SU1627746A1 - Система электростартерного пуска двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

1

(21)4648901/06

(22)09.02,89

(46) 15.02.9К Нкхп. У 6

(71)Всесоюзным нау но-исследователь- ский и проектно-тех.н /логический институт электрокерамики

(72)М.Б. Лебедеп и В.Н. Ниценко (53) 621.43-573(08-4.8)

(56) Авторское свидетельство СССР V 1193288, кл. F 02 N 11/08, 1984.

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано на транспортных средствах и стационарных установках с автономными источниками питани  ограниченной мощности „ Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и безопасности системы . Система содержит стартер 1,

аккумул торную батарею

конденсатор

(Л

О N3 1 J

4ь

О

j, преобразователь 4 напр жени  с выводами 5, 6 и 7, ключ 8 питани , пусковое устройство 9 с замыкающим контатом 10 и размыкающим контактом 11. При замкнутых контактах 10 и 11 конденсатор 3 зар жаетс  через преобразователь 4 от аккумул торной батареи 2 до высокого напр жени . При включении пускового устройства 9 контакт 11 размыкаетс , а контакт 10 замыкаетс , и конденсатор 3 разр жаетс  через преобразователь 4 на стартер 1. При

Изобретение относитс  к машино1- строеншо, в частности к двигателе- строению, а именно к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - повышение надежности и безопасности системы0

На фиг. 1 представлена электрическа  схема системы; на фиг„ 2 - выполнение преобразовател  напр жени  и устройства индикации в составе системы „

Система содержит стартер 1, выпол ненный в виде машины посто нного тока аккумул торную батарею 2, конденсатор 3, преобразователь 4 напр жени  с двум  входными выводами 5 и 6 и выходным выводом 7, ключ 8 питани , пусковое устройство 9 с замыкающим контактом 10 в цепи стартера 1 и размыкающим контактом 11, расположенным между положительным полюсом аккумул торной батареи 2 и входным выводом 5 преобразовател  4 напр жени , выход- нон вывод 7 которого подключен к конденсатору 3. Аккумул торна  батаре  2 включена в систему через ключ

8питани . Входной вывод 6 преобразо- вател  4 напр жени  подключен к положительному полюсу аккумул торной батареи 2, а стартер 1 через замыка- юрдей контакт 10 пускового устройства

9соединен с входным выводом 5 пре- образовател  4 напр жени .

Преобразователь 4 напр жени  может содержать четыре симистора 12-15, два коммутирующих конденсатора 16 и 17, два дроссел  18 и 19, трансфер- матор 20 с первичной 21 и вторичной 22 обмотками, которые выполнены с отводами от середины. В состав преобразовател  также входит генератор 23

прокрутке двигател  внутреннего сгорани  преобразователь 4 позвол ет уменьшить величину напр жени , подаваемого на стартер 1, до требуемого значени . Система может быть снабжена устройством 29 индикации, сигнализирующим о ее готовности к пуску ЛВС, Силова  часть преобразовател  4 напр жени  может быть выполнена на базе трансформатора и четырех симисторов. 4 з.Поф-лы, 2 ил.

0

0 5 0

5

о

.

импульсов, выходы которого соединены с цеп ми управлени  симисторов 12-15. Между крайними отводами первичной обмотки 21 трансформатора 20 установлен коммутирующий конденсатор 16, а между крайними отводами вторичной обмотки 22 - конденсатор 17. Конденсатор 16 подключен к анодам двух симисторов 12 и 13, а конденсатор 17 - к анодам симисторов 14 и 15. Катоды симисторов 12 и 13, а также катоды симисторов 14 и 15 соединены между собой и через дроссели 18 и 19 подключены к отрицательному полюсу аккумул торной батареи 2.

Средний отвод первичной обмотки 21 трансформатора 20 через размыкающий контакт 11 пускового устройства 9 соединен с положительным полюсом аккумул торной батареи 2, а средний отвод вторичной обмотки 22 - с конденсатором 3.

Преобразователь 4 напр жени  может быть снабжен двум  элементами (конденсаторами ) 24 и 25 задержки, включенными между выходами генератора 23 импульсов и цеп ми управлени  симисторов 14 и 15. Одна из обмоток трансформатора 20 (например первична  обмотка 21) может быть снабжена двум  дополнительными отводами, а пусковое устройство 9 - двум  переключающими контактами 26 и 27. При этом аноды симисторов 12 и 13 подключены к крайним и дополнительным отводам обмотки 21 через переключающие контакты 26 и 27 пускового устройства 9. Система пуска может быть снабжена устройством 28 индикации, а ключ 8 питани  выполнен с дополнительным замыкающим контактом 29. Причем устройство 28 индикации подключено через дополни-

51b

тельный зампкаюшии контакт 29 ключа - 8 питани  параллельно конденсатору 3.

