Исследование режимов работы емкостных накопителей энергии в системах пуска автомобильного двигателя

В статье приводятся данные по исследованию режимов работы емкостных накопителей энергии (НЭ) в системах пуска современного автомобильного двигателя. Представлены экспериментальные зависимости основных параметров систем электростартерного пуска (СЭП) с использованием НЭ. При сравнительном анализе альтернативных накопителей энергии было выявлено, что лучшими показателями по удельной мощности обладают НЭ, что достигается благодаря меньшему внутреннему сопротивлению. Накопленную энергию НЭ способны быстро отдавать и накапливать. Время разряда и заряда определяется потребителями электроэнергии и параметрами зарядной цепи НЭ. Проведены исследования НЭ в СЭП для автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), когда вместо штатной аккумуляторной батареи (АБ) применяется АБ меньшей емкости, а в оставшейся части объема АБ размещается НЭ. При высоких удельных показателях НЭ может быть повышена надежность пуска при том же суммарном объеме и массе СЭП в условиях низких температур. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить зависимости мгновенных и средних параметров СЭП от времени прокручивания двигателя, в результате чего определяются требуемая емкость НЭ и его внутреннее сопротивление, начальная энергия НЭ, а также необходимые объем и масса НЭ. Объем и масса АБ могут быть определены из справочной литературы или по известным методикам по удельным энергиям АБ по объему и массе. На экспериментальных зависимостях было показано, что время прикручивания коленчатого вала, число рабочих ходов и угол поворота коленчатого вала до полной остановки Nрх зависят от емкости и напряжения заряда НЭ. Исследования проводились в лаборатории холодного пуска ФГУП «Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования» совместно с кафедрой «Электрооборудование и промышленная электроника» ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», где была проведена экспериментальная оценка возможности пуска автомобильных бензиновых двигателей при низких температурах СЭП с НЭ высокого напряжения (конденсаторы с напряжением 200-290 В) и низковольтных НЭ с напряжением 12-16 В.

емкостный накопитель энергии, аккумуляторная батарея, двигатель внутреннего сгорания, системы электростартерного пуска, евремя прокручивания коленчатого вала