CN106481495A - 一种发电机辅助启动装置及其启动方法 - Google Patents

Abstract

一种发电机辅助启动装置，包括柴油发动机、弹簧马达、转速检测装置、油压检测装置、水温测量装置、油门电子执行器、控制系统和人力发电机；设置弹簧马达和人力发电机，能解决作为备用电源长期闲置的柴油发电机紧急情况下无法保证能成功启动技术问题。

Description

一种发电机辅助启动装置及其启动方法

技术领域

本发明属于柴油发电机技术领域，特别涉及到一种柴油发电机的辅助启动装置。

背景技术

电力需求存在于日常生活的每一个角落，一旦电力供应中断，对社会的生产生活将产生重大的影响。

特别是在电信、金融、军队、国防等领域绝对不允许电力供应中断的情况发生，为保证电力供应顺畅，通常使用备用电源系统为电气设备供电。现在使用的备用电源大多采用柴油发电机组作为主要的备用电源。

随着社会的进步，人们对电力需求量越来越大，作为备用电源的柴油发电机组的功率需求也越来越大。现有技术中，通常采用N台机组并联发电，但是随着N数量的增大，备用柴油发电机组构成的备用电源系统的可靠性会大大降低，所以增大单台发电机组的功率是提高备用发电系统可靠性的重要举措，如将5台1200KW曲轴型发电机并联的系统改成单台6000KW的涡轮型发电系统。但是单机功率的增大，对启动系统的功率要求随之增大，每台柴油发电机启动都离不开蓄电池，而蓄电池的电力充足是保障柴油发电机组启动成功的必要条件。当柴油发电机组平时正常使用时主要是柴油机上的24V硅发充电机源源不断的给蓄电池充电；当柴油发电机平在长时间停放不使用时，蓄电池的电量补充要靠外来充电器对其充电，并且有规律的补充补足。柴油发电机组作用备用电源，一般情况是停置不用，但是意外停电时，柴油发动机常因太久不用而导致蓄电池电源不足或者蓄电池损坏，无法正常启动。如果定期对蓄电池进行充电放电维护，又大大增加了维护成本。

在传统的蓄电池启动系统中，启动失败的概率较大，尤其是高寒地区，蓄电池的容量显著下降，大功率发电机组启动困难的问题更加突出。为此，发明一种适应大功率发电机组启动的电源系统，非常必要。

柴油发动机有两种供油方式，一种是机械式供油，这种方式的供油燃烧不充分，特别是在启动的时候；另一种是利用油门电子调节执行器进行实时电子调节式供油，这种方式燃料更加有效的燃烧，污染少，现在柴油发动机的供油量的调节大都采用电子油门调节的方式取代原来的机械供油，但是油门电子执行器必须要外加电源供电才能工作，同时发动机的控制系统也必须外加电源才能工作。

发明内容

本发明的技术目的在于，提供一种发电机辅助启动装置，解决作为备用电源长期闲置的 柴油发电机紧急情况下无法保证能成功启动技术问题。

本发明的技术方案是：一种发电机辅助启动装置，包括柴油发动机、弹簧马达、油门电子执行器、控制系统和人力发电机；

所述柴油发动机是发电机工作时的动力源，其动力输出轴与发电机的主轴通过联轴器相连；

所述弹簧马达蓄能后可为柴油发动机提供从静止到开始转动的初始动力，弹簧马达设有能量释放开关，弹簧马达的动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴可离合的连接；如可离合齿轮连接。当需要使用弹簧马达作为启动的初始动力时，启动能量释放开关，弹簧马达动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴合在一起带动柴油发动机主轴转动，其他情况下分离。

所述油门电子执行器为调节柴油发动机供油量的装置，所述油门电子执行器的电源输入端与所述控制系统的电源输出端相连接，所述油门电子执行器的信号输入端与控制系统的信号输出端相连接，可执行控制系统的控制指令，无控制电源时电子油门执行器处于关闭状态；

所述控制系统的电源输入端与人力发电机的电源输出端相连接，控制系统还设有电源输出端和信号输入/输出端，所述控制系统可给所控制的电子器件提供电源和控制电子器件的信号输入和输出；

所述控制系统通电后，可以实现对发动机的启动、故障报警、保护停机功能；

所述人力发电机包括发电单元和整流单元，为控制系统和油门电子执行器在柴油发动机启动前提供所需要的直流电源；

控制系统可以监测发动机及发电机的各种参量，控制系统可根据选择的程序输出控制信号控制柴油发动机的运行，如启动、怠速、停止等。

一种可能的实施方案，还包括油压检测装置，所述油压检测装置与所述控制系统相连接，检测的发动机油压信号被送入控制系统，所述油压监测装置可检测发动机润滑油压力，并将检测结果实时反馈给控制系统；

