СУПЕРКОНДЕНСАТОРНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СО ВСТРОЕННЫМ ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к области электрооборудования для двигателей внутреннего сгорания, а именно к устройствам пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в том числе эксплуатируемых в регионах с холодным климатом. Известно устройство пуска двигателя внутреннего сгорания транспортного средства (Патент RU 160556 на полезную модель, дата приоритета 07.04.2015, опубл. 20.03.2016, МПК F02N 11/08, B60R 16/033, H02J 7/34), которое является прототипом. Устройство включает пусковой и буферный суперконденсаторные блоки и связанный с пусковым суперконденсаторным блоком блок преобразования напряжения. Устройство выполнено с возможностью параллельного подключения к аккумуляторной батарее (АКБ) ТС через буферный суперконденсаторный блок, последовательного подключения к АКБ через блок преобразования напряжения пускового суперконденсаторного блока с одной стороны и непосредственно подключают к стартеру ТС через пусковой суперконденсаторный блок - с другой. Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность использования, а также повышенная нагрузка на втягивающем реле и бендиксе по причине запуска при повышенном напряжении, что приводит к поломке стартера.
Техническая задача: повысить надежность эксплуатации стартера и увеличение срока службы.
Предлагается суперконденсаторный модуль для запуска двигателей внутреннего сгорания со встроенным зарядным устройством, который отличается повышенной надежностью эксплуатации и повышенным сроком службы.
Решение поставленной технической задачи достигается за счет создания суперконденсаторного модуля для запуска двигателей внутреннего сгорания со встроенным зарядным устройством. Суперконденсаторный модуль со встроенным зарядным устройством, которое заряжает модуль до 94% от максимально допустимого напряжения бортовой сети, последовательно подключен к АКБ и непосредственно подключен к стартеру ДВС и расположен между АКБ и стартером ДВС, причем внутреннее сопротивление модуля практически не изменяется во всем диапазоне рабочих температур, а его напряжение всегда будет на 6% меньше максимально допустимого напряжения бортовой сети, даже при сильно разряженной аккумуляторной батареи, а также при замерзшей или выработавшей свой ресурс АКБ с значительно возросшим внутренним сопротивлением. За счет уменьшения напряжения на 6% от максимально допустимого напряжения бортовой сети, значительно снижается нагрузка на втягивающее реле и бендикс.
Втягивающее реле (литературное название - тяговое реле) синхронизирует работу стартера. При повороте ключа в зажигании происходит подача тока на тяговое реле. Образуется электромагнитное поле и сердечник тягового реле проворачивает рычаг включения. Рычаг включения зацепляет шестерню стартера с маховиком.
Замыкаются основные контакты реле и электрический ток проходит по обмоткам стартера. Якорь стартера начинает движение и вращает шестерни бендикса. После запуска двигателя возвратная пружина выталкивает якорь, происходит размыкание контактов и шестерни бендикса выходит из зацепления с маховиком.
Учитывая тот факт, что стартеры применяемые в системах пуска рассчитаны на работу при номинальных напряжениях аккумуляторных батарей до 12,5 В (для бортовой сети 12 В) и до 24 В (для бортовой сети 24 В), а ток подающийся на реле пропорционален напряжению. Следовательно при заряде модуля суперконденсатора до максимального напряжения бортовой сети ток подающийся на реле в момент пуска значительно возрастает, что приводит к появлению дополнительной ударной нагрузки, вследствие чего с большой долей вероятности система стартерного пуска выйдет из строя. Для снижения этой нагрузки мы ограничиваем максимальное напряжение на модуле суперконденсатора.
Суперконденсаторный модуль подключается непосредственно к стартеру и заряжается малыми токами от АКБ, что повышает надежность эксплуатации стартера и увеличивает срок службы.
Фиг. 1 - принципиальная схема суперконденсаторного модуля для запуска двигателей внутреннего сгорания со встроенным зарядным устройством.
Суперконденсаторный модуль 1 для запуска двигателей внутреннего сгорания со встроенным зарядным устройством 2, который последовательно подключен к АКБ 4 и непосредственно подключен к стартеру ДВС 5. Модуль подключается последовательно между АКБ 4 и стартером 5. Причем внутреннее сопротивление модуля практически не меняется во всем диапазоне рабочих температур. Зарядное устройство заряжает модуль до 94% от максимально допустимого напряжению бортовой сети.
Встроенное зарядное устройство 2, находящееся в суперконденсаторном модуле 1, поддерживает на клеммах суперконденсаторного модуля 1 уровень напряжения, на 6% ниже максимального рабочего напряжения сети электропитания, что позволяет гарантировать запуск ДВС, но в тоже время не перегружать механические части стартера 5. При этом нагрузка от стартера 5 полностью снимается с АКБ 4, что позволяет повысить стабильность системы электропитания и срок службы стартера.
Суперконденсаторный модуль 1, подключенный через встроенное зарядное устройство 2, повышает надежность эксплуатации стартера и увеличивает срок службы.