Единый портал инновационной деятельности Самарской области
АНКЕТА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование стартер-генераторных установок автомобилей

автомобиль; стартер-генератор; конструкция; расчет; схема управления

Рубрикатор ВИНИТИ

451.53.39, Электротехническое оборудование автомобилей

Наименование базовой организации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»
Количество организаций: 2

Научный руководитель

Мигунов Александр Леонидович
кандидат технических наук
доцент
Число монографий: 0
Число учебно-методических изданий: 10
Число научных работ в зарубежных издательствах: 0
Число статей в журналах ВАК: 3
Число патентов: 1

Исследование стартер-генераторных установок автомобилей

Критические технологии

  • Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения.

Длительность проведения исследования

более 5 лет

Аннотационное описание сущности

В последние годы значительное развитие получили гибридные автомобили, а так же автомобили, содержащие интегрированные стартер-генераторные устройства. Интегрированный стартер- генератор (ИСГ) совмещает обычный стартер и генератор переменного тока в одной электрической машине. Транспортное устройство, оборудованное ИСГ, считается умеренным гибридом, потому что способно осуществлять большинство функций гибридного автомобиля.
В современных схемах электрооборудования автомобиля КПД традиционных генераторных установок составляет 50-60%, что затруднительно удовлетворить растущие требования к энергопотреблению автомобилем. Решение задачи увеличения мощности, одновременно с увеличением КПД и ресурса генераторной установки, повышение экологичности и топливной эффективности автомобиля, а также уменьшение массы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) может послужить ИСГ. ИСГ можно также использовать для улучшения разгонной динамики автомобиля. ИСГ устанавливается непосредственно на коленчатый вал ДВС, что позволяет значительно увеличить надежность системы за счет отказа от большого числа изнашиваемых частей. Сэкономленный вес может достигать 12 кг в одном транспортном средстве. В связи с решением ряда сложных задач конструктивного, технологического и экономического характера при разработке ИСГ, оптимальным является, создание ИСГ в 2 этапа. На первом этапе разрабатывается электрическая машина, статор которой выполнен на базе статора автомобильного генератора Г292, а ротор имеет возбуждение от постоянных магнитов. В режиме пуска разработанная машина с системой управления представляет собой бесконтактный двигатель постоянного тока (БДПТ). На втором этапе методом математического подобия конструируется электрическая машина - БДПТ, отвечающая заданным установочным размерам ИСГ (диаметр, толщина пакета статора) и обладающая такими же характеристиками (пусковой момент, электромагнитная мощность), что и электрическая машина первого этапа. Такой подход к конструированию ИСГ оправдан, поскольку позволяет всесторонне исследовать работу БДПТ в режиме пуска, на физической модели – электрической машины первого этапа. Разработка электрической машины первого этапа имеет и самостоятельное значение. Она может использоваться в качестве стартер-генераторного устройства в дизель-генераторных установках мощностью 10-15 кВт. При этом электрическая машина осуществляет запуск дизель-генератора и после пуска переходит в генераторный режим. Электрическая машина на первом этапе представляет собой БДПТ с постоянными магнитами на роторе, приведена на рис.1 и рис.2. Основными ее параметрами являются: масса, равная 4 кг, внешний диаметр Dвн=190,3 мм, диаметр расточки статора Di=140 мм, расчетная электромагнитная мощность не менее 2 кВт в двигательном режиме, и не менее 4 кВт в генераторном режиме.
Основными задачами исследования ИСГ для электрической машины первого и второго этапов является: определение конструктивных параметров электрической машины, а именно, число пар полюсов ротора и статора; ток, потребляемый ИСГ при пуске ДВС; время разгона двигателя до частоты пуска (время запуска ДВС); развиваемый пусковой момент; получение удовлетворительной динамики работы всей системы ИСГ – ДВС во время запуска.

Научная новизна исследования

Состоит в разработанной конструкции стартер-генератора и схеме управления им.

