приводной двигатель должны иметь большую мощность.

Известен также автономный энергоагрегат для пуска ДВС, дополнительно содержащий емкостные накопители энергии, обеспечивающие требуемый начальный ток стартера (RU 2119592, МПК F 02 N 11/08). Каждый из накопителей энергии выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем. В данном энергоагрегате может быть использован генератор небольшой мощности, обеспечивающий заряд накопителей энергии и работающий параллельно с ними при пуске ДВС. Конденсаторы с двойным электрическим слоем имеют большую емкость при малых габаритах и весе и хорошо работают в условиях отрицательных температур. К эксплуатационным недостаткам энергоагрегата относится невозможность его одновременного подключения к двум и более внешним потребителям или источникам энергии, а также трудность пуска приводного двигателя в условиях отрицательных температур. Кроме того, при подключении разряженных конденсаторов к внешнему источнику энергии возможно превышение допустимого тока нагрузки последнего.

Задача изобретения - повышение эксплуатационных характеристик энергоагрегата и расширение его функциональных возможностей.

Поставленная задача решается путем того, что в энергоагрегате, содержащем генератор, соединенный с приводным двигателем, пульт управления с электронным регулятором внешней характеристики генератора и пусковой агрегат с выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем емкостными накопителями энергии, силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и цепью принудительного разряда накопителей, включающей токоограничивающий резистор и выключатель принудительного разряда, согласно изобретению генератор, приводной двигатель и пульт управления конструктивно объединены в съемный агрегат питания, причем пусковой агрегат снабжен дополнительным силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и выключателем заряда накопителей от упомянутых внешних источников, а токоограничивающий резистор и выключатель заряда соединены последовательно и образуют цепь заряда, включенную между выводами накопителей и выводами силовых разъемов.

Энергоагрегат выполнен подвижным, в виде прицепа.

Накопители энергии соединены параллельно, цепь заряда включена между их отрицательными выводами и соответствующими выводами силовых разъемов через разделительные диоды, а в цепь принудительного разряда накопителей энергии включен защитный диод.

Пусковой агрегат содержит контакторы, включенные между отрицательными выводами накопителей энергии и соответствующими выводами силовых разъемов.

Пусковой агрегат может быть дополнительно снабжен розетками для подключения слаботочных потребителей энергии.

Агрегат питания выполнен съемным, в виде самостоятельного блока, в целях обеспечения его хранения в холодное время в отапливаемом помещении. Это позволяет обеспечить высокую пусковую готовность агрегата при низких температурах, снижает износ приводного двигателя и не требует применения средств облегчения пуска (например, эфирных смесей).

Пусковой агрегат может использоваться как с агрегатом питания, так и самостоятельно. Самостоятельное использование наиболее характерно для экстремальных условий эксплуатации, при высоких (от +30^oС) и низких (от -30^oС) температурах, а также в разреженной атмосфере (высокогорье), то есть, когда применение приводного двигателя и зарядного генератора невозможно или нецелесообразно.

Предлагаемый энергоагрегат выполнен с возможностью заряда накопителей от любого внешнего источника постоянного тока: от маломощных аккумуляторов и выпрямителей до сварочных агрегатов. Причем, могут быть подключены одновременно несколько различных источников.

Для удобства в эксплуатации энергоагрегат позволяет одновременно подключится к двум объектам посредством силовых разъемов.

Для защиты обслуживающего персонала от ожогов при возможном искрении силовых кабелей, например при подключении пускового агрегата к объекту пуска, силовые разъемы энергоагрегата могут отключаться контакторами. Контакторы также служат для разрыва электрических цепей при заряде накопителей от внешних маломощных источников постоянного тока.

Для заряда накопителей от внешнего источника служит цепь, содержащая токоограничивающий резистор, выключатель заряда и разделительные диоды. При подготовке накопителей к хранению используется цепь принудительного разряда, содержащая тот же токоограничивающий резистор, выключатель заряда и защитный диод.

Для удобства пользования агрегатом в темное время суток и в условиях ограниченной видимости на пусковом агрегате размещены также розетки для подключения слаботочных потребителей энергии (переносных ламп аварийного освещения объектов).

На чертеже представлена электрическая схема энергоагрегата.

Энергоагрегат содержит генератор 1, соединенный с приводным двигателем 2, пульт управления 3 с электронным регулятором (не показан) внешней характеристики генератора и пусковой агрегат 4 с выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем емкостными накопителями энергии 5-7. Для контроля напряжения заряда накопителей предназначен вольтметр 8. На пусковом агрегате 4 выполнены силовые разъемы (розетки) 9, 10 для подключения внешних потребителей или источников энергии. Для защиты электронного регулятора пульта управления от обратного напряжения между генератором 1 и накопителями 5-7 включен диод 11. Цепь принудительного разряда накопителей 5-7 включает токоограничивающий резистор 12, выключатель принудительного разряда 13 и защитный диод 14.

Генератор 1, приводной двигатель 2 и пульт управления 3 конструктивно объединены в съемный агрегат питания 15.

