Двигатель внутреннего сгорания, содержащий электрическую систему запуска, питаемую литий-ионным аккумулятором

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий электрическую систему запуска, питаемую литий-ионным аккумулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка имеет приоритет предварительной заявки США №61/892346, поданной 17 октября 2013, и приоритет предварительной заявки США №. 61/837539, поданной 20 июня 2013, обе из которых включены в данный документ в качестве ссылки во всей своей полноте.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к двигателям внутреннего сгорания, включающим в себя электрические системы запуска и внешнее силовое оборудование, питаемое от таких двигателей, например, газонокосилки, снегоочистители, портативные генераторы, и т.д. Более конкретно, настоящее изобретение относится к небольшим двигателям внутреннего сгорания, включающим в себя электрические системы запуска, питаемые от съемных литий-ионных аккумуляторов.

[0003] Внешнее силовое оборудование включает в себя газонокосилки, садовые тракторы, снегоочистители, мойки высокого давления, портативные генераторы, культиваторы, дровокольные станки, косилки с нулевым радиусом поворота, косилки с пешеходным управлением, садовые косилки, промышленные транспортные средства, например, вилочные погрузчики, грузопассажирские автомобили и т.д. Во внешнем силовом оборудовании может, например, использоваться двигатель внутреннего сгорания для привода навесного оборудования, например, вращающейся лопасти газонокосилки, насоса мойки высокого давления, шнека снегоуборщика, генератора переменного тока генераторной установки и/или трансмиссии внешнего силового оборудования.

[0004] Многие детали внешнего силового оборудования включают в себя двигатели, которые запускаются ручным стартером вручную. Для запуска двигателя, пользователь должен вручную потянуть тросик ручного стартера.

[0005] Другие предметы внешнего силового оборудования включают в себя электрические системы запуска, в которых стартерный электродвигатель, питаемый от аккумулятора, запускает двигатель. Обычно такие электрические системы запуска также включают в себя активируемый пользователем стартерный переключатель (например, нажимную кнопку или клавишу) и стартерное реле. Стартерное реле является связью между слаботочной цепью, включающей в себя стартерный переключатель, и сильноточной цепью, включающей в себя стартерный электродвигатель. Для запуска двигателя пользователь приводит в действие стартерный переключатель, заставляя стартерное реле замыкаться с тем, чтобы аккумулятор подавал пусковой ток на электродвигатель запуска для запуска двигателя.

[0006] Аккумулятор представляет собой свинцово-кислотный аккумулятор. Аккумулятор крепится к внешнему силовому оборудованию отдельно от двигателя. Например, аккумулятор может быть прикреплен к монтажной пластине или деке газонокосилки, или мойки высокого давления, или раме садовой газонокосилки или портативного генератора. Корпус аккумулятора прикреплен к внешнему силовому оборудованию крепежными элементами, которые требуют инструментов (например, гаечным ключом или торцевым ключом) для прикрепления аккумулятора к внешнему силовому оборудованию, либо удаления или ослабления крепежных элементов, чтобы аккумулятор можно было снять с внешнего силового оборудования. Аккумулятор также включает в себя пару контактов, к которым присоединены электрические клеммы. Также необходимы инструменты для прикрепления и съема электрических клемм с контактов. Свинцово-кислотные аккумуляторы заполнены жидким электролитом, обычно представляющим собой смесь воды и серной кислоты. Электролит является едким веществом. Свинцово-кислотные аккумуляторы чувствительны к температуре, что может привести к тому, что двигатель будет испытывать трудности при запуске или совсем не будет запускаться в холодную погоду. Также, свинцово-кислотный аккумулятор будет с течением времени разряжаться и не сможет подавать электрическую энергию (т.е., теряет заряд или становится полностью разряженным). Может потребоваться сезонная замена свинцово-кислотного аккумулятора, снятого с внешнего силового оборудования, и хранение внутри помещения, или иные меры поддержки или обслуживания пользователем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Один вариант осуществления изобретения относится к двигателю внутреннего сгорания, содержащему блок двигателя, содержащий цилиндр, поршень, размещенный в цилиндре, при этом поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре вдоль оси цилиндра, коленчатый вал, выполненный с возможностью приведения в движение поршнем, топливную систему для подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр, а также электрическую систему запуска, содержащую стартерный электродвигатель, приемное устройство для аккумулятора, и литий-ионный аккумулятор, закрепленный с возможностью извлечения на приемном устройстве для аккумулятора, причем литий-ионный аккумулятор выполнен с возможностью питания электроэнергией стартерного электродвигателя для запуска двигателя, при этом литий-ионный аккумулятор содержит, по меньшей мере, одну литий-ионную ячейку, имеющую ось ячейки, и при этом приемное устройство для аккумулятора расположено так, что при присоединении литий-ионного аккумулятора к приемному устройству для аккумулятора, ось цилиндра и продольная ось ячейки не параллельны друг другу.

