Процессы, происходящие в системе запуска двигателя
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Размещено на
Введение
двигатель батарея химический аккумуляторный
История развития военного дела учит, что вооружение и военная техника развиваются под воздействием трех факторов:
потребностей вооруженных сил;
научно-технического прогресса;
экономических возможностей страны.
Сокращение ассигнований на оборону сегодня серьезно обостряет проблему финансирования разработок ВВТ. В этой связи заслуживает внимания опыт работы командования и Генерального штаба Красной Армии в 20-е годы. Несмотря на существенное сокращение ВС и расходов на их финансирование, эти органы шли в ногу с передовыми достижениями военно-технической мысли и оперативного искусства, готовя армию к тому времени, когда советская промышленность сможет оснастить ее современным вооружением. Правильность подобной политики подтвердил опыт Великой Отечественной войны, когда советская военно-техническая мысль обеспечила превосходство отечественной военной техники на поле боя.
Сохранение уровня боевой готовности автомобильной и специальной техники при любых условиях хранения является острым и злободневным вопросом. Проблема запуска двигателя шасси в условиях низких температур в значительной мере влияет на способность автомобильной и специальной техники выйти из пунктов хранения в назначенное время.
Для системы электроснабжения шасси режим стартерного запуска двигателя является наиболее сложным и энергоемким. При пуске двигателя шасси необходимо сообщить коленчатому валу начальную частоту вращения, после чего двигатель начнет работать самостоятельно. Опыт низкотемпературной эксплуатации военной техники говорит о необходимости использования внешних устройств, облегчающих стартерный запуск двигателя. Создание таких пусковых устройств позволит решить немало проблем эксплуатации автомобильной техники - повысить надежность заводки двигателей, срок службы аккумуляторных батарей.
Дипломная работа посвящена анализу процессов, происходящих в системе запуска двигателя (стартер - аккумуляторная батарея), исследованию путей повышения энергетических показателей системы пуска. На основе проведенного анализа разработаны практические рекомендации по облегчению запуска двигателя в условиях низких температур.
1. Анализ технико-эксплуатационных характеристик стартеров штатной техники
1.1 Анализ основных характеристик двигателя постоянного тока
двигатель батарея химический аккумуляторный
Для пуска ходового двигателя штатной техники применяется стартер, представляющий собой электрическую машину. Стартер работает, как правило, в сложных условиях эксплуатации, имеет кратковременный или повторно-кратковременный режим работы. Стартеры, как преобразователи электрической энергии в механическую, должны обеспечивать высокую надежность электрического пуска двигателя шасси.
На шасси преимущественно применяются двигатели постоянного тока последовательного возбуждения малой мощности: от 0.6 КВт до 10 КВт, частота вращения которых относится к быстроходной. Стартер, как и другие электрические машины, рассчитывается на определенную нагрузку и условия эксплуатации. Основными номинальными электрическими данными для двигателя постоянного тока являются: номинальное напряжение Uном, В; номинальная мощность Рном, Вт, номинальная частота вращения n, об/мин; номинальный вращающий момент М, Нм; номинальный ток Iном, А; коэффициент полезного действия .
При работе двигателей меняются условия эксплуатации, величина нагрузки. Поэтому основные данные двигателя постоянного тока отличаются от номинальных. Свойства данных двигателей определяются рабочими и механическими и регулировочными характеристиками, представляющими зависимость одного основного параметра от другого при постоянных значениях остальных основных параметров.
Рабочие характеристики стартера представляют собой зависимость частоты вращения n, вращающего момента М, коэффициента полезного действия от полезной мощности на валу Р2 или от тока якоря Iа при постоянных значениях напряжения на зажимах двигателя U=Uном и сопротивлениях цепи якоря Rа и возбуждения Rв, то есть:
n, М, = f(Ia) при U=Uном= const, Rа=Rв= const (1.1)
Зависимости n=f(Ia) и М=f(Ia) получили названия соответственно скоростной и моментной рабочей характеристикой. Рабочие характеристики оценивают свойства двигателя при изменении полезной мощности на валу Р2.