Пусковой агрегат 4 снабжен также выключателем 16 заряда накопителей от внешних источников энергии, при этом токоограничивающий резистор 12 и упомянутый выключатель заряда 16 соединены последовательно и образуют цепь заряда, включенную между отрицательными выводами накопителей энергии 5-7 и выводами силовых разъемов 9, 10 через разделительные диоды 17, 18. Между отрицательными выводами накопителей энергии 5-7 и соответствующими выводами силовых разъемов 9, 10 включены контакторы 19, 20 ручного включения. Пусковой агрегат снабжен розетками 21, 22 для подключения слаботочных потребителей энергии. Розетки 21, 22 соединены с накопителями энергии 5-7. Агрегат питания 15 подключается к пусковому агрегату 4 через разъемы 23, 24. В цепи розеток 21 и 22 включены предохранители 25, 26 на случай подключения к ним сильноточных потребителей энергии или внешнего короткого замыкания.

Параллельно накопителям энергии 5-7 подключен дополнительный резистор 27, обеспечивающий их гарантированный "медленный" разряд после использования. Дополнительный резистор 27 необходим на случай, если штатный "быстрый" разряд через диод 14 и токоограничивающий резистор 12 при подготовке накопителей энергии к хранению не произведен.

Энергоагрегат может работать в следующих режимах.

1. Предпусковой разогрев моторно-трансмиссионных установок.

Энергоагрегат позволяет осуществлять предпусковой разогрев одновременно двух моторно-трансмиссионных установок. Объект (объекты) подключают к пусковому агрегату через силовые розетки 9, 10. Подключение выполняется последовательно или одновременно при выключенных контакторах 19, 20. После пуска приводного двигателя 2 агрегата питания происходит заряд накопителей энергии до заданного напряжения. Затем контакторы 19, 20 включаются, и на объектах производится поочередный запуск подогревателей. После разогрева моторно-трансмиссионных установок до требуемой температуры выполняется расконсервация (при снятии с хранения) и внешний электрический пуск двигателей.

2. Расконсервация (при снятии с хранения) и электрический пуск двигателей внутреннего сгорания.

При проведении расконсервации производится прокрутка электрическим стартером коленчатого вала двигателя на пусковой частоте вращения, без подачи топлива, с целью извлечения консервационной смазки из цилиндров двигателя. По сравнению с пуском (до 1,5 секунд) это более длительный (до 5...7 секунд) и, следовательно, энергоемкий процесс. После 2...3 прокруток выполняется пуск двигателя.

Для проведения работ по п.2 выполняются операции по п.1 для заряда накопителей. После пуска выполняется подзаряд накопителей для последующей работы.

3. Проведение неэнергоемких проверочных работ при техническом обслуживании и ремонте систем технических комплексов и транспортных средств без использования основных и вспомогательных двигателей, штатных аккумуляторных батарей и других источников электрической энергии.

Для проведения данных работ выполняются операции по п.1. Применение энергоагрегата существенно экономит время, ресурс силовых установок и материальные средства (особенно для техники, находящейся на хранении, так как не требуется приведение в рабочее состояние сухозаряженных батарей).

4. Питание различных потребителей электрической энергии.

Питание потребителей может производиться как автономно, от съемного агрегата питания 15, так и с использованием пускового агрегата 4 совместно с агрегатом питания.

5. Заряд накопителей от внешнего источника.

Данный режим работы предусмотрен для осуществления заряда накопителей 5-7 от аккумуляторных батарей, от промышленной сети через выпрямители, а также и от других маломощных источников постоянного тока.

Для заряда накопителей необходимо разомкнуть выключатели 13 и 16 и контакторы 19 и 20, подключить внешний источник (источники) к розеткам 9 и 10, подключить накопители 5-7 через токоограничивающий резистор 12 к источнику (источникам), замкнув выключатель 16.

6. Подготовка накопителей к хранению.

Накопители энергии емкостного типа, выполненные в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем, должны хранится при напряжении не более (0,5... 0,6)U_ном. Для подготовки накопителей к хранению требуется выполнить их принудительный разряд на токоограничивающий резистор 12. Для разряда накопителей необходимо остановить приводной двигатель 2, выключить контакторы 19, 20 и замкнуть выключатель 13.

Формула изобретения

1. Энергоагрегат, преимущественно для пуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий генератор, соединенный с приводным двигателем, пульт управления с электронным регулятором внешней характеристики генератора и пусковой агрегат с выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем емкостными накопителями энергии, силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и цепью принудительного разряда накопителей, включающей токоограничивающий резистор и выключатель принудительного разряда, отличающийся тем, что генератор, приводной двигатель и пульт управления конструктивно объединены в съемный агрегат питания, причем пусковой агрегат снабжен дополнительным силовым разъемом для подключения внешних потребителей или источников энергии и выключателем заряда накопителей от упомянутых внешних источников, а токоограничивающий резистор и выключатель заряда соединены последовательно и образуют цепь заряда, включенную между выводами накопителей и выводами силовых разъемов.

2. Энергоагрегат по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен подвижным в виде прицепа.

3. Энергоагрегат по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что накопители энергии соединены параллельно, цепь заряда включена между их отрицательными выводами и соответствующими выводами силовых разъемов через разделительные диоды, а в цепь принудительного разряда накопителей энергии включен защитный диод.

4. Энергоагрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что он содержит контакторы, включенные между отрицательными выводами накопителей энергии и соответствующими выводами силовых разъемов.

5. Энергоагрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что пусковой агрегат дополнительно снабжен розетками для подключения слаботочных потребителей энергии.

РИСУНКИ

Рисунок 1