3.1. Назначение и требования к системам пуска двигателя
Для запуска ДВС необходимо сообщить коленчатому валу вращение с определенной (пусковой) частотой, при которой обеспечивается нормальное протекание процессов смесеобразования, воспламенения и горения топлива. Пусковая частота вращения карбюраторных двигателей составляет 40...50мин-1. У дизелей частота вращения коленчатого вала должна быть не менее 100... 150мин-1, так как при более медленном вращении сжимаемый воздух не нагревается до необходимой температуры.
При пуске необходимо преодолеть момент сопротивления на трение, момент, создаваемый при сжатии рабочей смеси в цилиндрах, и момент инерции вращающихся частей двигателя.
Развиваемый стартером крутящий момент зависит от мощности и конструкции двигателя, числа цилиндров, степени сжатия, вязкости масла и частоты вращения двигателя стартера. Момент сопротивления зависит от окружающей температуры. Изменение температуры влияет на физико-механические свойства материалов (топлива, масла, охлаждающей жидкости).Наибольшие трудности вызывает пуск двигателя при низких температурах вследствие повышения вязкости масла и топлива, снижения его испаряемости. Ухудшение условий для воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси, а также характеристик системы зажигания обусловлено падением напряжения на зажимах аккумуляторной батареи при работе ее в стартерном режиме.
Электрический стартер -машина кратковременного действия. Продолжительность пуска карбюраторного двигателя составляет 10с, дизеля- 15.В связи с этим тепловые и электромагнитные нагрузки, допускаемые для стартера, значительно выше (в 2раза), чем для машин, работающих в длительном режиме. Стартер должен обладать большим крутящим моментом для преодоления момента сопротивления двигателя поэтому применяется электродвигатель с последовательным возбуждением. При запуске он развивает больший крутящий момент на валу якоря, чем двигатель с параллельным возбуждением. Вместе с тем, электродвигатель с последовательным возбуждением при холостом ходе увеличивает частоту вращения ротора теоретически до бесконечности. Практически возрастание частоты вращения ротора в этом случае ограничивается наличием механических потерь на трение в подшипниках, щеток на коллекторе и т.п.
В стартерах большой мощности КПД выше, потери на трение относительно меньше, поэтому частота вращения ротора значительно возрастает. Так как диаметр якоря стартера большой мощности также большой, то создается опасность "разноса" якоря при холостом ходе, т.е. вырывания его обмотки из пазов центробежной силой. Поэтому в мощных стартерах для ограничения числа оборотов холостого хода применяют добавочную параллельную обмотку, т.е. смешанное возбуждение. Магнитный поток параллельной обмотки составляет только 4...5%общего магнитного потока, поэтому она мало влияет на характеристики двигателя.
В зависимости от конструкции и принципа действия различают стартеры с инерционным и с принудительным электромеханическим перемещением шестерни привода, с принудительным вводом шестерни в зацепление и с самовыключением ее после пуска двигателя.
Наибольшее распространение получили в настоящее время стартеры с принудительным вводом шестерни и самовыключением ее посла пуска двигателя.
3.2. Устройство стартера
На рис. 3.1показан разрез автомобильного стартера с электро- магнитным реле и дистанционным управлением.
На одном из концов вала имеется муфта свободного хода 9 с ведущей шестерней 8.Тяговое электромагнитное реле 3с помощью рычага перемещает шестерню и вводит ее в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя. Одновременно с перемещением шестерни контактным диском 2замыкается электрическая цепь стартера. Обмотка электромагнитного реле состоит из двух обмоток -втягивающей и удерживающей. Кроме тягового реле стартер имеет реле включения, обмотка которого включена на разность напряжения между батареей и генератором. После пуска, когда генератор начнет работать и разность напряжений между аккумулятором и генератором начнет уменьшаться, реле включения отключает удерживающую обмотку и электромагнит. Тяговое реле стартера 4выключается, а возвратная пружина 6выводит шестерню из зацепления с зубчатым венцом маховика двигателя. Одновременно происходит электрическое отключение стартера от батареи.
Корпус стартера и полюсные наконечники изготавливаются из листовой электротехнической стали. Обмотки якоря статора и полюсов из голой медной прямоугольной шины с небольшим количеством витков, изолированных друг от друга бумагой и покрытых лаком.
Рис.3.1. Схема стартера с электромагнитным тяговым реле и дистанционным управлением: 1-контакт зажима; 5-якорь реле; 10-корпус стартера; 11-якорь; 12-обмотка возбуждения; 13-щетка; 14-коллектор; (остальные позиции указаны в тексте)
3.3. Устройство и работа приводных механизмов
Приводной механизм -устройство, обеспечивающее ввод и удержание шестерни стартера в зацеплении с венцом маховика во время пуска ДВС, передачу необходимого вращающего момента коленчатому валу и предохранение якоря электродвигателя от разноса вращающимся маховиком после пуска двигателя.
Приводные механизмы электростартера с принудительным механическим или электромеханическим перемещением шестерни имеют роликовые фрикционные или храповые муфты свободного хода, которые передают вращающий момент от вала стартера к коленчатому валу двигателя во время пуска и, работая в режиме обгона, автоматически разъединяют стартер и ДВС после пуска.
Наибольшее распространение получили приводные механизмы с роликовыми муфтами свободного хода, в которых ролики заклиниваются в связи с возникновением сил трения в сопряженных деталях.
Муфта свободного хода (рис. 3.2)обеспечивает передачу вращающего момента только с вала якоря на венец маховика и предотвращает вращение якоря от маховика после пуска двигателя.
На шлице во и втулке жестко укреплена ведущая обойма 4.В ней имеются четыре клинообразных паза, в которых установлены ролики 3,отжимаемые в сторону узкой части паза усилием пружины 10плунжеров 9. Пружина надета на упоры IIплунжеров. Шестерня 7выполнена вместе с ведомой обоймой. Упорные шайбы 5и 6ограничивают осевое перемещение роликов 3.
Рис. 3.2.Муфта свободного хода:1 -кожух, 2-уплотнитель;8 -пружины (остальные позиции указаны в тексте)
3.4. Принцип работы системы пуска двигателя
Система пуска (рис. 3.3)содержит стартер 1,аккумуляторную батарею 2и выключатель стартера 3.Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока 4,тягового реле 5и механизма привода 10. Тяговое реле обеспечивает ввод шестерни 12привода 8зацепления с венцом маховика 13,а также подключение электрической цепи электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее. Механизм привода 10 передает вращение от вала якоря на венец маховика 13двигателя и предотвращает передачу вращения от маховика на вал якоря после начала работы двигателя.
Шестерня стартера должна находиться в зацеплении с зубчатым венцом только во время пуска двигателя. После пуска частота вращения коленчатого вала достигает порядка 1000мин-1. Если при этом вращение будет передаваться на якорь стартера, его частота вращения повысится до 10000... 15000мин-1. Даже при кратковременном увеличении частоты вращения до такого значения возможен разнос якоря. Для предотвращения этого, усилие от вала якоря к шестерне привода у большинства стартеров передается через муфту свободного хода, которая обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении от вала якоря к маховику. Шестерня в современных стартерах перемещается электромагнитным включением и дистанционным управлением. Для увеличения крутящего момента на коленчатом валу используется пониженная передача с передаточным числом 10...15.
При замыкании контактов выключателя по обмотке электромагнита протекает ток, и якорь электромагнита 8втягивается, а соединенный с ним рычаг IIперемещает шестерню 12.Одновременно якорь давит на пластину 6,которая в момент ввода шестерни в зацепление с венцом маховика замыкает контакты.
Рис. 3.3.Принципиальная схема системы пуска
Ток через замкнутые контакты поступает в обмотку электродвигателя, и якорь начинает вращаться. После пуска двигателя водитель выключает цепь обмотки электромагнита, и шестерня возвращается в исходное положение.
Для обеспечения длительной работоспособности привода и стартера в целом важное значение имеет своевременное отключение стартера. При задержке отключения увеличивается продолжительность работы муфты свободного хода привода, она нагревается, смазка разжижается и вытекает, что приводит к быстрому износу муфты.
studfiles.net
Особенности эксплуатации систем электростартерного пуска просмотров - 570
Назначение, схема системы электростартерного пуска и основные требования к ней
Система пуска двигателя предназначена для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной (пусковой) частоты вращения nmin. Тип системы пуска определяется видом используемой энергии и конструкцией основного пускового устройства (стартера). В практике автомобилестроения используются инерционные, пневматические и гидропневматические системы пуска. При этом наибольшее распространение получила электростартерная система пуска, обладающая рядом положительных качеств.
К этим положительным качествам можно отнести:
· компактность;
· надежность;
· возможность автоматизации процесса пуска с помощью несложных электротехнических и электронных устройств.
Схемы систем электростартерного пуска отличаются между собой незначительно. В системах управления электростартером предусмотрены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле, реле блокировки, обеспечивающее дистанционное включение, автоматическое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе. Блок – схема типовой системы электростартерного пуска представлена на рис. 4.2.
Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуляторная батарея. Поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Характеристики стартерного электропривода с электродвигателями постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигателем при пуске.
| |
Питание стартерного электродвигателя осуществляется от аккумуляторной батареи через замкнутые контакты (рис. 4.3) тягового электромагнитного реле.
Рис.4.2. Блок – схема системы электростартерного пуска представлена
При замыкании контактов выключателя 5 приборов и стартера, дополнительного реле и реле блокировки втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки тягового реле подключаются к аккумуляторной батарее. Якорь 5 тягового реле притягивается к магнитопроводу электромагнита и с помощью штока 6 и рычага 7 механизма привода вводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом 11 маховика двигателя.
