Судовые энергетические установки с улучшенными параметрами электростартерного пуска дизеля

• Автор: Репин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.08.05, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 248 с. : ил.

Введение
Аналитический обзор современных систем пуска автономных энергоустановок транспортных средств и промышленных объектов.

1.1. Классификация современных систем пуска двигателей

внутреннего сгорания ДВС транспортных средств

1.2. Электрические системы стартерного пуска судовых ДВС

1.3. Электрические системы стартерного пуска тепловозных ДВС

1.4. Электрические системы стартерного пуска автомобильных и тракторных ДВС.

1.5. Перспективы совершенствования устройств облегчения пуска

Выводы.

Исследования электростартерных систем пуска ДВС транспортных средств.

2.1. Общие положения.

2.2. Теоретические исследования систем электростартерного пуска
ЭСП судовых дизелей
2.3. Математические и структурные модели систем ЭСП с машиной постоянного тока МПТ последовательного возбуждения
2.4. Математическая модель стартерного электропривода СЭП с использованием МПТ смешанного возбуждения
Выводы.
Исследование качественных и энергетических показателей систем стартерного электропривода ДВС
3.1. Общие положения.
3.2. Имитационное моделирование систем пуска СП ДВС со стартерным двигателем СД последовательного возбуждения.
3.3. Исследования систем ЭС ДВС с использованием СД смешанного возбуждения
3.3.1. Исследование влияния полного тока 1С пе СД на качественные показатели СП ДВС.
3.3.2. Исследование способов увеличения коэффициента использования полного тока СД ие
Выводы
Разработка новых направлений совершенствования систем электростартерного пуска ДВС транспортных средств и опытное внедрение.
4.1. Разработка и моделирование системы ЭСП ДВС с компенсационным регулятором магнитного потока СД.
4.2. Параметрическая идентификация коэффициентов
ПИ регулятора.
4.3. Экспериментальные исследования и опытное внедрение.
Выводы
Заключение
Список литературы


Запуск двигателя Стирлинга от СБ осуществляется по способу прямого включения электрическим стартером. Для двигателей Стирлинга характерны небольшие значения собственных моментов инерции и реактивного момента сопротивления [], поэтому они легко запускаются даже при низких температурах и могут комплектоваться СД сравнительно небольшой мощности. Этим обуславливается низкая потребная электрическая емкость СБ. Однако такие СП обладают высокими массогабаритными показателями, большим временем пуска при использовании энергии СБ, сложным уходом в процессе эксплуатации. Существенно затрудняется компоновка систем ЭСП при модернизации транспортных средств. Тем не менее, использование двигателей Стирлинга придает СЭП новое ценное качество - экономичность, которое наиболее проявляется при частых пусках и остановках ДВС. Пуск дизелей большой мощности, в отечественной тракторной технике, довольно часто осуществляется при помощи двухтактных КД, которые в свою очередь пускаются электрическим стартером. Однако целесообразность введения такой системы весьма сомнительна, поскольку с заявленным повышением надежности пуска дизеля при отрицательных температурах падает надежность пуска самого КД. К тому же эксплуатация такой системы вынуждает постоянно иметь в наличии два сорта топлива. Пуск системы СБ - стартер - карбюраторный ДВС - дизель продолжителен по времени, а для эффективной работы системы зажигания пускового ДВС приходится применять специальные конструкции магнето. Электростартерному пуску ДВС на всех видах транспорта, в подавляющем большинстве случаев, отводится приоритетное место. При установленной мощности ДВС до кВт дублирующей системой выступает ручной привод, при больших мощностях - пневматический. При наличии декомпрессионных устройств и свечей накаливания ручной пуск возможен при большей агрегатной мощности - до - кВт. Высокофорсированные двигатели могут оборудоваться системой-дублером, содержащей пусковое устройство с газовой турбиной и газогенераторо. Для пуска судовых и тепловозных дизелей, а также и стендовых установок, используют СП с помощью присоединенного генератора постоянного тока, функционирующего в режиме электрического стартера последовательного или смешанного возбуждения [, ]. Разработаны системы, в которых МПТ замещается синхронной, получая питание от СБ через автономный инвертор, но такие системы очень сложны, а сферы их применения ограничены. СП судовых и прочих газовых турбин [4, ], главных, резервных и аварийных ДГУ транспортных средств [5, , , , 8] и стационарных объектов [] в основном электрические, с питанием от необслуживаемых и малообслуживаемых аккумуляторов. Надежный электростартерный пуск должен быть осуществлен не более чем за 3 попытки, при продолжительности каждой не более - с для дизелей и с для КД. Интервалы между попытками не должны превышать 1-1,5 мин. При использовании пусковых КД, продолжительность пуска автотракторных дизелей не должна превосходить 5 мин. Причем во всех случаях степень заряженности СБ должна составлять не менее % от номинальной величины [8, 3]. В системах СЭП судовых ДВС выдержки времени на работу маслопрокачивающего насоса составляют 0,5-1 мин, СД - 3-5 с, паузы между попытками - 5- с [4, 5, ]. При пуске ДГУ мощностью до 0 кВт, время с момента подачи сигнала на пуск до готовности к приему 0 %-ной нагрузки, для прогретого двигателя, не должно быть более с, при мощности установок 0-0 кВт - не более с, для аварийных ДГУ - с [, ]. Как и для главных двигателей, для ДГУ предусматривается выполнение 3 последовательных попыток пуска с перерывами продолжительностью не более 6 с, для резервных ДГУ и 5 с, для аварийных []. Емкость СБ должна быть достаточной для осуществления серии из последовательных пусков главных двигателей и не менее последовательных пусков вспомогательных, из холодного состояния и без промежуточной подзарядки СБ [, ]. Среди преимуществ электрических СП перед прочими важно выделить высокое быстродействие, управляемость, небольшие массогабаритные показатели и время пускового процесса.