Система управления транспортным средством с электрическим генератором

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 К 41/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4785984/11 (22) 23.01,90 (46) 15.03.93. Бюл. ¹ 10 (75) И.M.Ãàäæèìóðàäîâ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1687473, кл. В 60 К 41/28, 1988. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТHbIM СРЕДСТВОМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ГЕНЕРАТОРОМ

Изобретение относится к системе управления транспортным средством с электрическим генератором и может быть использовано для совмещения, согласования и обеспечивания обратимости функций.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и потери энергии, повышение эффективности управления, времени использования элементов и динамических качеств при работе с неустановившейся нагрузкой.

На фиг.1 изображена схема выполнения системы управления, на фиг,2 — схема оптимизации управления генератором, на фиг.3 — схема варианта выполнения системы управления агрегатом и согласования процессов и средств управления при формировании режима работы в период торможения, разгона и движения; на фиг.4 — схема использования сигнала об изменении скорости для управления топливным насосом ТН, генера. тором ГЕН, заслонкой в выхлопной трубе

ЗАС, коробкой скоростей К, силовым и позиционным регулятором СПР и тормозной системой Т по показанию спидометра-сигнала об изменении текущей скорости V.

Система управления включает регулятор 1, который сопротивлением 2 связан с

„)5U, 1801806 Al,(57) Использование: в системах управления транспортным средством при торможении и спуске. Сущность изобретения: органы управления электрогенератора и стартера соединены с педалями акселератора и тормоза, контакты, размещенные в электрических цепях питания параллельной и последовательной обмоток возбуждения генератора, связаны с органами управления акселератором и тормозом, 1 з,п. ф-лы, 4 ил, переключателем контакты 6 автоматического ограничения скорости. Контакты 7 тормозной системы 8 при воздействии на педаль могут увеличить зарядный ток аккумулятора 9, нагрузку генератора 10 и ток возбуждения в обмотке 11, а нормальнозамкнутые контакты 12, при перегрузке двигателя и полном нажатии на педаль

13-разгрузитель. В промежуточных режимах сопротивление 14, диоды 15 защиты транзистора 16 от пробоя током самоиндукции и измерительная цепь 17 регулятора напряжения обеспечивают нормальное функционирование и выполнение программы (рис.2) управления воздействием педалей акселсра:ора и тормоза на генератор, регулируя ток нагрузки I до максимума IM с учетом изменения нагрузки N по знаку и значению с учетом ее оптимального значения в данной среде N .

В другом варианте выполнения устройства контакты 18 блокируют 06M0TKу возбуждения 11 генератора. совмещенного со стартером, связанного проводами 19 с конденсатором 20 и аккумулятором. Выключатель 21, педаль 22 управления тормозами и контактами 23,.через тягу 24 контактами 18 и 25может переключать режимы генератора

1801806 и регулятора напряжения 26 генераторастартера-тормоза 27, а контактами 28, 29режим 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 режи- "0 мах 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 по- 20 следнем 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, э при торможении нагружают и получают энергию для зарядки аккумуляторов и 30 конденсатора, а также питания других потребителей, Возможна зарядка аккумуляторов при малой и средней нагрузке с управлением от регулятора напряжения. . Система допускает использование:сиг- 35 нала Ч спидометра трактора для ограничения пределов изменения скорости или управления топливным насосом ТН, генератором ГЕН, заслонкой в выхлопной трубе

ЗАС, коробкой скоростей КПП, силовым и 40 позиционным регулятором СПР и тормозом

Т с учетом настройки спидометра для снижения степени участия человека в процессе формирования режимов работы.

Органы управления электрогенератора 45. и стартера соединены с педалями акселератора и тормоза, контакты последовательного соединения обмоток связаны с педалью акселератора, контакты параллельного соединения связаны с педалью тормоза, при 50 этом стартер и генератор соединены с воэможностью согласования их работы при движении и торможении.

Система работает следующим образом.

При снижении нагрузки, движении на укло- 55 не 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 за- рядный 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, необходимости 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 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 предела, 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 контакты, 12 педалью, прекратил возбуждение, отбор мощности двигателя на привод генератора и торможение, В промежуточных режимах в зависимости от степени зарядки . аккумулятора ток возбуждения и напряжение генератора регулируется известным способом, вводя в цепь возбуждения сопротивление 14 при повышении напряжения и выводя его из цепи возбу>кдения между диодами 14 защиты транзистора 16 при понижении напряжения. В каждом случае транзистором управляет измерительная цепь 17. регулятора напряжения 1 по известному методу, В тяговом режиме, когда N > N ток 1

1 снижается до нуля, при отрицательной нагрузке двигателя N< 0 ток I увеличивается до максимума 1и, а в других случаях включается автоматический реле-регулятор PP. Такой способ регулирования тока нагрузки генератора обеспечивает изменение тока возбуждения и напряжения, мощности, потребляемой генератором, остаточной мощности двигателя в тяговом режиме и мощности торможения.

В режиме торможения ток накапливается 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

1801806 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 (акселератора). Для ограничения пределов изменения скорости согласовывают работу топливного насоса ТН, генератора ГЕН, заслонки в выхлопной трубе 3АС, 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 уп ра вления 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:

m V to)2

+ 2 — PG Я л е — А, где m — масса поступательно движущихся элементов агрегата, V — скорость,! — момент инерции вращающихся элементов, и — угловая скорость вращения, p — коэффициент сцепления, G — сила тяжести, S — путь, 10

g я, r y — КПД передачи и утилизатора, Характеристика энергетического модуля улучшается, запас крутящего момента возрастает:

Км = (Мм + Мэ)/N н, 15 1 где M, N н — максимальный и номинальный крутящие моменты двигателя, M> — 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

25 облегчается эксплуатация транспортного средства и повышается приспособляемость двигателя к изменению нагрузки.

Формула изобретения

1, Система управления транспортным средством с электрическим генератором, содержащая реле управления стартером и генератором, органы управления акселератором, тормозом и пуском двигателя, аккумуляторную батарею, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости путем использования генератора для пуска двигателя вместо стартера, она снабжена

° контактами, размещенными в электрических цепях питания параллельной и после40 дователь ной обмоток возбуждения генератора, и связанный с органами управ° ления акселератором и тормозом.

2. Система поп.1, отл и ча ю щаяся тем, что она содержит дополнительную конденсаторную батарею, включенную параллельно аккумуляторной батарее через электрический контакт; связанный с органом управления тормозами.

1801806

29

1801806

Составитель И, Гаджимурадов

Техред М.Моргентал Корректор З.Салко

Редактор .

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 821 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Pàóøñêàÿ наб., 4/5