В конце хода якоря 5 контактная пластина 2 замыкает силовые контактные болты 1 и стартерный электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал двигателя.
| |
Рис. 4.3. Схема управления электростартером: 1 – контактные болты; 2 – подвижная контактная пластина; 3, 4 – соответственно втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле; 5 – якорь тягового реле; 6 – шток; 7 – рычаг механизма привода; 8 – поводковая муфта; 9 – муфта свободного хода; 10 – шестерня привода; 11 – зубчатый венец маховика; 12 – электростартер
После пуска двигателя муфта 9 свободного хода предотвращает передачу вращающего момента от маховика к валу якоря электродвигателя. Шестерня привода из зацепления с венцом маховика не выходит до тех пор, пока замкнуты контактные болты 1. При размыкании выключателя 5 втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле подсоединяются к аккумуляторной батарее последовательно через силовые контактные болты 1. Так как число витков у обеих обмоток одинаково и по ним при последовательном соединении проходит ток одной и той же силы, обмотки при разомкнутом выключателе Ѕ создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Магнитопровод электромагнита размагничивается, и возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. При этом размыкаются и силовые контактные болты 1.
Недостатком систем электростартерного пуска с дистанционным управлением являются большое число элементов и крайне важность применения сложных конструкций стартеров. При этом их использование позволяет уменьшить длину силовых электроцепей стартерного электродвигателя и тягового реле, продолжительность пуска, расход энергии на пуск и тем самым увеличить срок службы аккумуляторной батареи и стартера.
Требования к системам электростартерного пуска определяются особенностями ее эксплуатации.
1. Автономным источником электроэнергии системы является аккумуляторная батарея, обладающая ограниченной мощностью.
Вследствие внутреннего падения напряжения в аккумуляторной батарее напряжение на выводах электростартера не остается постоянным, а уменьшается с увеличением нагрузки и силы потребляемого тока.
Сила тока электростартеров может составлять несколько сот и даже тысяч ампер. При такой силе тока на характеристики стартерного электродвигателя большое влияние оказывает падение напряжения в стартерной сети, ᴛ.ᴇ. в стартерном проводе и "массе".
Характеристики стартерных электродвигателей зависят от емкости и технического состояния аккумуляторной батареи. Семейству вольтамперных характеристик аккумуляторной батареи соответствует семейство рабочих и механических характеристик стартерного электродвигателя.
2. Для электропривода стартерного ДВС характерна значительная неравномерность нагрузки, обусловленная резким изменением момента сопротивления от сил давления газов в цилиндрах и сложной кинематикой кривошипно-шатунного механизма.
При переменной нагрузке снижаются мощность и КПД системы пуска, что крайне важно учитывать при выборе мощности стартерного электродвигателя и емкости аккумуляторной батареи.
3. Режим работы электростартеров кратковременный, продолжительностью до 10 с (при температуре 20 оС) и до 15 с (при температуре < 0 оС) – для стартеров бензиновых двигателей и до 15 с (при температуре 20 оС) и до 20 с (при температуре < 0 оС) – для стартеров дизелей.
Основным элементом системы электростартерного пуска является электростартер, в связи с этим основные требования относятся, прежде всего, к электростартерам.
К электростартерам предъявляются следующие требования:
1. Якорь стартера без повреждений должен в течение 20 с выдерживать нагрузки, возникающие при его частоте вращения, на 20 % превышающей его частоту вращения в режиме холостого хода. Это требование связано с тем, что длительное время по отношению к периоду прокручивания коленчатого вала двигателя стартер может работать в режимах полного торможения и холостого хода.
2. Якорь стартера должен надежно подключаться через механизм привода к коленчатому валу при пуске двигателя и автоматически отключаться от него после пуска.
Для этого конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать:
· ввод шестерни в зацепление и передачу коленчатому валу двигателя вращающего момента;
· шестерня привода стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика;
· муфта свободного хода привода должна защищать якорь от механических повреждений.
3. Тяговое реле стартера должно обеспечивать ввод шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 и 18 В при номинальных напряжениях UН соответственно 12 и 24 В, температуре окружающей среды (20±5) °С. Контакты тягового реле должны оставаться замкнутыми при снижении напряжения на выводах стартера до 5,4 и 10,8 В при номинальных напряжениях соответственно 12 и 24 В.
4. Электростартер должен выдерживать до трех пусковых циклов подряд с перерывами между ними не менее 30 с. После охлаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл.
5. Повышение температуры стартера во время пусковых циклов не должно приводить к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность.
6. Нагрузка стартера по мощности не должна превышать его номинальную мощность.
7. Необходимы: правильное согласование характеристик элементов системы пуска и обоснованный выбор ее схемы и параметров, при которых расходуется минимальная энергия источника тока.
Это обеспечивает рациональное использование аккумуляторной батареи, имеющей в системе пуска относительно большую массу и в наибольшей степени подверженной влиянию эксплуатационных факторов.
Параметром, определяющим рациональное согласование мощностной характеристики пускового устройства с пусковыми характеристиками двигателя, является передаточное число привода. При изменении передаточного числа редуктора привода меняется наклон механической характеристики стартерного электродвигателя, приведенной к частоте вращения коленчатого вала двигателя. С повышением передаточного числа приведенный вращающий момент увеличивается, а приведенная частота вращения вала уменьшается. Максимальное значение мощности электростартера смещается в сторону меньшей частоты вращения коленчатого вала. Для каждого типа двигателя и заданных условий пуска существуют оптимальные передаточные числа, при которых наилучшим образом используются мощностные характеристики стартерного электродвигателя.
8. Для уменьшения длины стартерных проводов, габаритных размеров и массы стартера и аккумуляторной батареи, а также для удобства их установки и технического обслуживания важно предусмотреть рациональное размещение элементов системы пуска двигателя на автомобиле.
9. Автомобильные электростартеры должны обеспечивать номинальные параметры при нормальных климатических условиях: температуре окружающей среды (25±10) °С; относительной влажности 45… 80 %; давлении 84…106 кПа.
Автомобильные электростартеры имеют степень защиты не ниже 1РХ4 (по ГОСТ 14254-96) кроме полости механизма привода.
Вопрос. Назначение, схема системы электростартерного пуска и основные требования к ней. Система пуска двигателя предназначена для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной (пусковой) частоты вращения nmin. Тип системы пуска определяется видом... [читать подробенее]
Вопрос. Назначение, схема системы электростартерного пуска и основные требования к ней. Система пуска двигателя предназначена для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной (пусковой) частоты вращения nmin. Тип системы пуска определяется видом... [читать подробенее]
Назначение, схема системы электростартерного пуска и основные требования к ней Система пуска двигателя предназначена для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной (пусковой) частоты вращения nmin. Тип системы пуска определяется видом используемой... [читать подробенее]
oplib.ru
4.1 Цель работы: изучить систему пуска двигателя; классификацию стартеров и принцип работы.
4.2 Теоретическая часть
4.2.1 Пуск двигателя
Для пуска двигателя надо привести во вращение его коленчатый вал. При этом необходимо преодолеть сопротивление трения деталей двигателя, сопротивление сжимаемого в цилиндрах воздуха (дизельные двигатели) или горючей смеси (карбюраторные двигатели). Надежный пуск двигателя происходит при определенной минимальной частоте вращения коленчатого вала: для карбюраторного двигателя это 40-60 об/мин, для дизельного от 150 до 300 об/мин.
Запустить двигатель автомобиля можно различными способами: вручную (вращая рукоятку, вставленную в храповик носка коленчатого вала), с использованием инерции движущегося автомобиля, с помощью вспомогательного двигателя, сжатого воздуха, электромотора.
Пуск двигателей легковых автомобилей осуществляется с помощью спе-циальной электрической системы, состоящей из источника энергии (мощной аккумуляторной батареи) и электродвигателя (стартера) [11].
4.2.2 Классификация и устройство стартеров
В зависимости от места применения стартеры подразделяют на группы: для легковых автомобилей, для грузового автотранспорта и прочей техники. Классификация стартеров по конструктивным особенностям весьма разнообразна. Электростартеры отличаются по способу возбуждения электродвигателя, конструкции коллектора, типу механизма привода, степени защиты от проникновения посторонних тел и воды, а также по способу крепления на двигателе.
По типу и принципу работы механизма привода можно выделить следующие основные группы стартеров - с принудительным механическим или электромеханическим вводом шестерни в зацепление и выводом из зацепления с зубчатым венцом маховика, с принудительным электромеханическим вводом шестерни в зацепление с зубчатым венцом маховика и ее автоматическим выводом из зацепления после пуска двигателя (комбинированный привод).
На автомобилях используют электростартеры с принудительным электромеханическим включением шестерни привода. Для предотвращения разноса якоря после пуска двигателя в электростартеры устанавливают роликовые, храповичные и храповично-фрикционные муфты свободного хода.
Устройство стартера. Стартер состоит из корпуса с полюсами и обмотки возбуждения, якоря, щёток дистанционного привода, состоящего из реле включения, тяговое реле, рычага привода с вилкой и шестерни привода, вал якоря - вращается в бронзовых втулках, в его пазы уложены несколько секций обмотки из толстой медной ленты. Концы лент каждой секции присоединены к пластинам коллектора, к которому пружинами прижаты щётки, две которые присоединены к массе, а две другие - с концом обмотки возбуждения, а другой конец обмотки возбуждения к зажиму тягового реле.
