Конструкція. Джерело енергії (акумулятор, конденсатор, розкручений маховик приводу, стиснене повітря), виконавчий пристрій приведення у дію колінчастого валу двигуна
Джерело енергії (акумулятор, конденсатор, розкручений маховик приводу, стиснене повітря), виконавчий пристрій приведення у дію колінчастого валу двигуна (стартер, маховик приводу, ємність зі стисненим повітрям, розподільник подачі стисненого повітря, трубопроводи), елементи керування, пристрої підготовки систем двигуна до запуску (підігрівач охолоджуючої рідини, мастильні насоси попередньої подачі мастила у систему мащення, свічки накалювання, тощо).
Рис. 20. Стартер СТ2:
1-вимикач маси ВК318; 2-клямка виключення маси; 3-рукоятка виключення маси; 4-акумуляторна батарея.; 5-корпус стартера СТ2; 6-негативна щітка;
7- позитивна щітка; 8-серієсна обмотка збудження; 9-колектор; 10-кришка корпуса стартера; 11-пориста мастило просочена втулка; 12-контактний диск реле РС14-1; 13-контакти включення обмотки стартера; 14-контактний болт додаткового опору котушки запалювання; 15-втягуюча обмотка; 16-корпус тягового реле; 17-утримуюча обмотка; 18-якір; 19-регулювальний гвинт якоря; 20-кришка привода; 21-важіль включення шестірні стартера;
22-утримувач середнього підшипника; 23-вал якоря стартера; 24-кільце обмежувача хода шестірні; 25-приводна шестірня стартера; 26-муфта вільного ходу; 27- муфта включення.
Рис. 21. Свічка накалювання системи запуску двигуна
|
|
Автомобіль є одним з наймасовіших видів транспорту, який постійно розвивається і удосконалюється. Ця стаття присвячена одному з актуальних напрямів розвитку автомобіля. Воно викликане рядом причин: вимоги, що посилюються, по кількості шкідливих викидів в довкілля на автомобілі, для задоволення яких з'являється безліч різноманітних потужних електроприводних механізмів для підвищення екологічності транспортного засобу в цілому. Також розвиток конструкцій автомобілів знаходиться на стадії електронізації практично усіх функцій агрегатів і систем, що управляють. За допомогою електронних технологій забезпечуються підвищення паливної економічності і безпеки пасажирів. Електронізація автомобілів привела до необхідності рішення ряду проблем, які докорінно вплинули або вплинуть на розвиток бортової мережі. Однією з основних є проблема пучка дротів. У деяких типів автомобілів, автобусів, трейлерів сумарна довжина дротів може досягати 2 км при загальній масі 30-35 кг Слід зазначити, що число електронних систем зростає на 5-7% в рік. Потужність споживачів при цьому значно зростає і досягає 5 кВт і більше.
При нинішній організації електроустаткування автомобіля і порівняно низькому к.п.д. традиційних генераторів (к.п.д. сучасних генераторних установок з водяним охолодженням складає 45-50%) задовольнити зростаючі вимоги до автомобіля і його систем неможливо. Рішенням задачі збільшення потужності одночасно зі збільшенням к.п.д.(до 89%).і ресурсу генераторної установки, підвищення екологічності і паливної ефективності автомобіля, а також зменшення маси двигуна внутрішнього згорання і пучка дротів може послужити інтегрований стартер-генератор (ИСГ.
Також можливий режим спільної роботи ДВС і ИСГ, при якому ИСГ допомагатиме ДВС при розгоні, істотно підвищуючи динаміку розгону і момент двигуна, що крутить.
У генераторному режимі роботи залежно від типу електричної машини і її розмірів потужність, що виробляється, може досягати 20 кВт (при частоті обертанні 4000 про/мін) і більше. Навіть при оборотах близьким до режиму холостого ходу (1000 про/мін) енергія, що виробляється, складає 3-5 кВт. Вироблення таких потужностей відкриває абсолютно нові можливості, такі як електрифікація і оснащення мікропроцесорною системою управління таких вузлів, як рульове управління, гальмівна система автомобіля, водяна помпа, механізм газорозподілу, компресор кондиціонера. Усі ці механізми нині споживають від 20 до 26 кВт механічній потужності. Застосування електричних приводів з оптимізованою системою управління дозволить забезпечити зменшення споживаної потужності на 6-10 кВт, оскільки електрична енергія споживатиметься тільки у разі потреби.
