Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 История создания и развития гибридных силовых установок для
транспорта 7
1.2 Классификация гибридных силовых установок 14
1.3 Современные конструкции и характеристики элементов гибридного
привода 18
Раздел 2. Конструкторская часть 25
2.1 Разработка и описание структурной схемы 26
2.2 Разработка и описание алгоритма работы 28
2.3 Выбор и расчет электродвигателя 30
2.3.1 Тяговый расчет 30
2.3.2 Выбор двигателя 31
2.4 Выбор и расчет аккумуляторных батарей 33
2.5 Расчет запаса хода 35
Раздел 3. Технологическая часть 36
3.1 Выбор силовых ключей 37
3.2 Расчет системы автоматического управления 40
3.3 Разработка и описание принципиальной схемы 58
Заключение 62
Список литературы 63
Гибридным автомобилем называется транспортное средство, приводимое в движение с помощью гибридной силовой установки. Отличительной особенностью гибридной силовой установки является использование двух и более источников энергии и соответствующим им двигателей, преобразующих энергию в механическую работу. В некоторых источниках информации используется термин "гибридный двигатель", который с технической точки зрения неверен.
Несмотря на многообразие источников энергии (тепловая энергия бензина или дизельного топлива, электроэнергия, энергия сжатого воздуха, энергия сжатого сжиженного газа, солнечная энергия, энергия ветра и др.) в промышленном масштабе на гибридных автомобилях используется комбинация двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя.
Главное преимущество гибридного автомобиля заключается в существенном сокращении расхода топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу, которое достигается:
• согласованной работе ДВС и электродвигателя;
• применением аккумуляторов большой емкости;
• использованием энергии торможения, то есть рекуперативное торможение, преобразующее кинетическую энергию движения в электроэнергию.
Вместе с тем, в гибридных автомобилях используется множество других инновационных разработок, позволяющих экономить топливо и беречь атмосферу, в том числе:
• система изменения фаз газораспределения;
• система стоп-старт;
• система рециркуляции отработавших газов;
• система подогрева охлаждающей жидкости отработавшими газами;
• улучшенная аэродинамика;
• электропривод вспомогательных устройств (водяного насоса, климатической установки, усилителя руля и др.);
• шины с пониженным сопротивлением качению.
Необходимо отметить, что больший эффект от гибридных автомобилей наблюдается при движении в городском цикле, который характеризуется частыми остановками, работой в режиме холостого хода. При движении с постоянной высокой скоростью (загородный цикл) гибриды не так эффективны.
В данной ВКР был разработан гибридный грузовик для автомобиля КАМАЗ-4308. Для него была спроектирована конструкция и система управления. В качестве тягового двигателя выбран 3-х фазный асинхронный двигатель. Питание двигателя осуществляется за счет литий-ионных аккумуляторных батарей. Разработана структурная схема работы системы управления скоростью, а по ней синтезирована принципиальная схема, которая основывается на широтно - импульсном регулировании скорости, выбран датчик для контроля работы системы и удобства эксплуатации автомобиля. Так же разработана схема установки электродвигателя, аккумуляторных батарей и блока системы управления.