[0008] Другой вариант осуществления изобретения относится к внешнему силовому оборудованию, включающему в себя двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок двигателя, включая цилиндр, поршень, размещенный в цилиндре, коленчатый вал, выполненный с возможностью приведения в движение поршнем, топливную систему для подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр, а также электрическую систему запуска, включающую в себя стартерный электродвигатель, приемное устройство для аккумулятора, литий-ионный аккумулятор, закрепленный с возможностью извлечения на приемном устройстве для аккумулятора, причем литий-ионный аккумулятор выполнен с возможностью питания электроэнергией стартерного электродвигателя для запуска двигателя, и при этом литий-ионный аккумулятор включает в себя, по меньшей мере, одну литий-ионный ячейку, имеющую ось ячейки, а также приспособление, соединенное с коленчатым валом. При работе двигателя, приводящего в действие приспособление, внешнее силовое оборудование производит вибрации вдоль геометрической оси вибраций. Приемное устройство для аккумулятора расположено так, что при присоединении литий-ионным аккумулятора к приемному устройству для аккумулятора, геометрическая ось вибрации и ось ячейки не параллельны друг другу

[0009] Другой вариант осуществления изобретения относится к двигателю внутреннего сгорания и системе зарядки аккумулятора, содержащему двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок двигателя, содержащий цилиндр, поршень, расположенный в цилиндре, при этом поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре вдоль оси цилиндра, коленчатый вал, выполненный с возможностью приведения в движение поршнем, топливную систему для подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр, и электрическую систему запуска, содержащую стартерный электродвигатель и приемное устройство для аккумулятора, зарядное устройство аккумулятора, и литий-ионный аккумулятор, закрепляемый с возможностью извлечения на приемном устройстве для аккумулятора и зарядном устройстве для аккумулятора, причем литий-ионный аккумулятор содержит, по меньшей мере, одну литий-ионную ячейку, имеющую ось ячейки, причем литий-ионный аккумулятор, прикрепленный к приемному устройству для аккумулятора, выполнен с возможностью питания электроэнергией стартерного электродвигателя для запуска двигателя, и при этом приемное устройство для аккумулятора размещено так, что при присоединении литий-ионного аккумулятора к приемному устройству для аккумулятора, ось цилиндра и ось ячейки не параллельны друг другу, и причем при присоединении литий-ионного аккумулятора к зарядному устройству аккумулятора, зарядное устройство аккумулятора выполнено с возможностью зарядки литий-ионного аккумулятора.

[0010] Альтернативные примерные варианты осуществления относятся к сочетанию других особенностей и признаков, как может быть в целом указано в формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Раскрытие изобретения станет более понятным из последующего подробного описания в сочетании с сопровождающими чертежами.

[0012] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид двигателя внутреннего сгорания, содержащего электрическую систему запуска, питаемую литий-ионным аккумулятором, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0013] Фиг. 2 представляет собой перспективный вид двигателя с фиг. 1.

[0014] Фиг. 2А представляет собой покомпонентный вид двигателя с фиг. 1.

[0015] Фиг. 3 представляет собой вид сверху двигателя с фиг. 1.

[0016] Фиг. 4 представляет собой боковой вид справа двигателя с фиг. 1.

[0017] Фиг. 5 представляет собой вид сзади двигателя с фиг. 1.

[0018] Фиг. 6 представляет собой перспективный вид приемного устройства для аккумулятора системы запуска с фиг. 1

[0019] Фиг. 7 представляет собой подробный вид фрагмента приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0020] Фиг. 8 представляет собой перспективный вид приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0021] Фиг. 9 представляет собой подробный вид фрагмента приемного устройства для аккумулятора с фиг. 8.

