Система аварійного пуску автомобільного двигуна

1. Система аварійного пуску автомобільного двигуна, що складається з блока електричного запалення, основного та додаткового акумулятора, стартера, виконаного у вигляді електричного двигуна постійного струму, тягового реле стартера, багатопозиційного замка запалення, кнопки аварійного пуску, вимикача зарядки та приладів комутації і сигналізації, при цьому ємність додаткового акумулятора складає 0,01-0,1 від ємності основного акумулятора, яка відрізняється тим, що робоча напруга додаткового акумулятора становить 0,25-0,4 від робочої напруги основного акумулятора, при цьому вихідна клема вимикача запалення підключена до блока системи запалення через нормально замкнуті контакти кнопки аварійного пуску, а через перші нормально розімкнуті U 2 (19) 1 3 перетворюючих пристроїв, які для зарядки конденсаторної батареї в мережі постійного струму підвищують напругу з 12 В до 100-1000 В. Окрім того, пряме з'єднання електромотора з високовольтним конденсатором, значно зменшує надійність стартера. Ця проблема частково вирішена (патент України №50373А). Збільшення надійності досягається за рахунок оптимізації величини напруги на електродвигуні, для чого в систему введена підсистема автоматичного керування роботою перетворювача напруги, яка складається із задатчика напруги, датчика температури, порігового пристрою, аналого-цифрового перетворювача, запам'ятовуючого пристрою та цифроаналогового перетворювача. Підсистема залежно від температури і рівня зарядки акумулятора підтримує напругу зарядки конденсатора на рівні мінімально необхідному для надійного пуску ДВЗ. Усі конденсаторні схеми пуску потребують високовольтного перетворюючого пристрою і наявності у моторному відсіку досить великогабаритної конденсаторної батареї. Щоб накопичити необхідну для пуску енергію (приблизно 200 кДж), конденсатор (досить великої ємності 30 Ф) потрібно заряджати до напруги, що в 10 разів перевищує ЕРС акумулятора. Наявність на борту автомобіля потужних схем високої напруги значно підвищує пожежну небезпеку. Відомі системи пуску ДВЗ автомобілів від стороннього акумулятора, генератора чи випрямляючого пристрою, які за допомогою проводів великого поперечного перерізу приєднуються паралельно до акумулятора автомобіля (www.autoprospect.ru; патенти РФ №№4562, 4561, 22312). Принциповим недоліком таких систем є необхідність іншого автомобіля, чи стаціонарного спеціального джерела електроенергії з параметрами : напруга - 12В, струм - 150 - 250 А. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є «Система пуску двигуна внутрішнього згорання», патент РФ №9898. Система складається з електростартера, тягового реле, приладів комутації, основного акумулятора і додаткового імпульсного фольгового нікелькадмієвого акумулятора, при цьому напруги основного й імпульсного акумуляторів рівні, ємність імпульсного акумулятора складає 0,01 — 0,1 від ємності основного. В режимі аварійного пуску спеціальний комутатор вмикає додатковий і основний акумулятори паралельно. Вказане рішення має недоліки. По-перше, вартість фольгового нікель-кадмієвого акумулятора співмірна або більша за вартість стандартних автомобільних акумуляторів, а надійність, особливо в умовах, що реалізуються у моторному відсіку автомобіля, незадовільна. Окрім того, якщо імпульсний акумулятор за певних причин розрядиться, то у разі необхідності аварійного пуску, підзаряд додаткового акумулятора від основного буде проблематичним, тому, що їх робочі напруги рівні. Мета корисної моделі - створення простої системи аварійного пуску бензинових автомобільних двигунів, яка б забезпечила надійний пуск за низьких температур, або в умовах недостатнього рівня 43582 4 заряду чи стану акумулятора. Мета досягається тим, що в коло запалення, за допомогою кнопки аварійного пуску, на час роботи електродвигуна стартера, послідовно до основного акумулятора, вмикається додатковий акумулятор малої ємності з електрорушійною силою, яка становить 0,25 - 0,4 від ЕРС основного акумулятора. На фіг. 1 зображена система пуску автомобільного двигуна, яка складається зі стандартних елементів, а саме: блока системи запалення (1), основного акумулятора (2), електродвигуна стартера (3), тягового реле стартера (4), багатопозиційного замка запалення (5) з контактами подачі напруги в систему (6), вимикача стартера (7) і вимикача запалення (8). Система доповнена блоком аварійного пуску (9), що складається з кнопки аварійного пуску (10), додаткового акумулятора (11), реле підготовки системи аварійного пуску (12) та підсистеми зарядки додаткового акумулятора (13). Підсистема зарядки має вимикач зарядки (14), сигнальну лампу зарядки (15), струмозадаючий резистор (16). Система функціонує таким чином. При включенні вимикача замка запалення (5) у перше положення замикаються контакти подачі напруги в систему (6), при повороті ключа запалення в друге положення - «запалення», замикаються контакти вимикача запалення (8), при цьому напруга від