Пояснимо це на декількох прикладах. Звичайний компресор кондиціонера розроблений так, щоб забезпечувати нормальну температуру в салоні автомобіля при роботі двигуна на неодруженому ходу: в найжаркішому місці земної кулі - Долині Смерті в Америці (+57 0С). Проте, і двигун внутрішнього згорання, і компресор кондиціонера працюють на неодруженому ходу в самих несприятливих режимах з низькою ефективністю, а, отже, з дуже низьким К.П.Д. З цієї причини нині компресор проектується з надмірними параметрами, щоб гарантувати достатню потужність для охолодження навіть при роботі двигуна на неодруженому ходу.
В протилежність цьому, компресор кондиціонера з електричним приводом, який працює незалежно від двигуна внутрішнього згорання, може постійно експлуатуватися в оптимальному для нього робочому діапазоні, наприклад, oт 4000 до 5000 про/мін і у будь-який час задовольняти потребу в максимальній потужності незалежно від частоти обертання колінчастого валу двигуна.
При цьому з'являються додаткові техніко-економічні переваги застосування електричного приводу з оптимізованою системою управління. А саме, можна зменшити розміри компресора, і, отже, він може бути розміщений у безпосередній близькості від кондиціонера, наприклад, відразу за панеллю приладів.
Так само за рахунок застосування генератора системи ISAD(Integrated Starter Alternator Damper - інтегрований стартер-генератор - гаситель вібрацій), в майбутньому можливе масове застосування електронного управління приводом клапанів (зараз застосовується тільки на останніх автомобілях BMW 7 - q серії).
Нині клапанам з механічним управлінням потрібно механічну потужність в діапазоні від 4 до 7,5 кВт (залежно від типу вживаної конструкції, робочого об'єму двигуна, кількості клапанів і розподільних валів, і якості виготовлення деталей). У разі електричного варіанту не лише покращується енергетичний баланс, а відповідно, зменшується витрата палива, але і може здійснюватися регулювання часу відкриття клапанів залежно від навантаження на двигун. Необхідна для цього електрична потужність в 4-5 кВт повністю забезпечується системою управління подачею і розподіли енергії.
Головна первинна мета, для якої створювався стартер генератор - це гасіння вібрацій що виникають в двигуні внутрішнього згорання. При спалюванні палива в ДВС виділяється велика кількість енергії, і залежно від порядку роботи циліндрів змінюється величина моменту, що крутить. При цьому із-за нерівномірності виділення енергії в циліндрах двигуна - спостерігається значні пульсації моменту, що крутить, що негативно впливають на характеристики ДВС. Саме ці моменти і використовує двигун ISAD. При перевищенні встановленого значення (занадто великий момент, що крутить) колінчастий вал гальмується генератором, і надмірна енергія тимчасово акумулюється в конденсаторі, а вході наступного такту стискування ця енергія використовується для того, щоб при недостатньому енергопостачанні збільшити швидкість обертання колінчастого валу (рис.2)
Рис.. Стартер-генератор з системою управління в компоновці з ДВЗ
Таким чином, між колінчастим валом двигуна і конденсатором ланки постійного струму відбувається обмін потужністю (принцип змінної реактивної потужності), і одночасно здійснюється всіляка компенсація обумовлених силами дії газів і інерційними силами зміни моментів. Фахівці називають такий принцип дії активним демпфуванням. Активним, тому що на шляху до проміжного накопичувача і назад величина необхідної енергії коливається від 3 до 500 Ватів. Автомобільна промисловість відноситься скептично до таких енергетичних балансів, оскільки для виробництва 100 Ватів електричної енергії двигун внутрішнього згорання використовує близько 0,1 літра палива.
Проте, слід зазначити, що є одна функція СГУ, яка більш ніж компенсує вказаний недолік: це функція генератора. Високий к.п.д. (до 90%) в сукупності з великою кількістю електричної енергії, що виробляється, дозволяють активно реалізовувати цю функцію в сучасних конструкціях автомобілів.