[0022] Фиг. 10 представляет собой боковой вид слева приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0023] Фиг. 11 представляет собой боковой вид справа приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0024] Фиг. 12 представляет собой вид сзади приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0025] Фиг. 13 представляет собой вид спереди приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0026] Фиг. 14 представляет собой подробный вид фрагмента приемного устройства для аккумулятора с фиг. 13.

[0027] Фиг. 15 представляет собой вид сверху приемного устройства для аккумулятора с фиг. 6.

[0028] Фиг. 16 представляет собой подробный вид фрагмента приемного устройства для аккумулятора с фиг. 15.

[0029] Фиг. 16А представляет собой перспективный вид приемного устройства для аккумулятора для системы запуска, согласно примерному варианту осуществления.

[0030] Фиг. 17 представляет собой перспективный вид двигателя внутреннего сгорания, содержащего электрическую систему запуска, питаемую литий-ионным аккумулятором, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0031] Фиг. 18 представляет собой перспективный вид двигателя внутреннего сгорания, содержащего электрическую систему запуска, питаемую литий-ионным аккумулятором, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0032] Фиг. 19 представляет собой перспективный вид литий-ионного аккумулятора для использования с электрической системой запуска двигателя внутреннего сгорания, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0033] Фиг. 20 представляет собой покомпонентный вид литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0034] Фиг. 21 представляет собой перспективный вид сверху литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0035] Фиг. 22 представляет собой перспективный вид снизу литий-ионный аккумулятора с фиг. 19.

[0036] Фиг. 23 представляет собой перспективный вид снизу литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0037] Фиг. 24 представляет собой перспективный вид снизу литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0038] Фиг. 25 представляет собой вид спереди литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0039] Фиг. 26 представляет собой вид сзади литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0040] Фиг. 27 представляет собой боковой вид слева литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0041] Фиг. 28 представляет собой боковой вид справа литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0042] Фиг. 29 представляет собой вид сверху литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0043] Фиг. 30 представляет собой вид снизу литий-ионного аккумулятора с фиг. 19.

[0044] Фиг. 31 представляет собой перспективный вид зарядного устройства аккумулятора для использования с литий-ионным аккумулятором, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0045] Фиг. 32 представляет собой перспективный вид литий-ионного аккумулятора с фиг. 19, прикрепленного к зарядному устройству аккумулятора с фиг. 31.

[0046] Фиг. 33 представляет собой принципиальную схему системы запуска для двигателя, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0047] Фиг. 34 представляет собой принципиальную схему системы запуска для двигателя, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0048] Фиг. 35 представляет собой принципиальную схему системы запуска для двигателя, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0049] Фиг. 36 представляет собой принципиальную схему системы запуска для двигателя, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0050] Фиг. 37 представляет собой схему электрооборудования системы управления аккумулятора, согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0051] Фиг. 38 представляет собой перспективный вид сверху корпуса воздуходувного устройства согласно примерному варианту осуществления.

[0052] Фиг. 39 представляет собой перспективный вид снизу корпуса воздуходувного устройства с фиг. 22.

[0053] Фиг. 40 представляет собой другой перспективный вид снизу корпуса воздуходувного устройства с фиг. 22.

[0054] Фиг. 41 представляет собой перспективный вид газонокосилки согласно примерному варианту осуществления.

[0055] Фиг. 42 представляет собой принципиальную схему системы запуска для двигателя, согласно примерному варианту осуществления.

[0056] Фиг. 43 представляет собой перспективный вид компонентов системы запуска для внешнего силового оборудования согласно примерному варианту осуществления.

[0057] Фиг. 44 представляет собой перспективный вид двигателя в сборе согласно примерному варианту осуществления.

[0058] Фиг. 45 представляет собой перспективный вид станции зарядки аккумулятора согласно примерному варианту осуществления.

[0059] Фиг. 46 представляет собой перспективный вид аккумулятора, соединенного с двигателем, согласно примерному варианту осуществления.

[0060] Фиг. 47 представляет собой перспективный вид стартерной системы для двигателя в сборе с фиг. 44, согласно примерному варианту осуществления.

[0061] Фиг. 48 представляет собой вид спереди аккумулятора для стартерной системы, согласно примерному варианту осуществления.

[0062] Фиг. 49 представляет собой вид сверху аккумулятора с фиг. 48.

[0063] Фиг. 50 представляет собой вид снизу аккумулятора с фиг. 48.