Тяговое реле состоит из сердечника с втягивающей и удерживающей обмоткой и подвижного сердечника, соединённого с рычагом шестерни привода (рисунок 4.1).
Муфта свободного хода состоит из ведущей обоймы, перемещающей на шлицах вала, и ведомой обоймы шестерней и четырьмя клинообразными выемками. В клинообразных выемках помещены ролики с пружинами, вращения ведущей обоймы вызывает перемещение роликов в узкую часть выемки и заклинивание ведомой обоймы на ведущей. А если вращать по ходу ведомую обойму относительно ведущей, то ролики перемещаются в более широкую часть выемок, и ведомая обойма будет свободно вращаться на ведущей обойме.
Рисунок 4.1 – Устройство автомобильного стартера
Принцип работы стартера заключается в следующем: при замыкании контактов замка зажигания по втягивающей обмотке тягового реле протекает ток, плунжер электромагнита втягивается и включается удерживающая обмотка электромагнита, плунжер (сердечник) электромагнита и соединенный с ним рычаг (вилка) перемещает шестерню бендикса. Одновременно плунжер (сердечник) давит на пластину, которая в момент ввода шестерни в зацепление с венцом маховика замыкает контакты. Ток через замкнутые контакты поступает в обмотку электродвигателя, и якорь начинает вращаться. После запуска двигателя водитель с помощью замка зажигания разрывает цепь обмотки электромагнита, под действием пружины размыкаются контакты электромагнита, и шестерня бендикса возвращается в исходное положение.
4.3 Порядок выполнения работы
4.3.1 Изучить самостоятельно теоретический материал по теме практической работы:
- назначение стартера;
- виды и устройство стартера;
- принцип работы.
4.3.2 По своему варианту (приложение 3) составить отчет согласно пункта 4.3.1, и ответ на вопрос по индивидуальному заданию (приложение 4).
4.4 Контрольные вопросы
4.4.1 При каких условиях осуществляется надежный пуск двигателя.
4.4.2 Классификация стартеров.
4.4.3 Какое устройство устанавливается для предотвращения разноса якоря после пуска двигателя?
4.4.4 Устройство и принцип работы стартера.
Практическая работа № 5 (4 часа)
Системы зажигания
5.1 Цель работы: изучить виды систем зажигания, рабочий процесс, а также рассмотреть вольт-амперную характеристику разряда.
5.2 Теоретическая часть
Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензиновых двигателей.
Система состоит из двух частей, низковольтной, обеспечивающей в нужный момент прерывание тока низкого напряжения в первичной обмотке высоковольтного трансформатора (катушки зажигания), и высоковольтной, обеспечивающих получение импульсов высокого напряжения и своевременного распределения их по свечам соответствующих цилиндров.
Обобщенно структуру системы зажигания можно представить по представленной схеме (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Обобщенная структура системы зажигания
Рассмотрим подробнее каждый из элементов системы представленного на рисунке 5.1:
1. Источник питания для системы зажигания - бортовая сеть автомобиля и ее источники питания - аккумуляторная батарея (АКБ) и генератор.
2. Выключатель зажигания.
3. Устройство управления накоплением энергии - определяет момент начала накопления энергии и момент "сброса" энергии на свечу (момент зажигания). В зависимости от устройства системы зажигания на конкретном авто может представлять из себя: механический прерыватель; транзисторный коммутатор с бесконтактным датчиком; микропроцессорный блок управления зажиганием и т.д.
Механический прерыватель, непосредственно управляющий накопителем энергии (первичной цепью катушки зажигания). Данный компонент нужен для того, чтобы замыкать и размыкать питание первичной обмотки катушки зажигания. Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.
Параллельно контактам включен конденсатор(condenser). Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного, между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного. Но это только половина полезной работы конденсатора - когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения. При выходе конденсатора из строя двигатель нормально работать не будет - напряжение во вторичной цепи получится недостаточно большим для стабильного искрообразования.
5.2.1 Контактная система зажигания (классическая)
Прерыватель располагается в одном корпусе с распределителем высокого напряжения - поэтому распределитель зажигания в такой системе называют прерывателем-распределителем. Такая система зажигания называется классической системой зажигания. Общая схема классической системы представлена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Общая схема контактной (классической) системы зажигания
Это наиболее старая из существующих систем - фактически она является ровесницей самого автомобиля. За границей такие системы прекратили серийно устанавливать в основном к концу 1980-х годов, у нас такие системы на "классику" устанавливаются до сих пор. Кратко принцип работы выглядит следующим образом - питание от бортовой сети подается на первичную обмотку катушки зажигания через механический прерыватель. Прерыватель связан с коленчатым валом, что обеспечивает замыкание и размыкание его контактов в нужный момент. При замыкании контактов начинается зарядка первичной обмотки катушки, при размыкании первичная обмотка разряжается, но во вторичной обмотке наводиться ток высокого напряжения, который, через распределитель, также связанный с коленчатым валом, поступает на нужную свечу.
Также в этой системе присутствуют механизмы корректировки опережения зажигания - центробежный и вакуумный регуляторы.
5.2.2 Электронная система зажигания
Бесконтактная система зажигания является конструктивным продолжение контактно-транзисторной системы зажигания. В данной системе зажигания контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. Бесконтактная система зажигания стандартно устанавливается на ряде моделей отечественных автомобилей, а также может устанавливаться самостоятельно вместо контактной системы зажигания. Общая схема бесконтактной системы зажигания представлена на рисунке 5.3.
Рисунок 5.3 - Общая схема бесконтактной системы зажигания
Существует множество модификаций данной системы - с применением других типов датчиков, с применением нескольких датчиков и пр.
Микропроцессорные системы зажигания(рисунок 5.4).В этом случае блок управления получает информацию о работе двигателя (обороты, положение коленчатого вала, положение распределительного вала, нагрузка на двигатель, температура охлаждающей жидкости и пр.) от датчиков и по результатам алгоритмической обработки этих данных управляет коммутатором, который, в свою очередь, управляет накопителем энергии. Регулировка опережения зажигания реализована программно в блоке управления.
Систему EFS (нем. Einzel Funken Spule) называют системой независимого зажигания(рисунок 5.5), так как в ней (в отличие от систем синхронного зажигания) каждая катушка и управляется независимо и дает искру только для одного цилиндра. В этой системе каждая свеча имеет свою индивидуальную катушку зажигания. Кроме отсутствия в системе механических движущихся частей, дополнительным преимуществом является то, что при выходе и строя катушки перестанет работать только один "ее" цилиндр, а система в целом сохранит работоспособность.
Как уже говорилось при рассмотрении микропроцессорных систем управления зажиганием, коммутатор в таких системах может представлять собой один блок для всех катушек зажигания, отдельные блоки (несколько коммутаторов) для каждой катушки зажигания, а, кроме того, он может быть как интегрирован с электронным блоком управления, так и может устанавливаться отдельно. Катушки зажигания также могут стоять как отдельно, так и единым блоком (но в любом случае они стоят отдельно от ЭБУ), а кроме того, могут быть объединены с коммутаторами.
Рисунок 5.4 – Общая схема микропроцессорных систем зажигания
Рисунок 5.5 - Общая схема систем независимого зажигания
Одной из наиболее популярных разновидностей EFS-систем является так называемая COP система (Coil on Plug - "катушка на свече") - в этой системе катушка зажигания ставится прямо на свечу. Таким образом, стало возможным полностью избавится еще от одного не вполне надежного компонента системы зажигания - от высоковольтных проводов.
Система статического синхронного зажигания с двухвыводными катушками зажигания (одна катушка на две свечи) - DFS (нем. Doppel Funken Spule) система(рисунок 5.6). Кроме систем, с индивидуальными катушками, используются и системы, где одна катушка обеспечивает высоковольтный разряд на двух свечах одновременно. При этом получается, что в одном из цилиндров, который находится в такте сжатия, катушка дает "рабочую искру", а в сопряженном с ним, который находится в такте выпуска) дает "холостую искру" (поэтому такая система часто называется системой зажигания с холостой искрой - "wasted spark"). Например, в 6-цилиндровом V-образном двигателе на цилиндрах 1 и 4 поршни занимают одно и то же положение (оба находятся в верхней и нижней мертвой точке одновременно) и движутся в унисон, но находятся на разных тактах. Когда цилиндр 1 находится на компрессионном ходу, цилиндр 4 - на такте выпуска, и наоборот.
Рисунок 5.6 - Общая схема системы DFS (DIS)
Катушки зажигания в системе DFS могут устанавливаться как отдельно от свечей и связываться с ними высоковольтными проводами (как в системе EFS), так и прямо на свечах (как в системе COP, но в этом случае высоковольтные провода все равно используются для передачи разряда на свечи смежных цилиндров - условно такую систему можно назвать "DFS-COP").
5.2.3 Вольт-амперная характеристика разряда
Для зажигания рабочей смеси электрическим способом необходимо образование электрического разряда между двумя электродами свечи, которые находятся в камере сгорания. Протекание электрического разряда в газовом промежутке может быть представлено вольт-амперной характеристикой (рисунок 5.7).
