Аккумуляторный блок А8

Главная страница

В результате испытаний двигателя Р-40-14 поздней зимой 2010 года на морозе отказала система элетрозажигания-2. Детальный анализ этого происшествия выявил существенный недостаток конструкции аккумуляторного блока, который там применялся. Выяснилось, что при длительном использовании четырёх-контактные пары крышек в нём уселись. При этом усадка каждого из контактов была разная, и появлялся обрыв цепи из-за недостаточной силы прижатия контактов к аккумуляторам. Суть недостатка была в применении чётырёх точек опоры, которые никогда не сядут ровно и точно на поверхность, нужно как максимум три опоры. Поэтому было решено создать новую систему зажигания, лишенную вышеописанного недостатка и других нехороших нюансов, выявленных в процессе эксплуатации предыдущего аналога.

Фактически ТЗ на новую систему зажигания было следующим:

1.      Надёжность работы в течение долгого времени службы.

2.      Достаточно высокая сила тока и напряжение питания.

3.      Универсальность в использовании (возможность регулировки напряжения и силы тока).

4.      Минимальная масса и габариты конструкции.

5.      Удобство использования и быстрота развёртки на местности.

Согласно первому пункту надёжность работы достигается с применением специально купленных пружинных контактных пар, в каждой из которых создаётся точечный и независимый контакт с отдельным аккумулятором. Так же, как и его предшественник, данный аккумуляторный блок будет иметь возможность использовать пальчиковые никель-ионные аккумуляторы формата АА и с применением дополнительной оснастки формата ААА. Данный тип аккумуляторов является наиболее доступным, надёжным и простым в использовании. Информацию о различных аккумуляторах можно посмотреть здесь. Корпус аккумуляторного блока будет собственного изготовления, клееным из многослойного ватмана на клее TITAN. Как и в предыдущих системах электрозажигания, данная конструкция состоит из двух пар контуров: управляющая пара и рабочая. Управляющая пара запитана 9В батарейкой и обеспечивает дистанционное включение рабочих пар контуров. Рабочие пары контуров дают большую силу тока, и в них появляются весьма сильные потери тепла на сопротивление подводящих проводов, поэтому эти контуры не позволяет использовать длинные провода. Ещё в новой системе электрозажигания будет гораздо больше готовых составляющих частей, закупленных в магазине ЧИП и ДИП. К ним относятся:

1.      трёхпозиционные переключатели MRS-103-2C6-B ON-OFF-ON (250В 3А) (8 шт.)

2.      двухпозиционные переключатели MIRS-101-3 красный переключатель с подсветкой ON-OFF 250V/3A (2 шт.)

3.      BH-9VD колодка-корпус для "Кроны" без проводов

4.      G0310 контакты батареи для G939, G858 (4-е набора)

5.      электромагнитное реле TRIH-9VDC-SD-2CM-R реле 9V / 5A, 250VAC (2 шт.)

6.      никель-ионные аккумуляторы формата АА (8 шт. по 2000mAh или более)

7.      клеммы (2 шт.)

8.      X977B04 клеммник 4-контактный шаг 7.62мм (1 шт.)

9.      толстый акустический кабель 1246-250 SILICON 2 х 2.5 кв.мм (2м)

10.  тонкий акустический кабель K/LOW2100/10T 2х1.0мм2 (1м)

11.  Набор "Крокодил" AG-105A-C (1 красн.+ 1 черн.) (1 пара)

Общее количество коммутируемых аккумуляторов пальчикового типа составляет 8 штук. Этого вполне достаточно, чтобы раскалить до желта 2см бытовой нихромовой спирали, диаметром 0,5мм. Исходный проект схемы подключения. Главное, что было нужно – это обеспечить возможность легкой регулировки изменения подаваемой силы тока на выходе аккумуляторного блока. Для этого мной была придумана вот такая схема соединения аккумуляторов и возможных других элементов питания.

 

001

002

003

004

Для получения наименьших габаритов и массы было решено сделать всё с применением 3-х мерного моделирования. Для создания корпуса использовался многослойный ватман, который является одновременно хорошим диэлектриком и несущим конструкционным материалом. Все детали корпуса склеены между собой клеем TITAN. Так же приклеивались электрические детали в нём.