[0064] Фиг. 51 представляет собой вид слева сбоку аккумулятора с фиг. 48.

[0065] Фиг. 52 представляет собой вид справа сбоку аккумулятора с фиг. 48.

[0066] Фиг. 53 представляет собой вид снизу аккумулятора с фиг. 48 со снятым фрагментом корпуса, чтобы показать внутреннюю часть аккумулятора.

[0067] Фиг. 54 представляет собой вид спереди приемного устройства для аккумулятора для системы запуска, согласно примерному варианту осуществления.

[0068] Фиг. 55 представляет собой вид сверху приемного устройства для аккумулятора с фиг. 54.

[0069] Фиг. 56 представляет собой вид снизу приемного устройства для аккумулятора с фиг. 54.

[0070] Фиг. 57 представляет собой вид в разрезе приемного устройства для аккумулятора с фиг. 54, полученный по линии 57-57.

[0071] Фиг. 58 представляет собой вид в разрезе приемного устройства для аккумулятора с фиг. 54, полученный по линии 58-58.

[0072] Фиг. 59 представляет собой перспективный вид мойки высокого давления согласно примерному варианту осуществления изобретения.

[0073] Фиг. 60 представляет собой схему электрооборудования для системы запуска двигателя согласно другому примерному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0074] Прежде чем перейти к фигурам, на которых подробно проиллюстрированы примерные варианты осуществления, следует понимать, что настоящая заявка не ограничивается деталями или методологией, изложенной далее в описании или проиллюстрированной на чертежах. Также следует понимать, что терминология предназначена только для целей описания и не должна рассматриваться как ограничение.

[0075] Двигатели внутреннего сгорания, содержащие электрические системы запуска, снабжаемые энергией от съемного перезаряжаемого литий-ионного аккумулятора, описанного в данном документе, обеспечивают многочисленные преимущества над двигателями, запускаемыми вручную, и двигателями, содержащими электрические системы запуска, работающие от свинцово-кислотного аккумулятора. Электрические системы запуска устраняют необходимость в ручном стартере и необходимость для пользователя дергать за шнур запуска для запуска двигателя. Использование съемного перезаряжаемого литий-ионного аккумулятора для питания электрической системы запуска устраняет многие из трудностей, неудобств, и недостатков систем, снабжаемых энергией от свинцово-кислотных аккумуляторов. Как описано в данном документе, литий-ионный аккумулятор извлекается из приемного устройства для аккумулятора без использования инструментов. Достаточно легкий литий-ионный аккумулятор легко прикрепляется и извлекается из приемного устройства для аккумулятора вручную. Это является значительно более простым, чем процесс извлечения свинцово-кислотного аккумулятора из предмета внешнего силового оборудования. Пользователь должен безопасно отсоединить электрические провода, подключенные к контактам свинцово-кислотного аккумулятора, что требует использования инструментов. Затем свинцово-кислотный аккумулятор должен быть извлечен с места его установки, обычно рамы, пластины или другого места установки отдельно от двигателя. Это также требует использования инструментов. В нескольких предпочтительных вариантах осуществления, приемное устройство для аккумулятора представляет собой составляющую часть самого двигателя, так что литий-ионный аккумулятор крепится к двигателю, а не к месту, удаленному от двигателя, как это было бы со свинцово-кислотным аккумулятором. Системы, использующие свинцово-кислотные аккумуляторы, могут иметь свинцово-кислотный аккумулятор, который спрятан или другим образом скрыт из виду (например, под сиденьем садового трактора), что требует от пользователя удаления или перемещения компонентов для доступа к свинцово-кислотному аккумулятору, еще один этап, требующий использования инструментов. Удобство извлечения литий-ионного аккумулятора помогает ограничить воздействие на аккумулятор холодных температур, по сравнению со свинцово-кислотным аккумулятором (например, на предмете внешнего силового оборудования, хранимого в гараже в зимнее время). Пользователь может легко снять литий-ионный аккумулятор и хранить его в отапливаемом месте (например, в доме пользователя), или хранить второй литий-ионный аккумулятор в отапливаемом месте, с тем, чтобы второй литий-ионный аккумулятор был доступен для использования, если пониженные температуры повлияют на работу первого литий-ионного аккумулятора. Отключение, извлечение, повторная установка, и повторное подключение свинцово-кислотного аккумулятора с применением инструментов в подобных условиях эксплуатации при холодной погоде представляет собой обременительную задачу, невыполнимую для обычного пользователя. Также, для предметов внешнего силового оборудования, используемого сезонно (например, газонокосилок и моек высокого давления в теплые месяцы и снегоочистителей в холодные месяцы), свинцово-кислотный аккумулятор может оказаться разряженным, неисправным, или иным путем иметь уровень зарядки, недостаточный для запуска двигателя после сезона простоя (например, при запуске газонокосилки в первый раз после зимы). Для запитывания электрической системы запуска и запуска двигателя внешнего силового оборудования пользователь может либо хранить литий-ионный аккумулятор в помещении на зарядном устройстве аккумулятора, поддерживая его в заряженном состоянии и также при соответствующей рабочей температуре, либо легко извлекать литий-ионный аккумулятор из приемного устройства для аккумулятора без использования инструментов, быстро перезаряжать его в зарядном устройстве аккумулятора, и закреплять его в приемном устройстве для аккумулятора без использования инструментов.

