Система управления транспортным средством с электрическим генератором Советский патент 1993 года по МПК B60K41/28 

и регулятора напряжения 26 генератора- стартера-тормоза 27, а контактами 28, 29- режим электродвигателя-стартера при нажатии на педаль 30 акселератора. Выключателем 31 можно включить режим генератора независимо от положения педали 22 тормоза. Генератор-тормоз-стартер 27 можно установить на валу, около или вместо маховика. Совмещение функцией генератора и электродвигателя-робота в двух режимах основана на известном принципе обратимости электрических машин. Для обеспечения стартерного режима применяется обмотка последовательного возбуждения. Для генераторного режима используется обмотка параллельного возбуждения, причем возможно переключение одной и той же обмотки с параллельного возбуждения на последовательное или применение параллельной и последовательной обмоток. В .последнем случае две обмотки повышают крутящий момент, развиваемый стартером. Функции контактов совмещают управляемые щетки коллектора. Система может согласовать торможение, разгон, время работы генератора и изменения нагрузки, так что при перегрузке двигателя генератор разгружают, снижают отбор мощности двигателя, а при торможении нагружают и получают энергию для зарядки аккумуляторов и конденсатора, а также питания других потребителей. Возможна зарядка аккумуляторов при малой и средней нагрузке с управлением от регулятора напряжения.

. Система допускает использование-сигнала V спидометра трактора для ограничения пределов изменения скорости или управления топливным насосом ТЫ, генератором ГЕН, заслонкой в выхлопной трубе ЗАС, коробкой скоростей КПП, силовым и позиционным регулятором СП.Р и тормозом Т с учетом настройки спидометра для снижения степени участия человека в процессе формирования режимов работы.

Органы управления электрогенератора и стартера соединены с педалями акселератора И тормоза, контакты последовательного соединения обмоток связаны с педалью: акселератора, контакты параллельного соединения связаны с педалью тормоза, при этом стартер и генератор соединены с возможностью согласования их работы при движении и торможении.

Система работает следующим образом, При снижении нагрузки, движении на уклоне и повороте посредством регулятора 1, переключателя поворотов 3, его контактов 4 и спидометра 5 с контактами 6 автоматически ограничивают скорость движения. Контактами 7 тормозной системы 8 увеличивают

ток возбуждения, нагрузку генератора и зарядный ток. При торможении генератором часть энергии утилизируют и накапливают в аккумуляторе и конденсаторе. При перегрузке накопленную энергию используют для повышения мощности и снижают или полностью исключают отбор мощности от двигателя, В промежуточных режимах вступает в действие регулятор напряжения. Ручное управление контактами 22 допускает включение и выключение потребителей электроэнергии и стартера-генератора 27. Контакты 31 вручную выключают генератор и при средней нагрузке, если нет. необходимо5 сти в отборе мощности для зарядки аккумуляторов или питания других потребителей.

Регулятором напряжения 1, переключателем 3 указателя поворотов, его контактами 4 и спидометром 5 при достижении

0 допустимого предела по замыканию контактов 6 и контактами 7 тормозной системы регулируется потребляемый из аккумулятора 9 или самого генератора 10 ток возбуждения 11 так, чтобы при повороте/достижении пре5 дела, заданного спидометром, или- замыкании контактов 7 при торможении, увеличил нагрузку и тормозной момент генератора, ограничил или снизил скорость движения, а при разгоне и перегрузке, разомкнув кон0 такты, 12 педалью, прекратил возбуждение, отбор мощности двигателя на привод генератора и торможение. В промежуточных режимах в зависимости от степени зарядки . аккумулятора ток возбуждения и напряже5 ние генератора регулируется известным способом, вводя в цепь возбуждения сопротивление 14 при повышении напряжения и выводя его из цепи возбуждения между диодами 14 защиты транзистора 16 при пониже0 нии напряжения. В каждом случае транзистором управляет измерительная цепь 17 регулятора напряжения 1 по известному методу.