позитивного полюсу основного акумулятора (2) через контакти (6) і (8) замка запалення (5), нормально замкнуті контакти (10.1) кнопки аварійного пуску (10) подається на блок системи запалення (1). При повороті ключа запалення у третє положення - «стартер», замикаються контакти вимикача стартера (7), напруга подається на котушку тягового реле (4) стартера. Тягове реле спрацьовує, з'єднуючи кінематичне вал стартера із маховиком ДВЗ. Замикаються великострумні контакти тягового реле (4), напруга подається на електродвигун стартера (3). Електродвигун, за рахунок енергії накопиченої в акумуляторі, розкручує колінчатий вал ДВЗ, приводячи у рух поршні та клапани двигуна. У циліндри ДВЗ починає надходити повітряно-бензинова суміш, яку запалюють електричні розряди, створені системою запалення (1), двигун запускається. Після пуску водій повертає ключ запалення у положення - «запалення», розриваючи контакти вимикача стартера (7), котушка тягового реле (4) знеструмлюється, контакти тягового реле розмикаються, електромотор стартера від'єднується від акумулятора, а вал стартера від маховика ДВЗ. Якщо стан акумулятора незадовільний, чи температура низька, то потужність електродвигуна стартера може виявитись недостатньою, щоб надати необхідної швидкості обертання ДВЗ. За цих умов струм через електромотор стартера суттєво зростає, напруга на клемах основного акумулятора за рахунок падіння потенціалу на внутрішньому опорі акумулятора падає. Відповідно зменшується напруга, яка подається на блок запалення, що послаблює енергію іскри - створюються умови недостатні для пуску ДВЗ. У цьому випадку водій натискує кнопку аварійного пуску (10), розмикаючи нормально замкнуті (10.1) і замикаючи нормально 5 43582 розімкнуті (10.2) і (10.3) контакти. Напруга від позитивної клеми основного акумулятора (2), через контакти (6 і 8) замка запалення (5), контакти (10.2) кнопки аварійного пуску, контакти (12.1) реле підготовки системи аварійного пуску (12), контакти (14.2) вимикача зарядки (14) подається на негативну клему додаткового акумулятора (11). Додатковий акумулятор піднімає на величину своєї ЕРС напругу в колі, яка через контакти (10.3) кнопки аварійного пуску (10) подається на блок системи запалення (1). Підвищення напруги в системі значно збільшує енергію іскроутворення та надійність пуску ДВЗ. Після пуску ДВЗ, водій відпускає кнопку аварійного пуску та повертає ключ замка запалення (5) у положення «запалення». Для унеможливлення спрацювання системи аварійного пуску при непрацюючому стартері, що може призвести до подачі на блок запалення надто великої напруги та виходу системи запалення з ладу, блок аварійного пуску (9) обладнаний реле підготовки системи аварійного пуску (12). При подачі напруги на тягове реле стартера (4), напруга одночасно подається і на котушку реле підготовки (12), яке замикає свої нормально розімкнуті контакти (12.1), готуючи електричне коло аварійного пуску. Зарядка додаткового акумулятора (12) виконується ввімкненням вимикача зарядки (14). При цьому позитивний потенціал з мережі автомобіля через струмозадаючий резистор (16), сигнальну лампу зарядки (15) і нормально розімкнуті контакти (14.1) вимикача зарядки подається на позитивний полюс додаткового акумулятора (11). Негативний полюс додаткового акумулятора через нормально розімкнуті контакти Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 (14.3) підключається до маси, на яку замкнуті негативні полюса основної акумуляторної батареї та електрогенератора (на схемі не наведений). Величина струму зарядки додаткового акумулятора регулюється величиною опору струмозадаючого резистора (16). Так як ємність і робоча напруга додаткового акумулятора суттєво нижчі ніж у основного, то додатковий акумулятор можна заряджати від основного безпосередньо перед аварійним пуском. Така зарядка супроводжується розігрівом електроліту в акумуляторах, зниженням їх внутрішнього опору, що також підвищує надійність пуску. Проведені дослідження показали, що для 12 В автомобільної електромережі оптимальні такі параметри додаткового акумулятора: напруга 3-4,5 В, ємність 0,5-2 А*год. У критичних випадках можна використати звичайні 1,5 В електричні батарейки з'єднавши 2 або 3 послідовно. Система підвищує надійність пуску за низьких температур, а також в умовах недостатнього заряду основної акумуляторної батареї. Тривалість роботи стартера зменшується на 20-30 %. Запропонована модель порівняно з відомими аналогами відрізняється простотою, малими габаритами та дешевизною. Модель може бути впроваджена як на нових автомобілях, так і в якості окремого пристрою. Монтаж такого пристрою не потребує зміни електричної схеми і виконується шляхом підключення чотирма провідниками блока аварійного пуску до штатних замка запалення і блока запобіжників автомобіля. Особливо необхідна така система для двигунів із автоматичною коробкою передач, які забороняється запускати шляхом буксирування чи штовхання. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601