Модернизация силового агрегата тракторов тягового класса 1,4 путём применения обратимой электрической машины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Техническое развитие конструкций тракторов характеризуется увеличением мощности, а также применением электрического привода агрегатов. В связи с чем нагрузка на электрическую систему современного трактора постоянно растёт и подвергает существующие системы чрезмерной нагрузке. Однако, невозможно удовлетворить растущие потребности тракторов и их систем использованием традиционных генераторов.

Целью работы является исследование и разработка высокоэффективных средств обеспечения надёжного пуска дизельных двигателей тракторов тягового класса 1.4 и обеспечение бортовой электроэнергией путём применения стартер-генераторных установок с микропроцессорным управлением.

Материалы и методы. Решением задачи увеличения мощности одновременно с увеличением КПД может послужить интегрированный стартер-генератор. Обладая достаточной мощностью в двигательном режиме (до 8 кВт), стартер-генератор позволяет улучшить пусковые и энергетические характеристики двигателей внутреннего сгорания трактора. Предлагаемая конструкция электрической машины размещается между блоком цилиндров ДВС и сцеплением трактора. Принятая компоновка позволяет передавать значительную мощность в обоих направлениях, улучшает пусковые качества дизельных двигателей тракторов, а также реализовать функции гашения крутильных колебаний коленчатого вала, что существенно снижает шум и вибрации двигателя.

Результаты. По результатам исследования обоснован выбор стартер-генераторного устройства (СГУ) на базе обратимой электрической машины применительно к дизельным двигателям тракторов тягового класса 1,4 и разработана схема его размещения в картере сцепления без изменения его базовой конструкции. Преимущество предлагаемой конструкции заключается в использовании электрических машин для пуска двигателя, которая в этом случае включается в режим электродвигателя и в процессе работы переключается в генераторный режим, обеспечивая питание бортовой сети электрической энергией.

Заключение. Практическая ценность объединения стартера и генератора в едином агрегате заключается в упрощении конструкции, сокращении затрат на изготовление и сборку, что является преимуществом с точки зрения производственных издержек, также заменяя на некоторых тракторах пусковой поршневой двигатель.

Об авторах

Сабир Алиевич Алиев

Дагестанский государственный аграрный университет им. М.М. Джамбулатова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aliev.777@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-6340-8627
SPIN-код: 5461-5012

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Автомобильный транспорт»

Россия, Махачкала

Абдурахман Ханапиевич Бекеев

Дагестанский государственный аграрный университет им. М.М. Джамбулатова

Email: abekeev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7976-5844
SPIN-код: 1038-1310

канд. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Техническая эксплуатация автомобилей»

Россия, Махачкала

Джаминат Абдурахмановна Салатова

Дагестанский государственный аграрный университет им. М.М. Джамбулатова

Email: dgsalatova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8840-0890
SPIN-код: 6924-8809

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Техническая эксплуатация автомобилей»

Россия, Махачкала

Список литературы

  1. Skotnikov VA, Mashchensky AA, Razumovsky MA, et al. Problems of modern agricultural tractor manufacturing. Minsk: Vysshaya shkola; 1983. (In Russ.)
  2. Ukhanov AP. Design of cars and tractors: textbook. Saint Petersburg: Lan; 2023. (In Russ.)
  3. Polivaev OI, Vorokhobin AV. Theory of tractors and cars. Saint Petersburg: Lan; 2021. (In Russ.)
  4. Suleimanov UM, Krainov DV. The rectifier-inductor electric drive of the steering electromechanical amplifier. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Elektromekhanika (Russian Electromechanics). 2005;2:56–59. (In Russ.)
  5. Mashinin VV. Power supply systems with increased rated voltage for vehicles. Automotive electrical equipment. 2002;1:2–16. (In Russ.)
  6. Kolomeytsev LF, Panhuman SA, Krainov DV, et al. Mathematical model for calculating electromagnetic processes in a multiphase controlled reluctance motor. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Elektromekhanika (Russian Electromechanics). 1998;1:49–53. (In Russ.)
  7. Bunakov IYu. Combined starter-generator systems (review). Molodezh’ i nauka. 2013;2:23–28. (In Russ.)
  8. Bakhmutov SV, Blatushko YV, Malikov YV, e al. Analysis of patent developments in the field of motor vehicles. In: Materials of the International scientific and technical conference «Automobile and tractor manufacturing in Russia» 2009. Moscow: MSTU «MAMI» 2009:535–547. (In Russ.)
  9. Baulina EE, Krutashov AV, Serebryakov VV. The choice of the concept of automobile with combined energy transmission of expanded functionality. Izvestiya MGTU «MAMI». 2017;3(33):2–8. (In Russ.) EDN: ZMJKKD
  10. Bekeyev AKh, Aliev AYa, Aliev SA. Modelling of starter generator indicators in tractor diesel. Dagestan GAU Proceedings. 2019;1:63–66. (In Russ.)
  11. Bekeev AKh, Astemirov TA, Aliev AYa. Integrated starter-generator for energy-efficient vehicles. Development problems of regional agro-industrial complex. 2013;3(15):70–73. (In Russ.)
  12. Patent RUS №178259/ 04.07.2019 Byul. №19. Aliev SA, Aliev MA. Power unit of tractors of traction class 1.4 with an integrated starter-generator. (In Russ.) EDN: VPKDBU

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис 1. Схема размещения вентильно-индукторной машины СГУ в составе силового агрегата трактора тягового класса 1,4: 1 — ДВС; 2 — коробка передач; 3 — сцепление; 4 — электрическая машина стартер-генераторного устройства; 5 — датчик положения ротора.

Скачать (75KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Функциональная блок-схема стартер-генераторного устройства: 1 — ДВС; 2 — электрическая машина; 3 — силовой преобразователь энергии (инвертор); 4 — блок управления; 5 — энергоёмкий конденсатор; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — датчик положения ротора.

Скачать (73KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема установки электрической машины СГУ: 1 — проставка; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — маховик; 5 — блок цилиндров.

Скачать (177KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость времени запуска поршневого двигателя от температуры окружающей среды: 1 — от электрической машины СГУ; 2 — от электростартера.

Скачать (103KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».