Исследования, конструкции, технологии



Скачать 54.57 Kb.
Pdf просмотр
Дата15.02.2017
Размер54.57 Kb.
Просмотров393
Скачиваний0
ИССЛЕДОВАНИЯ, КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИИ (89) Наиболее перспективно применение автомобилей с КЭУ в крупных городах с большим автомобильным парком. КЭУ могут устанавливаться на городских автобусах, легковых автомобилях, лёгком коммерческом транспорте. Например, в настоящее время высоким спросом среди городских развозных автомобилей пользуются небольшие автобусы и малотоннажные грузовые автомобили, оборудование которых такой установкой для эксплуатации в условиях мегаполиса представляется перспективными актуальным.
Коллективом научно-технического центра Автомобили скомбинированными энергетическими установками Университета машиностроения проводятся разработки универсального шасси с КЭУ на основе несущей системы и агрегатов автомобиля
УАЗ-2360 Cargo, который имеет ряд модификаций, например развозной автомобиль с кузовом фургон грузоподъёмностью 800 килограммов, предназначенный для коммерческого использования.
Возможны КЭУ с различными схемами передачи энергии последовательной, параллельной, дифференциальной (сплит), последовательно-параллель- ной [5, 6, Достоинствами параллельной схемы являются более высокий КПД передачи энергии от первичного двигателя (ДВС) к ведущим колёсам в сравнении с последовательной и возможность применения одной электромашины (обратимой) вместо двух (электрогенератора и электромотора).
РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА ДЛЯ ЛЁГКИХ КОММЕРЧЕСКИХ АВТОМОБИЛЕЙ
Е. Е. Баулина, к.т.н. А. В. Круташов / В. В. Серебряков, к.т.н. / АИ. Филонов
Университет машиностроения (МАМИ)
Ежегодно ухудшающаяся экологическая обстановка, сокращение природных запасов нефти и газа, а также потрясения в сфере экономики заставляют ведущие мировые авто- концерны искать при создании автомобилей новые решения и технологии для снижения вредных выбросов в окружающую среду и уменьшения использования ими невозобновля- емых ресурсов. Применение на автомобиле комбинированной энергетической установки
(КЭУ) позволяет в значительной мере приблизиться к решению этих задач [1, 2, 3, Применение КЭУ с последовательной схемой передачи энергии предпочтительно в том случае, когда масса автомобиля в процессе выполнения транспортной работы меняется значительно. Предварительные расчёты показывают, что при эксплуатации автомобиля в таких условиях целесообразно оборудовать его КЭУ последователь- но-параллельного типа. Такая КЭУ сохраняет преимущества КЭУ с последовательной и параллельной схемами [8]. Поэтому при разработке универсального шасси с КЭУ на основе несущей системы и агрегатов автомобиля УАЗ-2360 Cargo было принято решение применить КЭУ последовательно-парал- лельного типа.
КЭУ с последовательно-параллельной схемой может быть выполнена с приводом как на всю трансмиссию, таки на отдельные оси. Базовый автомобиль в штатной комплектации имеет полноприводную компоновочную схему. Целесообразно оборудовать его КЭУ с приводом на разные оси (рис. 1), что позволяет сохранить полный привод без применения в конструкции устройств распределения мощности. Представленная КЭУ с последовательно-парал- лельной схемой передачи энергии запатентована сотрудниками НТЦ Автомобили с КЭУ» (патент на изобретение РФ № 2457959 от 10.08.2012 года) Стоит отметить, что разработанная КЭУ может быть применена на автомобилях как с поперечным, таки с продольным расположением ДВС. Тип привода также может быть любым. Данное обстоятель-
С. В. Бахмутов, д.т.н. / ФГУП «НАМИ»
УДК 629.113
Журнал автомобильных инженеров
11
ство позволяет оснащать подобной КЭУ автомобили, имеющие различные компоновки.
На разрабатываемый автомобиль с КЭУ предполагается установить оригинальные торцевые асинхронные двухстаторные обратимые электрические машины (ОЭМ) производства ОАО «Инженерно-на- учный центр “ТЭМП”». Специально для использования на транспортном средстве будут изготовлены усовершенствованные электрические машины, имеющие компактные размеры и параметры, соответствующие требованиям, предъявляемым к малотоннажному грузовому автомобилю.
Технические характеристики и параметры ОЭМ представлены в табл. 1 и на рис. Коллективом разработчиков проведено моделирование разрабатываемого шасси ивы- полнена компоновка обратимых электромашин на ЭВМ (рис. Согласно схеме (рис. 1) КЭУ содержит две соединительные муфты. В качестве одной из них, установленной непосредственно за ДВС, целесообразно использовать штатное сухое однодисковое сцепление.
Рисунок 1. Реализация КЭУ последовательно-параллельного типа
Рисунок 2. Характеристики обратимой электромашины Рисунок 3. Компоновка обратимых электромашин
В качестве второй соединительной муфты (рис. 1), установленной на корпусе первой обратимой электромашины со стороны её выходного вала, предполагается использовать серийную сухую бесконтактную электромагнитную муфту трения ЭТМ С производства предприятия «Златмуфта». Компоновка второй соединительной муфты показана на рис. В качестве накопителей электрической энергии будут использованы литий-железофосфатные аккумуляторы. Аккумуляторные