Участок 0ab соответствует несамостоятельному разряду. Напряжение возрастает, ток остается практически неизменным и по силе ничтожно мал. При дальнейшем увеличении напряжения скорость движения ионов по направлению к электродам увеличивается. При начальном напряжении Uн начинается ударная ионизация, т. е. такой разряд, который, однажды возникнув, не требует для своего поддержания воздействия постороннего ионизатора. Если поле равномерное, то процесс поляризации сразу перерастает в пробой газового промежутка. Если поле неравномерное, то вначале возникает местный пробой газа около электродов в местах с наибольшей напряженностью электрического поля, достигшей критического значения. Этот тип разряда называется короной и соответствует устойчивой части вольт-амперной характеристики bc. При дальнейшем повышении напряжения корона захватывает новые области межэлектродного пространства, пока не произойдет пробой (точка с), когда между электродами проскакивает искра. Это происходит при достижении напряжением значения пробивного напряжения Uпр.
Рисунок 5.7 - Вольт-амперная характеристика разряда в воздушном промежутке.
Проскочившая искра создает между электродами сильно нагретый и ионизированный канал. Температура в канале разряда радиусом 0,2...0,6мм превышает 10000 К.
Сопротивление канала зависит от силы протекающего по нему тока. Дальнейшее протекание процесса зависит от параметров газового промежутка цепи источника энергии. Возможен или тлеющий разряд (участок de), когда токи малы, или дуговой разряд (участок тп), когда токи велики вследствие большой мощности источника тока и малого сопротивления цепи. Оба эти разряда являются самостоятельными и соответствуют устойчивым участкам вольт-амперной характеристики. Тлеющий разряд характеризуется токами 10-5…10-1 и практически неизменным напряжением разряда. Дуговой разряд характеризуется значительными токами при относительно низких напряжениях на электродах.
5.3 Порядок выполнения работы и составления отчета
5.3.1. Изучить самостоятельно теоретический материал по теме практической работы:
- назначение систем зажигания;
- виды систем зажигания;
- принцип работы.
5.3.2 По своему варианту (приложение 3) составить отчет согласно пункта 5.3.1, и ответ на вопрос по индивидуальному заданию (приложение 5).
5.4 Контрольные вопросы
5.4.1 Из каких общих элементов состоит система зажигания?
5.4.2 Какие существуют системы зажигания и в чем их различия?
5.4.3 Какие датчики применяются в микропроцессорных системах зажигания и для чего?
Практическая работа № 6 (2 часа)
Искровые свечи зажигания
6.1 Цель работы: изучить устройство, виды, принцип работы и научиться определять причины выхода из строя свечей зажигания.
6.2 Теоретическая часть
Свеча зажигания – это устройство, расположенное в головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания, работающего по принципу зажигания смеси воздуха и топлива от искры. Свеча зажигания соединена с головкой цилиндра посредством резьбы. Ее рабочая часть запущена в камеру сгорания двигателя. Верхняя часть служит для обеспечения подачи высокого напряжения от системы зажигания на искровой разрядник свечи зажигания.
Основной функцией свечи зажигания является зажигание смеси воздуха и топлива в камере сгорания двигателя в пунктуально данном моменте. Основным эксплуатационным параметром свечи зажигания является калильное число, информация о величине которого дается всеми фирмами-изготовителями в обозначении.
6.2.1 Устройство и виды свечей зажигания
Свеча зажигания (рисунок 6.1) во взаимодействии с другими компонентами двигателя, а именно, с системой зажигания и системой приготовления топливной смеси определяет в решающей массе функции двигателя. Свеча должна гарантировано обеспечивать старт, бесперебойную эксплуатацию во время форсирования и максимальной производительности двигателя. Свеча зажигания при всех условиях эксплуатации должна доставить искровую энергию в камеру сгорания без разгерметизации и перегрева. Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, подвергаются высоким термическим, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива.
Рисунок 6.1 – Устройство свечи зажигания
infopedia.su
мощность источника (IGBT-транзисторы выполняются в настоящее время на напряжение до 1000 В и ток до 1000А) и создает дополнительные потери мощности.Источники с регулированными генераторами на постоянных магнитах уступают источнику с генератором электромагнитного возбуждения, выполняемого в бесконтактном варианте по схеме подвозбудитель — возбудитель — вращающийся выпрямитель — обмотка возбуждения генератора (13,15 кг и 15,2 кг соответственно), однако в случае необходимости обеспечения стартерного режима работы генератора генератор электромагнитного возбуждения не обеспечивает этот режим.Литература1. Кривлев A.B. Методы проектирования цифровой системы управления мехатронного модуля привода с вентильным двигателем. М.: Издательство МАИ-ПРИНТ, 2009, 192 с.2. Лохнин В. В. Регулируемый синхронный генератор. Авт. Св-во № 1 029 345. 83, Бюл. № 26.Подбор системы электростартерного пуска с емкостным накопителемэнергии и аккумуляторной батареейк.т.н. доц. Малеев P.A., Шматков Ю. М.Университет машиностроения 495−223−05−23, доб. 1574 Аннотация. В статье представлены разработанные на кафедре «Автотракторное электрооборудование» Университета машиностроения различные способы и задачи по подбору систем электростартерного пуска с емкостным накопителем энергии и аккумуляторной батареей для конкретных ДВС и проведен их анализ.Ключевые слова: система электростартерного пуска, емкостный накопитель энергии, аккумуляторная батарея, частота вращенияТрадиционные системы электростартерного пуска (СЭП) с аккумуляторными батареями (АБ) обычно рассчитывают на минимальные пусковые частоты вращения и соответствующие им моменты сопротивления, которые определяют при экспериментальных исследованиях двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в холодильных камерах или по рекомендациям ОСТ и ГОСТ, соответствующим данному типу двигателя и заданным условиям пуска.Рекомендации по минимальной пусковой частоте и моменту сопротивления в отраслевом стандарте даны на основании материалов экспериментального исследования большого числа как отечественных, так и зарубежных двигателей. Поскольку испытания обычно проводились с целью исследования их материалов при последующем проектировании или подборе СЭП с АБ, то прокручивания валов двигателей при определении моментов сопротивления и для построения пусковых характеристик при различных условиях пуска проводились при установке на испытуемый ДВС электростартера, мощность которого близка к мощности электростартера, установка которого предполагается на данный ДВС. При этом питание электростартера осуществляется от стартерной АБ или низковольтного агрегата.При использовании в СЭП емкостного накопителя энергии (НЭ) (либо без АБ в разрядной цепи на СЭ, либо в комбинации с АБ при их параллельном соединении) наивыгоднейший вариант СЭП по выбранному показателю качества (минимум массы всей СЭП, минимум массы источника тока СЭП, минимум объема, стоимости и т. д.) может оказаться при частоте вращения коленчатого вала ДВС большей минимальной пусковой частоты, что может привести к необходимости определения параметров СЭП с НЭ и СЭП с комбинированным источником тока (КИТ) во всем диапазоне пусковых частот вращения вала ДВС. Следовательно, желательно во всем диапазоне пусковых частот сравнить параметры указанных систем пуска между собой и с традиционной СЭП с АБ.Здесь следует отметить, что при выборе минимальной пусковой частоты вращения nm-n для всех автомобильных ДВС и при всех условиях пуска оговаривается допустимое время пуска (две попытки по 10 с для бензиновых двигателей и одна или две попытки по 15с длядизелей). Кроме того, указывается, что пш-п СЭП с АБ должна развивать при 75% заряженно-сти АБ и в начале 3-й попытки пуска. Все это позволяет обеспечить необходимый запас по попыткам пуска ДВС, который обеспечит достаточную в предельных условиях надежность пуска ДВС.В соответствии с типовыми пусковыми характеристиками ДВС 1п = ?(пср) с увеличением расчетной частоты вращения пср по отношению к минимальной частоте вращения пш-п возрастают момент сопротивления и требуемая мощность электростартера, что неизбежно ведет к увеличению номинальной емкости АБ, объема и массы системы пуска в целом. В то же время продолжительность пуска ДВС с увеличением пср уменьшается.С другой стороны время пуска имеет существенное значение для СЭП, где в качестве самостоятельного источника тока или в комбинации с АБ используется НЭ с ограниченным запасом энергии. Именно поэтому с увеличением пср благодаря уменьшению времени пуска, несмотря на увеличение момента сопротивления Мс, могут быть улучшены показатели как СЭП с НЭ, так и СЭП с КИТ. Все это требует тщательного изучения, прежде чем можно будет приступить к проектированию новых систем пуска с НЭ, которые могли бы стать конкурентоспособными СЭП с АБ.Решения задачи подбора СЭП с КИТ и определения параметров КИТ могут быть самыми разнообразными в зависимости от постановки задачи и наличия необходимых исходных данных. Существует несколько вариантов таких задач.1. Задан конкретный ДВС с определенными известными параметрами и пусковыми качествами при различных температурах и СЭП с АБ (штатная или рекомендуемая для установки) также со всеми необходимыми параметрами и характеристиками для проведения расчета. Требуется из существующих НЭ подобрать такой (или найти параметры такого НЭ), который в заданных условиях пуска обеспечит вращение коленчатого вала ДВС с заданной средней частотой вращения в течение заданного промежутка времени.