Опубликованные результаты научного исследования

1. Анисимов В.М., Трошин В.В., Кауров С.Ю., Репин А.С. «Особенности проектирования стартер-генераторных установок для легковых автомобилей»/ Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность.-2010.-№6.-С.46-48.
2. Трошин В.В., Анисимов В.М. «Стартер-генераторные установки для легковых автомобилей»/ Вестник СамГТУ. Сер. Технические науки. 2009.-№2 (24).-С.215-217.
3. Мигунов А.Л., Кауров С.Ю. «Анализ и выбор перспективных постоянных магнитов для магнитных систем стартер-генераторных установок легковых автомобилей»/ Вестник транспорта Поволжья 2013, № 1 (37). – с. 29-32,
4. Мигунов А.Л., Кауров С.Ю. «Моделирование работы электропусковой системы автомобиля на базе интегрированного стартер-генератора»/ Вестник транспорта Поволжья 2013, № 1 (37). – с.49-56.
5. Мигунов А.Л., Сергеев В.А., Кауров С.Ю. «Моделирование работы интегрированной стартер-генераторной установки в генераторном режиме»/ Вестник транспорта Поволжья 2013, № 2 (38). – с.40-47.
6. Мигунов А.Л., Кауров С.Ю., Макаровский Л.Я., Репин А.С., Умывалкин С.В. «Устройство управления асинхронным стартер-генератором». Патент на изобретение № 2453034, опубл. 10.06.2012, Бюл. № 16.
7. Мигунов А.Л., Кауров С.Ю., Юдин В.А. «Стартер-генераторное устройство для легковых автомобилей»/ «Актуальные проблемы автотранспортного комплекса»: межвузовский сб. науч. статей. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2012, -с. 50-60.

Сведения о наиболее близких исследованиях

1. Новосибирский государственный технический университет:
- Шевченко А.Ф., Медведко А.С., Бухгольц Ю.Г. и др. Стартер-генераторное устройство для легковых автомобилей класса ВАЗ-2110//Электротехника, 2003, №9 с. 15-19.
-Панарин А.Н., Нгуен Куанг Тхиеу, Клюкин П.Н. Особенности проектирования автомобильных стартер-генераторов вентильно-индукторного типа // Автомобильная промышленность. – 2011. – № 10. – С. 10-12.
2 Московский государственный технический университет МАМИ.
- Предигер В., Хоффманн Й., Трентманн В., Костилев С., Ломан Е., Селифонов В.В., Карпухин К.Е., Баулина Е.Е. «Автоматическое управление гибридной силовой установкой полноприводного автомобиля»/ Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2009. Т. 1. № 1. С. 60-67. 
-Кузнецов В.А., Николаев В.В. Стратегия проектирования вентильно-индукторного стартер-генератора///Электричество. 2005. № 4, С. 46-50.

Планируемые результаты и практическая значимость

Расчет и изготовление опытного образца стартер-генераторной установки.

Форма передачи и организация внедрения результатов исследования


										

Финансирование работ со стороны федеральных целевых программ

Нет

Финансирование работ в рамках Постановление Правительства России от 9 апреля 2010 г. N 218

Нет

Финансирование работ в рамках грантов Российского фонда фундаментальных исследований

Нет

Финансирование работ по контрактам, договорам, грантам, не указанных (ФЦП, 218, РФФИ)

Нет

Связи по совместному развитию

Нет

Потребности по привлечению компетенций

Нет

Общее кол-во научных работников

4

Количество научных работников имеющих степень доктора наук

1

Количество научных работников имеющих степень кандидата наук

3

Общее количество вспомогательного и обслуживающего персонала

2

Наименование темы и номер гранта ведущей научной школы РФ

Нет

Потребность в научных работниках в ближайшие 3 года и их специализация

Нет

Потребность во вспомогательном и обслуживающем персонале в ближайшие 3 года

2

Общее количество единиц научного и лабораторного оборудования, используемого в исследовании

5

Наиболее значимое научное и лабораторное оборудование

- макетный образец стартер-генераторной установки;
-двигатель внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2110;
-измерительные приборы.

Количество средств вычислительной техники

2

Потребность в научном и лабораторном оборудовании с учетом прогноза развития исследования в ближайшие 3 года и плановой замены имеющегося оборудования

Нет

Текущая потребность в средствах вычислительной техники

Компьютер Intel Core i3-2100/P8H61-MX/4Gb/500Gb/SVGA-int/450w/DVDRW/k/m с монитором 20” Samsung S20B300B LED 1600x900 – 6 шт.

Используемое специализированное лицензионное программное обеспечение

Текущая потребность в специализированном лицензионном программном обеспечении

Пакет программ Lab View (кафедральная лицензия) для специализированных стендов.

Оценочная стоимость необходимого научного и лабораторного оборудования, средств вычислительной техники и программного обеспечения

200 000