[0076] Описанный в данном документе литий-ионный аккумулятор быстро перезаряжается, даже когда он полностью разряжен. В ходе испытаний литий-ионный аккумулятор, как описано в данном документе, полностью разряженный, был заряжен в течение одной минуты и затем был в состоянии дважды обеспечить электрическую энергию, достаточную для запуска двигателя, к которому он был подключен. Литий-ионный аккумулятор, как описано в данной заявке, может быть полностью заряжен в течение шестидесяти минут, и при полной зарядке он может обеспечить пятьдесят или больше запусков двигателя. Литий-ионный аккумулятор, описанный в настоящем документе, способен обеспечить более десяти запусков двигателя после десяти минут зарядки.

[0077] Описанный в данном документе литий-ионный аккумулятор устраняет проблемы, связанные с агрессивным электролитом свинцово-кислотного аккумулятора, что упрощает обращение пользователя с аккумулятором.

[0078] Возможность установки литий-ионного аккумулятора без использования инструментов и включение приемного устройства для аккумулятора в качестве составляющей части самого двигателя упрощает установку двигателя в предмете внешнего силового оборудования производителем оригинального оборудования («ОЕМ»). Нет необходимости для OEM-производителя использовать инструменты, чтобы установить литий-ионный аккумулятор на внешнем силовом оборудовании, в отличие от свинцово-кислотного аккумулятора, и также нет необходимости использовать инструменты для подключения электрических проводов к контактам аккумулятора. Также может потребоваться меньше деталей. Например, электропроводка, включающая в себя электрические провода, присоединяемые к свинцово-кислотному аккумулятору, может быть исключена или упрощена в своей схеме и/или при прокладке.

[0079] Легкость извлечения и перезарядки описанного в данной заявке литий-ионного аккумулятора, также увеличивает удобство конечного пользователя при обращении с внешним силовым оборудованием, не включающим в себя ручную систему запуска (например, стартер со шнуром). Поскольку литий-ионный аккумулятор легко извлекается без инструментов и быстро заряжается до состояния зарядки, достаточной для запуска двигателя, то конечный пользователь может быть уверен в возможности запуска двигателя в большинстве ситуаций (например, при отсутствии каких-либо проблем с системой запуска и другими компонентами двигателя, отличными от разряженного аккумулятора). В предпочтительных вариантах осуществления, описанный в данной заявке литий-ионный аккумулятор содержит дисплей, который визуально показывает пользователю уровень зарядки аккумулятора. Электрическая система запуска, питаемая от свинцово-кислотного аккумулятора, который не в состоянии запустить двигатель, может быть чрезвычайно обескураживающей для конечного пользователя (например, потому, что свинцово-кислотный аккумулятор имеет недостаточную зарядку для запуска двигателя). Нет быстрого и простого способа, чтобы определить уровень заряда свинцово-кислотного аккумулятора и нет быстрого и легкого пути, чтобы при необходимости заменить или зарядить свинцово-кислотный аккумулятор. Разряженный свинцово-кислотный аккумулятор должен быть отсоединен от электрических проводов с помощью инструментов, снят с внешнего силового оборудования с помощью инструментов, и должным образом утилизирован. Конечный пользователь при этом должен приобрести новый свинцово-кислотный аккумулятор, для этого, почти наверняка, нужно совершить поездку в магазин, установить новый свинцово-кислотный аккумулятор с помощью инструментов, и подсоединить электрические провода к новому свинцово-кислотному аккумулятору с помощью инструментов.

