Автореферат (781803), страница 5
Текст из файла (страница 5)
11 приведены зависимости изменения во времени напряжения бортовой сети (а), тока генератора (б) икоэффициента полезного действия генератора (в) для системы электроснабжения автомобиляВАЗ 1117. На рис. 12 приведена зависимость изменения во времени расхода топлива на приводсистемы электроснабжения автомобиля ВАЗ 1117 в городском режиме эксплуатации зимой сгенератором 94.3702-06, рассчитанные по формуле (16).20На рис. 13 приведен блок-схема имитационного моделирования системы электроснабжения вэксплуатации.а)б)в)Рис. 11 Зависимости изменения во времени напряжения бортовой сети (а), тока генератора (б) и коэффициента полезного действия генератора (в) для системы электроснабжения автомобиля ВАЗ 1117 .21Рис.
12 Зависимость изменения во времени расхода топлива на привод системы электроснабжения автомобиля ВАЗ 1117 в городском режиме эксплуатации зимой с генератором94.3702-06.Таким образом, автором разработана методика, позволяющая проводить имитационноемоделирование основных компонентов систем электроснабжения и пуска в эксплуатации, проводить анализ и синтеза принципов управления генераторной установкой, направленных наснижение расхода топлива.С помощью методики имитационного моделирования были разработаны:- способ автоматического управления напряжением генераторной установки дляавтотранспортных средств традиционной конструкции, снижающий расход топлива на 6%- 8%за счет расширения диапазона регулируемого напряжения в зависимости от зарядного состояния(напряжения) аккумуляторной батареи;- генераторная установка с удельными показателями 400 Вт/кг для городских автобусов ЛиАЗ с двигателями фирмы Катерпиллер и Икарус.
Удельные показатели генераторнойустановки превышают на 7% – 9% показатели зарубежных и отечественных аналогов, а это всвою очередь приводит к снижению расхода топлива до 2,5% (измерения проводились на автобусах ЛиАЗ);- вентильный электродвигатель для предпусковых подогревателей, заменяющий зарубежный электродвигатель фирмы Вебасто.22Рис. 13. Блок - схема имитационного моделирования систем электроснабжения в эксплуатацииЧетвертая глава посвящена разработке методики и оборудования для испытаний систем электроснабжения и пуска в эксплуатации, а также проверке адекватности математическоймодели, разработанной в третьей главе. Методика обеспечивает возможность определения качества работы систем по функциональным показателям и влияние компонентов систем на расходтоплива.Существующие методы и критерии оценки работы системы электроснабжения в эксплуатации (удельный часовой разряд или заряд аккумуляторной батареи и суточный баланс электроэнергии) дают весьма ограниченную информацию о влиянии генераторной установки на расход топлива.
Кроме того, оборудование, используемое при балансных испытаниях, не позволя-23ет определять мгновенные значения напряжений и токов в бортовой сети, которыми и определяется качество работы систем электроснабжения. Поэтому разработка методики и создание оборудования для исследования энергетических процессов в бортовой сети представляется весьмаактуальной.При участии автора создан измерительный комплекс, предназначенный для исследованияэнергетических, тепловых и вибрационных процессов, протекающих в системах и компонентахэлектрооборудования при проведении эксплуатационных и лабораторно-стендовых испытаний,а также для определения момента сопротивления двигателя внутреннего сгорания при пускенепосредственно на автомобиле.
Под энергетическими процессами понимается изменение токови напряжений в элементах и системах электрооборудования автомобиля во времени; под тепловыми процессами - изменение во времени температуры элементов и систем электрооборудования автомобиля.Основное достоинство созданного комплекса заключается в том, что он позволяет синтезировать и исследовать в условиях реальной эксплуатации различные способы управления генераторной установкой. Мгновенные значения выходной мощности генераторной установки, которые измеряются цифровыми модулями комплекса, при известных значениях КПД генераторапозволяют определить расход топлива на привод генераторной установки по мощности, отбираемой генератором от двигателя.
До настоящего времени аналогичное оборудование в отечественном автомобилестроении не применялось.Функциональная схема измерительного комплекса приведена на рис. 14. Сигналы с датчиков измеряемых величин поступают на входы модулей аналогового ввода блока измерительных модулей. Базовый АЦП блока измерительных модулей преобразует аналоговые сигналы вцифровую форму. Эти величины через интерфейс блока измерительных модулей передаются вкомпьютер, где производится запись данных на жесткий диск, а также обработка этих данных.Обработанные данные могут быть сохранены как в графическом, так и табличном видах.