Аккумулятор 1

Вид сбоку

Аккумулятор 2

Вид снизу

Аккумулятор 3

Сборочный вид аккумуляторного блока с разнесёнными деталями

Сборка

К аккумуляторному блоку отдельно прилагается конструкция пульта дистанционного проводного управления. Это 9В батарейка или аккумулятор, питающий параллельно две управляющие цепи электромагнитных реле. Два переключателя и корпус из многослойного ватмана на клее TITAN для удобства использования, так же легкий и компактный.

Пуск

 

Пуск2

Сборочный вид пульта управления с разнесёнными деталями

Пуск

Сборка корпуса аккумуляторного блока и установка деталей в нём

001

Контакты для аккумуляторов АА в батарейном отсеке

002

003

004

Сборка переключателей и их установка в корпус

005

Пайка контактов переключателей

006

007

008

009

Установка электромагнитных реле и их пайка

010

011

012

013

Первые пробы на работоспособность и прочность с вложенными аккумуляторами

014

Заключительная пайка на клеммник

015

Сборка кнопки «Пуск»

016

017

018

Фиксация и изоляция проводов и контактов с помощью клея TITAN

019

Первые пробы на работоспособность в целом. Аккумуляторный блок одновременно работает в двухканальном режиме. Первый канал – даёт подсветку, второй – зажигание на нихром.

020

021

022

Полностью готовый и укомплектованный аккумуляторный блок.

023

024

025

026

027

Работа на максимальной мощности тока. Все восемь аккумуляторов подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по внешнему контуру в одноканальном режиме.

028

Работа на максимальной мощности тока. Все восемь аккумуляторов подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, но нет свободных батарейных слотов для первого канала.

029

Работа на 3/4 максимальной мощности тока. Шесть аккумуляторов подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, два аккумулятора зарезервированы для первого канала.

030

Работа на 1/2 максимальной мощности тока. Четыре аккумулятора подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, четыре аккумулятора зарезервированы для первого канала.

031

Работа на 1/4 максимальной мощности тока. Два аккумулятора подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, шесть аккумуляторов зарезервированы для первого канала.

032

Работа на 1/4 максимального напряжения. Два аккумулятора подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, шесть аккумуляторов зарезервированы для первого канала.

033

Работа на 1/2 максимального напряжения. Четыре аккумулятора подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, четыре аккумулятора зарезервированы для первого канала.

034

Работа на 3/4 максимального напряжения. Шесть аккумуляторов подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, два аккумулятора зарезервированы для первого канала.

035

Работа на максимальном напряжении. Восемь аккумуляторов подключены последовательно. Аккумуляторный блок работает по второму контуру в двухканальном режиме, но нет свободных батарейных слотов для первого канала.

036

Работа на двухканальном режиме. Два последовательно соединённых аккумулятора обеспечивают питание подсветки по первому контуру.  Шесть аккумуляторов подключены последовательно и работают по второму контуру.

037

038

В данной конструкции аккумуляторного блока возможно подключение самых разнообразных источников питания в различной последовательности. Например, один из никель-ионных аккумуляторов в первом контуре можно заменить на литиевый элемент 3,6В, тем самым, подняв напряжение на питание светодиодов.

039

040

Проверка на отсутствие тока в цепи в выключенном состоянии.

041

Итоговые данные замеров силы тока и напряжения на выходе аккумуляторного блока второго контура

AV

Хорошо заметно непостоянство изменения силы тока с ростом количества аккумуляторов. Генерируемая же теплота в проводниках остаётся при этом примерно постоянной, но при всё большей силе тока, вероятно всё больше становятся тепловые потери на нагрев подводящих проводов.

Q

Вывод:

1.      Данную конструкцию аккумуляторного блока можно легко использовать в полевых условиях и прямо на месте регулировать мощность подаваемой силы тока на зажигание с помощью обычных кнопочных переключателей.

2.      Аккумуляторный блок позволяет использовать два контура для одновременного зажигания сразу двух запалов или использовать второй контур для других целей, например для подсветки при испытаниях двигателей в тёмное время суток.