DISPOSITIVO DE ARRANQUE PARA MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA, ESPECIALMENTE DE VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Dispositivo de arranque (1) para motor de combustión, particularmente de vehículo automóvil,

que comprende: - un lanzador (19) dispuesto para arrancar el motor de combustión, particularmente por medio de una corona (33), - un motor eléctrico (2, 3) dispuesto para arrastrar en rotación el lanzador, comprendiendo el motor eléctrico: i. un inducido (2) o rotor, ii. un inductor (3) que comprende un bobinado (5) formado por una pluralidad de bobinas, al menos una bobina en serie (50) conectada eléctricamente en serie con el inducido (2) y al menos una bobina de derivación (51, 52), en la cual la bobina o cada bobina en serie presenta un valor de resistencia eléctrico más bajo que la bobina o cada bobina de derivación, iii. un conjunto de contactores (55) dispuesto para gobernar la alimentación eléctrica de solo una parte de las bobinas (51; 52) entre las que hay al menos una bobina de derivación (51) en serie con una bobina en serie (50) y el inducido (2), antes de gobernar la alimentación eléctrica de todas las bobinas del bobinado del inductor y en el que, cuando todas las bobinas del bobinado del inductor están alimentadas, la bobina o bobinas de derivación están conectadas eléctricamente en paralelo al inducido.

La invención se refiere especialmente a un dispositivo de arranque para motor de combustión interna, especialmente de vehiculo automóvil, y más particularmente a un “compuesto” de motor de arranque, es decir, un motor de arranque compuesto por un conjunto de bobinas conectadas en serie con el inducido y un conjunto de bobinas conectadas en paralelo con el inducido (bobinas de derivación).

Por la patente FR 2174421 o US 3177368 se conoce un contactor electromagnético para motor de arranque eléctrico de vehiculo automóvil. Este contactor comprende un equipo móvil compuesto por un núcleo de buzo en el que se fija una varilla que lleva en uno de sus extremos una placa de contacto montada deslizante. Esta placa se apoya inicialmente, en especial por la acción de resortes, sobre contactos de un circuito eléctrico que comprende una resistencia de bobinado de manera que, en una primera fase de arranque, el motor de arranque gire a baja velocidad. En una segunda fase de arranque, esta misma placa de contacto cierra un circuito eléctrico para permitir que el motor de arranque libere su acoplamiento máximo.

La patente FR 2827341 describe un contactor electromagnético con una resistencia de potencia que permite una rotación previa del lanzador.

La solicitud de patente FR 2881479 describe un dispositivo de gobierno de un motor de arranque provisto de un motor eléctrico. Este comprende un bobinado inductor de cuatro enrollamientos formando cada uno de los dos enrollamientos en serie dos grupos en paralelo. En una primera fase, se proporciona un interruptor electromagnético de acción diferida, que solo permite la activación de uno de los grupos de enrollamiento y, en una segunda fase, la activación de los dos grupos de enrollamiento.

En la figura 2 se representan elementos diferentes de un dispositivo de arranque de acuerdo con un estado de la técnica.

Entre estos elementos, figura un contactor principal P unido, por un lado, a una batería 26 y, por otro lado, a un bobinado inductor B formado por una pluralidad de bobinas en serie. Estas bobinas tienen la misma resistencia eléctrica.

De una manera general, durante el arranque (en el que el contactor P se encuentra en el estado ON (activado) como se ilustra en la curva a) de la figura 3), en los bornes de la batería se produce, durante la entrada, una caída de tensión (véase la curva b) de la figura 3). Esta caída puede llevar, por ejemplo, la tensión hasta un valor por debajo de 9 voltios.

Sin embargo, en algunos casos, conviene evitar un nivel de tensión excesivamente bajo en los bornes de batería 26 ya que la red de a bordo del vehículo podría resultar afectada por esta tensión tan baja.

La invención se refiere especialmente a limitar la caída de tensión en los bornes de la batería durante el arranque sin deteriorar por tanto la potencia mecánica liberada por el dispositivo de arranque.

De este modo, la invención tiene por objeto un dispositivo de arranque para motor de combustión de acuerdo con la reivindicación 1.

Preferentemente, el bobinado del inductor comprende al menos una bobina de baja resistencia eléctrica y una primera y segunda bobina de alta resistencia, por ejemplo, el primer y segundo grupo de dos bobinas (cada uno sobre un polo) de alta resistencia, y el conjunto de contactores se dispone para gobernar:

- en una primera fase, la alimentación eléctrica de dicha al menos una bobina de baja resistencia y la primera bobina de alta resistencia eléctrica, estando estas bobinas por tanto eléctricamente en serie,

- en una segunda fase, la alimentación eléctrica esencialmente de la bobina de baja resistencia, incluso la alimentación eléctrica solo de esta bobina de baja resistencia.

