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

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

Скачать (103KB)

© 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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).