I

В состав пускового устройства 9 может входить выключатель стартера 30 , Генератор 23 импульсов может выполн лс  на базе транзисторов 31 и 32 и трансформатора 33 с обмотками 34-38. При чтом генератор 23 импульсов содержит также резисторы 39-46 и диоды 47-50, Устройство 28 индикации может быть выполнено на резисторах 51 и 52 и лампе 53. В качестве устройства 28 индикации может использоватьс  вольтметр (не показан).

Система работает следующим образом.

При замыкании ключа 8 питани  напр жение акумул торной батареи 2 подводитс  к входным выводам преобразовател  4 напр жени ,, Начинаетс  подготовка системы к пуску. i

В генераторе 23 импульсов из-за неидентичности параметров транзисторов 31 и 32, один из них, например 31, начинает открыватьс . Его коллекторный ток увеличиваетс , создава  в обмотке 34 напр жение, открывающее через делитель на резисторах 43 и 44 еще больше транзистор 31 и соответственно через делитель на резисторах 45 и 46 закрывающее транзистор 39.

При насыщении сердечника трансформатора 33 напр жение на его обмотках 35-38 уменьшаетс  до нул , а затем мен ет знак„ Транзистор 31 начинает запиратьс , а транзистор 32 отпиратьс , т.е. генератор 23 импульсов работает в автоколебательном режиме и на четырех вторичных обмотках 35-38 трансформатора 33 возникают переменные напр жени . При положительной пол рности этих напр жений через ограничительные резисторы 39-42 на входы управлени  симисторов 12-15 поступают импульсы, включающие их, а при отрицательной пол рности открываютс  диоды 47-50 и на входах управлени  указанных симисторов включающие их импульсы отсутствуют. Фазирование обмоток 35-38 выполнено таким образом, что открывающие импульсы по вл ютс  сначала на входах управлени  симисторов 12 и 14, а через половину периода напр жени  генератора 23 - на входах управлени  симисторов 13 и 15.

Преобоазователь 4 при пр мом преобразовании работает таким образом,

что симисторы 12 и 13 подключают аккумул торную батарею 2 к половинам обмотки 21 трансформатора 20, измен   очередность подключени  с часто- той генератора 23. Снимаемое при этом с обмотки 22 повышенное переменное напр жение выпр мл етс  симисторами 14 и 15 и подаетс  на зар дку конденg сатора 3„

Например, при включении симистора 12 напр жение аккумул торной батареи 2 прикладываетс  через контакт 11, открытый симистор 12 и дроссель 18

5 к половине обмотки 21 трансформатора 20. Конденсатор 16 при этом зар жаетс . Напр жение вторичной обмотки 22 прикладываетс  к симисторам 14 и 15. Причем подключение обмоток 21

0 и 22 выбрано таким образом, что,

если на аноде симистора 14 возникает напр жение отрицательной пол рности, то на аноде симистора 15 - положительной . После зар дки конденсатора 24

5 (т.е. с задержкой времени после включени  симистора 12) открывающий импульс поступает на вывод управлени  симистора 14. Этот симистор включаетс  и происходит зар д конденсатора 3

Q через дроссель 19.

Далее генератор 23 вырабатывает импульс, открывающий симистор 13, и напр жение на конденсаторе 16 выключает симистор 12. Напр жение аккумул торной батареи 2 прикладываетс  к другой половине обмотки 21 и в обмотке 22 возникает напр жение противоположной пол рности. Ток через симистор 14 уменьшаетс  до нул  и он выключаетс . После зар дки конденсатора 25 включаетс  симистор 15, обеспечива  зар дку конденсатора 3 через дроссель 19, т.е. симисторы 14 и 15 осуществл ют выпр мление переменного

напр жени , снимаемого с обмотки 22.

5

При отсутствии задержки включени  симистора 15 возможна разр дка конденсатора 3 через обмотку 22. При многократном повторении циклов зар дки кон0 денсатора 3 напр жение на его обкладках постепенно повышаетс  до амплитудного значени  напр жени  на обмотке 22. Выбором величины резисторов 51 и 52 добиваютс , чтобы зажигание лампы 53

5 в устройстве 28 индикации происходило при увеличении напр жени  на коь- денсаторе 3 до максимума.

Преобразователь 4 позвол ет понижать напр жение, приложенное к его

0

71

выходному выводу 7 (т.е. напр жение на конденсаторе 3), до требуемого дл  питани  стартера уровн . Дп  выполнени  обратного преобразовани  достаточно, чтобы было произведено переключение вывода 5 с аккумул торной батареи 2 на нагрузку, а генератор 23 продолжат работу в прежнем режиме о При обратном преобразовании симисторы 14 и 15 поочередно подключают зар женный конденсатор 3 к половинам обмотки 22, а снимаемое с обмотки 21 напр жение выпр мл етс  симнсторами 12 и 13. В этом режиме симисторы 12 и 13 открываютс  при отрицательном напр жении на аноде, а симисторы 14 и 15 - при положительном ,. Поскольку нагрузкой преобразовател  4 при обратном преобразовании служит стартер 1, а не конденсатор , то нет необходимости в задержке включени  симисторов 12 и 13 по отношению к моментам включени  симисторов 14 и 15.

