Система пуска двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

F02N11/08 - электрические цепи, приспособленные для запуска двигателей

Владельцы патента RU 2431055:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Система пуска ДВС содержит аккумуляторную батарею (1), выключатель зажигания (2), стартер (3), первый (4) и второй (5) диоды, токоограничивающий резистор (6) и емкостный накопитель энергии (7). Заряд накопителя энергии (7) осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи (1) через последовательно включенные токоограничивающий резистор (6) и первый диод (4). Вторые выводы аккумуляторной батареи (1) и накопителя энергии (7) соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания. Первый силовой контакт стартера (3) напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи (1). Второй силовой контакт стартера (3) соединен с минусовой шиной источника питания. Штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания (2) подключен к точке соединения токоограничивающего резистора (6) и катода первого диода (4). Анод второго диода (5) подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии (7). Катод второго диода (5) подключен к точке соединения токоограничивающего резистора (6) и катода первого диода (4). Технический результат заключается в конструктивной оптимизации системы пуска двигателя внутреннего сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам пуска двигателей внутреннего сгорания.

Известна система пуска двигателей внутреннего сгорания [1], содержащая аккумуляторную батарею, выключатель зажигания и стартер, состоящий из электродвигателя постоянного тока и тягового реле включения зацепления шестерни привода стартера с венцом маховика.

Недостатком этой системы пуска является то, что при повышенной степени разряженности аккумуляторной батареи (это часто случается при эксплуатации автомобиля, причем даже в гарантийный период) и особенно при пониженной температуре электролита [2], после замыкания силовых контактов тягового реле, обеспечивающих включение электродвигателя стартера, ток разряда может достигать больших значений (до 400 А), что приводит к существенному снижению напряжения на аккумуляторной батарее, которое может вызвать самопроизвольное отключение тягового реле и, как следствие, отключение электродвигателя стартера. Отключение электродвигателя стартера снижает ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, что приводит к восстановлению напряжения на ней и, как следствие, к повторному включению стартера. Так как якорь электродвигателя после первого замыкания силовых контактов тягового реле набрал некоторые обороты, вращающиеся зубья шестерни не могут войти в зацепление с неподвижными зубьями венца маховика. Возникающее в результате этого биение зубьев шестерни о зубья венца маховика приводит к появлению так называемого эффекта «фрезеровки» зубьев шестерни зубьями венца маховика, который сопровождается характерным шумом. Вибрация от биения зубьев шестерни о зубья венца маховика передается через рычаг стартера на якорь тягового реле, который непосредственно связан с силовыми контактами. В результате этой вибрации на силовых контактах тягового реле горит электрическая дуга, нагревающая контактную крышку реле. Если водитель, пытаясь запустить двигатель, достаточно долгое время держит контакты выключателя зажигания в замкнутом состоянии, то место пайки выводов обмотки, находящееся на крышке реле в непосредственной близости от силовых контактов нагревается и нарушается электрический контакт выводов обмоток со штекером (катушка тягового реле) из-за расплавления олова.

Еще одним недостатком этой системы пуска двигателей внутреннего сгорания является то, что во время эксплуатации автомобиля имеет место быть, причем даже в гарантийный период, неустойчивая работа контактов выключателя зажигания, что особенно негативно, так как возникающий кратковременный разрыв цепи питания тягового реле, приводящий к самопроизвольному отключению стартера и повторному его включению, вызывающему режим «фрезеровки», не связан с состоянием аккумуляторной батареи.

Практика эксплуатации автомобилей показала, что при возникновении случаев «фрезеровки» водитель продолжает попытки запустить двигатель. Удачная попытка появляется в случае, когда зуб шестерни располагается напротив впадины венца маховика и шестерня успевает войти в зацепление на достаточную глубину. В этом случае при возникновении кратковременного отключения тягового реле шестерня не выбрасывается из зацепления.

В результате повторяющейся работы в аварийном режиме стартер выходит из строя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является система электростартерного пуска (патент России №2306450, кл. F02N 11/08, 2006.01), в которой для обеспечения безаварийного пуска используется емкостный накопитель энергии, заряжаемый от аккумуляторной батареи через последовательно включенные резистор и диод и подключаемый для разряда на электродвигатель стартера с некоторой задержкой.

Недостатком этой системы является необходимость использования емкостного накопителя значительной емкости, запас энергии в которой достаточен для запуска ДВС. Последнее обстоятельство предопределяет существенное ухудшение конструкции, так как габариты емкостного накопителя становятся соизмеримы или даже превышают габариты «штатной» аккумуляторной батареи. Кроме того, результирующая стоимость такой системы пуска возрастает почти в три раза.