При такой постановке задачи СЭП с КИТ должна совершить вполне определенную работу по вращению коленчатого вала (или СЭ должен совершить вполне определенную полную механическую работу Wмexп) за время пуска 1-п, т. е. по пусковой характеристике 1п=Г (пср) ДВС, даже если СЭП с КИТ имеет возможность и далее, после окончания время 1-п, вращать коленчатый вал ДВС (рисунок 1).В процессе прокручивания СЭ может остановиться (при 1= 1к), но если 1-к & gt- 1-п, то за время 1-к СЭ совершит необходимую работу. В том же случае, если 1-к & lt- 1-п, условие задачи не выполняется, так как время прокручивания меньше заданного 1: п.Рисунок 1. Зависимости средних параметров СЭП с КИТ от времени прокручивания СЭ (ин — номинальное напряжение АБ- Цнэон- начальное напряжение заряда НЭ- и"эо — напряжение НЭ при разомкнутой внешней цепи- 1а — ток якоря стартерного электродвигателя- ?а — сила тока АБ- ?"э — сила тока НЭ- па — частота вращения якоря СЭ- еа — ЭДС якоря СЭ- и"ЭОуст — установившееся напряжение источника тока, 1: к-времядо остановки СЭ)Итак, здесь должны быть выполнены два условия: стартер должен выполнять определенную механическую работу Wмexп за время 1-п, и время до остановки СЭ не должно быть меньше заданного времени 1п. Так как эта задача носит проектный характер, то значения ^^мехп и 1-п для расчетчика должны быть точно заданы.В рассматриваемом варианте определения параметров СЭП с КИТ и ее сравнительной оценки с другими системами пуска для данного ДВС могут быть заданы вполне определенные АБ и электростартер, отвечающие соответствующим требованиям. Однако на практике могут встретиться случаи применения более вязкого масла при той же расчетной температуре, необходимости осуществления пуска ДВС при более низкой температуре, при большей, чем 75%, разряженности АБ, ее значительной изношенности (большой срок службы) и т. д. При подборе СЭП необходимо знать, к каким затратам приведет повышение надежности при неблагоприятных условиях.Для расчета СЭП с КИТ в данном случае необходимо иметь типовые рабочие характеристики электростартера, знать его полное внутреннее сопротивление, а для АБ необходимы сведения о ее внутреннем сопротивлении и зависимости его от температуры. Для Н Э должно быть известно внутреннее сопротивление, емкость и допустимое по техническим условиям напряжение заряда.2. Задан конкретный двигатель с определенными известными параметрами и пусковыми качествами при различных условиях пуска, штатный (или рекомендуемый) электростартер и НЭ со всеми необходимыми параметрами и характеристиками для расчета. Требуется из существующих АБ подобрать такую батарею (или найти параметры АБ определенного типа), которая в заданных условиях пуска обеспечивает вращение коленчатого вала ДВС с заданной средней частотой в течение заданного периода времени. Задача аналогична по своей сути предыдущей и решается также с условием выполнения двух условий: СЭ должен выполнить определенную механическую работу Wмexп за время, а время до остановки СЭ не должно быть меньше 1к. Здесь, как и в предыдущем варианте, возможны различные варианты СЭП с КИТ, так как могут быть исследованы различные варианты АБ, обеспечивающие совместно с заданным НЭ в КИТ, необходимые характеристики пуска, но с различным временем 1: к (от 1к= до ^ оо).В первом и втором вариантах задач расчетчику могут быть заданы дополнительные условия: стартер за время ^ останавливается (1п=1к) — после определенного разряда НЭ (1нэ^-оо) ЭДС якоря СЭ и частота вращения его па должны приближаться к нулю (при ^^-оо) — 1п& lt-1:к<-00- т. е. остановка СЭ предусматривается, но при 1к& gt- 1-п- после определенного разряда НЭ (?нэ^О) ЭДС якоря СЭ и частота вращения якоря пааб приближаются к определенным значениям, задаваемым заказчиком (например, пш-п на валу ДВС) — может быть задано определенное время вращения вала якоря СЭ и ДВС, в течение которого частота вращения вала ДВС превышает пш-п или любую заранее заданную (рисунок 1).Так как рассматриваемый вариант задачи, как и первый вариант, являются проектными, то должна быть проведена сравнительная оценка комбинаций НЭ и АБ в СЭП с КИТ при всех расчетных частотах вращения, напряжения заряда НЭ, постоянной времени тнэ (для второго варианта), конструктивных и эксплуатационных характеристиках АБ по основному критерию качества. Поэтому в исходных данных должны быть необходимые данные для расчета этого критерия.В первом и втором вариантах задачи при заданном ДВС и соответственно АБ или НЭ может быть рассмотрен другой электростартер с заданными параметрами и характеристика-3. Данный вариант в наибольшей степени отвечает требованиям проектного расчета КИТ и СЭП с КИТ в целом. Заданы ДВС и СЭ с необходимыми параметрами и характеристиками и требуется подобрать комбинацию НЭ и АБ для КИТ, обеспечивающую заданные характеристики пуска ДВС и имеющую наилучшие показатели по сравнению с другими системами пуска. В этом случае исследуется влияние всех параметров как НЭ, так и АБ на показатели СЭП с КИТ и процесса пуска ДВС СЭП с КИТ. Также можно рассмотреть другойстартер и сравнить СЭП с различными КИТ и СЭ.Рассматриваемый вариант должен быть базовым для определения такой комбинации АБ и НЭ (минимальная емкость АБ и максимальная емкость НЭ), при которой 1к= 1п.Во всех трех вариантах желательно сразу же, до расчета параметров процесса прокручивания вала ДВС и самой СЭП с КИТ, найти пределы напряжения заряда НЭ инЭон, в которых имеет место совместная работа НЭ и АБ в КИТ и нет перераспределения энергии между НЭ и АБ. Верхний предел напряжения заряда НЭ по условию инэон^ин+1а-Р. нэ необходимо знать, чтобы в расчете при больших напряжениях заряда можно было использовать формулы для определения параметров процесса прокручивания вала ДВС при самостоятельной работе НЭ в КИТ на СЭ. В практике такой вариант может встречаться довольно часто, особенно в тех случаях, когда сопротивление НЭ мало и достаточно велико допустимое по ТУ перенапряжение заряда НЭ по сравнению с номинальным напряжением НЭ инЭн-4. Определенный интерес представляет вариант решения задачи, когда заданы ДВС и электростартер с необходимыми характеристиками, а НЭ выбирается из условия, что при всех возможных напряжениях заряда НЭ инЭон (начиная от инЭон=ин) соблюдается условие иНэон=ин+1аР. нэ- В этом случае сразу же определяются параметры НЭ (емкость Снэ, постоянная времениТнэ, масса шнэ) и по принципу, изложенному выше в варианте задачи 3, определяются параметры АБ по условию 1к& gt-1п и совершению СЭ необходимой механической работы ^^мехп за время 1п. Здесь также возможны различные комбинации НЭ и АБ в КИТ, из которых выбирается наилучшая комбинация по выбранному показателю качества.Выполнение такой работы с исследовательскими целями (для выявления влияния различных факторов, параметров ДВС, СЭ, НЭ и АБ на характеристики процесса прокручивания ДВС, показатели СЭП с КИТ и других систем) требует большого объема расчетов и может быть выполнена только с использованием специальных прикладных программ. Предлагаемая в дальнейшем методика расчета различных вариантов СЭП с КИТ и ее сравнительной оценки с СЭП с АБ или с СЭП с НЭ является основой для составления программы расчета.Выводы1. При исследовании различных вариантов подбора СЭП с АБ и НЭ выявлены основные критерии определения параметров таких СЭП.2. Варианты подбора СЭП с АБ и НЭ служат основой для составления методики расчета СЭП с КИТ.Литература1. Квайт С. М., Менделевич Я. А., Чижков Ю. П. Пусковые качества и системы пуска автотракторных двигателей. — М., Машиностроение, 1990, — с. 256.: ил.2. Чижков Ю. П. Исследование процесса прокручивания коленчатого вала двигателя при использовании в системе электростартерного пуска емкостного накопителя энергии. Межвузовский сборник научных трудов «Автомобильные и тракторные двигатели». Выпуск XIV,-М. МАМИ, 1998, — с. 197−217.
Показать Свернутьwestud.ru
Исходными данными для анализа являются характеристики пусковых качеств двигателя, а также электромеханические характеристики стартера, полученные экспериментальным и расчетным путями.
Пусковые качества ДВС определяются средним давлением трения Pт.ср и минимальной пусковой частотой вращения nmin. После установки двигателя на автомобиль его пусковые качества оцениваются также предельной температурой надежного пуска и временем подготовки двигателя к принятию нагрузки, которое складывается из времени на приведение в действие и работу устройств облегчения пуска холодного двигателя, пуска двигателя и его работы на холостом ходу до момента, когда возможно начало движения автомобиля.
Среднее давление трения является удельным показателем и характеризует момент сопротивления двигателя при его пуске. Оно определяется аналогично условному среднему давлению внутренних потерь двигателя:
где Mсд - момент сопротивления двигателя при прокручивании, Н∙м;
i - число цилиндров;
Vh - рабочий объем двигателя, м3.
Момент сопротивления двигателя при прокручивании можно представить как сумму моментов от сил трения в кинематических парах двигателя (Мт) и момента от компрессии(Мг):
Момент трения и момент от компрессии зависят от угла поворота коленчатого вала, причем Мг на такте расширения в цилиндрах меняет знак.
Так как стартеры имеют «мягкую» механическую характеристику, то при изменении момента сопротивления угловая частота также периодически изменяется, вызывая появление динамического (инерционного) момента. Коэффициент неравномерности вращения при пуске, определяемый как отношение разности максимальной и минимальной частот вращения к средней частоте в течении одного периода, находится в пределах 0,1...0,2.У бензиновых двигателей по сравнению с дизелями степень сжатия и неравномерность вращения коленчатого вала меньше. Неравномерность вращения зависит также от числа цилиндров двигателя.
