Введение к работе
Актуальность работы. Развитие современного машностроения идет по пути ускоренного расширения функциональных возможностей и повышения надежности изделий при одновременном снижении трудоемкости и материалоемкости ля изготовления. Это направление является определяющим и при создают современных систем электроснабжения (СЗС) граспортных средств.
Анализ результатов теоретических исследовании и зкплуатаци-онных испытаний показывают, что в большинстве случаев энергетические возможности основных компонентов СЭС и энергия, отбираемая генераторной установкой от силового агрегата транспортного средства используются недостаточно эффективно. Это свяаано с тем, что традиционный алгоритм регулирования напряжения генераторной установки предусматривает обеспечение постоянства напряжения в точках регулирования лишь при изменении нагрузки, частоты вращения и температуры в месте размещения регулятора. Что же касается других факторов, оказывающих влияние на выбор уровня напряжения в системе {степень зараженности аккумуляторной батареи, режимы работы транспортного средства и др.), то они практически не учитываются при выборе уровня регулируемого напряжения. Требования нормативно - технических документов, применяемых в настоящее время в автомобильной промышленности допускает изменение напряжения на приемниках электрической энергии от О.Э до 1.25 от установленного для них номинального напряжения.
другая причина, заставляющая обратиться к оптимизации алгоритмов работы системы электроснабжения, заключается з том, что по мере роста количества и мощности приемников электроэнергии а,следовательно, и ноїщюсти источников питания в специфических режимах (разгон,холостой ход ) генераторная установка оказывает достаточно заметное влияние на работу силового агрегата, в частности на топливную экономичность и токсичность отработавших га-аов.
В последние годы предпршкшается множество попыток по оптимизации алгоритмов работы СЗС транспортных средств. Однако, из-за сложности технической реализации системы электроснабжения данного класса в настоящее вреыя не находят широкого распространения на транспортных средствах.
В связи с изложенным, работа по исследовании и разработке СЭС, обеспечивающих повышение использования энергетических возможностей основных компонентов системы, увеличение срока службы аккумуляторной батареи, снижение расхода топлива на привод генератора к токсичности отработавших газов за счет адаптации своей работы к режимам и условиям эксплуатации транспортного средства является весьма актуальной и представляет значительный теоретический и практический интерес.
Цельи работы является исследование и разработка СЗС транспортных средств, обеспечивающих повышение использования энергетических возможностей основных компонентов системы , увеличение срока службы аккумуляторной батареи, снижение расхода топлива на привод генератора и токсичности отработавших газов аа счет адаптации работы к режимам » условиям эксплуатации транспортного средства. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Провести теоретический анализ основных типов алгоритмов работы СЭС транспортных средств, применяемых в настоящее время.
-
Разработать критерии и математическую модель для оценки работы различных типов алгоритмов управления системами электроснабжения транспорптных средств в эксплуатации.
-
Провести эксплуатационные испытания СЭС основных йшов отечественных автомобилей, автобусов, тракторов, мотоциклов к их аарубежных аналагов с использованием современных методов исследования для определения численных значений критериев оценки и проверки адекватности математической модели работы автомобильной СЭС в эксплуатации.
-
Провести расчетные исследования основных типов СЭС, адаптирующих свои работу к режимам и условиям эксплуатации транспортного средства.
-
Разработать алгоритм, обеспечивающий повышение использования энергетических возможностей источников электроэнергии, увеличение срока службы аккумуляторной батареи, повышение топливной экономичности, и снижение токсичности отработавших газов силового агрегата без существенного усложнения внутренней структуры системы электроснабжения. Изготовить макет СЗС, работающей
по выбранному алгоритну и провести ее эксплуатационные испытания на автоиобше.
Научная ковтана. Предлагается и исследуется новый тип СЭС транспортних средств, обеспечивающих повышение эффективности использования энергетических возможностей источников ЗЛеКТрОЗНер-ГїіИ, ПОНКІПЄНИЄ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ К СнНЖеНКЭ ТОКСИЧНОСТИ
отработавших газов. Разработаны критерии оценки работы адаптивных СЭС в зксплуатащої. Исследована функция оптимизации СЭС автомобиля я эксплуатации. Разработан специальный измерительный комплекс на базе 3SM, позволяющий проводить исследавакне энергетических и тепловых процессов, протекавши в СЗС при эксплуатации автомобиля. Проведены эксплуатационные испытания с использованием современных методов исследования основных типов современных СЗС автомобилей. Разработан алгоритм и СЭС, обеспечивамщке позышешге использования энергетическтгя возможностей источников электрознерпш, повышение топливной экономичности, увеличение срока службы аккумуляторной батареи и снижение токсичности отработавших газов.
Практическая ценности. Предложенная адаптивная СЭС имеет меньшие массо-габаритные показатели, обеспечивает снижение расхода топлива на привод генераторной установки и снижение токсичности отработавших газов. Комплекс программ функционального моделирования работц автомобильной СЭС в эксплуатации внедрен на ВАЗе, ЛиАЗе, ГолАЗе, АО ЗиТ, АТЭ-1, ПО Злектромодуль и используется при выборе функциональных характеристик современных автомобильных генератороя. Результаты эксплуатационных испытаний были использованы при разработке генераторов нового поколения для автомобилей ВАЗ, АЗЛК, автобусов ЛиАЗ, ГолАЗ, мотоциклов Урал н тракторов ВТЗ.
Апробация работы. Диссертационная работа обсуждалась и была одобрена в МЭИ на заседашш кафедры ЭЭЛА. Основные разделы диссертации докладывались и обсувались на научных конференциях МД-да, Н»йгАЭ, на научных симпозиумах ц г. Суздале, а также на основных автомобильных заводах и заводах подотрасли автотракторного злектрооборудоваїнгя.
Публикации. Содержание диссертационной работы освещено п 10
- о -
статьях и патенте.
Объем работ. Диссертационная работа изложена на
страницах машинописного текста, содержит таблиц, ри
сунков, и состоит да введения, четырех глав, заключения, списка
литературы из 83 наименований.
