Новые разработки в системах запуска
Стартер-генератор с ременным приводом Компания Gales, известная как изготовитель приводных ремней двигателя, ведет работы над концепцией стартер - генератора, который приводится
в движение ременной передачей. Работа была выполнена совместно с компанией Visteon. Система известна как Vistcon/Gates Е-М DRIVE (рис.7,37). Это электромеханическая система, состоящая из
высокоэффективного индукционного мотора, ременного приводя с длительным сроком службы и сложных электронных средств управления. Стартер- генератор с ременным приводом заменяет существующий генератор переменного тока и имеет
сходные требования к размещению.
Один из ключевых компонентов этой системы, помимо
стартер - генератора, — гидравлическое натяжное устройство. Оно должно быть в состоянии предотвратить существенное изменение натяжения ремня во время запуска и далее контролировать динамические свойства системы управления во время ускорения и замедления двигателя.
Комбинация мотора конструкции компании Visteon и технологии ремней компании Gates привела к разработке очень надежной и экономичной системы управления мощностью. Стартер-генератор приводится в действие специально разработанным для экстремальных нагрузок ремнем с множеством V-образных канавок (рис. 7.38).
Система позволяет осуществлять разумную экономию топлива и сократить вредные выбросы. Главные особенности системы следующие;
♦ способность использовать механические или электрически управляемые натяжные устройства с напряжением питания 42 В и 14 В;
♦ высокопрочный ремень привода;
♦ способность к генерации мощности 6 кВт при 42 В и отсутствие коллектора, что гарантирует десятилетний срок службы.
Главные преимущества этого метода запуска и генерации следующие:
♦ рекуперативное торможение и создание тормозного момента электрическим способом;
♦ увеличенная мощность и почти бесшумное проворачивание двигателя при более низкой стоимости, чем в действующих системах с генератором переменного тока и стартером;
♦ возможность встраивания в существующие проекты двигателя/трансмиссии с минимальными изменениями;
♦ возможность реализации стратегии экономии топлива и сокращения выбросов посредством гибридных электрических стратегий, увеличенной скорости запуска и старт-стопных систем.
Результаты настоящего исследования показывают, что система ременного привода способна запустить двигатель со стартер -генератором на 14 В при наличии крутящего момента 40 Н м. Сейчас разрабатываются новые машины, работающие при 42 В и крутящих моментах в районе 70 Нм. Они будут использоваться для больших бензиновых двигателей и для дизельных двигателей более
высокой степени сжатия.
Концепция стартер - генератора - не новость, но до недавнего времени она не могла удовлетворить требования современных транспортных средств. Эти требования касаются пускового крутящего момента и способности генерировать нужную мощность. Самое большое преимущество этой развивающейся системы состоит в том, что она может быть приспособлена к существующим проектам двигателей с небольшими модификациями. И эта система, скорее всего, может стать переходной технологией, позволяющей изготовителям получать новые характеристики без затрат на разработку и дорогостоящее перепроектирование двигателя (рис. 7.39).
Вопросы для самопроверки
Вопросы
Отметьте на следующие вопросы для проверки своих знаний:
1. Обоснуйте четыре преимущества стартера с предустановкой в сравнении со стартером инерционного типа.
2. Опишите действие тяговой и удерживающей обмоток в соленоиде стартера с предустановкой.
3. Сделайте четкий эскиз механизма зацепления в стартере с предустановкой.
4 . Объясните, что значит «падение напряжения» в схеме стартера и почему оно должно бить минимальным.
5. Опишите механизм зацепления и расцепления в стартере инерционного типа.
6. Обоснуйте два преимущества и два недостатка стартера с постоянными магнитами.
7. Вычислите передаточное отношение планетарного механизма, который используется в стартере. Кольцо имеет 40 зубцов, а ведущая шестерня мотора имеет 16 зубцов.
8. Опишите действие механизма роликовой обгонной муфты.
9. Сделайте эскиз, показывающий характеристические кривые «скорость - крутящий момент» для стартеров с сериесным, шунтирующим и компаундным включением обмоток.