Генератор також може використовуватися як електромагнітне гальмо при невисоких мірах гальмування, що сприяє економії палива за рахунок рекуперації енергії. Сумарна економія палива, а значить і зменшення кількості шкідливих викидів, з використанням інтегрованого стартер-генераторного пристрою (ИСГУ), як свідчать зарубіжні дослідження, може досягати 20-30%(1 -1.8 л/100 км) в міському циклі руху. А використання ИСГ на міських автобусах, особливо на яких встановлена система автоматизованого контролю пасажирів (АСКП), економія палива може досягати 45% при відключенні двигуна ще і на зупинках під час посадки пасажирів.
СГУ може працювати як в автомобілях великого класу, так і особливо малого. Не має значення, дизельний або бензиновий мотор оснащуватиметься цією системою. На жаль, СГУ не може бути просто доданий або підключений до вже існуючих моторів, тому вимагається вносить деякі конструкційні зміни в існуючі моделі двигунів або розробляти нові.
У перспективі автомобілі немислимі без ИСГ або застосування спеціалізованого гібридного приводу. Цією проблемою займаються провідні вітчизняні і зарубіжні автомобільні і електротехнічні фірми. В якості об'єднаної електричної машини для використання в якості СГ розглядаються 3 типи: асинхронна з к.з. ротором (рис.3), синхронна з постійними магнітами (мал. 4) і вентильна індукторно-реактивна машина(рис.5)[4.5]. Якщо перші 2 типи машин добре відомі, то відомості про ВИРМ практично відсутні навіть в спеціальній технічній літературі. Більшість фахівців віддають перевагу саме цій машині. Її відрізняють простота конструкції і менші витрати при виготовленні.
Рис.. Асинхронний СГ фирми Bocsh
а- статор, б- ротор
Рис.4 Синхронний СГ фирми Sachs
Рис.5. ВИРМ для СГУ
Електричні машини для ИСГУ прийнято порівнювати по основних параметрах, таким як: маса, геометричні розміри, що розвивається пусковою і номінальні моменти, споживана потужність, і, звичайно, її вартість, що виробляється. Якщо задатися однаковими значеннями моменту для усіх типів машин і порівняти, то вийде, що асинхронна машина має як мінімум в два рази великі габарити і масу. Синхронна з постійними магнітами значно дорожче через застосування в ній дорогих магнітів на основі матеріалу Nd - Fe - Br (неодим - залізо - бор), хоча вона і має кращі енергетичні показники. А СГУ на базі ВИРД відрізняють простота, технологічність, надійність, і у поєднанні з інтенсивним розвитком останнім часом силової і інформаційної електроніки роблять її найбільш прийнятною на думку ряду відомих електротехнічних фірм. Проте, слід зазначити, що доки не ясно, який тип електричної машини домінуватиме в конструкції СГУ. Можна лише висловити припущення, що воно залежатиме від сфери застосування і необхідності виконанні певних пріоритетних функцій.
Список использованных источников:
1. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. «Вентильно-индукторные двигатели.- М.: МЭИ, 2003. 68 с.
2. Буренков К.Э., Купеев Ю.А., Агафонов А.Н. и др., Интегрированный стартер-генератор – основа перспективных конструкций автомобиля//Автотракторное электрооборудование. 2001, №3-4. С.23.
3. Генераторы зарубежных автомобилей. / Под ред. С.В. Акимова. - М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2003. –128 с
4. Шевченко А.Ф., Медведко А.С., Бухгольц Ю.Г. и др. Стартер-генераторное устройство для легковых автомобилей класса ВАЗ-2110.// Электротехника. 2003, №9. С.15-19.
5. Integrierter Starte-Generator fur das 42-V-Bordnetz//ATZ: Automobiltechn. Zeitungshrifte. 2002, №7-8. z. 668-674
| |
Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...
|
Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...
|
Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...
|
Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...
|
|
Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности.
1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности.
1.1. Международная безопасность (глобальная и...
Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В центральное приемное отделение больные могут быть доставлены:
1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения острого или обострения хронического заболевания...
ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ
Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...
|
|
Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования
Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...
Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...
Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...
|
|
