Диссертация (781805), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

То же самое можно сказать и об интегральной кривойскоростного режима, но в данном случае добавляется еще и вероятностьработы генератора на оборотах холостого хода двигателя. Результатыэксплуатационныхиспытанийпоказывают,чтовероятностьработыгенератора на оборотах холостого хода двигателя для городских условийнаходится в диапазоне (45-55)%.Таким образом,обзор основных путей повышения топливнойэкономичности автотранспортных средств, методов расчета взаимодействияи исследования систем электроснабжения в эксплуатации показывает, чтонаиболее перспективным для повышения топливной экономичности и22снижения влияния автотранспортных средств на окружающую средуявляются: оптимизацияпринциповвзаимодействиягенератораиаккумуляторной батареи; совершенствование методики моделирования автомобильныхсистем электроснабжения для синтеза алгоритмов, позволяющихснизить расход топлива; совершенствованиеисследованийоборудованияразличныхсистемдляэксплуатационныхэлектрооборудованияавтотранспортных средств.Третьяглавапосвященаметодикемоделированиясистемэлектроснабжения и пуска, учитывающей реальные условия эксплуатации.Автором разработана методика имитационного моделирования системыэлектроснабжения вэксплуатациии анализа концепции управлениясистемой электроснабжения, направленной на снижение расхода топлива.Эта методика в качестве исходных данных использует ездовые циклы,полученные автором по результатам испытаний автотранспортных средств сручными и автоматическими коробками переключения передач.

Ездовыециклы не зависят от интенсивности движения и типа автотранспортногосредства и у водителей, имеющим стаж более пяти лет, идентичны. Данныезависимости получены по результатам испытаний, проведенных с участиемавтора в 2009-2016 годах. При имитационном моделировании примененычисленно-аналитические и нечетко-логические методы. Методика позволяетисследовать автотранспортные средства, оборудованные системой стоп-старти проводить расчет электроэнергии, полученной в результате применениясистемы рекуперации. По сравнению с существующими методами расчетарассматриваемая методика имеет отличительные особенности, связанные сбольшим количеством независимых переменных, обусловленных наличиемразличных компонентов, входящих в состав систем, каждый из которыххарактеризуетсясобственнымивходнымиивыходнымифакторами.23Указанные обстоятельства приводят к увеличению числа измерений и числаограничений, что значительно усложняет поиск вектора оптимальныхпараметров.Вцелесообразнымкачествецелевойиспользоватьфункциирасходпредставляетсятопливаинаиболеемассусистемэлектроснабжения и пуска в целом.Для расчета работы системы электроснабжения в различных режимахдвижении автомобиля используется имитационное моделирование, сутькоторого состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы вовремени на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязеймежду ее элементами.При моделировании основных параметров эксплуатационного режимаавтомобиля,составляющихосновуимитационноймоделисистемэлектроснабжения и пуска, используются следующие режимы движенияавтотранспортных средств:- пуск двигателя;- прогрев;- разгон автомобиля;- переключение передач;- движение с установившейся скоростью;- торможение двигателем;- движение по инерции;- стоянка при работе двигателя внутреннего сгорания автомобиля наоборотах холостого хода;- стоянка с неработающим двигателем;- изменение состава включенных потребителей без учета стоп-сигналаи сигнала поворота.На основании ездовых циклов и режимов движения можно составитьалгоритмэксплуатацииавтомобиля,которыйиспользуетсядлямоделирования движения автотранспортного средства.Маршрут испытаний выбирается исходя из следующих соображений:24- при проведении испытаний систем электроснабжения на выбранноммаршруте генераторная установка работает в наиболее напряженномэнергетическом и тепловом режиме из-за наличия большого количествасветофоров, левых поворотов и коротких прямых участков движения сустановившейся скоростью;- относительное время работы генераторной установки на оборотаххолостого хода первичного двигателя максимально, а в связи с этим балансэлектроэнергиинабортуавтомобилянаиболеенеблагоприятендляаккумуляторной батареи;- в связи с малой длительностью заряда аккумуляторной батареи придвижении автомобиля на прямых участках маршрута система пускаэксплуатируется в наиболее напряженном энергетическом и тепловомрежиме.Учитывая вышеизложенные обстоятельства, выбранный маршрутиспытаний можно считать наиболее напряженным для исследования системэлектроснабжения, поэтому он и используется для моделирования работыуказанных систем в эксплуатации.Для расчета токов и напряжений в системах электроснабжения и пускаиспользованы системы нелинейных уравнений.Такимобразом,авторомразработанаметодика,позволяющаяпроводить имитационное моделирование основных компонентов системэлектроснабжения и пуска в эксплуатации, проводить анализ и синтезапринципов управления генераторной установкой, направленных на снижениерасхода топлива.Спомощьюметодикиимитационногомоделированиябылиразработаны:- способ автоматического управления напряжением генераторнойустановки для автотранспортных средств традиционной конструкции,снижающий расход топлива на 6%- 8% за счет расширения диапазона25регулируемогонапряжениявзависимостиотзарядногосостояния(напряжения) аккумуляторной батареи;- генераторная установка с удельными показателями 400 Вт/кгдля городских автобусов ЛиАЗ с двигателями фирмы Катерпиллер и Икарус.Удельные показатели генераторной установки превышают на 7% – 9%показатели зарубежных и отечественных аналогов, а это в свою очередьприводит к снижению расхода топлива до 2,5% (измерения проводились наавтобусах ЛиАЗ);-вентильныйэлектродвигательдляпредпусковыхподогревателей, заменяющий зарубежный электродвигатель фирмы Вебасто.Четвертая глава посвящена разработке методики и оборудования дляиспытаний систем электроснабжения и пуска в эксплуатации, а такжепроверке адекватности математической модели, разработанной в третьейглаве.

