ВВЕДЕНИЕ 4
1 Оценка парка транспортных средств с электрическими силовыми установками 9
1.1 Объемы продаж транспортных средств с электрическими силовыми установками по всему миру 9
1.2 Преимущества и недостатки ГСУ 12
1.3 Электросамокат - история возникновения и перспективы расширения и продаж 16
1.4 Электровелосипед история возникновения и перспективы расширения продаж 17
1.5 Электромотоциклы и электроскутеры история возникновения и перспективы расширения продаж 18
1.6 Электромобили история возникновения и перспективы расширения продаж 20
2 Особенности конструкции транспортных средств с электродвигателем 24
2.1 Компоновка электромобилей 24
2.2 Классификация гибридных силовых установок по мощности электрической силовой установки 26
2.3 Конструктивные схемы ГСУ 27
2.4 Гибридные силовые установки 29
2.5 Электродвигатели и контроллеры 41
3 Анализ эксплуатационной надежности ГСУ 45
3.1 Описание диагностируемых элементов гибридного привода 45
3.2 Анализ возникающих отказов и неисправностей ГСУ 47
4 Разработка методики оценки технического состояния транспортного средства с электрической силовой установкой 51
4.1 Определение технического состояния транспортного средства на стендах тяговых качеств 51
4.2 Оценка технического состояния транспортных средств на стендах тяговых качеств инерционного типа 52
4.3 Определение момента инерции стенда тяговых качеств теоретическим способом 55
4.4 Определение момента инерции стенда тяговых качеств экспериментальным способом 57
5 Экспериментальные исследования 59
5.1 Методы определения диагностических параметров современных гибридных силовых установок 59
5.2 Возможности считывания информации с контроллеров имеющих, интерфейс связи с персональным компьютером 60
5.3 Общая диагностика транспортного средства 64
5.4 Углубленная диагностика элементов гибридной силовой установки 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
Купить

Исследования ученых показали, что запасов углеводорода-содержащих продуктов в мире хватит не более чем на 60 лет добычи, что требует поиска новых технических решений по замене нефтепродуктов, используемых в автомобильной отрасли, на альтернативные источники энергии. Кроме того, одной из важнейших проблем является снижение влияния токсичных компонентов в продуктах сгорания углеводородного топлива на окружающую среду. Выше сказанное свидетельствует о необходимости применения в конструкции автомобилей современных технологий, заменяющих обще доступные в настоящее время источники энергии или позволяющих снизить использование в двигателях внутреннего сгорания бензина и дизельного топлива.
Одним из направлений, позволяющих снизить потребление углеводородного топлива является использование автомобилей с электромеханическим приводом. Эти силовые установки называются гибридными (ГСУ). Источником энергии в таких автомобилях являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых крутящий момент с коленчатого вала передается на якорь генератора, вырабатывающего электрическую энергию, которая храниться в аккумуляторных батареях, а элементом, приводящим в движение ведущие колеса, является электрический двигатель.
Первыми автомобилями, появившимися более ста лет назад были электрические. Автомобиль Lohner-Porsche работал на бензине (рисунок 1).
Рисунок 1- Автомобиль Lohner-Porsche
Коленчатый вал его ДВС передавал крутящий момент на генератор, который заряжал свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, энергия которых при движении передавалось установленным на ступицах автомобиля электродвигателям.
Автомобиль AMC Amitron был первым американским транспортным средством, которое использовало принцип рекуперативного торможения, позволяющий существенно уменьшить удельный расход топлива. Он также был гибридным.
После появления аккумуляторных батарей с высокой энергоемкостью началось основное развитие гибридных автомобилей. В 1997 Японская автомобильная компания Toyota выпустила седан Prius который стал первым серийным массовым автомобилем с ГСУ (рисунок 2). Его бензиновый двигатель развивает мощность 58 л. с., а электромотор (40 л. с.) работает от аккумуляторных батарей с никель-металлгидридными элементами (NiMH). Расход топлива данного автомобиля составляет 5,7 л на 100 км.
Рисунок 2- Первый Toyota Prius автомобиль на ГСУ
С этого времени началась «гонка» мировых автомобильных компаний за внедрение технологических преимуществ ГСУ в легковые автомобили. Такими компаниями являются: Honda, Volkswagen, Audi, Lexus, Volvo, Chrysler, Porsche и др. При этом применяются разные схемы передачи крутящего момента.
Увеличение количества автомобилей с ГСУ связан с ужесточением в последнее время экологических требований, а также постоянным ростом цен на горюче-смазочные материалы. Кроме того, в Евросоюзе рассматривают проект закона, который к 2050 году вносит запрет на продажу углеводородного топлива и использование автомобилей с двигателями внутреннего сгорания городах.
В скором времени увеличится количество продаваемых автомобилей с гибридной силовой установкой. Это повышает актуальность исследований надежности этих автомобилей, разработки методов диагностики силовых генераторных установок и электропривода. Одновременно повышаются требования к методам, оборудованию и технологиям обеспечения работоспособности выше перечисленных автомобилей в процессе эксплуатации.
В настоящее время техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств на станциях технического обслуживания и автотранспортных предприятиях выполняется в соответствии с руководящим документом РД 37.009.026-92 "Положение о техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств, принадлежащих гражданам (легковые и грузовые автомобили, автобусы, минитрактора)" утвержденным ещё в ноябре 1992 г. Поэтому в нем отсутствует информация по нормам автомобилей с гибридной силовой установкой. В технических регламентах отсутствует информация по методам определения технического состояния агрегатов с электромеханической трансмиссией. Имеющейся литературы недостаточно для выполнения качественного обслуживания и ремонта автомобилей с гибридными силовыми установками. Ведущие производители выше перечисленных автомобилей не заинтересованы в организации их обслуживания вне дилерских центров и предоставлении информации о методах определения технического состояния электромеханической трансмиссии и накопителя электрической энергии.
В процессе использования в связи износом деталей автомобилей снижением эффективности аккумуляторных батарей затраты на их содержание увеличиваются даже если вовремя и качественно проводить диагностику и техническое обслуживание. Однако, в связи с отсутствием нормативной документации и современных методов диагностики ГСУ на отечественных станциях технического обслуживания качество работ выполняемых с гибридными автомобилями существенно отстает от мирового уровня.
Разработка методов диагностики, позволяющих определять не только общее состояние транспортного средства, но и неисправности отдельных его агрегатов и систем существенно снизит трудоемкость выявления неисправных элементов и повысит эффективность эксплуатации гибридных автомобилей.
Для этого целесообразно использовать стенды тяговых качеств с инерционными маховыми массами и приборы, оценивающие степень заряженности аккумуляторных батарей, потребление электрической мощности в процессе разгона автомобиля на стенде и степени рекуперации энергии на режиме принудительного холостого хода.
Целью работы является разработка методики оценки технического состояния транспортных средств с электрическими силовыми установками, повышающей качество их диагностирования.
Задачи работы:
• обоснование выбора диагностических параметров для оценки технического состояния транспортных средств с электрическими силовыми установками;
• разработка методики оценки технического состояния транспортных средств с электрическими силовыми установками;
• разработка алгоритма поиска неисправностей транспортных средств с электрическими силовыми установками с использованием разработанной методики;
• калибровка экспериментальной установки и выбор средств диагностирования.
Практическая ценность работы заключается в возможности практического использования разработанной методики на станциях технического обслуживания для повышения уровня достоверности при постановке диагноза, а также качества технического обслуживания транспортных средств с электрическими силовыми установками.
Купить