Выделяют три стадии электростартерного пуска поршневого двигателя (рис. 2.33). На 1-й стадии частота вращения коленчатого вала увеличивается до средней частоты вращения в установившемся режиме. После подключения электростартера к аккумуляторной батарее его якорь и коленчатый вал двигателя остаются неподвижными, пока вращающий момент электродвигателя не превысит момент трогания системы стартер – двигатель (t = 0). Продолжительность 1-й стадии пуска зависит от вязкости моторного масла, мощности электростартера, момента инерции системы стартер - двигатель автомобиля и обычно не превышает десятых долей секунды.
Отличительной чертой 2-й стадии пуска является равенство средних значений вращающего момента (Мср) электродвигателя и момента сопротивления при постоянной средней частоте вращения коленчатого вала ncр. Возможное увеличение средней частоты на 2-й стадии связано с интенсивным снижением вязкости масла в узлах трения вследствие его нагрева теплотой, выделяемой при трении и сжатии воздуха или топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. Воспламенение топлива в цилиндрах при низкотемпературном пуске ДВС начинается на 2-й стадии.
Рис. 2.33
Рис. 2.34
Процесс пуска переходит в 3-ю стадию, когда двигатель начинает развивать мощность за счет теплоты сгорания топлива. Если топливо воспламеняется и сгорает во всех цилиндрах, то 3-я стадия характеризуется непрерывным нарастанием частоты вращения коленчатого вала благодаря совместному действию вращающих моментов электростартера и двигателя.
Уравнение равновесия моментов при пуске имеет вид
где M’c - момент стартера, приведенный к двигателю с учетом передаточного числа iдс до и КПД зубчатой передачи от стартера к двигателю ηz; M’c = М’ciдс ηz.
Момент инерции вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс системы стартер - двигатель, приведенных к коленчатому валу,
где Jдв - приведенный момент инерции двигателя; Jc - момент инерции стартера.
Момент трения зависит от вязкости моторного масла, которая с понижением температуры возрастает по экспоненциальному закону. За последние годы освоен выпуск новых моторных масел с более пологой вязкостно-температурной характеристикой (рис. 2.34, где: 1 - М-8В; 2 - М-10Г3; 3 - М-6В3).
Рис. 2.35.
На составляющую сопротивления, обусловленную компрессией, температура влияет незначительно. У бензиновых двигателей это сопротивление сравнительно невелико, у дизелей больше.
При расчете электропусковых систем пользуются формулами для расчета среднего момента сопротивления и средней частоты раскручивания. Существует большое количество эмпирических формул, выражающих зависимость момента сопротивления от вязкости масла и частоты прокручивания. Зависимость момента сопротивления двигателя от частоты вращения приведена на рис. 2.35. В общем виде эту зависимость можно представить выражением
где k - постоянный коэффициент;
А - коэффициент, характеризующий площадь поверхности трения;
v - вязкость масла; частота прокручивания коленчатого вала двигателя;
х, у - показатели степени; х= 0,33...0,53; у= 0,25...0,35.
В зависимости от вязкости масла и его количества, динамики прокручивания коленчатого вала, качества трущихся поверхностей, а также нагрузки на них трение в отдельных узлах двигателя может быть граничным, жидкостным или смешанным.
Минимальной пусковой частотой вращения коленчатого вала двигателя называется частота, при которой обеспечивается пуск двигателя за две попытки с продолжительностью попытки 10 с для бензиновых и 15 с для дизельных двигателей и интервалов между попытками 1 мин.
Рис. 2.36.
На рис. 2.36 отображены минимальные пусковые частоты вращения карбюраторных двигателей, зависимые от температуры, где: 1 и 2 - 4-цилиндровых рабочим объемом 1500 см3 при применении масла соответственно М-8В2 и М-63/10Г1; 3 - 8-цилиндрового рабочим объемом 4500 см3 (масло М-8В2). Показатель зависит от следующих основных факторов: числа и расположения цилиндров двигателя, температуры пуска, вязкости масла, качества топлива, фаз газораспределения, пусковой регулировки карбюратора (для дизелей - цикловой подачи топлива), применяемых средств облегчения пуска двигателя.
Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала бензиновых двигателей, работающих на зимних сортах топлива, при t = -20°C составляет:
для 4-цилиндровых двигателей 70 мин-1; 6-цилиндровых 60 мин-1; 8-цилиндровых и более 50 мин-1. Таким образом, увеличение числа цилиндров приводит к снижению nпmin. Применение устройств облегчения пуска холодного двигателя снижает nпmin для бензиновых ДВС при Т= -30°С соответственно до 65,55 и 45 мин-1. Дизельные двигатели имеют более высокую минимальную пусковую частоту вращения (для 4-цилиндровых дизелей при Т= -17°С nпmin = 200 мин-1). При температуре -40°С и ниже пуск ДВС осуществляется после его разогрева пусковым подогревателем. При пуске холодного двигателя должны применяться зимние и маловязкие загущенные масла. С понижением температуры пуска возрастает (см. рис. 2.36).
Предельной температурой надежного пуска Tmin называется наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой обеспечивается надежный пуск двигателя. Для бензиновых двигателей без устройств облегчения пуска Tmin = -20...-25°С (в зависимости от вязкости моторного масла), для дизельных Tmin = -12...-17°С. С применением устройств для облегчения пуска холодного двигателя его пуск может осуществляться и при температуре -50...-60°С, однако в этом случае необходим подогрев аккумуляторной батареи.
Время подготовки двигателя к принятию нагрузки зависит от температуры пуска двигателя и при температурах +40, -20, -25°С не должно превышать соответственно 4, 8 и 9 мин. С применением устройств для облегчения пуска это время составляет 10 мин при -30°С и 20...30 мин при -40°С.
Анализ работы системы электростартерного пуска обеспечивается совмещением мощностных и механических характеристик стартера и двигателя. Поскольку напряжение аккумуляторной батареи определяет в значительной степени режим пуска, ее вольтамперная характеристика также должна быть задана в исходных данных для такого анализа.
Совмещение механических характеристик стартера и двигателя дает возможность определить частоту вращения коленчатого вала и момент при пуске двигателя. Процесс совмещения можно разбить на следующие этапы (рис. 2.37):
- расчет вольтамперной характеристики батареи для заданных условий пуска;
- пересчет номинальных характеристик стартера на новую вольтамперную характеристику;
- расчет механических характеристик стартера;
- совмещение характеристик стартера и двигателя.
Рис. 2.37.
Рис. 2.38.
На рис. 2.37 цифрой 1 обозначена частота прокручивания коленчатого вала двигателя при различных температурах пуска.
Расчет вольтамперных характеристик батареи и пересчет характеристик стартера на новую вольтамперную характеристику рассмотрен ранее.
Механические характеристики стартера рассчитывают следующим образом. Интервал тока (см. рис. 2.31) разбивают на 8-10 значений. Для каждого значения тока момент и частота вращения стартера приводятся к валу двигателя по формулам:
iдс - передаточное число от двигателя к стартеру; ηz- КПД зубчатой передачи шестерня стартера - венец маховика обычно ηz = 0,8...0,9).
Точка пересечения механической характеристики стартера и момента сопротивления двигателя характеризует частоту, с которой стартер вращает коленчатый вал двигателя. Выполнив указанные расчеты и построения для различных температур и соединив рассчитанные точки, получим рабочую кривую (см. рис. 2.37), показывающую, как изменяются координаты рабочей точки при прокручивании двигателя в различных температурных условиях.
Совмещение характеристик nд(Т) и nmin(T) (рис. 2.38) позволяет определить минимальную температуру пуска двигателя, при которой обеспечивается минимальная пусковая частота вращения вала двигателя (Tпmin).