Gracias a la invención, es posible reducir considerablemente la caída de tensión durante el pico inicial de corriente, evitando, si fuera necesario, la realización costosa de un convertidor electrónico DC/DC o de una batería complementaria.

La invención permite beneficiarse de resistencias de potencia bobinadas para limitar temporalmente la corriente de entrada a un equivalente de tensión, por ejemplo, igual a 9 voltios en los bornes de la batería teniendo al mismo tiempo un nivel de acoplamiento impulsivo con cantidad de calor suficiente.

Ventajosamente el conjunto de contactores se dispone para gobernar: -en una tercera fase, posterior a la primera y segunda fase, la alimentación eléctrica de todas las bobinas del bobinado del inductor.

Preferentemente, la maquina comprende un inducido o rotor y la bobina o bobinas de baja resistencia están eléctricamente en serie en el inducido de la maquina eléctrica.

En un ejemplo de realización de la invención, la maquina comprende un inducido o rotor, y la bobina o bobinas del inductor de alta resistencia están eléctricamente en paralelo al inducido de la maquina eléctrica cuando todas las bobinas del bobinado se alimentan eléctricamente.

Ventajosamente el bobinado del inductor comprende al menos dos bobinas de baja resistencia eléctrica.

Preferentemente, el bobinado del inductor presenta dos pares de polos magnéticos y los polos de un tipo (por ejemplo, norte) están formados por bobinas de baja resistencia y los polos del otro tipo (por ejemplo, sur) están formados por bobinas de alta resistencia eléctrica.

La invención proporciona de esta manera, de acuerdo con uno de sus aspectos, un dispositivo de arranque con un estator provisto de uno o varios polos denominados “derivadores” formados por dos sub-bobinas de alta resistencia para alimentar, en primer lugar, solo una parte de los enrollamientos de estas sub-bobinas.

Estas partes de enrollamiento “derivador” para alimentar en primer lugar deben estar preferentemente en serie con el inducido y después los polos del inductor en serie de baja resistencia, deben conectarse en serie con el resto de enrollamientos “derivadores” cuando los bobinados en serie de baja resistencia se hayan alimentado por un contactor dedicado gobernado con un determinado retraso.

En un ejemplo de realización de la invención, el conjunto de contactores comprende un contactor principal y un primer y segundo contactores auxiliares.

Preferentemente, el conjunto de contactores comprende al menos un contactor gobernable eléctricamente.

Ventajosamente el conjunto de contactores se dispone de manera que primero se acciona el contactor principal, a continuación, sucesivamente se acciona el primer contactor auxiliar y por ultimo el segundo contactor auxiliar.

Si se desea, la bobina de baja resistencia eléctrica comprende al menos un cable eléctrico que presenta un plano o una sección considerable, sobre al menos una parte de su longitud. Eventualmente la bobina de baja resistencia comprende una cantidad de espiras reducida.

Por ejemplo, la bobina de alta resistencia eléctrica comprende al menos un cable eléctrico que presenta una sección transversal más pequeña que la del cable o cables de la bobina de baja resistencia. Este cable eléctrico puede ser fino. Eventualmente la bobina de alta resistencia comprende una cantidad de espiras elevada.

En un ejemplo de realización de la invención, la bobina de alta resistencia eléctrica comprende mayor cantidad de espiras que la bobina de baja resistencia.

Si fuera necesario, el dispositivo de arranque se dispone para volver a arrancar automáticamente el motor de combustión.

La invención también tiene por objeto un procedimiento para arrancar un motor de combustión de acuerdo con la reivindicación 9.

En un ejemplo de realización de la invención el procedimiento comprende la siguiente etapa:

- en una tercera fase, posterior a la primera y segunda fase, permitir la alimentación eléctrica de todas las bobinas del bobinado.

La maquina eléctrica está conectada a una batería para su alimentación eléctrica.

Durante el arranque del motor de combustión, usando el dispositivo de arranque, la tensión en los bornes de la batería cae quedando ventajosamente por encima de 9 voltios.

La invención puede relacionarse con una maquina de tipo “compuesta” con polos (o bobinas) “derivadores” y polos en serie.