Дл  пуска двигател  внутреннего сгорани  выполн ютс  следующие услови .

При замыкании контактов ключа 8 питани  преобразователь 4 начинает работать в режиме повышени  напр жени  аккумул торной батареи 2. Происходит зар д конденсатора Зс Срабатывание устройства 28 индикации (зажигание лампы 53) свидетельствует о готовности системы к пуску.

При включении пускового устройства 9 вал двигател  внутреннего сгорани  кинематически соедин етс  со стартером 1, контакт 11 размыкаетс , а контакт 10 замыкаетс , т.е. входной зажим 5 преобразовател  4 переключаетс  с аккумул торной батареи 2 на нагрузку (стартер 1)0 Одновременно срабатывают контакты 26 и 27, подключа  симисторы 12 и 13 к дополнительным отводам обмотки 21. Это дает возможность увеличить напр жение на выводе 5 преобразовател  4 и компенсировать падение напр жени  на снмисторах 12 и 13. Это также позвол ет увеличить напр жение на cfapTepe 1 при экстремальных услови х пуска.

Стартер 1 наминает вращение и за счет энергии, накопленной в конден- сатпре 3, производит пуск двигател  внутреннего сгорани ,.

При работающем дьигателе контакты 10, 11, 16 и 71 возвращаютс  в

0

5

0

741

5

5

0 5 0

0

в

исходное положение. По иеп м (не показаны ) идет подзар д аккумул торной батареи 2. Генератор 23 импульсов ----. продолжает работу В результате конденсатор 3 вновь зар жаетс  до максимального значени  напр жени  и поддерживаетс  в этом состо нии, а устройство 28 индикации даст сигнал о готовности системы к пуску двигател ,

При размыкании ключа 8 питани  генератор 23 отключаетс , симисторы 12-15 закрываютс , а контакт 29 отсоедин ет устройство 28 индикации от конденсатора 3„ Последний разр жаетс  токами утечки симисторов 24 и 25 Перед последующей зар дкой конденсатора 3 на нем сохран етс  остаточный зар д, благодар  которому сокращаетс  врем  подготовки системы к пускуо

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1. Система электростартерного пуска двигател  внутреннего сгорани , содержаща  стартер, выполненный в виде машины посто нного тока, аккумул торную батарею, конденсатор, преобразователь напр жени  с входным и выходным выводами, ключ питани , пусковое устройство с замыкающим контактом в цепи стартера и размыкающим контактом, расположенным между положительным полюсом аккумул торной батареи и входным выводом преобразовател  напр жени , выходной вывод которого подключен к конденсатору, причем аккумул торна  батаре  включена в систему через ключ питани , о т- л и чающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и безопасности , преобразователь напр жени  снабжен дополнительным входным выводом , подключенным к положительному полюсу аккумул торной батареи, причем стартер через замыкающий контакт пускового устройства соединен с входным выводом преобразовател  напр жени .

   2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что преобразователь напр жени  содержит четыре симисто- ра, два коммутирующих конденсатора, два дроссел , трансформ.-п-рп, имеющий первичную и вторичную об-Ч) i;,i с отводами от середины, генератор импульсов , вход которого сг ец1Ш4 н с положительным полюсом аккумуп  ной батареи , а четыре выхода - с п-.чт ми управлени  симисторов, мсаду iрайпнми
2. отводами каждой обмотки трансформатора установлен коммутирующий конденсатор , подключенный одновременно к анодам двух симисторов, катоды которых соединены между собой и подключены через дроссель и ключ питани  к отрицательному полюсу аккумул торной батареи, при этом средний отвод первичной обмотки трансформатора через размыкающий контакт пускового устройства соединен с положительным полюсом аккумул торной батареи, а средний отвод вторичной обмотки - с конденсатором.

   1 и 2, о т л и- , что.преобразо3 , Система по пп. чающа с  тем ватель напр жени  снабжен двум  элементами задержки, включенными между выходами генератора импульсов и цеп ми управлени  симисторов, которые

   5

   соединены с вторичной обмоткой трансформатора .

   4Э Система по пп„ 1-3, о т л н- ч а-ю щ а   с   тем, что одна из обмоток трансформатора преобразовател  напр жени  снабжена двум  дополнительными отводами, а пусковое устройство снабжено двум  переключающими контактами, при этом аноды св занных с обмоткой симисторов подключены к крайним и дополнительным отводам этой обмотки через переключающие контакты пускового устройства.

   5. Система по пп. 1-4, отличающа с  тем, что снабжена устройством индикации, а ключ питани  выполнен с дополнительным замыкающим контактом, причем устройство индикации подключено через дополнительный замыкающий контакт ключа питани  параллельно конденсатору.

   JJL+

   28

   I 129

   Фиг Л