BACKGROUND: The technical development of tractor designs features an increase in the consumed power, the use of electric drive units. Therefore, the load on the electric system of a modern tractor constantly increases and exposes the existing systems to excessive load. It is impossible to meet the growing needs of tractors and their systems using conventional generators.
OBJECTIVE: Research and development of highly efficient means of ensuring reliable launch of diesel engines of the 1.4 drawbar category tractors and provision of on-board electric power by means of use of starter-generator units with microprocessor control.
METHODS: An integrated starter generator can serve as a solution to the problem of increasing power simultaneously with increasing efficiency. With sufficient power in the traction mode (up to 8 kW), the starter generator allows improving the launch and energy characteristics of the tractor’s internal combustion engines. The proposed design of the electric machine is placed between the cylinder block of the internal combustion engine and the tractor clutch. The adopted layout allows transferring significant power in both directions, improves the launch performance of tractor diesel engines, and implements the functions of damping of torsional vibrations of the crankshaft, which significantly reduces engine noise and vibration.
RESULTS: Based on the results of the study, the choice of a starter-generator unit (SGU) based on a reversible electric machine is justified in relation to diesel engines of the 1.4 drawbar category tractors, and a scheme for its placement in the clutch housing without changing its basic design is developed. The advantage of the proposed design is the use of electric machines for engine launch, which in this case turns on the electric motor mode and switches to the generator mode during operation, providing the on-board network with electric energy.
CONCLUSIONS: The practical value of combining a starter and a generator in a single unit lies in simplification of the design, reduction of manufacturing and assembling costs, which is an advantage in terms of production costs, as well as a replacement to the starting piston engine on some tractors.
Обоснование. Техническое развитие конструкций тракторов характеризуется увеличением мощности, а также применением электрического привода агрегатов. В связи с чем нагрузка на электрическую систему современного трактора постоянно растёт и подвергает существующие системы чрезмерной нагрузке. Однако, невозможно удовлетворить растущие потребности тракторов и их систем использованием традиционных генераторов.
Целью работы является исследование и разработка высокоэффективных средств обеспечения надёжного пуска дизельных двигателей тракторов тягового класса 1.4 и обеспечение бортовой электроэнергией путём применения стартер-генераторных установок с микропроцессорным управлением.
Материалы и методы. Решением задачи увеличения мощности одновременно с увеличением КПД может послужить интегрированный стартер-генератор. Обладая достаточной мощностью в двигательном режиме (до 8 кВт), стартер-генератор позволяет улучшить пусковые и энергетические характеристики двигателей внутреннего сгорания трактора. Предлагаемая конструкция электрической машины размещается между блоком цилиндров ДВС и сцеплением трактора. Принятая компоновка позволяет передавать значительную мощность в обоих направлениях, улучшает пусковые качества дизельных двигателей тракторов, а также реализовать функции гашения крутильных колебаний коленчатого вала, что существенно снижает шум и вибрации двигателя.
Результаты. По результатам исследования обоснован выбор стартер-генераторного устройства (СГУ) на базе обратимой электрической машины применительно к дизельным двигателям тракторов тягового класса 1,4 и разработана схема его размещения в картере сцепления без изменения его базовой конструкции. Преимущество предлагаемой конструкции заключается в использовании электрических машин для пуска двигателя, которая в этом случае включается в режим электродвигателя и в процессе работы переключается в генераторный режим, обеспечивая питание бортовой сети электрической энергией.
Заключение. Практическая ценность объединения стартера и генератора в едином агрегате заключается в упрощении конструкции, сокращении затрат на изготовление и сборку, что является преимуществом с точки зрения производственных издержек, также заменяя на некоторых тракторах пусковой поршневой двигатель.