Поскольку при исследовании двигателя напряжение на его зажимах поддерживается постоянным, то обычно рабочие характеристики снимаются в зависимости от тока якоря Iа.
Скоростная характеристика (рисунок 1.1) представляет собой зависимость:
n = f(Ia) при U=Uном= const, Rв= const, (1.2)
где n - частота вращения якоря стартера, об/мин;
U=Uном - номинальное напряжение на зажимах стартера, об/мин;
Iа - ток якоря, А;
Rв - сопротивление цепи возбуждения, Ом.
Скоростная характеристика мягкая и напоминает собой гиперболу. При снижении нагрузки уменьшается ток якоря, что ведет к значительному росту частоты вращения. Если нагрузка отсутствует, то стартер «идет в разнос». Следовательно, работа этих двигателей, за исключением маломощных, на холостом ходу не допускается, а использование ременной передачи неприемлемо.
Моментная характеристика является зависимостью:
М = f(Ia) при Uном= const, Rв= const. (1.3)
Вращающий электромагнитный момент определяется по формуле (1.4). Для стартера при ненасыщенной магнитной цепи магнитный поток пропорционален току якоря (по формуле 1.5).
М = См Iа Ф, (1.4)
где М - вращающий электромагнитный момент, Нм;
См - постоянная величина, зависящая от конструктивных данных двигателя;
a - ток якоря, А;
Ф - магнитный поток, Вб.
М = См Кф Iа, (1.5)
где Кф - коэффициент пропорциональности.
Таким образом, вращающий момент пропорционален квадрату тока якоря и моментная характеристика представляет собой параболу. Пусковой момент двигателя последовательного возбуждения намного выше, чем у других типов двигателей. Это одно из преимуществ его перед другими двигателями.
Основные параметры, характеризующие моментную характеристику:
М - вращающий электромагнитный момент, Нм:
Мп - пусковой момент стартера, Нм;
Iа п - пусковой ток стартера, А;
Iа ном - номинальный ток стартера, А.
Механическая характеристика используется для подбора электродвигателя в качестве привода исполнительного механизма, и в общем виде представляет зависимость:
n = f(М) при U= Uном= const, Iа = Iв ном = сonst, R= const, (1.6)
где n - частота вращения якоря, об/мин;
М - вращающий момент, Нм;
Uном - номинальное напряжение на зажимах стартера, В,
Iв ном - номинальный ток возбуждения, А,
R - сопротивление цепей якоря и возбуждения, Ом.
Механическая характеристика стартера имеет вид гиперболы.
В двигателях постоянного тока механическая характеристика является мягкой по сравнению с другими типами двигателей.
К стартерам штатной техники, на основании всех вышеперечисленных характеристик, представляются следующие требования: простота конструкции, малые габариты и масса, малая стоимость, большая долговечность и надежность в эксплуатации, большая мощность, большой момент в режиме полного торможения.
На примере стартера СТ 130-Б автомобиля ГАЗ-66 в таблице 1 представлены технико-эксплуатационные характеристики, регламентирующие его работу.
Таблица 1 Технико-эксплуатационные характеристики стартера СТ 130-Б
|
№ п\п |
Характеристики |
Величины |
|
|
1. |
номинальное напряжение, В |
12 |
|
|
2. |
число зубьев шестерни привода стартера |
9 |
|
|
3. |
номинальная мощность, л.с. (с батареей емкостью 68 Ач) |
1,4 |
|
|
4. |
режим холостого хода при напряжении 12В: потребляемый ток, А; Число оборотов вала в м...
Другие файлы:
Система запуска двигателя БТР-50 Расчет магистрали трубопровода жидкостного ракетного двигателя Преобразователи частоты для управления асинхронного двигателя Автомобильные эксплуатационные материалы Четырехтактный дизель для грузового автомобиля |
© 2006-2015 Студенческий сайт ТНУ им. В.И.Вернадского, TNU.in.UA