一种可能的实施方案，还包括蓄电池和电启动马达，所述蓄电池与所述人力发电机并联，所述柴油发动机启动时二者择一使用,所述蓄电池用于为柴油发动机提供启动动力源的电启动马达、控制系统、油门电子执行器提供工作电源；

所述电启动马达与柴油发动机的启动动力输入轴可离合的连接，电启动马达的电源与蓄电池连接，电启动马达的信号输入线与控制系统连接，控制系统控制电启动马达的离合与转动，电启动马达与蓄电池配套使用。

可选的，所述人力发电机发出的电源与蓄电池电源设有相互隔离的电路，可以在发电机启动时选择所述蓄电池或人力发电机，两种电源可以相互独立存在，互不影响。

一种可能的隔离电路为在人力发电机和蓄电池电源的输出端各设有一个二极管，电流只能从人力发电机或蓄电池电源流出，不能流入，避免了电源之前相互影响。

可选的，控制系统中设有启动电源选择器，如程控选择开关等，用于在发电机启动时选择所述蓄电池和人力发电机中的一个作为启动电源；当蓄电池电源充足时，控制系统控制电启动马达作为柴油发动机启动时的初始动力，弹簧马达不工作；当蓄电池电源不充足时，控制系统控制弹簧马达作为柴油发动机启动时的初始动力，电启动马达不工作。设置电源选择器，可以在发电机启动时选择所述蓄电池或人力发电机，使用起来操作方便。

可选的，所述人力发电机为脚踏发电机或手摇发电机。

可选的，还设有控制屏，所述控制屏与控制系统相连接，显示控制系统监测的数据，可以修改相关控制系统中的相关参数。

可选的，还设有转速检测装置，转速检测装置检测柴油发动机的转速，与控制系统相连接，并将检测结果实时反馈给所述控制系统，以实现对发动机的转速保护。

可选的，还设有水温测量装置，所述水温测量装置检测发动机循环水温度，并将检测结果实时反馈给控制系统；当检测到水温过高时，将发出报警信号，控制发动机停止运行；当检测到水温过低，如在冰点，控制系统发出加热循环水暖机信号。

一种利用权利要求1所述的发电机辅助启动装置启动发动机的方法：

步骤一，通过人力将弹簧马达蓄能，处于启动待命状态；

步骤二；发动人力发电机，为控制系统和油门电子执行器供电，控制系统和油门电子执行器通电，处于待命状态，发动机启动前保持人力发电机持续工作；

步骤三，按下控制系统的启动按钮和弹簧马达能量释放开关，弹簧马达开始工作，弹簧马达带动柴油发动机运转，同时油门电子执行器打开向柴油发动机供油；

步骤四，柴油发动机完成启动后，柴油发动机自带的充电机开始向控制系统提供电源，人力发电机终止发电，柴油发动机在蓄电池无电情况下的启动完成，发电机开始正常工作。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

1.在发电机辅助启动装置中，设置弹簧马达和人力发电机，能解决发电机长期搁置蓄电池电量不足或蓄电池损坏后的发电机无法启动的问题。控制系统和油门电子执行器正常工作所需要的电量较低，而柴油发动机启动时所需要的能量很高，将人力发电机和弹簧马达结合起来使用，人力发电机提供控制系统和油门电子执行器的电源，弹簧马达提供柴油发电机从静止到启动所需要的动力来源，这种配合使用方案，降低了发电机启动时对外部电源的电量的需求，同时也降低了蓄电池的闲置维护成本和折旧损坏成本。

2.在辅助启动装置中还设有蓄电池和电启动马达和电源选择器，可以作为发动机启动的 另一套备用方案，方便经常使用时发电机的情况下快速启动发电机。

3.设有控制屏，能采集并显示人力发电机运行时的供电电流电压信息，并可以根据控制屏上显示的信息人为控制调节人力发电机的转速，使人力发电机输出发电机启动所需要的电量。

4.选用脚踏发电机或手摇发电机等市场能够直接买到的人力发电机，降低制造成本。

5.在2套启动电源的方案中，人力发电机和启动电源的输出端各设有一个二极管，电流只能从人力发电机或蓄电池端流出。防止一个电源在使用时受另外电源的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种发电机辅助启动装置的示意图。

