1.

Название (конкретное название разработки)

Система пуска двигателя транспортного средства Шевякова А.В.

2.

Области применения:

Автомобильный, железнодорожный, морской транспорт и другие отрасли, где используются двигатели внутреннего сгорания.

где имеются практические результаты, в первую очередь, в автомобильной промышленности 

Автомобильный, железнодорожный транспорт. Система успешно работает на большегрузном автомобиле MAN F-2000 (400 л.с.) и 18 тепловозах ЧМЭ-3 (1250 л.с.)

где возможно эффективное внедрение данной  разработки

Автомобильный, железнодорожный, морской транспорт и другие отрасли, где используются двигатели внутреннего сгорания.

3.

Описание (подробное техническое описание):

Существующая система пуска транспорта в целом состоит из стартерной аккумуляторной батареи и штатного устройства пуска, что не отвечает требования надежности пуска транспортного средства в 21 веке в условиях холодных и других климатических зон нашей планеты с точки зрения надежности, экономии топлива и загрязнения окружающей среды.

Система пуска дизеля с раздельным использованием накопителей энергии НЭ (конденсаторов) и АБ позволит значительно увеличить надежность пуска двигателя внутреннего сгорания в любых климатических условиях, отказаться полностью от использования стартерных батарей и улучшить экологическую обстановку окружающей среды.   Реализация проекта значительно улучшит конкурентоспособность транспорта России.

Суть разработки в изменении структуры пуска двигателя и гальванической развязке аккумуляторной батареи (АБ) и накопителей энергии (конденсаторов) – разделении их энергий с возможностью управления каждой в отдельности. Запуск двигателя происходит только от конденсаторов, внутреннее сопротивление которых в десятки раз меньше внутреннего сопротивления стартерной АБ, что энергетически значительно выгоднее. Аккумуляторная батарея не участвует в пуске. Поэтому, теряется смысл в учёте внутреннего сопротивления АБ при запуске двигателя. АБ начинает выполнять функцию только источника энергии (как это и должно быть). Стартерный элемент – конденсатор. Значит АБ может быть любой, лишь бы она поддерживала положительный энергетический баланс транспортного средства. Так, например, для автомобиля MAN (400 л.с.) вполне достаточно АБ с ёмкостью 55 – 75 А/ч., которая для такого дизеля будет являться тяговой АБ, так как она никогда его не запустит напрямую в силу большого внутреннего сопротивления. 

Поэтому, появилась возможность вообще отказаться от использования стартерных АБ для запуска двигателей. Применена тяговая (осветительная) АБ, которая имеет значительно меньшие габариты и стоимость. Она обеспечивает питание цепей управления и заряд конденсаторов только при первом пуске (после длительной стоянки) и в случае неудачных запусков. В случае удачного пуска двигателя конденсаторы заряжаются от собственного генератора транспортного средства, и АБ не расходует энергию и на заряд конденсаторов.

основные принципы разработки

Принцип работы.

Основан на накоплении энергии импульсными конденсаторами высокой энергоёмкости (ИКЭ) от тяговой аккумуляторной батареи (АБ) до порогового значения при подготовке запуска дизеля, отключении тяговой АБ от системы пуска и пуске дизеля от ИКЭ, периодическом подключении ИКЭ при работе дизеля к системе заряда АБ для контроля напряжения и подзаряда до порогового значения с целью обеспечения последующих пусков без использования энергии АБ. Стартерную батарею, с ёмкостью в 2 и более раз меньшей, чем штатная, можно считать тяговой для данного транспортного средства.

4.

Преимущества предлагаемой разработки по сравнению:

Наиболее близко к предлагаемой технологии стоят конденсаторные системы пуска двигателя с совместным использованием стартерной аккумуляторной батареи и накопителей энергии (конденсаторов). Например: система конденсаторного пуска КСП разработки Проектно – конструкторского бюро локомотивного хозяйства МПС России. Основными недостатками этих систем являются:

·   участие АБ в запуске, отсюда низкая надёжность пуска (при неудаче пуска и слабой АБ второй попытки пуска может не быть);

·   необходимость применения стартерной АБ;

·   невозможность пуска при значительных снижениях напряжения АБ;

·   быстрый выход из строя конденсаторов (для тепловозов) и АБ в силу участия последней в запуске;

·   невозможность управления энергиями АБ и конденсаторов;

·   сохранения большой нагрузки на генераторе заряда АБ и эрозия контактов стартера при пуске;

·   и так далее.

с альтернативными разработками, применяемыми в настоящее время

К преимуществам предлагаемой системы относятся:

§   исключение участия АБ в запуске;

§   отказ от использования стартерной АБ и  применение тяговой АБ;

§   невозможность вывода из строя АБ и конденсаторов;

§   полное отсутствие стартерного режима эксплуатации АБ многократно увеличивает её срок службы. Срок службы конденсаторов практически не ограничен по сравнению со временем жизни транспортного средства. (Производитель конденсаторов гарантирует 300000 циклов заряд – разряд, по последним данным - миллионы);

§   малое внутреннее сопротивление накопителей энергии (конденсаторов) по сравнению с внутренним сопротивлением стартерной АБ, независимость ёмкости конденсаторов от температуры и дозированный расход энергии тяговой АБ в случае неудачных пусков (количество пусков может достигать 30 – 40 и более) делают транспорт практически неуязвимым (в смысле запуска);

§   увеличение надёжности питания цепей управления и системы заряда АБ (исключение случаев приваривании пусковых контакторов и, как следствие,  полного разряда АБ (для тепловозов), значительное уменьшение эрозии силовых контактов стартера (для автомобиля), разгрузка регулятора напряжения и генератора заряда АБ);

§   значительное сокращение работы транспорта на холостом ходу, и, как следствие, экономия топлива (от 25%) и сокращение выбросов в атмосферу;

§   экономия двух (2) стартерных аккумуляторных батарей при установке одной системы пуска, система окупается с момента постановки (для тепловозов), до пяти (5) комплектов – для автомобиля;

§   увеличение ресурса работы дизеля тепловоза в 1,5 – 2 раза;

§   уменьшение веса энергетического источника пуска транспортного средства в 1,5 – 2 раза;

§   возможность внешнего запуска от любого автомобиля;

§   сохранение возможности запуска двигателя тепловоза при снижении напряжения АБ до 30-40 Вольт (снижение на 73% от номинального напряжения – 110 В) и сохранение возможности запуска двигателя большегрузного автомобиля при снижении напряжения АБ с 24 до 18 Вольт (ограничение по цепям управления)(снижение на 25%);

§   «всеядность» тепловоза и автомобиля к различным типам АБ;

§   мощное средство диагностики двигателя, систем смазки и топлива транспортного средства;

§   применение бестоковой и бесконтактной коммутации делает систему пуска высоко надёжной