[0080] Ссылаясь на фиг. 1-5, двигатель 1000 внутреннего сгорания изображен в соответствии с примерным вариантом осуществления. Двигатель 1000 внутреннего сгорания включает в себя блок 1002 двигателя, имеющий цилиндр 1004, поршень 1006 и коленчатый вал 1008. Поршень 1006 осуществляет возвратно-поступательное движение в цилиндре 1004 вдоль оси 1010 цилиндра для приведения в движение коленчатого вала 1008. Коленчатый вал 1008 вращается вокруг оси 1012 коленчатого вала. Как показано на фиг. 2А, двигатель 1000 включает в себя топливную систему 1001 для подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр 1004 (например, карбюратор, электронную систему впрыска топлива и т.д.), воздушный фильтр 1003 в сборе, головку цилиндра 1005 в сборе, глушитель 1007 в сборе, топливный бак 1009 в сборе, и маховик и вентилятор 1011 в сборе. В показанном варианте осуществления, цилиндр 1004 и ось 1010 цилиндра ориентированы горизонтально (т.е. двигатель с горизонтальным цилиндром). В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 1004 и ось 1010 цилиндра могут быть ориентированы вертикально (т.е., двигатель с вертикальным цилиндром) или под углом (т.е. наклонный двигатель). В некоторых вариантах осуществления, двигатель включает в себя несколько цилиндров, например, двигатель с двумя цилиндрами, расположенными в V-образной конфигурации.

[0081] Двигатель 1000 также включает в себя электрическую систему 1014 запуска. Электрическая система 1014 запуска включает в себя стартерный электродвигатель 1016, приемное устройство для 1018 аккумулятора, и съемный перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор 1020. Стартерный электродвигатель 1016 электрически соединен с литий-ионным аккумулятором 1020 для питания от литий-ионного аккумулятора 1020. При активизации в ответ на пусковой сигнал пользователя (например, с помощью ключа зажигания, нажатия кнопки, системы запуска разблокировкой, системы запуска с пускателем для мойки высокого давления, других автоматических систем запуска, и т.д.), стартерный электродвигатель 1016 вращает коленчатый вал 1008 для запуска двигателя. Стартерный электродвигатель 1016 выборочно соединяется с коленчатым валом 1008 (например, с помощью подвижной шестерни, которая выборочно входит в зацепление с зубчатым колесом маховика) таким образом, чтобы стартерный электродвигатель 1016 мог быть отсоединен от коленчатого вала 1008 (т.е. не вращается с коленчатым валом 1008 после успешного запуска двигателя 1000). Как показано, стартерный электродвигатель 1016 присоединен к блоку 1002 двигателя.

