УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕШНЕГО ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к оборудованию для запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и может быть использована для пуска двигателей внутреннего сгорания автомобилей с разряженной штатной аккумуляторной батареей, питания мобильных устройств (мобильные телефоны, ПК и др.) и зарядки их аккумуляторных батарей.
Известен автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий генератор, соединенный с приводным двигателем, аппаратуру управления, выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, два емкостных накопителя энергии, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем, и коммутационное устройство с контактами, включенными между накопителями энергии для их переключения в процессе запуска с параллельного соединения на последовательное (патент RU №2119592 от 27.09.1998).
Недостатком известного технического решения является невозможность питания мобильных устройств.
Известен источник электропитания электростартерного пуска двигателя с импульсным конденсатором, содержащий аккумуляторную батарею, импульсный конденсатор энергоемкий, одним из выводов соединенный с одним из выводов аккумуляторной батареи и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, причем другой вывод аккумуляторной батареи соединен с другим выходным выводом, образуя общий вывод, имеется первая цепочка, состоящая из последовательно соединенных тиристора и первый токоограничивающий резистор и зашунтированная обратным диодом, а также вторая цепочка из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора и пусковой кнопки, включенная между управляющим электродом и анодом тиристора указанной первой цепочки, включенной последовательно между другим выводом импульсного конденсатора энергоемкого и общим выводом. В месте соединения другого вывода аккумуляторной батареи с другим выходным выводом импульсного конденсатора введен транзистор с токоограничивающим резистором и пусковой кнопкой (патент RU №34290 от 27.11.2003).
К недостатку известного устройства относится то, что оно является частью транспортного средства и не может использоваться для запуска двигателей внутреннего сгорания других транспортных средств и питания мобильных устройств.
Известен источник электропитания импульсного потребителя, содержащий аккумуляторную батарею и емкостный накопитель энергии, одним из выводов соединенный с одним из выходов аккумуляторной батареи и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, причем другой выход аккумуляторной батареи соединен с другим выходным выводом, образуя общий вывод. Дополнительно введены первая цепочка, состоящая из последовательно соединенных тиристора и первого токоограничивающего резистора и зашунтированная обратным диодом, а также вторая цепочка из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора и пусковой кнопки, включенная между управляющим электродом и анодом тиристора указанной первой цепочки, включенной последовательно между другим выводом накопителя и общим выводом (патент RU №2030083 от 27.02.1995).
К недостаткам известного устройства относится то, что оно является частью транспортного средства и не может быть использован для питания мобильных устройств.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащее аккумуляторные батареи, коммутационное устройство, контакты которого включены между аккумуляторными батареями для их переключения с параллельного соединения на последовательное, аппаратуру управления и выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя. Устройство снабжено двумя молекулярными накопителями энергии, выполненными в виде конденсаторов с двойным электрическим слоем, а контакты коммутационного устройства включены между накопителями энергии для их переключения с параллельного соединения на последовательное (патент RU №2119593 от 27.09.1998]. Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - аккумуляторная батарея и емкостной накопитель энергии, соединенные параллельно; выводы аккумуляторной батареи соединены с выводами для подключения к электросистеме запускаемого двигателя.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является невозможность использования его для питания мобильных устройств.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, как источника питания мобильных устройств.
Технический результат заключается в обеспечении питания различных мобильных устройств и зарядки их аккумуляторных батарей, а также в обеспечении возможности заряда аккумуляторной батареи самого устройства как от осветительной сети, так и от бортовой сети автомобиля.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что известное устройство для внешнего запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащее параллельно соединенные аккумуляторную батарею и емкостной накопитель энергии, выводы аккумуляторной батареи соединены с выводами для подключения к электросистеме запускаемого двигателя, снабжено разъемом внешнего зарядного устройства, штекером автомобильного прикуривателя, разъемом универсальной последовательной шины «USB», разъемом автомобильного прикуривателя, индикатором заряда аккумуляторной батареи и преобразователем напряжения, индикатор заряда аккумуляторной батареи и преобразователь напряжения, индикатор заряда аккумуляторной батареи и преобразователь напряжения подключены параллельно аккумуляторной батарее, выводы аккумуляторной батареи соединены с входом преобразователя напряжения, индикатором заряда, выводами разъема внешнего зарядного устройства, выводами штекера автомобильного прикуривателя и выводами разъема автомобильного прикуривателя, выход преобразователя напряжения соединен с выводами разъема универсальной последовательной шины «USB».