图中：油压检测装置1、油门电子执行器2、转速检测装置3、水温测量装置4、齿轮5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种发电机辅助启动装置，包括柴油发动机、弹簧马达、油门电子执行器2、控制系统和人力发电机；

所述柴油发动机是发电机工作时的动力源，其动力输出轴与发电机的主轴通过联轴器相连；

所述弹簧马达蓄能后可为柴油发动机提供从静止到开始转动的初始动力，弹簧马达设有能量释放开关，弹簧马达的动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴可离合的连接；如可离合齿轮5连接。当需要使用弹簧马达作为启动的初始动力时，启动能量释放开关，弹簧马达动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴合在一起带动柴油发动机主轴转动，其他情况下分离。

所述油门电子执行器2为调节柴油发动机供油量的装置，所述油门电子执行器2的电源输入端与所述控制系统的电源输出端相连接，所述油门电子执行器2的信号输入端与控制系统的信号输出端相连接，可执行控制系统的控制指令，无控制电源时电子油门执行器处于关闭状态；

所述控制系统的电源输入端与人力发电机的电源输出端相连接，控制系统还设有电源输出端和信号输入/输出端，所述控制系统可给所控制的电子器件提供电源和控制电子器件的信号输入和输出；

所述控制系统通电后，可以实现对发动机的启动、故障报警、保护停机功能；

所述人力发电机包括发电单元和整流单元，为控制系统和油门电子执行器2在柴油发动机启动前提供所需要的直流电源；

控制系统可以监测发动机及发电机的各种参量，控制系统可根据选择的程序输出控制信号控制柴油发动机的运行，如启动、怠速、停止等。

在发电机辅助启动装置中，设置弹簧马达和人力发电机，能解决发电机长期搁置蓄电池电量不足或蓄电池损坏后的发电机无法启动的问题。控制系统和油门电子执行器正常工作所需要的电量较低，而柴油发动机启动时所需要的能量很高，将人力发电机和弹簧马达结合起来使用，人力发电机提供控制系统和油门电子执行器的电源，弹簧马达提供柴油发动机从静止到启动所需要的动力来源，这种配合使用方案，降低了发动机启动时对外部电源的电量的需求。

一种可能的实施方案，还包括油压检测装置1，所述油压检测装置1与控制系统连接，将检测到的油压信号送入控制系统。所述油压监测装置可检测发动机润滑油压力，并将检测结果实时反馈给控制系统；

一种可能的实施方案，还包括蓄电池和电启动马达，所述蓄电池与所述人力发电机并联，所述柴油发动机启动时二者择一使用,所述蓄电池可以为柴油发动机提供启动动力源的电启动马达、控制系统、油门电子执行器2提供工作电源；

所述电启动马达与柴油发动机的启动动力输入轴可离合的连接，电启动马达的电源与蓄电池连接，电启动马达的信号输入线与控制系统连接，控制系统控制电启动马达的离合与转动，电启动马达与蓄电池配套使用。

在辅助启动装置中还设有蓄电池和电启动马达，可以作为发动机启动的另一套备用方案，方便需经常使用发电机的情况下快速启动发电机。

可选的，所述人力发电机发出的电源与蓄电池电源设有相互隔离的电路，可以在发电机启动时选择所述蓄电池或人力发电机，两种电源可以相互独立存在，互不影响。

更进一步的，一种可能的隔离电路为在人力发电机和蓄电池电源的输出端各设有一个二极管，电流只能从人力发电机或蓄电池端流出。电流只能流出，不能流入，避免了电源之前相互影响。

更进一步的，控制系统中设有启动电源选择器，如程控选择开关等，用于在发电机启动 时选择所述蓄电池和人力发电机中的一个作为启动电源；当蓄电池电源充足时，控制系统控制电启动马达作为柴油发动机启动时的初始动力，弹簧马达不工作；当蓄电池电源不充足时，控制系统控制弹簧马达作为柴油发动机启动时的初始动力，电启动马达不工作。设置电源选择器，可以在发电机启动时选择所述蓄电池或人力发电机，使用起来操作方便。

