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低温环境下车用起动系统分析与试验研究

叶飞飞

   发动机的起动性能是判断发动机是否合格的关键指标。车用发动机要满足低温条件顺利起动的要求,必须具有可靠的起动系统。 论文以SOFIM柴油机的起动系统为研究对象,综合分析了影响低温环境下车用起动系统的主要因素。针对不同的环境温度、起动电机的结构参数、额定电压等因素,运用电磁学理论,建立了电机的运行特性及磁场仿真模型,分析了电机结构参数的影响因素,确定了电机结构参数的计算公式。分析了不同环境温度时,电解液密度的变化对蓄电池起动电压的影响。探讨了低温环境时,柴油机的起动过程参数随环境温度的变化关系。 以永磁起动电机为研究对象,综合分析了起动电机的电枢理论长度、极弧系数、气隙厚度、定子极对数、碳刷的宽度与厚度等参数对电机性能的影响,运用Ansoft EM软件建立了起动电机的运行特性计算模型,对起动电机的空载特性与磁场仿真,结果表明:电压不变,温度从30℃~-35℃时,随着温度的降低,电机的输出转矩、转速、功率等随电枢电流的增大而增大;温度不变,电压下降时起动电机的输出转矩、转速、功率等随电枢电流的增大而降低;分析了起动电机单一结构参数的改变对电机性能的影响;分析了电机的电磁分布状况;运用准牛顿法对电机结构参数进行全局优化,改善电机的空载特性。 开展了低温时起动系统的匹配研究工作,总结了车用柴油机起动阻力矩的计算及与起动电机功率和蓄电池容量的匹配公式,并进行了试验验证。运用试验研究的方法,考察了-25℃时蓄电池容量随结构参数的变化规律,探讨蓄电池的电压、起动电流与起动时间的变化关系。结果表明:减少板极厚度、增加板极高度,改善电解液的密度,可以提高蓄电池的容量,改善了车用柴油机的起动性能。 采用试验研究的方法,对SOFIM柴油机的低温起动进行研究。探讨了不同转速时,起动阻力矩随-20℃、-15℃等环境温度的变化规律。结果表明:环境温度低于0℃,柴油机的起动转速一定时,环境温度每降低5℃,柴油机的起动阻力矩增加2.5 N.m;转速170 r/min以上时,转速每提高50 r/min,起动阻力矩增加3~8 N.m;……   
[关键词]:起动电机;起动阻力矩;蓄电池容量;匹配计算
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:江苏大学2009年
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