10. Опишите различие между петлевой и волновой обмотками якоря.
Задание
Мотор стартера должен преобразовать значительное количество энергии в очень короткое время. В широкой эксплуатации находятся моторы с номиналом мощности а несколько киловатт. Полная эффективность мотора относительно низка. Например,
при скорости проворачивания потребляемая мощность мотора (Р№ = V I) около 2000 Вт. Выходная мощность мотора может быть рассчитана так:
Р = 2πnТ/60 (около 1100 Вт),
где V — 10 В (напряжение на клеммах), I = 200 А (ток),
п - 1500 об/мин. Т = 7 Нм (крутящий момент).
Поэтому эффективность 1100/2000 = 55%. Если бы эта эффективность была увеличена, стала бы возможной существенная экономия мощности батареи. Обсудите как улучшить эффективность системы запуска. Это было бы эффекта иным сточки зрения затрат?
Вопросы с несколькими вариантами
Ответов
Назначение тяговой обмотки в работе соленоида стартера с предустановкой зацепления:
1. Держать шестерню стартера в зацеплении.
2. Тянуть шестерню из зацепления.
3. Удерживать шестерню от зацепления.
4. Толкать шестерню в зацепление.
Техник А говорит, что пружина используется, чтобы удерживать шестерню стартера с предустановкой в состоянии зацепления при проворачивании двигателя. Техник Б говорит, что удерживающая
обмотка удерживает шестерню в рабочем положении в течение запуска. Кто прав?
1. Только А.
2. Только Б.
3. И А, и Б.
4. Ни А, ни Б.
Обгонная муфта в моторе стартера с предустановкой:
1. Предохраняет двигатель во время работы стартера.
2. Предохраняет стартер во время работы двигателя.
3. Останавливает стартер в момент запуска двигателя.
4. Запускает стартер, чтобы провернуть двигатель.
Техник Л говорит, что моторы стартера с постоянными магнитами являются подходящим для больших дизельных двигателей из-за их низкой скорости и высокого крутящего момент. Техник Б
говорит, что моторы стартеров с постоянными магнитами подходят малым бензиновым двигателям из-за их высокой скорости и небольшого крутящего момента. Кто прав?
1. Только Л.
2. Только Б.
3. И А. и Б.
4. Ни А, ни Б.
Действие планетарного механизма, устанавливаемого между мотором и приводной шестерней:
1. Изменяет только характеристики скорости.
2. Изменяет только крутящий момент.
3. Изменяет характеристики крутящего момента и скорости.
4. Не имеет никакого эффекта на крутящий момент или скорость.
Вольтметр подключен между главной клеммой стартера и землей. При проворачивании двигателя показание вольтметра должно быть:
1. Не Солее, чем на 0,5 В ниже напряжения батареи.
2. Приблизительно на 0,5 D выше напряжения батареи.
3. То же самое, как и напряжение батареи.
4. Больше, чем напряжение батареи.
Вольтметр, подключенный между корпусом мотора стартера и земляной клеммой батареи, должен во время проворачивания двигателя иметь показания:
1. Больше чем 0,5 В
2. Не больше, чем 0,5 В.
3. Больше, чем 12,6 В.
4. Не больше, чем 12,6 В.
При установке втулки из фосфористой бронзы на мотор стартера необходимо:
1. Смазать подшипник маслом перед установкой.
2. Смазать подшипник жиром перед установкой.
3. Рассверлить втулку, чтобы подогнать размер перед установкой.
4. Рассверлить втулку, чтобы подогнать размер после установки.
Состояние контактов соленоида стартера можно определить с помощью:
1. Вольтметра, подсоединенною к контактам соленоида.
2. Амперметра, подсоединенного к контактам соленоида.
3. Вольтметра, соединенного последовательно с проводом питания.
4. Амперметра, соединенного последовательно с проводом питания.
Обмотки соленоида пускового реле могут быть проверены на сопротивление при помощи:
1. Тестера сопротивления.
2. Омметром.
3. Вольтметром.
4. Амперметром.