Диссертация (781805), страница 17
Текст из файла (страница 17)
На рис. 22 приведенасхемарасположенияэлектромашинногопреобразователяиегоконструктивное исполнение.Рис. 22 Схема расположения электродвигателя и его конструктивноеисполнение на УАЗ Карго 1 – обмотки статора, 2 – корпус электромашинногопреобразователя.116Электрический двигатель устанавливается на маховик ДВС междудвигателем внутреннего сгорания и стандартной коробкой передач. В этомслучае электродвигатель, являясь частью маховика ДВС, уменьшаетколебания,возникающиевтрансмиссии.Вращающийсяроторэлектродвигателя соединён с коленчатым валом ДВС, а неподвижный статорустановлен на задней части двигателя. Ротор имеет встроенные постоянныемагниты. Обмотки расположены только на статоре электродвигателя,имеющего форму плоского кольца небольшой толщины.На автомобиле установлено три свинцово-кислотных стартерныхаккумуляторных батарей, соединенных последовательно для обеспечениянапряжения 36В.
Параллельно аккумуляторным батареям установленконденсатор емкостью 120 Фпроизводства фирмы ЭЛТОН г. Троицк.Конденсатор необходим для облегчения холодного пуска ДВС. Испытания вкамере холода при пуске ДВС при -40 ºС показали четырёхкратный запас попусковым оборотам, при минимальных оборотах пуска 150 об/мин для пускасистема обеспечила 600 об/мин. При зимних эксплуатационных испытанияхэлектромашинный преобразователь обеспечивает пуск ДВС за 0,2-0,4секунды, что в 3-4 раза быстрее, чем при пуске штатным стартером. Системауправления электромашинным преобразователем используетполевыетранзисторы отечественного производства.Работает система следующим образом.
При полной остановке АТСболее чем на одну секунду ДВС автоматически выключается. Если, конечно,отпущена педаль сцепления и нажата педаль тормоза, либо включен ручнойтормоз. Для пуска ДВС достаточно выжать сцепление и произойдет пускДВС. Важным условием работы системы является необходимость прогреваДВС, так как при частом выключении ДВС он будет выходить наоптимальный режим работы значительно дольше, а это увеличит износ ДВСи расход топлива. Для ДВС УАЗ Карго оптимальной температуройэксплуатацииявляетсяэксплуатационных испытаний.80ºС,определеннаяпорезультатам117Электромеханический комплекс автомобиля УАЗ Карго работает врежиме стоп-старт и режиме подкрутки (параллельной работе ДВС иэлектродвигателя).
В первом режиме, кроме обеспечения стоп-старт системаактивирует электрическую машину в качестве двигателя, помогающего ДВСвыйти на повышенные обороты. Дело в том, что на низких оборотах КПДдвигателя внутреннего сгорания очень мал, топлива соответственносжигается много и неэффективно, с большим выбросом вредных веществ.Если сразу сообщить ДВС обороты на 10% выше холостых оборотов, топоказатели расхода и токсичности улучшатся. Так что электродвигательработает первые три-четыре секунды после пуска, потом отключается, доведяобороты ДВС до 1000 об/мин.
Для более динамичного разгона или началадвижения с большой нагрузкой включается режим подкрутка, то есть на 1012 секунд к первичномуДВСподключаетсяэлектродвигатель.2.6. Выводы и заключение по второй главеПри проведении обзора современных методов моделирования системэлектрооборудования автотранспортных средств в различных режимах иусловиях эксплуатации следует отметить, что в настоящее время оценкакачества работы автомобильных систем электроснабжения в эксплуатациипроводится по результатам балансных испытаний.
Критериями оценкиявляются суточный баланс электроэнергии и удельный часовой разряд илизаряд аккумуляторной батареи. Указанные параметры позволяют проводитьлишь косвенную оценку качества работы систем электрооборудования вэксплуатации, так как основной задачей системы является надежноеобеспечение потребителей электрической энергией требуемого качества вразличных режимах и условиях эксплуатации. Анализ режимов и условийэксплуатацииавтотранспортныхсредствпоказываетцелесообразностьиспользования в качестве основных критериев оценки работы автомобильнойсистемыэлектроснабжениявеличиннапряжениянапотребителях118электрической энергии и тока аккумуляторной батареи в эксплуатации,которые имеют собственные законы распределения.
Такой подход к оценкекачества систем электрооборудования автотранспортных средств позволяетпроводитьвыбороптимальныхвыходныхпараметровгенераторнойустановки (частоты холостого хода, тока отдачи генератора на оборотаххолостого хода силового агрегата, максимального тока отдачи, напряжениенастройки регулятора напряжения) и номинальной емкости аккумуляторнойбатареи, а также повысить качество разработки системы в целом.Проведенный нами обзор СЭС и методов их расчета и испытанийпоказывает, что наиболее перспективным для снижения влияния АТС наокружающую среду является оптимизация алгоритмов работы основныхкомпонентов СЭС и СЭП (генератора и аккумуляторной батареи).