Компьютерное программное обеспечение позволяет пользователю осуществлять просмотр данных вреальном масштабе времени. Программы измерения обеспечивают устранение постоянной составляющей, сглаживание сигнала путем усреднения и проводить статистический анализ.Рис. 14. Функциональная схема измерительного комплекса24Далее приведены основные характеристики измерительного комплекса.Постоянное напряжение находится в диапазоне от 0 В до 10 В; погрешность измерений составляет +/- 0,006В; максимальная частота измерений составляет 10 Гц.
Количество каналов измерений на модуле - 8. Наличие встроенного регулируемого делителя позволяет расширить диапазон измеряемого напряжения до 200 В. Постоянное напряжение находится в диапазоне от 0 В до5 В; погрешность измерений имеет значение +/- 0,003В; частота измерений составляет 50 кГц.Количество каналов измерений - 16.
Наличие встроенного регулируемого делителя позволяетрасширить диапазон измеряемого напряжения до 200 В. Постоянный ток находится в диапазонеот 0 А до 600 А; частота измерений имеет значение 50 кГц., погрешность измерений составляет0,03 А, частота измерений - 50 кГц. Количество каналов измерений - 16.На рис.
15 приведен внешний вид измерительного комплексаРис. 15. Внешний вид измерительного комплексаТемпература находится в диапазоне от -45С до +300С. Измерения проводятся с помощью калиброванной термопары хромель-копель. Количество каналов - 7. Точность измерения составляет +/- 0,50С, максимальная частота измерений 10 Гц. Блок измерительных модулей обеспечивает измерение переходных процессов в частотном диапазоне от 0 Гц до 50 кГц. Каждый каналмодуляимеетиндивидуальнуюгальваническуюразвязку.Для проверки адекватности математической модели проводились испытания следующих систем электроснабжения:- генератор 372.3701 с регулятором напряжения 7931.3702 для автомобилей ВАЗ;- генераторная установка 231.3771 для автобусов ЛИАЗ с двигателем Катерпиллер;- генераторная установка Г 3000 для автобусов ЛИАЗ с двигателем КАМАЗ;- генераторная установка 3002.3771 14 В 110 А для автомобилей семейства ВАЗ;- генераторная установка 4502.3771 28 В 75 А.
для автомобилей КАМАЗ;25- генераторная установка 7762.3701–02 28 В 76 А. для автомобилей КАМАЗ;- генераторная установка 291.3771 14 В 95 А для автомобилей КАМАЗ;- генераторная установка Г287М 14В 80А для автомобилей КАМАЗ;- генераторной установки 3112.3771 28В 80А. для автомобилей КАМАЗ;- генераторная установка 6582.3701 28В 80А. для автомобилей КАМАЗ;- генераторная установка Г273 28В 40А.
для автомобилей КАМАЗ;- генераторная установка 1702.3771 28В 50А для автомобилей ЗИЛ;- генераторная установка 1322.3771 28В 50А для автомобилей ЗИЛ.Проверка адекватности математической модели системы электроснабжения в различныхрежимах движения проводилась с помощью следующих параметров:- математическому ожиданию тока аккумуляторной батареи;- математическому ожиданию напряжения бортовой сети;- расходу топлива.Математические ожидания токов, напряжений и расхода топлива автомобилем приведены в таблице 1.Таблица 1Максимальные ошибки расчетных значений по сравнению с экспериментом.№Наименование параметраРасчетноеЭкспериментальноеМаксимальнаяп.пзначениезначениеошибка, %1. Математическое ожидание6А – 10А5,9А – 10,1А1,5 -2тока аккумуляторной батареи для 12В системы2.
Математическое ожидание13В – 13,8В13,1В – 14В1,5 - 3наряжения Б/С для 12в системы3. Математическое ожидание6А – 45А6А – 44А1 – 1,5тока аккумуляторной батареи для 24В системы4. Математическое ожидание26В – 27,8В26,2В – 27,6В1,5 - 3напряжения в бортовой сетидля 24В системы5. Расход топлива л/100 км.6 - 356,2 - 371,5 - 3Ошибка не превышает 3%.Пятая глава посвящена разработке теоретических основ создания эффективных принципов управления, обеспечивающих повышение энергетических показателей систем электроснабжения автотранспортных средств. Исследование принципов управления напряжением генераторной установки проводилось с помощью математической модели, разработанной и описанной в третьей главе диссертации.
Анализ результатов исследований показывает, что наиболееперспективным для снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов являютсяспособы, направленные на интеллектуальное управление напряжением генераторной установкив зависимости от напряжения аккумуляторной батареи. Например, алгоритм, снижающий регулируемое напряжение до 13,8В при напряжении аккумуляторной батареи выше порогового значения, характеризующего ее степень заряженности выше 75 % и увеличивающий напряжение26настройки регулятора напряжения до (14,6 – 14,8)В, если напряжение аккумуляторной батареиниже порогового значения, характеризующего ее степень заряженности ниже 75%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