Решение технической задачи направлено на конструктивную оптимизацию системы пуска двигателя внутреннего сгорания за счет возможности использования емкостного накопителя с существенно меньшим запасом энергии и, как следствие, существенное уменьшение результирующей стоимости этой системы.

Для решения поставленной технической задачи в системе пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, стартер, первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и емкостный накопитель энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи через последовательно включенные токоограничивающий резистор и первый диод, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, первый силовой контакт стартера напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи, второй силовой контакт стартера соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода, при этом анод второго диода подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии, а катод второго диода подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода.

На чертеже изображена функциональная схема патентуемой системы пуска двигателя внутреннего сгорания.

Система пуска двигателя внутреннего сгорания содержит аккумуляторную батарею 1, выключатель 2 зажигания, стартер 3, первый 4 и второй 5 диоды, токоограничивающий резистор 6 и емкостной накопитель 7 энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи 1 через последовательно включенные токоограничивающий резистор 6 и первый диод 4, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи 1 и емкостного накопителя 7 энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, а первый силовой контакт стартера 3 напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи 1, второй силовой контакт стартера 3 соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера 3 (катушка тягового реле) через выключатель 2 зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора 6 и катода первого диода 4, при этом анод второго диода 5 подключен к первому выводу емкостного накопителя 7 энергии, а катод второго диода 5 подключен к точке соединения токоограничивающего резистора 6 и катода первого диода 4.

Работа системы пуска осуществляется следующим образом.

Заряд емкостного накопителя 7 энергии осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи 1 через последовательно включенные токоограничивающий резистор 6 и первый диод 4. При переводе выключателя 2 зажигания в третье нефиксированное положение на штекер стартера (катушка тягового реле) подается напряжение от аккумуляторной батареи 1 и от емкостного накопителя 7 энергии. После замыкания силовых контактов тягового реле, обеспечивающих включение электродвигателя стартера, ток разряда достигает больших значений (до 400 А), что приводит к существенному снижению напряжения на аккумуляторной батарее 1, но напряжение, прикладываемое к катушке тягового реле, остается высоким, так как определяется величиной напряжения на емкостном накопителе 7 энергии. Последнее обстоятельство, независимо от состояния аккумуляторной батареи 1, исключает возможность самопроизвольного отключения тягового реле и, следственно, отключение электродвигателя стартера 3.

Патентуемая система пуска двигателя внутреннего сгорания позволяет исключить работу стартера в аварийном режиме независимо от состояния аккумуляторной батареи и, как следствие, исключить выход его из строя, в том числе и в гарантийный период эксплуатации автомобиля. Существенным является то обстоятельство, что указанный эффект достигается при минимально возможном увеличении результирующих габаритов и стоимости системы в сравнении с прототипом.

Источники информации

1. Автомобиль ВА3-2121 «Нива» / В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.Б.Пятков - М.: Транспорт, 1980. - 253 с, ил., табл.

2. Электрооборудование автомобилей: Устранение и предупреждение неисправностей. / Ю.Л.Тимофеев, Г.Л.Тимофеев, Н.М.Ильин. - 4-е изд., стер. - М.: Транспорт, 1998. - 301 с, ил., табл.

Система пуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, стартер, первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и емкостной накопитель энергии, заряд которого осуществляется от первого вывода аккумуляторной батареи через последовательно включенные токоограничивающий резистор и первый диод, при этом вторые выводы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя энергии соединены вместе и образуют минусовую шину источника питания, отличающаяся тем, что первый силовой контакт стартера напрямую соединен с первым выводом аккумуляторной батареи, второй силовой контакт стартера соединен с минусовой шиной источника питания, штекер стартера (катушка тягового реле) через выключатель зажигания подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода, при этом анод второго диода подключен к первому выводу емкостного накопителя энергии, а катод второго диода подключен к точке соединения токоограничивающего резистора и катода первого диода.

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей и может быть использовано в установках с электростартерным пуском. .

Система электропуска двигателя автомобиля // 2428583

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и может быть использовано для электростартерного пуска двигателя автомобиля. .

Устройство приведения в движение нагрузки, транспортное средство, включающее в себя его, и способ управления для устройства приведения в движение нагрузки // 2402444

Изобретение относится к транспортным средствам, содержащим устройство приведения в движение нагрузки. .

Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания // 2387868

Изобретение относится к области автомобильной электроники, а именно к области электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Система пуска двигателя внутреннего сгорания // 2364743

Способ и устройство управления запуском и остановкой двигателя внутреннего сгорания ("автозапуск") // 2323366

Автономный электроагрегат // 2311722

Изобретение относится к электротехнике. .

Система электростартерного пуска двигателя // 2306450

Изобретение относится к области электрооборудования автомобильной техники, в частности к системе электростартерного пуска двигателя. .