Такжеобзорподтверждаетнеобходимостьусовершенствованияметодикисследования взаимодействия основных компонентов СЭС и СЭП длявыбораалгоритмов,позволяющихснизитьрасходтопливаиусовершенствование оборудования для эксплуатационных исследованийразличных систем электрооборудования АТС.119ГЛАВА 3РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, УЧИТЫВАЮЩЕЙ РЕАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯЭКСПЛУАТАЦИИНеобходимость усовершенствования методик проектирования системэлектроснабженияобъясняетсятем,чтопостроеныонибезучетавзаимодействия основных компонентов, а это существенно усложняетсярешение многих важнейших задач, связанных с проектированием различныхкомпонентовсистемыэлектрооборудования.Например,современнаяметодика выбора основных параметров и характеристик генераторнойустановки не позволяет достоверно моделировать ее взаимодействие ссистемойпускаэксплуатации.силовогоЭтонеагрегатапозволяетавтотранспортноговыбратьсредствагенераторнуювустановку,стартерный электродвигатель и аккумуляторную батарею с оптимальнымиэкологическими и энергетическими показателями, а также проводить выборэффективного алгоритма управления системой электроснабжения и пускадвигателя автомобиля [22, 23].В третьей главе диссертации изложена методика проектированияосновных компонентов систем электроснабжения и пуска, учитывающаяреальные условия эксплуатации и взаимодействия систем, имеющихразличное функциональное назначение, а также предложена методологияразработки системы электрооборудования автотранспортного средства,основанной на объединении численно – аналитических и нечетко –логических методов.В основе численно-аналитического метода лежат аналитическиеметодыопределениявзаимодействиякоэффициентов,основныхиспользуемыхкомпонентовприразличныхрасчетесистемэлектрооборудования.
С помощью этого метода могут быть полученыосновные уравнения, описывающие взаимодействие различных системэлектрооборудования (в том числе системы пускадвигателя и системы120электроснабжения) в режиме реальной эксплуатации автотранспортногосредства.ВзаимодействиесистемэлектроснабженияипускаДВСосуществляется через аккумуляторную батарею, так как она является однимиз наиболее важных компонентов СЭС и СЭП. Основным функциональнымназначением СЭС является обеспечение приемников электрической энергиейтребуемого качества и поддержание степени заряженности аккумуляторнойбатареи на определенном уровне, необходимом для надежного пуска ДВСстартернымэлектродвигателемвразличныхрежимахиусловияхэксплуатации.
При этом ток, потребляемый стартерным электродвигателем всоответствии с существующими методиками расчета СЭС и СЭП,принимается кратным номинальной емкости аккумуляторной батареи, чтоявляется не совсем верным, так как ток, потребляемый СЭП, существеннозависит от окружающей температуры, температуры электролита и степенизаряженности аккумуляторной батареи.По аналогии с адаптивными нечеткими системами [24,25] расчетсистемы электроснабжения автотранспортного средства формулируется какзадачаоптимизациимногомерноговекторапараметровуправлениясложными стохастическими системами автоматического управления длямногомерного вектора выходных показателей качества работы системы.Поэтому расчет системы электроснабжения сводится к определениюкоординат вектора оптимальных параметров в многомерной области [26-28].По сравнению с существующими методами расчета рассматриваемаязадача имеет две особенности [29, 32]. Первой из них можно считатьбольшое количество независимых переменных, обусловленных наличиембольшого количества различных компонентов, входящих в состав систем,каждый из которых характеризуется собственными входными и выходнымифакторами.
То же самое можно сказать и о количестве ограничений.Указанные обстоятельства приводят к увеличению числа измерений и числаограничений, что значительно усложняет поиск вектора оптимальных121параметров. Вторая особенность состоит в том, что определяющие выходныехарактеристики компонентов являются функциями независимых переменныхв методике, которую планируется разработать. Выходные параметрыкомпонентов могут быть и величинами зависимыми.
В качестве целевойфункции предлагается использовать расход топлива ДВС на приводгенераторной установкой.Длявыбораоптимальныхвыходныххарактеристикосновныхкомпонентов систем электроснабжения и пуска с точки зрения экологическихиэнергетическихимитационногопоказателейпредлагаетсямоделирования,являющийсяиспользоватьчастнымметодслучаемматематического моделирования.Имитационное моделирование представляет собой метод исследования[33], [34], при котором изучаемая система заменяется моделью, сдостаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятсяэксперименты с целью получения информации об этой системе.Экологическиепоказателихарактеризуютуровеньвредныхвоздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатацииавтотранспортных средств.
При выборе экологических показателей должныбыть отражены требования, выполнение которых обеспечивает поддержаниерациональноговзаимодействиямеждудеятельностьючеловекаиокружающей средой, а также предупреждение прямого и косвенноговредного влияния результатов эксплуатации автотранспортных средств.Учет экологических показателей должен обеспечивать:- ограничение поступления в природную средутранспортных ибытовых сточных вод и выбросов для снижения содержания загрязняющихвеществ в атмосфере, природных водах и почвах до количеств, непревышающих предельно допустимые концентрации;- сохранение и рациональное использование биологических ресурсов;- сохранение растительного и животного мира.122При оценке уровня качества АТС с учетом экологических показателейнеобходимо исходить из требований (норм) по охране окружающей среды.Эти требования определяются следующими документами:-стандартамииправиламимеждународныхорганизаций,занимающихся вопросами охраны природы;- нормами, принятыми международными техническими стандартами;- системой государственных стандартов в области охраны природныхресурсов.В настоящее время нормы выбросов регламентируются стандартамиЕВРО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