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - устройство снабжено разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, штекером автомобильного прикуривателя, разъемом универсальной последовательной шины «USB», разъемом автомобильного прикуривателя, индикатором заряда аккумуляторной батареи и преобразователем напряжения; индикатор заряда аккумуляторной батареи и преобразователь напряжения подключены параллельно аккумуляторной батарее; выводы аккумуляторной батареи соединены с входом преобразователя напряжения, индикатором заряда, выводами разъема внешнего зарядного устройства, выводами штекера автомобильного прикуривателя и выводами разъема автомобильного прикуривателя; выход преобразователя напряжения соединен с выводами разъема универсальной последовательной шины «USB».
Наличие разъема для подключения внешнего зарядного устройства позволит заряжать батарею устройства посредством внешнего зарядного устройства от осветительной сети, что расширит функциональные возможности устройства.
Наличие штекера автомобильного прикуривателя позволит заряжать батарею устройства посредством подключения к бортовой сети автомобиля, что расширит функциональные возможности устройства.
Наличие индикатора заряда аккумуляторной батареи позволит предотвратить повреждение батареи в процессе эксплуатации путем контроля уровня заряда батареи, как при заряде, так и при работе устройства, что расширит функциональные возможности устройства.
Наличие преобразователя напряжения с разъемом универсальной последовательной шины USB обеспечит питание мобильных устройств с напряжением 5 В, тем самым позволит расширить функциональные возможности устройства.
Наличие разъема автомобильного прикуривателя обеспечит питание мобильных устройств с напряжением 12 В, тем самым позволит расширить функциональные возможности устройства.
На чертеже показана электрическая схема устройства.
Устройство содержит аккумуляторную батарею 1, емкостной накопитель энергии 2, подключенный параллельно аккумуляторной батарее 1. В качестве накопителя энергии 2 использован конденсатор с двойным электрическим слоем с органическим электролитом. Также параллельно батарее 1 подключены преобразователь напряжения 3 и индикатор заряда батареи 4. Выводы аккумуляторной батареи 1 соединены с входом преобразователя напряжения 3 и индикатором заряда 4. Для заряда аккумуляторной батареи 1 с ее выводами соединены выводы разъема внешнего зарядного устройства 5 и выводы штекера автомобильного прикуривателя 6. Для питания мобильных устройств напряжением 5 В с выводами преобразователя напряжения 3 соединены выводы разъема универсальной последовательной шины «USB» 7. Для питания мобильных устройств напряжением 12 В с выводами аккумуляторной батареи 1 соединены выводы разъема автомобильного прикуривателя 8. Непосредственно с выводами аккумуляторной батареи 1 соединены выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя 9.
б
с
б
бi
б
Работает устройство следующим образом: выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя 9 подключаются к бортовой сети автомобиля. При запуске двигателя автомобиля питание электрооборудования автомобиля происходит от емкостного накопителя энергии 2 и аккумуляторной батареи 1, заряженных до напряжения U.=12,6-12,9 В. При запуске двигателя происходит разряд емкостного накопителя энергии 2 и аккумуляторной батареи 1. Поскольку сопротивление емкостного накопителя энергии 2 R меньше сопротивления R аккумуляторной батареи 1 в первый момент пуска (1-2 с), когда требуется максимальный ток на раскручивание коленчатого вала двигателя, питание происходит от емкостного накопителя энергии 2. За этот промежуток времени емкостной накопитель энергии 2 разряжается и со 2-3 секунды при установившейся частоте вращения коленчатого вала двигателя питание осуществляется от аккумуляторной батареи 1. После запуска выводы для подключения к электросистеме запускаемого двигателя 9 отключаются. При отключении нагрузки напряжение емкостного накопителя энергии 2 и аккумуляторной батареи 1 возрастает до напряжения U>10,6 В, устройство может снова использоваться для следующего цикла запуска, пока не произойдет разряд аккумуляторной батареи 1 до напряжения U=10,6 В, при этом значении напряжения индикатор заряда 4 указывает на разряд аккумуляторной батареи. В этом случае аккумуляторную батарею 1 необходимо зарядить посредством зарядного устройства через разъем 5, или от бортовой сети автомобиля через разъем 6.
б
Для питания мобильных устройств используются соответствующие разъемы напряжением 5 В 7 и 12 В 8. Работа мобильных устройств обеспечивается при разряде аккумуляторной батареи 1 до напряжения U=10,6 В, после чего аккумуляторную батарею необходимо зарядить.
Преимущество заявляемого устройства состоит в том, что возможность питания различных мобильных устройств и зарядки их аккумуляторных батарей, а также возможность заряда аккумуляторной батареи самого устройства как от осветительной сети, так и от бортовой сети автомобиля значительно расширяет функциональные возможности устройства.