Система электростартерного пуска двигателя // 2303706

Изобретение относится к области электрооборудования автомобильной техники, в частности, к системе электростартерного пуска двигателя. .

Система электропитания транспортного средства с электротягой, обеспечивающая надежное экстренное торможение и возможность аварийного самостоятельного автономного движения после торможения // 2291793

Изобретение относится к системам электропитания транспортных средств с электротягой и предназначено для использования при осуществлении электропитания трамваев и троллейбусов.

Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания // 2433300

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано на передвижных и стационарных установках, где применяются ДВС и где необходим их частый запуск

Система электростартерного пуска // 2447314

Изобретение относится к области автомобильной электроники, а именно к области электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Механизм включения стартера // 2451206

Изобретение относится к пусковым устройствам для двигателей внутреннего сгорания, в частности к механизмам включения электрических стартеров

Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания // 2502889

Система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания относится к области двигателестроения, а именно к устройствам электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания транспортных машин. Технический результат, получаемый при реализации заявляемой системы, выражается в повышении эффективности использования энергии конденсаторной батареи. Система содержит конденсаторную батарею, устройство для заряда конденсаторной батареи, электростартер с якорной обмоткой, по меньшей мере один сенсор, контроллер с выходом и по меньшей мере одним входом, связанным с сенсором, преобразователь напряжения с задающим входом, силовым входом и силовым выходом, обеспечивающий преобразование напряжения силового выхода по отношению к напряжению силового входа с коэффициентом передачи, который определяется сигналом на задающем входе, причем силовой вход преобразователя напряжения подключен к конденсаторной батарее, силовой выход к якорной обмотке электростартера, а задающий вход к выходу контроллера, в состав которого дополнительно введен модуль оценки заряда конденсаторной батареи, контроллер выполнен таким образом, что задаваемый им коэффициент передачи ограничен, если оценка заряда конденсаторной батареи превышает пороговый уровень, а иначе принимает максимальное значение. 1 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система для запуска двигателя и способ управления двигателем // 2510467

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система запуска предназначена для двигателя, который автоматически останавливается на основе предварительно определенного условия. Система запуска содержит стартер, который запускает двигатель, аккумулятор, который подает электроэнергию в стартер, и устройство управления для стартера. Стартер включает в себя вторую шестерню, входящую в зацепление с первой шестерней, соединенной с коленчатым валом двигателя, актуатор, который при приведении его в действие обеспечивает перемещение второй шестерни для соединения ее с первой шестерней, и электромотор, который вращает вторую шестерню. Устройство управления выполнено с возможностью приведения в действие актуатора и электромотора по отдельности. Устройство управления имеет режим вращения, при котором электромотор приводится в действие до приведения в действие актуатора, и в случае, когда выполняется режим вращения, ограничивает автоматическую остановку двигателя на основе меньшего напряжения из сниженного напряжения аккумулятора после приведения в действие электромотора и сниженного напряжения аккумулятора после приведения в действие актуатора. Раскрыт способ управления двигателя. Технический результат заключается в ограничении остановки двигателя в случае, когда напряжение аккумулятора недостаточно. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Система электропитания транспортного средства // 2520180

Изобретение относится к системам пуска двигателей автомобилей, железнодорожного транспорта, электротранспорта. Система содержит аккумуляторную батарею и накопитель энергии, модуль управления и контроля системы (МУК) электропитания, модуль преобразования напряжения (МПН), модуль силовой коммутации (МСК) для коммутации силовых цепей постоянного тока. Система содержит зарядное устройство (ЗУ), предназначенное для подзаряда аккумуляторной батареи и накопителя энергии, выполненного в виде электрохимического конденсатора (ЭХК). При этом МПН связан силовыми цепями с шинами питания бортовой сети, МСК и МУК; МСК связан силовыми цепями с ЗУ, МД и ЭХК, а ЗУ, в свою очередь, связано силовыми цепями с МА и ЭХК. Модуль управления и контроля выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на модуль МПН, МСК и ЗУ, а также с возможностью получения сигналов с датчиков напряжения аккумуляторной батареи, датчика напряжения ЭХК и датчика тока ЗУ, и с возможностью контроля напряжения/тока шины питания бортовой сети и обеспечения информационного взаимодействия с бортовой информационной шиной транспортного средства. Технический результат заключается в упрощении устройства, уменьшении габаритов и в расширении функциональных возможностей. 1 ил.

