CC BY
20ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Исследование работоспособности ионисторной системы электроснабжения автомобиля Юрасов А. А.
Юрасов Анатолий Александрович / Уыгазоу АпаОу Aleksandrovich - младший научный
сотрудник,
Межрегиональное общественное учреждение Институт инженерной физики, г. Серпухов
Аннотация: в статье рассматривается вопрос разработки автомобильной системы рекуперации электрической энергии, приводится описание принципа работы и результаты практических исследований на легковом автомобиле. Ключевые слова: система рекуперации, автомобиль, электроника, ионисторы, заряд, электронный блок управления, экономичность, расход топлива.
УДК 629.3.052.9
Введение
В связи с истощением запасов нефти, к автомобилю, как основному потребителю нефтяных продуктов постоянно применяются мероприятия, способствующие снизить их потребление.
В настоящее время автопроизводители проектируют технические и электронные системы, улучшающие экономические показатели автомобиля. Одной из альтернативных систем является ионисторная система электроснабжения, которая позволяет уменьшить расход топлива на легковых автомобилях посредством оптимизации базовых алгоритмов работы современных систем электроснабжения.
Описание работы системы
Разработанная ионисторная система электроснабжения уникальна тем, что в качестве накопителя энергии выступает ионисторный блок большой емкости. Принцип работы системы заключается в мгновенном преобразовании в электричество большого объема кинетической энергии при каждом торможении автомобиля. В отличие от гибридных автомобилей, данная система не нуждается в дополнительных больших аккумуляторах и тяговых электромоторах, что существенно сказывается на ее надежности и стоимости.
Система электроснабжения включается в общую схему электрооборудования и может быть установлена на любые легковые транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания. Функциональная схема всей системы приведена на рис. 1.
------- CAN цепь
---Сильноточные цепи
Рис. 1. Функциональная схема ионисторной системы электроснабжения
Накопление электроэнергии в блоках ионисторов происходит за счет преобразования кинетической энергии в электрическую, посредством генератора повышенного напряжения при каждом замедлении автомобиля.
Питание всего электрооборудования происходит за счет ранее накопленной энергии в блоке ионисторов через DC/DC конвертер, преобразующий напряжение до уровня бортовой сети автомобиля.
Экономия топлива достигается за счет циклического отключения генератора высокого напряжения от двигателя внутреннего сгорания посредством электромагнитной муфты, управляемой электронным блоком управления системы.
Результаты практических исследований
Для проверки работоспособности и эффективности разработанной системы был проведен ряд испытаний на легковом автомобиле с целью оценки значений напряжений, частот включения генератора и правильности выполнения алгоритма работы электронного блока управления.
На рис. 2 показана зависимость напряжения на блоке конденсаторов от времени при езде в режиме «Город».
Рис. 2. Зависимость напряжений от времени
Как видно из рис. 1, в момент времени t1 (131 c.) происходит включение электромагнитной муфты генератора. В момент времени t2 (137 с.) прекращается заряд блока ионисторов. Питание всей системы осуществляется за счет ранее накопленной электрической энергии. В момент времени t3 (150 с.) происходит включение электромагнитной муфты, вызванное нажатием на педаль тормоза. Время заряда с 24 вольт занимает около 3 секунд. В момент времени t4 (152 с.) процесс торможения заканчивается и происходит отключение электромагнитной муфты.
На рис. 3 показаны графики напряжений в момент запуска двигателя.
Рис. 3. Зависимость напряжения на блоке конденсаторов и АКБ от времени
При запуске двигателя блок конденсаторов заряжен до уровня 26 В. В момент запуска двигателя t1 (11 с.) происходит резкое падение напряжения на АКБ, вызванное большими пусковыми токами. После запуска значение напряжение на аккумуляторе равно 14 вольт, что соответствует нормальному заряду. В момент времени t2 (63 с.) происходит резкое падение напряжения АКБ, вызванное отключением реле заряда.
На рис. 4 показано изменение напряжения на блоке ионисторов при переходе системы в аварийный режим.
Рис. 4. Напряжение в аварийном режиме 9
В момент времени t1 (135 с.) напряжение на блоке конденсаторов становится мало - 12 В. ЭБУ подает сигнал на электромагнитную муфту включения генератора. В момент времени t2 (142 с.) система переходит в аварийный режим. Данный режим характеризуется постоянным включением генератора и постоянным зарядом аккумуляторной батареи. Заключение
В статье рассмотрен принцип работы ионисторной системы электроснабжения, рассмотрены графики напряжений, полученные практическим путем.
Результаты приведенного исследования свидетельствуют о том, что разработанная ионисторная система является работоспособной, не нарушает работы электронных компонентов автомобиля. Все системы автомобиля остаются в работоспособном состоянии. В ходе исследований было обнаружено сокращение расхода топлива на 45%, вызванное уменьшением нагрузки на двигатель внутреннего сгорания путем циклического отключения генератора. Однако данный показатель не является конечным и может быть повышен при оптимизации алгоритмов управления.
Литература
1. Златин П. А., Кеменов В. А., Ксеневич И. П. Электромобили и гибридные автомобили. М.: Агроконсалт, 2004. 258 с.
2. Сизинцев А. В., Тарлыков А. Д. CAN протоколы высокого уровня. Группа 338, 1999.
3. Скворцов В. А. Тенденции в развитии транспортных средств. Силовая электроника. № 1, 2004. 326 с.
4. Шпак Ю. А. Программирование на языке С для AVR и PIC. МК-Пресс. 2-е издание, 2011. 544 с.
5. Ютт В. Е. Электрооборудование автомобилей. Транспорт, 2000. 318 с.
Милливольтметр
1 2 3
Добровольский В. А. , Грицай С. А. , Заика А. А. , Омельченко А. Т.4
'Добровольский Владимир Аркадьевич /Dobrovolsky Vladimir Arkadievich - бакалавр; 2Грицай Светлана Александровна / Gritsay Svetlana Alexandrovna - бакалавр; 3Заика Алексей Александрович / Zaika Alexey Aleksandrovich - бакалавр, кафедра информационных измерительных систем и технологий; 4Омельченко Антон Трофимович / Omelchenko Anton Trofimovich - бакалавр, кафедра программного обеспечения вычислительной техники, факультет информационных технологий и управления, Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
высшего образования
Южно-Российский государственный политехнический университет им. М. И. Платова,
г. Новочеркасск
Аннотация: в данной статье классифицируются вольтметры. Также рассматриваются преимущества одних видов над другими.
Ключевые слова: измерение напряжения, вольтметр, милливольтметр, аналоговые вольтметры, цифровые вольтметры.
Измерение тока и напряжения являются основными при исследовании разных устройств и при контроле их работы. Для определения данных величин создаются вольтметры.