可选的，所述人力发电机为脚踏发电机或手摇发电机，这两种发电机简单易得，降低生产成本。

可选的，所述发电机辅助启动装置还设有控制屏，所述控制屏与控制系统相连接，显示控制系统监测的数据，可以修改相关控制系统中的相关参数。

可选的，还设有转速检测装置3，转速检测装置3检测柴油发动机的转速，与控制系统相连接，并将检测结果实时反馈给所述控制系统，以实现对发动机的转速保护。

可选的，还设有水温测量装置4，所述水温测量装置4检测发动机循环水温度，并将检测结果实时反馈给控制系统；如果检测到水温过高将发出报警信号，发动机停机保护。

一种利用权利要求1所述的发电机辅助启动装置启动发动机的方法：

步骤一，通过人力将弹簧马达蓄能，处于启动待命状态；

步骤二；发动人力发电机，为控制系统和油门电子执行器2供电，控制系统和油门电子执行器2通电，处于待命状态，发动机启动前保持人力发电机持续工作；

步骤三，按下控制系统的启动按钮和弹簧马达能量释放开关，弹簧马达开始工作，弹簧马达带动柴油发动机运转，同时油门电子执行器打开向柴油发动机供油；

步骤四，柴油发动机完成启动后，柴油发动机自带的充电机开始向控制系统提供电源，人力发电机终止发电，柴油发动机在蓄电池无电情况下的启动完成，发电机开始正常工作。

Claims (9)

1.一种发电机辅助启动装置，其特征在于：包括柴油发动机、弹簧马达、油门电子执行器、控制系统和人力发电机；

所述柴油发动机是发电机工作时的动力源，其动力输出轴与发电机的主轴通过联轴器相连；

所述弹簧马达设有能量释放开关，弹簧马达的动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴可离合的连接；弹簧马达动力输出轴与柴油发动机启动动力输入轴合在一起带动柴油发动机主轴转动，其他情况下分离；

所述油门电子执行器为调节柴油发动机供油量的装置，所述油门电子执行器的电源输入端与所述控制系统的电源输出端相连接，所述油门电子执行器的信号输入端与控制系统的信号输出端相连接；

所述控制系统的电源输入端与人力发电机的电源输出端相连接，控制系统还设有电源输出端和信号输入/输出端，所述控制系统可给所控制的电子器件提供电源和控制电子器件的信号输入和输出；

所述人力发电机包括发电单元和整流单元，为控制系统和油门电子执行器在柴油发动机启动前提供所需要的直流电源；

控制系统用于监测发动机及发电机的各种参量，控制系统根据选择的程序输出控制信号控制柴油发动机的运行。

2.根据权利要求1所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：还包括蓄电池和电启动马达，所述蓄电池与所述人力发电机并联，所述蓄电池为柴油发动机提供启动动力源的电启动马达、控制系统、油门电子执行器提供工作电源；

所述电启动马达与柴油发动机的启动动力输入轴离合连接，电启动马达的电源与蓄电池连接，电启动马达的信号输入线与控制系统连接，控制系统控制电启动马达的离合与转动，电启动马达与蓄电池配套使用。

3.根据权利要求2所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：所述人力发电机发出的电源与蓄电池电源设有相互隔离的电路，可以在发电机启动时选择所述蓄电池或人力发电机。

4.根据权利要求2所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：控制系统中设有启动电源选择器，用于在发电机启动时选择所述蓄电池和人力发电机中的一个作为启动电源；

当蓄电池电源充足时，控制系统控制电启动马达作为柴油发动机启动时的初始动力，弹簧马达不工作；

当蓄电池电源不充足时，控制系统控制弹簧马达作为柴油发动机启动时的初始动力，电启动马达不工作。

5.根据权利要求2所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：所述的人力发电机和蓄电池电源的输出端各设有一个二极管，电流只能从人力发电机或蓄电池端流出。

6.根据权利要求1所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：所述人力发电机为脚踏发电机或手摇发电机。

7.根据权利要求1所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：还包括转速检测装置，转速检测装置检测柴油发动机的转速，转速检测装置与控制系统相连接，并将检测结果实时反馈给所述控制系统。

8.根据权利要求1所述的一种发电机辅助启动装置，其特征在于：还包括水温测量装置，所述水温测量装置检测发动机循环水温度，并将检测结果实时反馈给控制系统；当检测到水温过高时，将发出报警信号，控制发动机停止运行。

9.一种利用权利要求1所述的发电机辅助启动装置启动发动机的方法：

步骤一，通过人力将弹簧马达蓄能，处于启动待命状态；

步骤二；发动人力发电机，为控制系统和油门电子执行器供电，控制系统和油门电子执行器通电，处于待命状态，发动机启动前保持人力发电机持续工作；

步骤三，按下控制系统的启动按钮和弹簧马达能量释放开关，弹簧马达开始工作，弹簧马达带动柴油发动机运转，同时油门电子执行器打开向柴油发动机供油；

步骤四，柴油发动机完成启动后，柴油发动机自带的充电机开始向控制系统提供电源，人力发电机终止发电，柴油发动机在蓄电池无电情况下的启动完成，发电机开始正常工作。