Параллельная работа генератора и аккумуляторной батареи. Зарядный баланс

 

На автомобиле генератор и аккумуляторная батарея включены параллельно и работают совместно, дополняя друг друга в зависи­мости от нагрузки.

Основным источником электроэнергии является генератор, кото­рый при работе обеспечивает электропитание всех потребителей и заряд батареи. При неработающем двигателе электропитание осуществляется от батареи. При работе автомобиля возможен режим, когда мощность под­ключенных потребителей пре­вышает мощность, развивае­мую генератором. В этом слу­чае недостающую мощность компенсирует батарея, работая параллельно с генератором.

Рис. 1.44.

Поскольку на современных автомобилях устанавливают генера­торы переменного тока, будем рассматривать работу аккумулятор­ной батареи только с такими генераторами, схема их совместной работы приведена рис. 1.44. Характери­стики совместной работы зависят от режима работы двигателя и от нагрузки.

При номинальной частоте вращения генератора анализ совме­стной работы в зависимости от нагрузки целесообразно прово­дить графическим методом, совмещая внешнюю характеристику генератора U_г(I_г) при n _г = const и зарядно-разрядную характери­стику батареи U_б(I_б) (рис. 1.45). Сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем, т. е. допускаем, что напряжения на гене­раторе и батарее равны (U_г ≈ U_б). В зависимости от нагрузки при параллельной работе возможны следующие характерные случаи (см. рис. 1.44).

На рис. 1.45 отображен анализ совместной работы генератора и аккумуляторной батареи по внешним характеристикам генератора и зарядно-разрядной характеристике батареи.

Нагрузка отсутствует и весь ток, вырабатываемый генератором, идет на заряд батареи; I_г = I_бз (точка 1, см. рис. 1.45).

 

Нагрузка включена, напряжение генератора равно регулируемо­му U_г = U_рез.

Ток генератора идет на заряд батареи и питание на­грузки I_г = I_бз +I_н (точка 2).

 

Рис. 1.45.

 

Возрастание нагрузки приводит к тому, что напряжение генерато­ра становится ниже регулируемого, но оно остается выше ЭДС ба­тареи

E_б < U_ген < U_рег (точка 3). В этом случае также генератор пита­ет нагрузку и заряжает батарею: I_г = I_бз +I_н, но зарядный ток умень­шается. Нагрузка возросла до значения при котором U_г = E_б. При этом весь ток генератора идет в нагрузку. Ток заряда отсутствует: I_г = I_н, I_бз = 0 (точка 4)

Дальнейшее возрастание нагрузки приводит к тому, что напря­жение генератора становится ниже ЭДС батареи, и она питает на­грузку совместно с генератором: I_н = I_г +I_бр (точка 5).

 

ГЛАВА 2. СИСТЕМА ПУСКА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Система пуска представляет собой комплекс устройств, обеспе­чивающих принудительное вращение вала ДВС. Тип системы пуска определяется видом используемой энергии и конструкцией основ­ного пускового устройства (стартера). В практике автомобилестрое­ния встречаются инерционные стартеры, пневматические и гидро­пневматические системы пуска. Однако наибольшее распростране­ние получила электростартерная система пуска, обладающая це­лым рядом положительных качеств. Эта система компактна и на­дежна в работе, обеспечивает возможность автоматизации процес­са пуска с помощью несложных электротехнических устройств. Она состоит из аккумуляторной батареи, стартерной цепи (провода, коммутационная аппаратура управления), стартера и средств об­легчения пуска. Структурная схема электростартерной системы пуска изображена рис. 2.1.

Общим элементом для систем пуска и электроснабжения явля­ется аккумуляторная батарея. Однако режим ее работы в этих сис­темах различен. В системах электроснабжения батарея работает в режиме циклического разряда и заряда, причем токи не превышают номинальной емкости (0,5...0,7)С₂₀. В системе пуска батарея разря­жается в прерывистых режимах при силе тока (2...5)С₂₀.

Развиваемая батареей мощность соизмерима с мощностью стар­тера. Поэтому ее характеристики зависят от режима стартерного разряда (силы тока, температуры, продолжительности пуска) и влия­ют на характеристики самого стартера и тем самым на процесс пуска двигателя.

Наиболее важными параметрами батареи, влияющими на про­цесс пуска двигателя, являются ее емкость и число электродов в ак­кумуляторе (так называемый счет сборки n₊ / n_-), температура элек­тролита t_э и степень разряженности батареи ΔС_p.

Рис. 2.1.

Батарея в процессе пуска двигателя должна дать определенный ток без уменьшения напряжения ниже заданного минимального значения (6,0...8,0 В для системы на 12 В). Это значение определя­ется, с одной стороны, характеристиками стартера, который должен обеспечить прокручивание двигателя с частотой не ниже мини­мальной пусковой, а с другой - требованиями системы зажигания к минимальному напряжению в первичной цепи катушки зажигания (для бензиновых двигателей) и минимальным напряжением на тя­говом реле стартера при пуске (для дизелей).

В связи с повышением требований к минимальным температу­рам пуска на ряде двигателей предусмотрена установка средств облегчения пуска холодного двигателя. Как правило, эти устройства за период своей работы (около 30 мин) потребляют энергию от ба­тареи. Таким образом, возникла новая разновидность стартерного разряда холодной аккумуляторной батареи: вначале на устройствах облегчения пуска двигателя сравнительно малым током - до 0,5С₂₀, а затем на стартер большим током - (2,5...4,0) С₂₀.

В качестве стартерного электродвигателя применяется электро­двигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения. Его основными параметрами являются: номинальное напряжение U_н (12, 24 В); номинальная мощность P_сн; номинальная частота вращения якоря n_cн и момент М _cн; ток при максимуме мощ­ности I _сн. Стартер как электрическая машина характеризуется ком­плексом электромеханических характеристик - зависимостями мо­мента, частоты вращения якоря, мощности, КПД и напряжения на зажимах от потребляемого тока I _c.

Стартер связан с маховиком двигателя зубчатой передачей, ос­новными параметрами которой являются: передаточное отношение i = z_max / z_c (где z_max - число зубьев венца маховика, z_с - число зубьев шестерни стартера); модуль зуба т, КПД зубчатой передачи η_z = 0,85...0,9.

Стартер во время эксплуатации автомобиля работает со значи­тельной нагрузкой. Так, средняя частота его включений на 100 км пробега составляет в условиях города для легковых автомобилей 28, а для грузовых - 22.

Приводной механизм системы пуска представляет собой уст­ройство, обеспечивающее ввод и удержание шестерни стартера в зацеплении с венцом маховика во время пуска, передачу необхо­димого вращающего момента коленчатому валу и предохранение якоря стартерного электродвигателя от разноса вращающимся ма­ховиком работающего двигателя. Тяговое реле стартера является одновременно элементом как приводного механизма, обеспечивая его перемещения по оси вала якоря, так и стартерной цепи, замы­кая в конце хода якоря тягового электромагнита силовые контакты цепи питания стартера.

Средства облегчения пуска представляют собой устройства, по­зволяющие увеличить частоту прокручивания коленчатого вала двигателя за счет снижения момента сопротивления прокручива­нию или повышения энергетических возможностей пусковой систе­мы, улучшить условия смесеобразования и воспламенения топли­ва. Выбор способа и устройства, облегчающих пуск, определяется конструктивными особенностями двигателя, условиями эксплуата­ции и экономическими факторами.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: