Delist.ru

Система электрического пуска двигателя вездехода с молекулярным накопителем энергии (02.06.2009)

Автор: Евдокимов Евгений Вячеславович

1) Определялась минимальная пусковая мощность ИЭЭ, необходимая для прокрутки двигателя марки В-84 на масле МТЗ-10П при температурах масла от 25°С до минус 45°С по формуле

где n3 – заданное значение пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Принимая во внимание, что стартер марки СГ-18 в максимальном режиме работы обеспечивают холодную прокрутку двигателя марки В-84 с n3 = = 125 об/мин, ?ПР = 0,9; ?мм = 0,66, выражение (12) принимает вид

rц. (13)

2) Рассчитывалась максимальная мощность ИЭЭ, состоящего из 4-х МНЭ, для заданных значений температур, по формуле:

РМНЭ = IЕТ UН (14)

Определялся КПД ИЭЭ для заданных значений температур.

Строились зависимости РИЭЭ = f(T), РМНЭ = f(T) и ?ИЭЭ = f(T) в единой системе координат.

5) Определялась температура холодной прокрутки двигателя марки В-84 от ИЭЭ по точке пересечения зависимостей РИЭЭ = f(T), РМНЭ = f(T).

Параметры СЭП вездехода (IЕТ, МСОПР, UH, ?ИЭЭ) рассчитывались по разработанной в работе модели.

По результатам исследований было установлено:

а) Источники электрической энергии, состоящие из 4-х МНЭ марки МНЭ-200/24, 20ЭК402.2-120-28/16-0,006 и 24ПП-80-0,003 с суммарной емкостью в 832 Ф, 2186 Ф и 1344 Ф соответственно обеспечивают холодные прокрутки двигателя марки В-84 на маловязком масле МТЗ-10П:

при уровне зарядного напряжения 24 В при температурах минус 15, минус 2°С и минус 17°С соответственно;

при уровне зарядного напряжения 28 В при температурах минус 23°С, минус 14°С и минус 30°С соответственно;

при уровне зарядного напряжения 36 В при температурах минус 23°С, минус 14°С и минус 30 °С соответственно.

б) Источник электрической энергии, состоящий из 4-х МНЭ марки 24ПП-80-0,003 с суммарной емкостью 1344 Ф обеспечивает холодный пуск двигателя марки В-84 на маловязком масле МТЗ-10П до температуры минус 20°С при средней пусковой частоте вращения коленчатого вала двигателя не ниже 115 об/мин, при длительности холодной прокрутки двигателя без подачи топлива до 8 с.

в) Источник электрической энергии, состоящий из 4-х МНЭ марки 24ПП-80-0,003 с суммарной емкостью 1344 Ф обеспечивает холодную прокрутку двигателя типа В-84 на маловязком масле МТЗ-10П без подачи топлива при температуры минус 45°С при средней пусковой частоте вращения коленчатого вала двигателя не ниже 63 об/мин, при этом длительность холодной прокрутки двигателя без подачи топлива до 1 с.

г) Температура и длительность холодной прокрутки без подачи топлива двигателя марки В-84 на масле МТЗ-10П определяются суммарной емкостью МНЭ в объекте и уровнем зарядного напряжения.

д) Температура холодной прокрутки без подачи топлива двигателя марки В-84 на масле МТЗ-10П от источника электрической энергии, состоящего из 4-х МНЭ марки 24ПП-80-0,003 с суммарной емкостью 1344 Ф, является исходной величиной для оценки системы электрического пуска вездехода с МНЭ.

Проведенный расчет вероятности пуска двигателя от трех типов ИЭЭ: штатных АБ, батареи-модуля (БМ) и КИЭЭ, состоящего из МНЭ, показал, что в случае применения в составе СЭП источника электрической энергии, состоящего из 8-ми БМ, обеспечивается увеличение значения частного показателя эффективности СЭП – вероятности энергообеспеченности эффективного холодного пуска двигателя - на 13,2 %.

В случае применения в составе СЭП КИЭЭ, состоящего из МНЭ и 8-ми БМ, вероятность энергообеспеченности эффективного холодного пуска двигателя возрастает на 29 %, что в 2,2 раза больше в сравнении с источником электрической энергии, состоящего из 8-ми БМ.

При разработке технических предложений по улучшению характеристик систем электрического пуска двигателя было определено, что молекулярные накопители энергии можно использовать для решения разнообразных задач, а именно: повышения эффективного пуска двигателя; улучшения качества электрической энергии в бортовой сети образца; обеспечения положительного энергобаланса во всех режимах работы СЭП и двигателя вездехода.

Кроме того, по результатам анализа особенностей работы электрического стартера от МНЭ, установлено: в случае прокрутки коленчатого вала двигателя вездехода от МНЭ имеет место проблема обеспечения требуемого качества электрической энергии в бортовой сети машины вследствие нарушения электрического равновесия электрического стартера по причине изменения напряжения на клеммах МНЭ.

В соответствии с решаемыми задачами, результатами расчетных исследований и наличием проблемы по обеспечению требуемого качества электрической энергии в бортовой сети вездехода при прокрутках коленчатого вала двигателя от МНЭ предложены два варианта СЭП с МНЭ, функциональные схемы которых представлены на рисунках 1 и 2.

Г – стартер-генератор Ф - электрический фильтр

РН – регулятор напряжения БЗА – блок защиты аккумуляторов

АОТ – автомат обратного ток РСГ – реле стартер-генератора

ЯГ – якорь генератора П – преобразователь напряжения

ЯС – якорь стартера RK – нагрузка ПЭЭ корпуса

МНЭ – молекулярный накопитель RБ – нагрузка ПЭЭ потребителей

электрической энергии

Рисунок 1. – Функциональная схема СЭП, реализующая пуск двигателя от молекулярных накопителей электрической энергии

Особенностью схемы представленной на рисунке 1 является то, что при включении выключателя батарей происходит заряд МНЭ от АБ через преобразователь на повышенный уровень напряжения до 36 В. при достижении требуемого уровня напряжения на клеммах МНЭ преобразователь отключается от бортовой сети. При нажатии кнопки «Стартер» включается электродвигатель маслозакачивающего насоса двигателя, питание которого осуществляется от АБ. В соответствии с алгоритмом пуска двигателя МНЭ переключаются на удвоенное напряжение, которое подается на стартер.

Параллельно к автомату обратного тока подключается МНЭ 1, который обеспечивает:

снятие нагрузок в момент переключения передач при движении машины, чем улучшается эффективность заряда:

покрытие пиковых нагрузок ПЭЭ, чем обеспечивается положительный энергобаланс во всех режимах работы генератора;

снижение пульсаций напряжения бортовой сети вездехода, чем повышается качество электрической энергии и надежность ПЭЭ.

Особенностью функциональной схемы СЭП, представленной на рисунке 2, является пуск двигателя от АБ совместно с МНЭ.

Г – стартер-генератор Ф - электрический фильтр

РН – регулятор напряжения БЗА – блок защиты аккумуляторов

загрузка...