Способ управления автоматической остановкой двигателя автотранспортного средства // 2522948

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания автотранспортных средств. Технический результат - ограничение повышения температуры турбокомпрессора во время автоматических остановок двигателя. Предлагается способ, согласно которому: а) определяют значение, характеризующее температуру (Tavt) выхлопных газов, циркулирующих в выхлопном трубопроводе указанного двигателя, на входе в турбину турбокомпрессора; б) это значение, характеризующее эту температуру, сравнивают с заданным пороговым значением (Tavt_seuil); в) если указанное характеризующее значение превышает указанное заданное значение, запускают первую временную задержку (Tempo-in), во время которой повторяют этапы а) и б), и, если во время течения этой первой задержки определяют значение, характеризующее указанную температуру, меньшее указанного заданного порогового значения, эту первую задержку прекращают и осуществляют этап г); г) если указанное характеризующее значение ниже указанного заданного порогового значения, запускают вторую временную задержку (Tempo-out), во время которой повторяют этапы а) и б), и, если во время течения этой второй задержки определяют значение, характеризующее указанную температуру, превышающее указанное заданное пороговое значение, эту вторую временную задержку прекращают, повторно инициализируют измерение течения этой второй временной задержки и осуществляют этап в); д) если первая задержка истекла и указанное характеризующее значение превышает указанное заданное пороговое значение, автоматическую остановку двигателя запрещают; е) если вторая задержка истекла и указанное характеризующее значение ниже указанного заданного порогового значения, разрешают автоматическую остановку двигателя и повторно инициализируют измерение течения первой временной задержки. 2 н. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

Устройство запуска двигателя для транспортного средства с функцией глушения двигателя на холостом ходу // 2524528

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к устройствам запуска. Технический результат - уменьшение температуры нагрева проводов в жгуте. Общая длина жгута проводов стартера для использования исключительно для соединения стартера для двигателя и положительного контактного вывода 4a бортового аккумулятора увеличивается за счет предоставления добавочного избыточного сегмента, чтобы увеличивать сопротивление в жгуте проводов за пределы длины, требуемой для прокладывания жгута проводов в отсеке для двигателя. Избыточный сегмент 21 собирается в форме стержня посредством формирования участка с двумя сгибами посредством сгибания участка одного непрерывного жгута 7 проводов и дополнительного сгибания участка с двумя сгибами дважды и крепится через держатель жгута проводов к кронштейну полки для установки аккумулятора. Без использования резистора, принимающего ограничение по теплостойкости, можно подавлять падение напряжения во время перезапуска, что проблематично в транспортном средстве, имеющем функцию глушения двигателя на холостом ходу. Требуемое сопротивление получается посредством избыточного увеличения длины, так что возрастание температуры жгута проводов является небольшим. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания // 2531807

Комбинированная система пуска двигателя внутреннего сгорания относится к транспортной технике с электростартерным пуском. Технический результат - обеспечение запуска двигателя при различных температурах и состояниях аккумуляторной батареи. Содержит аккумуляторную батарею, тяговое реле включения стартера, стартер, емкостной накопитель энергии, второй вывод которого подключен к минусовому выводу аккумуляторной батареи, управляемый ключ, который выполнен в виде тиристора, причем аккумуляторная батарея через тиристор, а емкостной накопитель энергии первым выводом через диод подключаются к стартеру на время пуска через контакты тягового реле, управляющий электрод тиристора подключен к общему выводу введенного переключателя 8, который соединяет в первом положении последовательно соединенные пороговый элемент (стабилитрон) 9 и резистор 10 с общей точкой аккумуляторной батареи 1 и анода тиристора 7, во втором положении - с общей точкой резистора 10 и порогового элемента (стабилитрона), а в третьем - с катодом тиристора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Активирующее устройство и способ активации для сдвоенной батарейной системы // 2536163

Изобретение относится к активирующему устройству с блоком автоматического выключателя для сдвоенной батарейной системы, которая содержит систему батарей питания, соединенную с электрической системой, содержащей стартерный двигатель и схему замка зажигания для транспортного средства, и систему стартерных батарей, выполненную с возможностью параллельного соединения с системой батарей питания посредством блока автоматического выключателя, который выполнен с возможностью переключения между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием, при этом в последнем состоянии система стартерных батарей способна питать электрическую систему энергией. Активирующее устройство содержит блок управления, сигнальный блок, выполненный с возможностью генерирования сигнала yi напряжения и передачи сигнала у напряжения в схему замка зажигания, блок контроля, выполненный с возможностью контроля сигнала у напряжения от соединения замка зажигания и с возможностью генерирования сигнала контроля на основании контролируемого сигнала у напряжения, и блок процессора, выполненный с возможностью сравнения сигнала контроля по меньшей мере с одним заранее определенным критерием детектирования и с возможностью генерирования на основе этого сравнения сигнала управления, который передается в блок управления. Изобретение также содержит способ активации блока автоматического выключателя в сдвоенной батарейной системе. Повышение надежности активирования устройства является техническим результатом изобретения 3 н. и 11 з.п.ф-лы, 5 ил., 3 табл.