[0082] Ссылаясь на фиг. 6-18, приемное устройство 1018 для аккумулятора изображено в соответствии с примерным вариантом осуществления. Приемное устройство 1018 для аккумулятора содержит гнездо 1022 (порт, разъем, карман и т.д.), выполненное с возможностью приемки литий-ионного аккумулятора 1020. Гнездо 1022 содержит три штекерных контакта 1024, 1026, и 1028, выполненных с возможностью присоединения к соответствующим принимающим контактам литий-ионного аккумулятора 1020. Гнездо 1022 включает в себя второй комплект из трех штекерных контактов 1030, 1032, 1034, выполненных с возможностью присоединения к соответствующим контактам электропроводки, которая электрически присоединена к стартерному электродвигателю и любым другим электрическим компонентам двигателя 1000 и/или предметам внешнего силового оборудования, включая двигатель, запитываемый или отправляющий сигналы (данные, информацию и т.д.) на и/или от литий-ионного аккумулятора 1020. Каждый из контактов 1024, 1026, и 1028 электрически соединен с соответствующим одним из контактов 1030, 1032, 1034. Две пары контактов (например, пара контактов 1024 и 1030 и пара контактов 1028 и 1034) используются для замыкания электрической цепи между стартерным электродвигателем 1016 и литий-ионным аккумулятором 1020 (например, в качестве пары положительных контактов и пары заземляющих контактов). Эти два пары контактов могут называться выходными контактами напряжения. Третья пара контактов (например, пара 1026 и 1032 контактов) используется для передачи сигнала (например, сигнала включения, как описано в настоящем документе) на и/или от литий-ионного аккумулятора 1020. Третья пара контактов может называться контактами данных или контактами включения. Направляющая 1036 (стенка, выступ и т.п.) расположена по обе стороны от каждого контакта 1024, 1026, 1028. Каждая направляющая 1036 вставляется в соответствующую прорезь в литий-ионном аккумуляторе и помогает направлять контакты 1024, 1026, и 1028 в соответствующие принимающие контакты литий-ионного аккумулятора 1020. Направляющие 1036 выступают за пределы стенки 1038 гнезда 1022, на расстояние большее, чем таковое у контактов 1024, 1026, и 1028. Контакт 1026 включения выступает на расстояние меньшее, чем у выходных контактов 1024 и 1028. Это обеспечивает гарантии того, что литий-ионный аккумулятор 1020 в состоянии снабжать электропитанием стартерный электродвигатель 1016 только тогда, когда он надежно закреплен (полностью вставлен, полностью посажен, правильно вставлен, правильно посажен, правильно установлен) в гнезде 1022. Пока литий-ионный аккумулятор 1020 не будет закреплен должным образом, литий-ионный аккумулятор 1020 не может обеспечивать электрической энергией стартерный электродвигатель 1016, даже если выходные контакты 1024 и 1028 электрически соединены с соответствующими выходными контактами литий-ионного аккумулятора 1020. Отсутствие соединения с контактом 1026 включения является препятствием для сигнала включения, необходимого, чтобы литий-ионным аккумулятором 1020 снабжать электрической энергией стартерный электродвигатель 1016 от передающего литий-ионного аккумулятора 1020.

[0083] Гнездо 1022 образовано днищем 1040, боковыми стенками 1042, и торцевой стенкой 1044. Гнездо 1022 открыто с одного конца 1046, чтобы позволить литий-ионному аккумулятору 1020 быть вдвинутым в гнездо 1022 сбоку. Боковые стенки 1042 соединены торцевой стенкой 1044. Выступ или направляющая 1048 проходит по внутренней стороне каждой боковой стенки 1042 и выполнена такого размера, чтобы вставляться в соответствующий паз в литий-ионном аккумуляторе 1020. Каждая направляющая 1048 выступает в направлении вперед от торцевой стенки 1044 к открытому концу 1046.

[0084] Каждая боковая стенка 1042 может содержать наклонный концевой участок 1050 вблизи открытого конца 1046 так, что ширина открытого конца 1046 больше, чем ширина литий-ионного аккумулятора 1020 и остальной части гнезда 1022. Наклонный концевой участок 1050 облегчает вставку литий-ионного аккумулятора 1020 в гнездо 1022 через открытый конец 1046. Наклонный концевой участок 1050 также обеспечивает пользователю доступ для приведения в действие кнопок, расположенных на боковых сторонах литий-ионного аккумулятора 1020.

[0085] Днище 1040 имеет уступообразную форму, включающую в себя стенку 1038 (вертикальную ступеньку или уступ). Стенка 1038 может контактировать с соответствующей стенкой литий-ионного аккумулятора 1020 для ограничения перемещения литий-ионного аккумулятора 1020 относительно приемного устройства 1018 для аккумулятора. Стенка 1038 разделяет два участка днища 1040, верхний участок 1052 и нижний участок 1054. Нижний участок 1054 включает в себя фиксирующую область 1056 (запорная планка, защелкивающийся участок, блокирующая область, блокирующий участок), выполненную с возможностью вмещать соответствующую защелку литий-ионного аккумулятора 1020, для закрепления литий-ионного аккумулятора на приемном устройстве 1018 для аккумулятора. Фиксирующая область 1056 включает в себя прорези 1058, каждая из которых выполнена с возможностью размещения в ней и соответствует выступу защелки литий-ионного аккумулятора 1020.

