ЭЛЕКТРОСТАРТЕР
ELECTRIC STARTER

Область техники
Техническое решение относится к системам запуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которые используют электрический мотор. Оно пригодно к применению на передвижных и стационарных объектах, где установлены ДВС, например, для транспортных средств, в частности в автомобилях, мотоциклах, в строительной и сельскохозяйственной технике, в лодочных моторах.
Уровень техники
В стартере ДВС [1] установлен электромотор, который приводит во вращение приводной вал. Вал имеет возможность перемещения вдоль своей продольной оси и снабжен шестерней, которая вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика ДВС.
Схема включения стартера ДВС [2] содержит включатель стартера, электромотор и тяговое реле с силовыми контактами, один из которых подключен к обмотке электромотора, а второй - к аккумуляторной батарее.
Автомобильный электростартер [3] состоит из электромотора, узла сцепления вала электромотора с маховиком ДВС и тягового реле, которое имеет нормально разомкнутые контакты. Один из контактов подключен к обмотке электромотора. Якорь тягового реле имеет кинематическую связь с узлом сцепления и является его приводом. Все агрегаты расположены в общем корпусе.
Данное техническое решение принято за прототип.
Недостатком этого технического решения является возможность несанкционированного включения электростартера и, как следствие, запуска ДВС.
Сущность изобретения
Задачей, решаемой предложенным устройством, является защита электростартера от несанкционированного включения.
Электростартер ДВС содержит корпус, в котором расположены электромотор, тяговое электромагнитное реле и узел сцепления вала электромотора с маховиком ДВС. Тяговое реле имеет обмотку, якорь и нормально разомкнутые силовые контакты, один из которых соединен с обмоткой электромотора, второй предназначен для подключения электропитания. Узел сцепления обладает кинематической связью с якорем, которая обеспечивает его включение.
По изобретению электростартер оснащен электронным устройством дистанционного включения тягового реле. Оно соединено с корпусом электростартера и содержит электронный управляющий блок с портом приема управляющего сигнала, нормально разомкнутый управляемый ключ, соединенный с обмоткой тягового реле, и контакт для подключения электропитания.
Устройство дистанционного включения установлено в корпусе тягового реле.
Устройство дистанционного включения имеет корпус, соединенный с катушкой, на которой расположена обмотка тягового реле.
Стенка корпуса устройства дистанционного включения снабжена защитой от электромагнитного излучения. Она выполнена в виде одного или нескольких слоев из материалов, уменьшающих электромагнитное излучение.
Электронный управляющий блок устройства дистанционного включения выполнен в виде контроллера.
Электростартер укомплектован сигнальным кабелем и блоком генерации управляющего сигнала.
Порт приема управляющего сигнала выполнен в виде электрического разъема, установленного на корпусе электростартера.
Электронный управляющий блок оснащен дополнительным портом для приема сигнала от одного из электронных устройств, входящих в объект, на котором установлен электростартер.
Блок генерации управляющего сигнала оснащен портом для приема сигнала от одного из электронных устройств, входящих в объект, на котором установлен электростартер.
Блок генерации управляющего сигнала содержит порт обмена информацией с датчиком контактной памяти, который включает в себя постоянное запоминающее устройством, выполненное в виде микросхемы. Эта микросхема заключена в корпус, оформленный как брелок, который имеет контакты.
Блок генерации управляющего сигнала также может включать в себя одно из следующих устройств: считыватель информации с магнитных карт или штрихкодов, наборную клавиатуру, сенсорный дисплей, биометрический датчик, который считывает биометрическую информацию с человека, и другие подобные устройства.
Блок генерации управляющего сигнала может включать в себя блок обмена информации с внешним устройством. Им может быть: пульт дистанционного управления, карманный компьютер, мобильный телефон, планшетный компьютер, смартфон и другие подобные устройства.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение будет подробно рассмотрено на примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
• фиг.1 изображает общий вид электростартера;
• фиг.2 изображает вариант расположения электронного управляющего блока;
• фиг.3 изображает вид по стрелке А фиг.2;
• фиг.4 изображает выноску 1 фиг.2 в увеличенном масштабе;
• фиг.5 изображает схему подключения электростартера к электрической цепи автомобиля;
• фиг.6 изображает вариант электрической схемы устройства дистанционного включения;
• фиг.7 изображает вариант электрической схемы блока генерации управляющего сигнала.
Способ осуществления изобретения
На фиг.1-7 представлены лучшие варианты осуществления изобретения. Электростартер входит в состав ДВС автомобиля.
Электростартер (фиг.1-4) содержит корпус 1, в котором расположены электромотор 2 и узел сцепления (на фиг.1-4 не показан) вала 3 электромотора с зубчатым венцом маховика ДВС (на фиг.1-4 не показан). Корпус 1 закрыт крышкой 5, на которой имеется посадочная поверхность 6, предназначенная для соединения электростартера с корпусом ДВС. Шестерня 7 расположена на валу 3 и имеет возможность осевого перемещения, при котором происходит ее соединение с маховиком ДВС. Приводом для перемещения шестерни 7 является рычаг 8.
Тяговое электромагнитное реле 11 (фиг.1-2) содержит катушку 12, на которой имеются обмотки 13, 14. Катушка 12 с сердечником 15 расположена в корпусе 16, который винтами 17 соединен с крышкой 5 и практически является частью корпуса 1 электростартера. Якорь 21 включает в себя палец 22, расположенный в пазу рычага 8. Подвижный контакт 23 через изолятор соединен со штоком 25. Контакты 26, 27 установлены в крышке 28. Контакт 26 соединен кабелем 29 с обмоткой электромотора 2 (на фиг. 1-4 обмотка не показана). Контакт 27 предназначен для подключения к источнику электроэнергии.