studfiles.net
Исследование нетрадиционных источников тока в системах электростартерного пуска двигателей внутреннего сгоранияк.т.н. доц. Малеев Р. А., Шматков Ю. М. Университет машиностроения 8 (495) 223-05-23, доб. 1574Аннотация. В статье приведены результаты экспериментальных исследований системы электростартерного пуска с аккумуляторными батареями и емкостными накопителями энергии различных типов для двигателей внутреннего сгорания. Проведена оценка эффективности систем электростартерного пуска при использовании накопителей энергии в условиях низких температур.Ключевые слова: система электростартерного пуска, накопитель энергии, аккумуляторная батарея, двигатель внутреннего сгорания.Анализ состояния и развития систем электростартерного пуска (СЭП) показывает, что на их выходные параметры оказывают влияние электрические и механические потери, конструкция приводного механизма, режим работы стартера [1]. Существующие конструктивные и технологические меры совершенствования указанных факторов достигли оптимальных значений, и улучшить выходные параметры СЭП за счет их изменения не представляется возможным.В результате анализа состояния и развития нетрадиционных источников энергии выявлено, что в качестве перспективного источника превосходящего по удельной мощности аккумуляторные батареи (АБ) и способного обеспечить энергией СЭП при температурах до минус 50 °C, с учетом требований готовности могут быть рекомендованы низковольтные емкостные накопители электрической энергии, разработанные предприятиями России. Использование СЭП с накопителями энергии (НЭ) дает возможность сохранить номинальное напряжение автомобиля и применять низковольтные НЭ как на перспективных, так и на серийных автомобильных двигателях практически без доработки элементов СЭП [2].На основании вышеизложенного, задача исследования СЭП с АБ и НЭ заключаются в:• разработке математического описания, программы и методики исследования процесса прокручивания двигателя стартером при использовании АБ и НЭ-• проведении анализа режимов работы различных вариантов СЭП с целью определения рациональной структуры блока (АБ — НЭ) —• разработке измерительного комплекса на базе климатической камеры и тормозной установки для проведения экспериментальных исследований СЭП с НЭ в условиях низких температур-• проведении экспериментальных исследований эффективности СЭП с НЭ на тормозной установке в режимах, соответствующих температурам до — 50°С-• разработке и изготовлении стенда на базе двигателя КамАЗ-740, схемы управления двигателем и элементами СЭП с возможностью сочетания емкости НЭ и АБ.На первом этапе определения основных параметров НЭ и АБ положен принцип сохранения суммарного объема источников энергии, с учетом существующих на сегодня габаритных размеров аккумуляторных батарей.Для пуска дизельных двигателей с рабочим объемом цилиндров более 10л применяются АБ типа 6СТ-190 или другие типы АБ с такими же габаритными размерами (6СТ-140, 12СТ-70, 12СТ-85). Для пуска двигателей меньшего литража используются АБ типа 6СТ-110А или вдвое большее количество АБ типа 6СТ-55.Освободившаяся в результате замены АБ часть объема позволит определить размеры НЭ, размещаемого в штатном объеме совместно с АБ меньшей емкости. Основные электрические параметры НЭ: запасаемая энергия и емкость, определяются исходя из полученного объема НЭ и удельного электрического показателя (энергии на единицу объема). Анализ выпускаемых различными организациями НЭ показал, что может быть достигнут уровень 6 кДж/л. Это значение можно принять для дальнейших расчетов.Полученные в результате предварительного расчета основные параметры НЭ приведены в таблице 1.Таблица 1.Предварительные значения основных параметров НЭ№ п/п Параметр 1 тип 2 тип 3 тип1 Номинальное напряжение, В 12 24 242 Диапазон рабочих напряжений, В 10,8−15 21,6−30 21,6−303 Запасаемая энергия при номинальном напряжении,кДж 20 70 1404 Емкость, Ф 280 240 4805 Габаритные размеры, ммДлина 150 230 460Ширина 180 210 210Высота 180 240 2406 Объем, л 4,86 11,6 237 Масса, кг 12,5 23 468 Удельная энергия, кДж/л 4,1 6 6Результаты испытаний показали, что процесс прокручивания двигателя (на примере КамАЗ-740) электростартером при питании его от НЭ существенно отличается от процесса прокручивания при питании СЭП от АБ и характеризуется, прежде всего, отсутствием этапов прокручивания с постоянной средней частотой вращения, однако большую часть времени прокручивание происходит с постоянным средним моментом сопротивления вращению и крутящим моментом, а следовательно и током стартера. При этом напряжение НЭ и частота вращения линейно уменьшается по времени. При создании упрощенной модели СЭП с НЭ было принято допущение о том, что в процессе прокручивания коленчатый вал ДВС нагружен постоянным статистическим моментом сопротивления. Не учитывается также момент инерции системы стартер-ДВС, неравномерность вращения коленчатого вала, индуктивность стартерной цепи и изменение магнитного потока стартерного электродвигателя.Минимальная пусковая частота вращения конкретного двигателя непостоянна и увеличивается с понижением температуры окружающего воздуха и ДВС. Использование средств облегчения пуска приводит к снижению минимальной пусковой частоты вращения. Следует заметить, что увеличение частоты прокручивания приводит к уменьшению продолжительности пуска. По стандарту продолжительность пуска дизельного двигателя принимается равной 15 с, что обусловлено мощностными возможностями АБ при предельной температуре надежного пуска холодного двигателя. Применение Н Э позволяет увеличить пусковую мощность, но в течение ограниченного времени, так как запас энергии накопителя значительно меньше, чем АБ. Поэтому следует исследовать режим пуска двигателя при более высоких частотах прокручивания с меньшей продолжительностью, т. е. в режимах, которые может обеспечить НЭ [3].Результаты расчета показали, что для пуска двигателя КамАЗ-740 при температуре минус 120С требуется НЭ емкостью 637Ф. При этом пуск может быть осуществлен за 10 с при средней частоте прокручивания более 133 мин-1. Среднее напряжение на НЭ в течении прокруток будет не менее 18,9 или 16,6 В соответственно на 10-й или 15-й секунде.Для пуска двигателя в течение 5 с требуется очень большая емкость НЭ, т.к. необходимо обеспечить высокое напряжение (23,05 В) и мощность в конце прокрутки.Если учесть, что емкость одного модуля НЭ равна 480Ф, то для пуска двигателя Ка-мАЗ-740 при температуре -120С потребуется 1,5 модуля. Разместить в аккумуляторном ящике можно только один модуль совместно с АБ 6СТ-110, 6СТ-90 или 6СТ-75, или два модуля совместно с АБ 6СТ-55.Следовательно, при использовании АБ 6СТ-55 и трех модулей по 240Ф можно осуществлять надежный пуск при температуре -120С, что соответствует требованиям ОСТ37. 001. 052.Таблица 2.Результаты расчета емкости НЭ при различных условиях пуска двигателя КамАЗ-740Температура, 0 С -10 0С -12 0СВремя пуска, с 15 10 5 15 10 5Частота вращения ДВС, мин-1 100 118 146 133 158 210Частота вращения стартера, мин-1 1130 1333 1650 1503 1785 2373Мощность ДВС, кВт 2. 54 3. 13 4. 03 4.0 5.0 6. 95Энергия ДВС, кДж 38.1 31.3 20. 16 60 50.1 34. 7Ток стартера, А 503 520 540 570 590 610Напряжение стартера, В 12.2 13.7 16.2 15.5 17.6 22. 0Начальное напряжение НЭ, В 23. 50 23. 48 23. 46 23. 43 23. 41 23. 39Конечное напряжение НЭ, В 2. 91 6. 00 11. 10 9. 85 14. 15 23. 05Емкость Н Э, Ф 367 297 218 630 637 897холодного двигателя за 5с используя всего один модуль емкостью 240Ф, т.к. требуемая емкость составляет 218Ф. Таким образом, СЭП включающая один модуль емкостью 240Ф позволит осуществить надежный пуск холодного двигателя без средств облегчения пуска до температуры -100С с любой АБ, отвечающей требованиям энергобаланса. Для оценки возможности пуска двигателя при совместном использовании НЭ и АБ необходима разработка специальной методики.Рисунок 1. Прокрутка двигателя САТ3116 от батарей емкостью 160Ач и НЭ 12ПП-30: 1-напряжение АБ (Саб), 2-напряжение стартера (ист), 3-ток стартера (1ст),4-ток разряда НЭ (1нэ)Результаты экспериментальных исследований показали, что при использовании АБ и НЭ в процессе прокрутки двигателя среднее значение тока стартера остается неизменным в течение всего периода прокрутки. Напряжение на стартере и источнике энергии линейно падает в функции времени. Ток Н Э изменяется по кривой близкой к экспоненте с большой постоянной времени (рисунок 1), и поэтому за период прокрутки двигателя она может быть аппроксимирована прямой, что значительно упростит дальнейшие расчеты. Некоторое расхождение реальной кривой от прямой приведет к несущественному увеличению расчетной емкости НЭ, что послужит небольшим запасом и повысит надежность пуска.Накопители энергии в составе СЭП являются новым элементом, и поэтому пока не отработаны единые критерии для оценки их пусковых возможностей. Режимы проверки НЭ назаводах-изготовителях отличаются от режимов, при которых НЭ работают в составе СЭП. В результате некоторые параметры (например внутреннее сопротивление), определенные разными способами, отличаются между собой.В СЭП НЭ работает в стартерном режиме, то есть разряжается током в несколько сотен ампер. Наиболее целесообразно проведение исследований в стартерных режимах, поскольку параметры, определенные в этих режимах, наиболее точно отражают процессы, происходящие при прокрутке двигателя. Для этого был разработан тормозной стенд для исследования зубчатого зацепления стартера и венца маховика.Конструктивно стенд выполнен в виде станины, на которой смонтированы: узел крепления стартера, тормозное устройство с механизмом привода, устройство для измерения крутящего момента стартера и маховика, датчик тахометра и коммутационная панель. Кинематическая схема стенда показана на рисунке 2.