В тяговом режиме, когда N N1 ток 1 снижается до нуля, при отрицательной на5 грузке двигателя N 0 ток I увеличивается до максимума м, а в других случаях включа- д ется автоматический реле-регулятор PP. Такой способ регулирования тока нагрузки генератора обеспечивает изменение тока

0 возбуждения и напряжения, мощности, потребляемой генератором, остаточной мощности двигателя в тяговом режиме и мощности торможения.

В режиме торможения ток накапливает5 ся конденсатором 20 и аккумулятором 9 при нажатии на педаль 22, замыкая контакты 18, 23, 25. После прекращения воздействия на педаль 22 она возвращается в исходное положение и контакты 18, 23, 25 общей тягой размыкаются. Обмотка возбуждения 19 в

этом случае остается в цепи регулятора 25 напряжения, генератор 27 заряжает аккумулятор и конденсатор, автоматически поддерживает напряжение и зарядный ток, Регулятор 26 напряжения отключается замыканием контактов 25, 29 при пуске, торможении, разгоне и перегрузке и включается при средней нагрузке. При пуске генератор 27 в режиме стартера потребляет ток конденсатора 20 и аккумулятора 9. Контакты 22, 28, 29 замыкаются вручную и педалью 30. После пуска при холостой работе или средней нагрузке педаль 30 управляет только расходом топлива, не достигая пределов замыкания контактов 29, 29. При разгоне и перегрузке педаль 30, выбрав люфт, достигнув предела воздействия и, работая синхронно с двигателем, повышая мощность путем суммирования мощностей теплового и электрического двигателей, облегчая разгон, преодолевает перегрузки при минимальном переключении скоростей. Перевод генератора в режим электродвигателя-стартера и обратно осуществляют переключением обмоток возбуждения контактами 25, 29, 29 при воздействии на педаль торможения и регулирования расхода топлива (акселера- тора). Для ограничения пределов изменения скорости согласовывают работу топливного насоса ТН, генератора ГЕН, заслонки в выхлопной трубе ЗАС, коробки скоростей КПП, силопозиционного регулятора СПР и тормоза Т с учетом настройки спидометра-изменения положения контактов 6. Такой способ управления реализует человек при оптимизации режимов работы и формирования траектории. Возможно использование микропроцессоров для снижения напряженности умственного труда и средств связи между элементами для управления при минимальном участии человека. Включение стартера управляемыми щетками коллектора снижает число контактов.

Оптимизация работы предполагает использование теряемой кинетической энергии в период стартера и перегрузки.

Приращение кинетической энергии агрегата:

mV 2

а

+ - - pGStinqe-A

где m - масса поступательно движущихся элементов агрегата, V - скорость, I - момент инерции вращающихся элементов, ш- угловая скорость вращения, р - коэффициент сцепления, G - сила тяжести, S - путь, rj п, Ц у- КПД передачи и утилизатора. Характеристика энергетического модуля улучшается, запас крутящего момента возрастает:

5

0

5

0

5

0

5

Км (Мм + Мэ)/Мн.

где Мм, N н - максимальный и номинальный крутящие моменты двигателя, Мэ - крутящий момент электродвигателя стартера.

При использовании системы снижаются металлоемкость, потери энергии, износ и нагрев тормозов, число переключателей скоростей и время бездействия стартера, обеспечивается совместимость, согласованность и обратимость функций, а также облегчается эксплуатация транспортного средства и повышается приспособляемость двигателя к изменению нагрузки.

Формула изобретения

1. Система управления транспортном средством с электрическим генератором, содержащая реле управления стартером и генератором, органы управления акселератором, тормозом и пуском двигателя, аккумуляторную батарею, отличаю щ а я с я тем, что, с целью снижения металлоемкости путем использования генератора для пуска двигателя вместо стартера, она снабжена контактами, размещенными в электрических цепях питания параллельной и последовательной обмоток возбуждения генератора, и связанный с органами управления акселератором и тормозом.

2. Система по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит дополнительную конденсаторную батарею, включенную параллельно аккумуляторной батарее через электрический контакт/ связанный с органом управления тормозами.

CpuLZ. k