Система управления транспортным средством с электрическим генератором

(5 ВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ емах управления ри торможении и ения: органы упра и стартера сокселератора и енные в электриаллельной и пок возбуждения нами управления 1 з,п. ф-лы, 4 ил,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1687473, кл. В 60 К 41/28, 1988.(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРНЫМ СРЕДСТВОМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИГЕНЕРАТОРОМ 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, генератором 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 Ч;Система управления включает регулятор 1, который сопротивлением 2 связан с 2 ,(57) Использование: в сист транспортным средством и спуске. Сущность изобрет равления электрогенерато единены с педалями а тормоза, контакты, размещ ческих цепях питания пар следовательной обмото генератора, связаны с орга акселератором и тормозом переключателем контакты 6 автоматического ограничения скорости. Контакты 7 тормозной системы 8 г 1 ри воздействии на педаль могут увеличить зарядный ток аккумулятора 9, нагрузку генератора 10 и ток возбуждения в обмотке 11, а нормально- замкнутые 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 до максимума 1 с учетом изменения нагрузки И по знаку и значению с учетом ее оптимального значения в данной средеК.В другом варианте выполнения устройства контакты 18 блокируют обмотку 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 25 может переключать режимы генератораи 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 генера тора 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 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 следнем случае две обмотки повышают крутящий момент, развиваемый стартером, Функции контактов совмещают управляемые щетки коллектора. Система может согласовать торможение, разгон, время 25 работы генератора и изменения нагрузки, так что при перегрузке двигателя генератор разгружают, снижают отбор мощностидвигателя, 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 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 возможностью согласования их работы при движении и торможении.Слстемэ.работает следующим образом. При снижении нагрузки, движении на укло 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 возбукдения 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 йй ток 11 снижается до нуля, при отрицательной нагрузке двигателя М 0 ток увеличивается до максимума 1 и, а в других случаях включается автоматический реле-регулятор РР. 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 конденсатором20 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 вэтом 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 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 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: гп Чо)+ 2 - Рб Ядпе - А,где гп - масса поступательно движущихся элементов агрегата, Ч - скорость,- момент инерции вращающихся элементов, и - угловая скорость вращения, р - коэффициент сцепления, 6 - сила тяжести, Я - путь, 10ц я, у у - КПД передачи и утилизатора, Характеристика энергетического модуля улучшается, запас крутящего момента возрастает;Км = (Мм + Мэ)/М н,15где М, И и - максимальный и номинальный крутящие моменты двигателя, Мэ - крутящий момент электродвигателя стартера.При использовании системы снижаютсяметаллоемкость, потери энергии, износ и нагрев тормозов, число переключателей скоростей и время бездействия стартера, обеспечивается совместимость, согласованность и обратимость функций, а также 25облегчается эксплуатация тоанспортного средства и повышается приспособляемость двигателя к изменению нагрузки.Формула изобретения 1, Система управления транспортньмсредством с электрическим генератором, содержащая реле управления стартером и генератором, органы управления акселератором, тормозом и пуском двигателя, аккумуляторную батарею, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения металлоемкости путем использования генератора для пуска двигателя вместо стартера, она снабженаконтактами, размещенными в электрических цепях питания параллельной и последователь ной обмоток возбуждения генератора, и связанный с органами управ ления акселератором и тормозом.2, Система по п.1, отл и ч а ю щ а я с ятем, что она содержит дополнительную конденсаторную батарею, включенную параллельно аккумуляторной батарее через электрический контакт; связанный с органом упоавления тормозами.1801806 Составитель И,ГаджимурадовТехред М.Моргентал Корректор З.Салко Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 821 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5