Однако возникает проблема выбора лучшего типа КИЭЭ из числа пригодных, которые определены с использованием критерия пригодности (3).

Лучшим типом КИЭЭ из числа пригодных будет тип, имеющий наименьшую стоимость. Следовательно, для определения лучшего типа КИЭЭ требуется введение дополнительного критерия – «эффективность-стоимость».

Критерий «эффективность-стоимость» для выбора лучшего типа источника электрической энергии из числа пригодных представлен в виде

С(u, n) ? min, при n > nз, при Тп = – 40°С , (4)

где N – число пригодных типов КИЭЭ, шт;

nз – значение требуемой пусковой частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Используя критерий «эффективность-стоимость», можно выбрать лучший тип КИЭЭ из числа пригодных на стадии технического проектирования, зная требуемую пусковую частоту вращения коленчатого вала дизеля при пуске и частоту вращения, обеспечиваемую КИЭЭ. Следовательно, КИЭЭ следует рассматривать как элемент СЭП, целевое назначение которой является раскрутка коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания до минимальной пусковой частоты вращения, при которой обеспечиваются условия для самовоспламенения топлива.

Для расчета значения частоты вращения коленчатого вала дизеля, которая определяется параметрами КИЭЭ, разработана математическая модель прокрутки двигателя серийной СЭП с КИЭЭ, состоящая из:

расчета частоты вращения коленчатого вала поршневого двигателя при прокрутках от комбинированного источника электрической энергии;

аналитических зависимостей для определения параметров прокрутки двигателя от молекулярных накопителей электрической энергии.

Разработанная математическая модель обеспечивает получение следующих показателей СЭП при прокрутках коленчатого вала двигателя в зависимости от суммарной емкости МНЭ в объекте: частоты вращения и момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала дизеля; температуры холодной прокрутки; параметров стартера; параметров МНЭ; КПД ИЭЭ с МНЭ.

Предлагаемая математическая модель (5) прокрутки двигателя СЭП с КИЭЭ представляет собой систему линейных алгебраических уравнений:

Модель обеспечивает получение следующих показателей СЭП при прокрутках коленчатого вала двигателя в зависимости от суммарной емкости МНЭ в объекте:

частоты вращения коленчатого вала дизеля при заданной температуре масла;

температуры холодной прокрутки коленчатого вала дизеля в зависимости от типа масла;

параметров стартера, а именно: внутреннего сопротивления стартера, тока стартера, напряжения на клемме стартера в максимальном режиме прокрутки, сопротивления проводов стартерной цепи;

параметров МНЭ, а именно: емкости МНЭ в режиме прокрутки, напряжения на клеммах МНЭ в начале и в конце прокрутки соответственно; внутреннее сопротивление и относительную емкость в зависимости от температуры электролита;

момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала дизеля в зависимости от типа и температуры масла;

КПД источников электрической энергии с МНЭ.

Методика оценки эффективности комбинированных источников электрической энергии содержит следующий алгоритм оценки КИЭЭ по критерию пригодности:

1. Определение множества КИЭЭ X, соответствующих требованию по средней мощности в стартерном режиме разряда при температуре электролита минус 45°С, проводится по частному критерию пригодности

где x – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по средней мощности в стартерном режиме разряда при температуре электролита минус 45°С.

2. Определение множества КИЭЭ Y (Y ( X), соответствующих требованию по максимальной энергии из числа КИЭЭ, соответствующих требованию по средней мощности в стартерном режиме разряда при температуре электролита минус 45°С, проводится по частному критерию пригодности

где y – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по максимальной энергии.

3. Определение множества КИЭЭ Z (Z ( Y), соответствующих требованию по объему из множества КИЭЭ, соответствующих требованию по максимальной энергии, проводится по частному критерию пригодности

где z – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по объему.

4. Определение множества КИЭЭ W (W ( Z), соответствующих требованию по массе, из числа КИЭЭ, соответствующих требованию по объему, проводится по частному критерию пригодности

где w – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по массе.

5. Определение множества КИЭЭ F (F ( Z), соответствующих требованию по сроку службы, из числа КИЭЭ, соответствующих требованию по массе, проводится по частному критерию пригодности

где f – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по сроку службы.

6. Определение множества КИЭЭ В (В ( W), соответствующих требованию по стоимости, из числа КИЭЭ, соответствующих требованию по сроку службы, проводится по частному критерию пригодности

где b – тип КИЭЭ, соответствующий требованию по сроку службы.

7. Выбор лучшего типа КИЭЭ, из числа пригодных по критерию эффективность-стоимость.

, используемые в диапазоне температур от 50оС до -50оС, а так же специальные машины СВГ-27/ДТ предназначенные для выполнения геофизических работ с целью сейсморазведки на нефть и газ в условиях районов Севера и Сибири.

Испытаниям подверглись МНЭ марки МНЭ-140/28 производства ЗАО «НПО «ТехноКор».

Испытуемые МНЭ размещались в составе автономного энергоагрегата марки АЭ-1-4 с молекулярными накопителями электрической энергии производства ЗАО «НПО «ТехноКор», предназначенного для разогрева моторно-трансмиссионных установок и внешнего электрического пуска поршневых двигателей гусеничных машин.

Автономный энергоагрегат с МНЭ непосредственно подключался к стартеру вездехода проводами внешнего запуска.

Таким образом, автономный энергоагрегат с МНЭ в совокупности со стартером представлял собой физическую модель СЭП с МНЭ.

Испытуемые МНЭ в составе АЭ-1-4 размещались в помещении с температурой воздуха 5°С и выдерживались при заданной температуре в течение трех суток. Температура масла двигателя на момент испытаний определялась по показаниям штатного термометра масла двигателя вездехода и составила 5°С. Температура топлива в баках вездехода принималась равной температуре окружающего воздуха.

В ходе испытаний делались три прокрутки двигателя с последующим его пуском. Интервалы между прокрутками определялись продолжительностью заряда МНЭ от агрегата питания.