В корпусе 16 установлено устройство 31 дистанционного включения обмоток 14, 15. Корпус 32 устройства 31 соединен с катушкой 12 винтами 33. Крышка 35 закрывает устройство 31. На крышке 28 (фиг.3) имеются разъемы 36, 37. Первый из них является портом приема управляющего сигнала устройства 31, а второй предназначен для подключения электропитания к этому устройству 31.
Стенки корпуса 32 и крышки 35 (фиг.4) состоят из нескольких слоев. Слой 38 выполнен из электропроводного материала, например, из меди. Слой 39 выполнен из ферромагнитного материала, например из стали.
Стартер 41 (фиг.5) получает энергию от аккумуляторной батареи 42. Реле 43 подключено к батарее 42 через выключатель 44, которым может быть кнопка для запуска ДВС, ключ зажигания и другие подобные агрегаты. Стартер 41 содержит электромотор 51, тяговое электромагнитное реле 52 с нормально разомкнутыми контактами 53, 54, которые, соответственно, подключены к электромотору 51 и к аккумуляторной батарее 42.
Тяговое реле 52 включает в себя устройство дистанционного включения 55, которое через разъем 56 и контакты реле 43 подключено к аккумуляторной батарее 42. Устройство 55 состоит из контроллера 61 с портом приема управляющего сигнала 62 и нормально разомкнутого управляемого ключа 63. Через порт 62 и сигнальный кабель 65 контроллер 61 соединен с блоком 66 генерации управляющего сигнала, который расположен, в кабине автомобиля. В блоке 66 имеется порт 67. Он имеет вид панели для контакта с брелком (на фиг.1-7 не показан), который содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), выполненное в виде микросхемы.
Контроллер 69 устройства 55 (фиг.6) оснащен дополнительным портом 71, к которому подключен датчик 72 срабатывания центрального замка автомобиля (на фиг.1-7 не показан). Блок генерации управляющего сигнала 73 содержит сенсорный экран 74 и контроллер 75.
Блок генерации управляющего сигнала 81 (фиг.7) содержит блок 82 обмена информацией со смартфоном (на фиг.1-7 не показан) и контроллер 83. Этот контроллер оснащен дополнительным портом 84 для обмена информацией с пультом 85 дистанционного управления охранной сигнализацией автомобиля.
Работа устройства.
Электростартер работает следующим образом.
Брелок с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) (фиг.5) вставляется в разъем порта 67. Блок 66 вырабатывает управляющий сигнал, который по кабелю 65 через порт 62 поступает в устройство дистанционного включения 55. Управляемый ключ 63 подключает обмотки тягового реле 52 к нормально разомкнутому контакту реле 43. Стартер готов к запуску.
Выключатель 44 включает реле 43, которое подключает тяговое реле 52 к аккумулятору 42. Обмотки 13, 14 (фиг.1) создают магнитное поле. Якорь 21 притягивается к сердечнику 15. Палец 22 взаимодействует с рычагом 8, и шестерня 7, перемещаясь в направлении стрелки 10, входит в зацепление с маховиком ДВС (на фиг.1-7 не показан). Шток 25 перемещается в сторону крышки 28. Подвижный контакт 23 замыкает контакты 26, 27 и включает электромотор 2, который начинает вращать маховик ДВС. После запуска ДВС (фиг.5) выключатель 44 отключает реле 43 от электропитания.
При неправильном управляющем сигнале ключ 63 остается разомкнутым и запуск стартера 41 без его разборки не осуществим.
Контроллер 61 выключает управляемый ключ 63 только при обратном сигнале от блока 66, который поступает в случае отсутствия брелка с ПЗУ в разъеме порта 67. Таким образом, после первого запуска, пока на порт 67 поступает сигнал от ПЗУ, устройство дистанционного включения 55 обеспечивает возможность включения тягового реле 52 от выключателя 44 и запуск ДВС
После открытия центрального замка (на фиг.1-7 не показан) датчик 72 через порт 71 подает сигнал в контроллер 69 (фиг.6). На сенсорном экране 74 набирается пароль. В случае его правильности контроллер 75 вырабатывает управляющий сигнал, который по кабелю 65 подается в порт 62. Управляемый ключ 63 подключает тяговое реле 52 к нормально разомкнутому контакту реле 43 (фиг.5). Стартер готов к включению. Далее ДВС можно запускать с помощью выключателя 44 до тех пор, пока датчик 72 подаст обратный сигнал (центральный замок закрыт).
После команды отключения охранной сигнализации, поданной на порт 84 с пульта дистанционного управления 85 (фиг.7), блок 82 готов к обмену информацией со смартфоном (на фиг.1-7 не показан). В случае правильности сигналов от этих устройств контроллер 83 вырабатывает управляющий сигнал, который поступает по кабелю 65, через порт 62 в устройство дистанционного включения 55. Управляемый ключ 63 подключает тяговое реле 52 к нормально разомкнутому контакту реле 43. Стартер готов к включению. Далее ДВС можно запускать с помощью выключателя 44 до тех пор, пока в порт 84 поступит обратный сигнал (охранная сигнализация включена).
Список литературы
1. Патент RU 2296878, кл. F2N 11/00.
2. Патент RU 2244153, кл. F2N 11/08.
3. Электрооборудование автомобилей и тракторов: учебник/ Ю.П. Чижков. М.: Машиностроение, 2007.