En la invención podrá comprenderse mejor... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de arranque (1) para motor de combustión, particularmente de vehículo automóvil, que comprende:

- un lanzador (19) dispuesto para arrancar el motor de combustión, particularmente por medio de una corona (33),

- un motor eléctrico (2, 3) dispuesto para arrastrar en rotación el lanzador, comprendiendo el motor eléctrico:

i. un inducido (2) o rotor,

ii. un inductor (3) que comprende un bobinado (5) formado por una pluralidad de bobinas, al menos una bobina en serie (50) conectada eléctricamente en serie con el inducido (2) y al menos una bobina de derivación (51, 52), en la cual la bobina o cada bobina en serie presenta un valor de resistencia eléctrico más bajo que la bobina o cada bobina de derivación,

iii. un conjunto de contactores (55) dispuesto para gobernar la alimentación eléctrica de solo una parte de las bobinas (51; 52) entre las que hay al menos una bobina de derivación (51) en serie con una bobina en serie (50) y el inducido (2), antes de gobernar la alimentación eléctrica de todas las bobinas del bobinado del inductor y en el que, cuando todas las bobinas del bobinado del inductor están alimentadas, la bobina o bobinas de derivación están conectadas eléctricamente en paralelo al inducido.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la bobina o cada bobina en serie presenta un resistencia eléctrica comprendida entre 2 a 20 mili-ohmios y la bobina o cada bobina de derivación presenta una resistencia eléctrica comprendida entre 30 y 300 mili-ohmios.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el bobinado de inductor comprende una primera y una segunda bobina de derivación y el conjunto de contactores se dispone para gobernar:

- en una primera fase (figura 8), la alimentación eléctrica de dicha al menos una bobina en serie (50) y de la primera bobina de derivación, estando estas bobinas por tanto eléctricamente en serie.

- en una segunda fase (figura 9), la alimentación eléctrica de la bobina en serie derivando la primera bobina de derivación.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el conjunto de contactores se dispone para gobernar:

- en una tercera fase (figura 10), posterior a la primera y segunda fase, la alimentación eléctrica de todas las bobinas (50-52) del bobinado inductor.

5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bobinado de inducción presenta dos pares de polos magnéticos y los polos de un tipo están formados por bobinas en serie y los polos de otro tipo están formados por bobinas de derivación (51; 52).

6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto de contactores comprende un contactor (60) principal y el primer y segundo contactor auxiliar (61; 62), permitiendo el contactor principal accionar una palanca y de esta manera el lanzador del motor de arranque con su piñón y en el que el primer y segundo contactor auxiliar (61; 62) solo tienen por función modificar la topología del circuito eléctrico.

7. Dispositivo de acuerdo la reivindicación anterior, caracterizado porque el conjunto de contactores se dispone de manera que primero se acciona el contactor principal (60), después se accionan sucesivamente el primer contactor auxiliar (61) y finalmente el segundo contactor auxiliar (62).

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que:

- activado y cerrado el contactor principal, se provoca la alimentación eléctrica de dicha al menos una bobina en serie (50) y de la primera bobina de derivación, estando estas bobinas por tanto eléctricamente en serie, y se gobierna además la activación del primer contactor auxiliar,

- activado el primer contactor auxiliar, se deriva la primera bobina de derivación y se gobierna la activación del segundo contactor auxiliar, y

- activado el segundo contactor auxiliar, se ponen en serie las dos bobinas de derivación.

9. Procedimiento para arrancar un motor de combustión, particularmente de un vehículo automóvil, usando un dispositivo de arranque que comprende un motor eléctrico provisto de un inductor con un bobinado que comprende al menos una bobina en serie conectada eléctricamente en serie con el inducido (2) y al menos una bobina de derivación que presenta un valor de resistencia eléctrico mas elevado que la bobina o cada bobina en serie, comprendiendo el procedimiento la siguientes etapas:

- en una primera fase (figura 8), permitir la alimentación eléctrica de dicha al menos una bobina en serie (50) y una bobina de derivación, estando estas bobinas por tanto eléctricamente en serie,

- en una segunda fase (figura 10), permitir la alimentación eléctrica:

i. de bobinas en serie con el inducido

ii. bobinas de derivación en paralelo con el inducido

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende la siguiente etapa:

- entre la primera y segunda fase (figura 9) una fase intermedia que permite la alimentación eléctrica de todas las bobinas en serie derivando la bobina de derivación alimentada durante la primera fase.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que el bobinado de inductor comprende una primera y una segunda bobina de derivación y una bobina en serie, consistiendo el procedimiento en:

- en la primera fase, alimentar la primera bobina en serie, en serie con la bobina de derivación el conjunto en serie con el inducido.

- en la fase intermedia alimentar la bobina en serie, en serie con el inducido derivando la bobina de derivación y

- en la segunda fase, la alimentación de todas las bobinas de tal manera que un primer conjunto comprende la bobina en serie, en serie con el inducido y en paralelo con un segundo conjunto que comprende las bobinas de derivación en serie.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque durante el arranque del motor de combustión usando el dispositivo de arranque, la tensión en los bornes de la batería es superior a 9 voltios.