устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее пневмогидроаккумулятор с разделителем, разграничивающим газовую и жидкостную полости между собой, обратимую роторную гидромашину, управляемую извне трехпозиционным приводом, снабженным датчиком положения звена управления последней, гидравлически соединенную через трехпозиционный управляемый приводом гидрораспределитель с жидкостной полостью пневмогидроаккумулятора и гидробаком, сообщенным через предохранительный клапан с жидкостной полостью последнего, и кинематически связанную с валом двигателя, снабженным датчиком частоты его вращения, датчик давления, подключенный к жидкостной полости пневмогидроаккумулятора, и блок управления, соединенный с приводами гидромашины и гидрораспределителя и датчиками давления, положения звена управления гидромашиной и частоты вращения вала двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено полярным датчиком разности давлений, установленным параллельно гидромашине и подключенным к блоку управления, а пневмогидроаккумулятор снабжен пружиной сжатия, установленной в газовой полости и действующей на разделитель.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделитель выполнен в виде поршня, а пружина сжатия установлена с усилием, превышающим силу трения поршня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к устройствам запуска двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано на двигателях автомобилей, тракторов, дорожных машин и т.п., работающих при низких температурах, в малонаселенной местности, в условиях взрывоопасности, а также на двигателях большой мощности.

Известны двигатели, состоящие из пневмогидроаккумулятора, гидродвигателя, гидроаппаратов, гидробака, гидролинией, датчика давления и гидроагрегатов для зарядки пневмогидроаккумулятора.

Недостатки таких устройств - необходимость периодической подзарядки газом пневмогидроаккумулятора из-за утечек газа и значительное снижение пускового момента устройства при понижении температуры окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для запуска двигателя, содержащее пневмогидроаккумулятор с разделителем, регулируемую обратную роторную гидромашину, управляемую извне трехпозиционным приводом, трехпозиционный, например золотниковый, гидрораспределитель, управляемый приводом, гидробак, предохранительный клапан, датчик давления, датчик положения звена управления регулируемой обратимой роторной гидромашиной, датчик частоты вращения вала двигателя, блок управления, соединенный с приводами управления гидромашиной и гидрораспределителем и датчиками давления, положения звена управления гидромашины и частоты вала двигателя.

Недостатки устройства - преждевременное отключение устройства до запуска двигателя и непроизводительный расход жидкости из пневмогидроаккумулятора после запуска двигателя из-за неточности информации начала запуска двигателя, зависящей от срока службы двигателя, качества топлива и картерного масла, температуры двигателя и температуры, давления и влажности окружающей среды; уменьшение пускового момента на валу двигателя из-за снижения давления газа в пневмогидроаккумуляторе при понижении температуры окружающей среды и из-за перетечек газа из газовой полости в гидравлическую; необходимость периодической подзарядки газом пневмогидроаккумулятора из-за перетечек газа из газовой полости в гидравлическую.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для пуска двигателя содержит пневмогидроаккумулятор с разделителем, регулируемую обратимую роторную гидромашину, управляемую извне трехпозиционным приводом, трехпозиционный, например, золотниковый гидрораспределитель, управляемый приводом, гидробак, предохранительный клапан, датчик давления, датчик положения звена управления регулируемой обратимой роторной гидромашиной, датчик частоты вращения вала двигателя, блок управления, соединенный с приводами управления гидромашиной и гидрораспределителем и датчиками давления, положения звена управления гидромашиной и частоты вращения вала двигателя. Устройство снабжено полярным датчиком разности давлений, установленным параллельно регулируемой обратной роторной гидромашине и соединенным посредством блока управления с трехпозиционными приводами управления, например электромагнитами, гидромашиной и гидрораспределителем. Пневмогидроаккумулятор снабжен пружиной сжатия, размещенной в газовой полости и действующей на разделитель, например поршень с усилием, превышающим его силу трения.

В известных науке и технике решениях заявителем не обнаружено совокупности отличительных признаков таких, как в заявляемом техническом решении, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих получить положительный эффект, указанный в поставленной цели. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует категории изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема блока управления.

Устройство содержит пневмогидроаккумулятор 1, включающий в себя жидкостную полость 2, газовую полость 3, разделитель, например, поршень 4 и пружину сжатия 5, размещенную в газовой полости 3 и действующую на поршень 4 с усилием, превышающим силу трения поршня; обратимую роторную гидромашину 6, управляемую трехпозиционным приводом, например электромагнитом 7, соединенным с гидромашиной 6 посредством звена управления 8, имеющего три позиции А1, Б1 и В1 (в позиции А1 параметр регулирования, например угол наклона блока поршневой, равен нулю, в позиции В1 параметр регулирования соответствует оптимальному значению для наносного режима работы гидромашины 6, в позиции В1 - оптимальному значению для моторного режима работы гидромашины 6); датчик положения 9 звена управления 8, трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель 10 с позициями золотника А2, Б2 и В2, управляемого трехпозиционным приводом, например, электромагнитом 11. В позиции А2 гидролинии перекрыты, в позиции Б2 жидкость из пневмогидроаккумулятора 1 подводится к гидромашине 6 и от последней отводится в гидробак 12, в позиции В2 жидкость из гидробака 12 всасывается гидромашиной 6 и нагнетается в пнемвогидроаккумулятор 1. Устройство содержит также подводящую 13 и отводящую 14 гидролинии гидромашины 6, полярный, например потенциометрический, датчик разности давлений 15, фиксирующий разность давлений в гидролиниях 13 и 14, датчик давления 16, фиксирующий давление на выходе пневмогидроаккумулятора 1, обратный клапан 17, предотвращающий разрыв вязкости, предохранительный клапан 18, обратный клапан 19 для зарядки жидкостью пневмогидроаккумулятора 1 от гидромашины 6, ручной насос 20 с обратным клапаном 21, датчик частоты вращения 22 вала 23 двигателя 24, соединенного посредством редуктора 25 и соединительной муфты 26 с валом 27 гидромашины 6, блок управления 28 с тумблером 29, электроизоляции 30, 31, 32 и 33, соединяющие блок управления 28 с потенциометрическим датчиком давления 16, потенциометрическим датчиком разности давлений 15, трехпозиционными электромагнитами 7 и 11. Блоком управления 28 обеспечивается три синхронных срабатывания электромагнитов 7 и 11. При одном срабатывании звено управления 8 и золотник 10 устанавливаются в позиции А1 и А2, при втором - Б1 и Б2 и при третьем - В1 и Б2.