[0086] В некоторых вариантах осуществления, гнездо 1022 выполнено с возможностью защиты контактов 1024, 1026, и 1028 от вредных внешних воздействий. Например, днище 1040 может иметь уклон в направлении от контактов 1024, 1026, и 1028, чтобы направлять влагу от контактов 1024, 1026, 1028. Согласно другим примерным вариантам осуществления, контакты могут быть ориентированы горизонтально или контакты аккумулятора могут быть вертикальными и стыковаться с контактами, расположенными на приподнятом участке приемным устройством для аккумулятора, при этом любая влага, которая попадает в пространство между аккумулятором и приемным устройством для аккумулятора, стекает от контактов. Приемное устройство 1018 для аккумулятора и/или другие участки двигателя 1000 вблизи гнезда 1022 могут содержать такие конструктивные особенности (например, каналы, сливные отверстия, дренажные отверстия, наклонные поверхности, и т.д.), чтобы направлять влагу и инородные предметы в сторону от контактов 1024, 1026, и 1028.

[0087] Как показано, приемное устройство 1018 для аккумулятора является частью корпуса 1060 двигателя (кожуха вентилятора, капота, крышки и т.д.). Приемное устройство 1018 для аккумулятора содержит воздухозаборник 1062. Воздухозаборник 1062 содержит множество прорезей 1064 (отверстий, слотов и т.д.), которые обеспечивают доступ воздуха в корпус двигателя (например, воздуха, втянутого в корпус двигателя с помощью маховика или нагнетательного вентилятора для использования воздуха с целью охлаждения двигателя). Прорези 1064 также ограничивают возможности для инородных предметов, например, скошенной травы, пройти через воздухозаборник 1062. Как показано, приемное устройство 1018 для аккумулятора выполнен практически, как куполообразный элемент, служащий в качестве крышки или экрана двигателя. Приемное устройство 1018 для аккумулятора может быть отделено от основания 1066 (остальной части) корпуса 1060 двигателя. Как показано, приемное устройство 1018 для аккумулятора прикреплено к основанию 1066 резьбовыми крепежными деталями. В других вариантах осуществления, например, как проиллюстрировано на фиг. 16А, приемное устройство 1018 для аккумулятора выполнено, как единое целое (например, отлит) с основанием 1066 корпуса 1060 двигателя.

[0088] Как изображено, приемное устройство 1018 для аккумулятора расположено относительно остальной части двигателя 1000 в том месте, которое обычно в запускаемом вручную двигателе занимает шнуровой стартер. С таким расположением, что является интуитивно понятным для пользователя, электрическая система 1014 запуска заменяет шнуровой стартер, путем размещения приемного устройства 1018 для аккумулятора и литий-ионного аккумулятора 1020 в месте, где пользователь ожидает найти оборудование (например, шнуровой стартер), используемое для запуска типового запускаемого вручную двигателя. Такое расположение помещает приемное устройство 1018 для аккумулятора над коленчатым валом 1008, при этом ось 1012 коленчатого вала пролегает через поверхность приемного устройства 1018 для аккумулятора. Маховик находится под приемным устройством 1018 для аккумулятора. Отказ от шнурового стартера уменьшает рабочую температуру двигателя (например, температуру масла) путем усиления потока воздуха в охлаждающей системе (например, кожухе вентилятора). Например, замена шнурового стартера на приемное устройство 1018 для аккумулятора и литий-ионный аккумулятор 1020 может уменьшить рабочую температуру двигателя от 10 до 20 градусов по Фаренгейту (5,6 градусов и 11,1 градусов Цельсия) в ожидаемых условиях эксплуатации. Снижение рабочей температуры двигателя может помочь снизить старение масла, перегрев, и другие режимы отказов, связанных с высокими температурами. В других вариантах осуществления, гнездо 1022 встроено в приемное устройство для аккумулятора, имеющего другую форму или форму, соответствующую месту установки для этого приемного устройства для аккумулятора относительно других компонентов двигателя 1000. Например, приемное устройство для аккумулятора одноцилиндрового двигателя с горизонтальным валом или двухцилиндрового двигателя может быть расположено на другом участке корпуса двигателя, чем у проиллюстрированного одноцилиндрового двигателя 1000. Ссылаясь на фиг. 17, одноцилиндровый двигатель 3000 внутреннего сгорания с горизонтальным валом изображен в соответствии с примерным вариантом осуществления. Литий-ионный аккумулятор 1020 по выбору закреплен на приемном устройстве 3018 для аккумулятора. Как показано, приемное устройство 3018 для аккумулятора является частью корпуса 3060 двигателя. Ссылаясь на фиг. 18, V-образный двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 4000 изображен в соответствии с примерным вариантом осуществления. Литий-ионный аккумулятор 1020 по выбору закреплен на приемном устройстве 4018 для аккумулятора. Как показано,