Рисунок 2. Кинематическая схема стенда:1-стартер, 2-шестерня стартера, 3, 4- тормозной цилиндр, 5-датчик тахометра, 6, 10-датчик перемещений, 7-тормозной барабан, 8-венец маховика, 9-передвижной стол, 11, 15-торсионный вал, 12-вал стартера, 13-опорный вал, 14, 16-тарировочныйрычагУзел крепления стартера включает подвижный стол, на котором закреплены опоры с подшипниками. Со стороны коллектора на стартере закреплен колпак с цапфой, устанавливаемый в подшипник второй опоры. В цапфе закреплен конец торсионного вала. Другой конец вала с помощью шлицевой муфты закреплен неподвижно. Такая конструкция позволяет стартеру поворачиваться на определенный угол вокруг своей оси, в зависимости от величины крутящего момента.В качестве тормозного устройства использован колесный тормоз автомобиля ГАЗ-66. К тормозному барабану прикреплен маховик с венцом, имеющим 103 коррегированных зуба, модуль которых равен 4,25 мм. Тормозной барабан в сборе с подшипниками установлен на опорный вал, что дает ему возможность вместе с маховиком свободно вращаться вокруг этого вала. К фланцу опорного вала присоединен тормозной диск с закрепленными на нем колодками и тормозными цилиндрами. Концы опорного вала установлены в подшипники неподвижных опор. В шлицы опорного вала входит конец торсионного вала, другой конец которого закреплен неподвижно относительно станины. Давление жидкости к цилиндрам тормозного диска передается по гибкому шлангу от главного тормозного цилиндра.При включении стенда шестерня стартера входит в зацепление с венцом маховика, который вместе с барабаном начинает вращаться. Если в гидросистеме создавать давление, то колодки разжимаются и крутящий момент от маховика передается через тормозной диск и опорный вал торсионному валу. Последний начинает проворачиваться на угол, зависящий от величины крутящего момента, передаваемого маховику. Измерительное устройство стартера рассчитано на максимальный крутящий момент 80Нм, а маховика — 750Нм.Определение частоты вращения якоря стартера производится электротахометром ТЭ-Серия. «Транспортные средства и энергетические установки» 204. Привод датчика тахометра осуществляется от шестерни, закрепленной на ступице тормозного барабана. Корпус датчика закреплен на тормозном диске, что исключает дополнительные погрешности при определении крутящего момента, поскольку момент сопротивления, оказываемый датчиком, учитывается измерительным устройством.Подвод питания к стартеру и датчикам осуществляется на коммутационной панели через разъемы и клеммы. Питание от панели к стартеру передается через гибкие перемычки. Токовая нагрузка на стартер задается изменением давления в гидросистеме путем изменения усилия на шток главного тормозного цилиндра. С этой целью был доработан привод штока, что позволило изменять усилие с помощью гирь, подвешенных на специальный рычаг.На стенде использовался стартер СТ-103, применяемый на двигателях ЯМЗ-238. Для определения режима работы тормозного стенда для имитации прокручивания двигателя ЯМЗ-238 воспользуемся экспериментальными зависимостями, полученными при прокрутках указанного двигателя стартером с разной частотой при различных температурах. Частота вращения изменялась за счет изменения напряжения на стартере.При пуске двигателя ЯМЗ-238 ток стартера, в зависимости от температуры, изменяется от 400А до 800А. Наименьшее значение получено при пуске прогретого двигателя. Наибольшее значение соответствует пуску холодного двигателя при температурах -25−35°С. Но, как правило, при таких низких температурах двигатель пускают после предварительного разогрева предпусковым подогревателем, в результате чего момент сопротивления, а следовательно, и ток стартера уменьшатся. Наиболее приемлемыми для нашего случая являются температуры около -120С, при которых осуществляется пуск холодного двигателя без использования средств облегчения пуска. При этих температурах ток стартера находится в пределах 600−650А. Таким образом, стартерный режим работы СЭП при пуске двигателя ЯМЗ-238 характеризуется токами 400−650А. Поскольку Н Э может работать параллельно с АБ, то минимальное значение тока НЭ может быть меньше. Учитывая это, тормозной стенд был настроен на изменение тока стартера в пределах 100−650А за счет изменения массы гирь, подвешиваемых на специальное устройство в пределах 5−30 кг.Перед каждым разрядом НЭ заряжался от двух АБ 6СТ-190ТМ через ограничительный резистор сопротивлением 0,1230 м или от выпрямителя. Процесс стартерного разряда записывался двухкоординатным самописцем типа & quot-Еп&-т 622. 01"-. Установка для исследования НЭ в стартерном режиме представлена на рисунке 3.Рисунок 3. Общий вид установки для исследования НЭ в стартерном режимеНа тормозной установке в режиме стартерного разряда испытывались три типа накопителей:• 24ПП-30/0. 003 — АОЗТ & quot-ЭЛИТ"- Курского завода & quot-Аккумулятор"--• ИКЭ-40/28 — АО & quot-ПЗР & quot- г. Псков-• НСД-28/1 — НПП & quot-ТЭК"- г. МоскваФрагмент зависимостей, записанных самописцем при разряде НЭ на стартер тормозного стенда, показан на рисунке 4.Рисунок 4. Разряд накопителей энергии на стартер СТ-103Полученные зависимости подтверждает принятое ранее допущение о том, что при постоянстве среднего значения тока разряда напряжение НЭ практически линейно падает в функции времени. Только в начале прокруток, примерно через 0,2 с, происходит увеличение тока и уменьшение напряжения, вызванные увеличением частоты вращения вращающихся деталей. Уменьшение напряжения на НЭ в момент включения стартера обусловлен потерями на внутреннее сопротивление НЭ.В результате стартерных разрядов накопителей трех типов и предварительных расчетов были получены данные (таблица 3), которые позволили сравнивать между собой испытуемые НЭ и выявить ряд зависимостей.Таблица 3.Основные параметры НЭ энергии в режиме стартерного разрядаПараметр Тип накопителя энергии24ПП-30/0,003 НСД-28/1 12ПП-4/0,003Номинальное напряжение, В 24 24 24Внутреннее сопротивление при 200 С, МОм 7,1 15,5 11,9Энергия, отдаваемая в стар-терном режиме, кДж (%) 15,8−13,0 (59−49) 15,3−12,0 (48−38) 15,0−8,5 (51−29)Емкость Н Э при заряде постоянным током, Ф 92,8 110,3 99,4Энергия, полученная НЭ, кДж 26,7 31,8 28,6Размеры, мм Длина Ширина Высота 305 180 250 286 95 256 308 226 250Объем, л 13,7 6,95 12,3Масса, кг 28 12 30Удельная энергия, кДж/л 1,95 4,54 2,40Во-первых, выяснено, что наибольшую энергию отдает НЭ типа 24ПП-30/0. 003, а наименьшую — НЭ типа ИКЭ-40/28 (параметры НЭ НСД-28/1 уменьшены вдвое, т.к. при испытаниях использованы два накопителя этого типа). Во-вторых, с увеличением тока разряда от 100А до 600А, отдаваемая энергия накопителя 241 111−30/0. 003 снижается с 15,8 до 13 кДж (18%) — накопителя НСД-28/1 снижается с 15,3 до 12,0 кДж (22%) и накопителя ИКЭ-40/28 — с 15 до 85 кДж (43%). В-третьих, с увеличением начального напряжения отдаваемая энергия увеличивается пропорционально квадрату начального напряжения, следовательно, для сравнения накопителей энергии начального напряжения на их выводах должно быть одинако-вым. Наиболее целесообразно это напряжение принять равным 24 В, т.к. на автомобиле перед пуском двигателя НЭ от АБ может зарядиться не более, чем на 24 В (соответствует номинальному напряжению бортовой сети). В таблице 3 представлены основные параметры НЭ в режиме стартерного разряда.Сопротивления Н Э типа 24Ш 1−30/0. 003 оказалось более, чем в два раза выше паспортного значения (3МОм), а НЭ типа ИКЭ-40/28 в 1,4 раза (7МОм). Таким образом, в результате разрядов НЭ стартерными токами определена величина отдаваемой энергии при снижении напряжения от номинального до половины номинального и определены значения внутренних сопротивлений НЭ.Полученные в результате исследований результаты будут использованы при разработке и обосновании требований к системе пуска с накопителями энергии, обеспечивающей повышение работоспособности автомобильной техники в условиях низких температур.Литература1. Квайт С. М., Менделевич Я. А., Чижков Ю. П. Пусковые качества и системы пуска автотракторных двигателей. — М.: Машиностроение, 1990. — 256 с.2. Чижков Ю. П. Исследование процесса прокручивания коленчатого вала двигателя при использовании в системе электростартерного пуска емкостного накопителя энергии. Межвузовский сборник научных трудов «Автомобильные и тракторные двигатели». Выпуск XIV. — М.: МАМИ, 1998. — С. 197−217.3. Чижков Ю. П., Малеев Р. А., Шматков Ю. М. Режимы совместной работы аккумуляторной батареи и емкостного накопителя в системе электростартерного пуска. Межвузовский сборник научных трудов «Автомобильные и тракторные двигатели». Выпуск XIII. — М.: МАМИ, 1996. — С. 118−124.Альтернативный источник электрической энергии на автомобиле: использование энергии отработавших газовд.т.н. проф. Овсянников Е. М., к.т.н. доц. Клюкин П. Н., к.т.н. доц. Кецарис А. А., Акимов А. В.Университет машиностроения 495−223−05−23, доб. 1574 Аннотация. В статье рассмотрен способ использования энергии, выбрасываемой вместе с отработавшими газами в окружающую среду, приведен обзор подобных разработок мировых производителей. Рекуперация «бесполезной» энергии позволяет исключить генератор системы электроснабжения и увеличить к.п.д. двигателя внутреннего сгорания.Ключевые слова: электротурбогенератор, рекуперация энергии отработавших газов, альтернативный источник энергии.Непрерывный прогресс и рост количества систем комфорта и других потребителей электроэнергии на автомобиле в последние годы изменили структуру его бортовой сети. Зачастую мощности генераторных установок уже не хватает: суммарная мощность потребления на автомобилях достигает 3−4 кВт.Сегодня существует необходимость в новом источнике электроэнергии на автомобиле, пригодном для установки на все выпускаемые автомобили с различными типами двигателей, недорогом и надежном. Увеличение мощности штатного стандартного генератора вызывает массу сложностей: он практически уже не умещается под капотом, поликлиновый ремень не может передать большой крутящий момент, приходится применять для него свою жидкостную систему охлаждения, что значительно удорожает и усложняет конструкцию.Найдено другое техническое решение: использовать энергию отработавших газов, которая сейчас в каждом ДВС выбрасывается в атмосферу в виде тепла и никак не используется. По оценкам специалистов, доля этой «бесполезной» энергии составляет около 30% (!) от энергии топлива при его сжигании.
Показать Свернутьgugn.ru