Электрическая схема блока управления 28 (рис. 2) включает в себя: четыре электромагнитных реле К1, К2, К3 и К4, два операционных усилителя DА1 и DА2, два усилительных транзистора VT1 и VT2, усилитель мощности Y1 с двумя выходами 32 и 33, три пары контактов S1, S2 и S3, находящихся в потенциометрическом датчике давления 16, контакты S4 тумблера 29, триггер задержки (D-триггер) DD, одиннадцать резисторов R1...R11 и два входа 30 и 31, соответственно, от датчиков 16 и 15.

Устройство работает следующим образом. Перед включением устройства необходимо, чтобы: давление на выходе пневмогидроаккумулятора 1 было максимальным, если же оно ниже, производится подзарядка жидкостью ручным насосом 20; при максимальном давлении контакты S1 и S2 датчика давления 16 замкнуты, при понижении давления они размыкаются; гидромашина 6 была соединена с валом 23 двигателя 24 с помощью соединительной муфты 26, например, электромагнитной; тумблер 29 был выключен - в этом состоянии звено управления 8 и золотник гидроусилителя 10 находятся в позициях, соответственно, А1 и А2.

Для пуска двигателя 24 включается тумблер 29. В результате замыкаются контакты 4, срабатывают реле К1 и К2, замыкаются контакты К1:1, K1:2, K1:3 и K2:1, напряжение питания Uп подается к усилителю DА1 и через усилитель Y1 по электролиниям 32 и 33 на электромагниты 7 и 11, которые устанавливают звено управления 8 и золотник 10 в позиции Б1 и Б2. В этом случае жидкость из пневмогидроаккумулятора 1 подается через золотник 10 в гидромашину 6, заставляя ее работать в моторном режиме и отводится в гидробак 12, давление в пневмогидроаккумуляторе 1 при этом падает и контакты 1 и 2 размыкаются, происходит разгон коленвала 23 двигателя 24, от датчика 15 по электролинии 31 в блок управления 28 подается напряжение, например, положительного знака. В момент, когда запустился двигатель 24, гидромашина 6 начинает работать в насосном режиме и датчик 15 меняет полярность сигнала. В результате на входе усилителя DА2 возникает положительный потенциал, открывается транзистор VT2, срабатывает реле К4, размыкаются контакты К4:1 и, принимая от датчика 15 отрицательный сигнал, усилитель DА1 выдает на выходе отрицательное напряжение, которое, повышаясь в усилителе Y1, подается на электромагниты 7 и 11, которые устанавливают звено управления 8 и золотник 10 в позиции В1 и В2. В этом случае жидкость из гидробака 12 всасывается гидромашиной 6 и нагнетается через золотник в пневмогидроаккумулятор 1, давление при этом в датчике 16 повышается и по достижению максимальной величины контакты S1 и S2 замыкаются, реле К1 и К2 срабатывают повторно, замыкаются контакты К2:1 и на вход триггера DD подается второй положительный импульс, благодаря чему триггер DD срабатывает, открывает транзистор VT1, после чего срабатывает реле К3, размыкаются контакты К3:1, и отключается напряжение питания от усилителя DА1, а следовательно, обесточиваются электромагниты 7 и 11, которые устанавливают звено управления 8 и золотник 10 в позиции А1 и А2. В этом случае все гидролинии перекрыты и устройство готового к новому пуску.

Если запуск двигателя 24 не произошел, а давление в пневмогидроаккумуляторе 1 стало ниже допустимого, контакты S3 при этом размыкаются и напряжение питания от усилителя DА1 отключается, а следовательно, обесточиваются электромагниты 7 и 11, которые устанавливают звено управления 8 и золотник 10 в позиции А1 и А2. Зарядку жидкостью пневмогидроаккумулятора 1 происходит от ручного насоса 20.

Таким образом, введение датчика разности давлений, установленного параллельно обратимой гидромашине и соединенного посредством блока управления с приводами управления гидромашиной и гидрораспределителем, обеспечивает надежную информацию о запуске двигателя независимо от его срока службы и изменения параметров окружающей среды, благодаря чему исключаются преждевременные отключения устройства и непроизводительный расход жидкости, а размещение в газовой полости пневмогидроаккумулятора пружины сжатия, действующей на разделитель, исключает перетечки газа из газовой в гидравлическую полость и снижает влияние температуры окружающей среды на давление в гидравлической полости, благодаря чему не требуется подзарядки газом и улучшается стабильность пускового момента.

Применение изобретения на двигателях автомобилей, тракторов, строительно-дорожных и сельскохозяйственных машинах и т.п. позволяет повысить надежность запуска двигателей и, следовательно, повысить эффективность использования транспортных машин при низких температурах, в малонаселенных местностях и в условиях взрывоопасности.