Методика обеспечивает возможность определения качества работысистем по функциональным показателям и влияние компонентов систем нарасход топлива.Существующиеметодыикритерииоценкиработысистемыэлектроснабжения в эксплуатации (удельный часовой разряд или зарядаккумуляторной батареи и суточный баланс электроэнергии) дают весьмаограниченную информацию о влиянии генераторной установки на расходтоплива.Крометого,оборудование,используемоеприбалансныхиспытаниях, не позволяет определять мгновенные значения напряжений итоков в бортовой сети, которыми и определяется качество работы системэлектроснабжения. Поэтому разработка методики и создание оборудованиядля исследования энергетических процессов в бортовой сети представляетсявесьма актуальной.При участии автора создан измерительный комплекс, предназначенныйдля исследования энергетических, тепловых и вибрационных процессов,протекающихвсистемахикомпонентахэлектрооборудованияприпроведении эксплуатационных и лабораторно-стендовых испытаний, а также26для определения момента сопротивления двигателя внутреннего сгоранияпри пуске непосредственно на автомобиле.

Под энергетическими процессамипонимается изменение токов и напряжений в элементах и системахэлектрооборудования автомобиля во времени; под тепловыми процессами изменениевовременитемпературыэлементовисистемэлектрооборудования автомобиля.Основное достоинство созданного комплекса заключается в том, что онпозволяет синтезировать и исследовать в условиях реальной эксплуатацииразличные способы управления генераторной установкой. Мгновенныезначения выходной мощности генераторной установки, которые измеряютсяцифровыми модулями комплекса, при известных значениях КПД генераторапозволяют определить расход топлива на привод генераторной установки помощности, отбираемой генератором от двигателя.

До настоящего временианалогичноеоборудованиевотечественномавтомобилестроениинеприменялось.Сигналы с датчиков измеряемых величинпоступают на входымодулей аналогового ввода блока измерительных модулей. Базовый АЦПблока измерительных модулей преобразует аналоговые сигналы в цифровуюформу. Эти величины через интерфейс блока измерительных модулейпередаются в компьютер, где производится запись данных на жесткий диск, атакже обработка этих данных.

Обработанные данные могут быть сохраненыкак в графическом, так и табличном видах. Компьютерное программноеобеспечение позволяет пользователю осуществлять просмотр данных вреальномустранениемасштабевремени.постояннойПрограммысоставляющей,измерениясглаживаниеобеспечиваютсигналапутемусреднения и проводить статистический анализ.Далее приведены основные характеристики измерительного комплекса.Постоянное напряжение находится в диапазоне от 0 В до 10 В;погрешность измерений составляет +/- 0,006В; максимальная частотаизмерений составляет 10 Гц. Количество каналов измерений на модуле - 8.27Наличиевстроенногорегулируемогоделителяпозволяетрасширитьдиапазон измеряемого напряжения до 200 В.

Постоянное напряжениенаходится в диапазоне от 0 В до 5 В; погрешность измерений имеет значение+/- 0,003В; частота измерений составляет 50 кГц. Количество каналовизмерений - 16. Наличие встроенного регулируемого делителя позволяетрасширить диапазон измеряемого напряжения до 200 В. Постоянный токнаходится в диапазоне от 0 А до 600 А; частота измерений имеет значение50 кГц., погрешность измерений составляет 0,03 А, частота измерений - 50кГц. Количество каналов измерений - 16.Температура находится в диапазоне от -45С до +300С.

Характеристики

Список файлов диссертации