№6 (89) ИССЛЕДОВАНИЯ, КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИИ
12
Рисунок 5.
Компоновка аккумуляторных блоков
Таблица 1.
Параметры электромашины
Напряжение питания, В
340
Максимальный крутящий момент при частоте вращения 0
÷ 2 500 об/мин, Нм
350
Минимальный уровень фазного напряжения для обеспечения максимального момента до 600 об/мин, В
160
Максимальная мощность при частоте вращения 2 500 об/мин, кВт
92
Максимальный КПД в тяговом режиме (не менее, %
93
Охлаждение
Воздушное, принудительное, от отдельного источника
Масса двигателя (не более, кг
76
Исполнение
Защищённое
Габаритные размеры без учёта вылета валов, длина
× ширина × высота (не более, мм
× 340 × Рисунок 4.
Компоновка электромагнитной муфты (со стояночным тормозом Таблица 3. Параметры аккумуляторного блока
Минимальное напряжение В
Максимальное напряжение В
Ток разряда номинальный/максимальный
20 А А
Ток заряда номинальный/максимальный
20А /120 А
Габариты, Д
× Ш × В
× 125 × 200 мм
Система контроля и управления
Встроенная
Масса
20 кг
Журнал автомобильных инженеров
13
Коммунальная техника
Рисунок 6. Варианты исполнения транспортного средства с КЭУ
Малотоннажный грузовой автомобиль
Мобильная торговая точка
Автомобиль технической помощи

№6 (89) ИССЛЕДОВАНИЯ, КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИИ
14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Гибридные автомобили — столбовая дорога к экономичному и экологически чистому транспорту / А. Л. Карунин, СВ. Бахмутов, В. В. Селифонов, А. В. Круташов и др. // Журнал автомобильных инженеров. — 2007. — № 3. — С. 38–45.
2. Куликов И. А, Селифонов В. В, Филонов АИ. Управление комбинированной энергоустановкой автомобиля экология или энергоэффективность? // Автомобильная промышленность Transmission
Ratio Control // Proc. Instn. Mech. Engrs., Part D: J. Automobile
Engineering. — 2005. — № 219. — Р. 43–51.
4.
Pu J., Yin C. Optimal Control of Fuel Economy in Parallel
Hybrid Electric Vehicles // Proc. Instn. Mech. Engrs., Part D:
J. Automobile Engineering. — 2007. — № 221 — Р. 1097–1106.
5. Работы МГТУ «МАМИ» в области автомобилей с гибридными силовыми установками / СВ. Бахмутов, В. В. Селифонов, АИ. Филонов, И. А. Куликов и др. // Транспорт на альтернативном топливе. — 2011. — № 2 (20). — С. 17–21.
6.
Kazuaki S., Kaoru K., Toshiaki K., Yuji H. Development of Electric Motors for the Toyota Hybrid Vehicle PRIUS //
Toyota Motor Corporation.
7.
Jonasson
K.
Analysing
Hybrid
Drive
System
Topologies. — Sweden, 2002. — Р. 130.
8.
Бахмутов СВ, Филонов АИ, Куликов И. А. Разработка развозного гибридного автомобиля с использованием отечественных компонентов // Наука и образование С. 83–92.
9. Комбинированная энергетическая установка гибридного автомобиля пат. № 2457959 РФ / СВ. Бахмутов, Б. Э. Павлуш- ков, В. В. Селифонов, В. В. Серебряков и др. — элементы с системой управления ими составят систему энергообеспечения автомобиля.
С целью получения необходимого бортового напряжения при выбранных аккумуляторных элементах общее количество их должно составлять 120 штук, что позволит достичь требуемого уровня энер- гообеспеченности. Каждые двенадцать аккумуляторных элементов целесообразно объединить в аккумуляторный блок, имеющий собственную систему контроля и управления, транспортного средства.
Технические характеристики аккумуляторных блоков представлены в табл. Комплексная система энергообеспечения для разрабатываемого экспериментального образца транспортного средства состоит из десяти аккумуляторных блоков. Конструкция комплексной системы энергообеспечения имеет модульную структуру, что предполагает возможность варьирования числа аккумуляторных блоков в ней. Компоновка аккумуляторных блоков на разрабатываемом шасси представлена на рис. Как упоминалось выше, представленная концепция развозного малотоннажного автомобиля, созданного на базе универсального шасси с КЭУ, является не единственным возможным вариантом.
Благодаря наличию собственной КЭУ с возможностью функционирования в качестве автономной двигатель-генераторной установки (при разомкнутой электромагнитной муфте) выработка энергии для питания различного оборудования происходит непосредственно на борту автомобиля без подключения к стационарной сети или применения переносного дизель-генератора. Эта особенность наряду с преимуществами использования КЭУ позволяет создавать на базе универсального шасси множество коммерчески перспективных транспортных средств различного назначения для разных групп потребителей частных предпринимателей, муниципальных служб и т. д. На рис. 6 представлены некоторые варианты исполнения транспортного средства с КЭУ.
В настоящее время проводятся необходимые тех- нико-экономические расчёты, которые помогут выбрать из них наиболее коммерчески перспективный для последующей реализации.
Расчётные технические характеристики разрабатываемого экспериментального образца транспортного средства с КЭУ в варианте малотоннажного грузового автомобиля представлены в табл. Выполненная работа является шагом по созданию различных по своему назначению транспортных средств, базирующихся на универсальном шасси скомбинированной энергетической установкой. Особый акцент коллектив разработчиков делает на внедрении результатов исследований в реальный сектор экономики. Таблица 5. Технические характеристики транспортного средства с КЭУ
Колёсная формула
× 4
Грузоподъёмность
800 кг
ДВС
ЗМЗ-5143.10
Мощность
73 кВТ
Крутящий момент Нм
Расход топлива в городском цикле л км
Экологический стандарт
Евро-4
Пробег в электрорежиме
40 км


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал