ВВЕДЕНИЕ
1. Описание, конструктивные схемы, производители аналоги.
1.1. Конструктивные схемы.
1.2. Производители аналоги грузовых автомобилей с КЭУ.
Основные выводы
2. Описание конструкции проектируемого автомобиля
3. Расчетные исследования конструкции проектируемого
автомобиля
3.1. Тяговый баланс
4. СТЕНДОВЫЕ И ДОРОЖНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГРУЗОВОГО
АВТОМОБИЛЯ С КЭУ
4.1 Особенности работы автомобиля с КЭУ
4.2 Определения топливно-экономических и тягово-скоростных
характеристик в дорожных условиях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современные магистральные тягачи оснащают исключительно дизельными двигателями. В настоящее время в мире огромное внимание уделяется защите окружающей среды, в связи с этим нормы выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания постоянно ужесточаются. Соответствие перспективным экологическим нормам могут обеспечить электромобили и автомобили с комбинированными энергоустановками (КЭУ), что и определило их значительное развитие в последнее время. Зарубежный опыт свидетельствует о тенденции использования КЭУ на базе ДВС в конструкции легковых, грузовых автомобилей (в том числе и тягачей) и автобусов (гибридные АТС).
КЭУ представляет собой силовой агрегат, включающий ДВС и электромотор, которые могут работать как раздельно, так и совместно. Автомобиль с КЭУ способен трогаться с места и даже разгоняться только на электротяге, без запуска ДВС. При движении автопоезда по автомагистралям с крейсерской скоростью в основном работает только ДВС, но в необходимый момент времени нехватка тяги основного ДВС компенсируется электроприводом. При торможении автомобиля электромотор действует как генератор, преобразовывая энергию торможения в электрическую энергию, которая накапливается в аккумуляторных батареях(так называемая рекуперация энергии торможения). Режим рекуперации энергии действует также при движении автомобиля накатом. Возможна организация в КЭУ режима рекуперации энергии при достижении автомобилем определенной скорости. Кроме того, электромоторы привода колёс могут работать в качестве тормоза-замедлителя, что позволяет существенно снизить износ тормозных механизмов.
Переключение режимов работы автомобиля с КЭУ должно осуществляться автоматически, без участия водителя. Для разработки автоматической системы управления КЭУ необходимо выбрать оптимальные характеристики ДВС в зависимости от дорожных условий, на которых предстоит работать автомобилю.
Оптимальная энерговооруженность автопоезда предусматривает, что, двигаясь по ровной дороге на высшей передаче с крейсерской скоростью, водитель легко может поддерживать частоту вращения коленчатого вала двигателя в экономичном интервале, обеспечивая минимальный расход топлива и при этом сохраняя резерв мощности для преодоления подъемов, порывов ветра и мест с повышенным сопротивлением качению колес. В таких условиях и должен подключаться дополнительный источник энергии.
В настоящей работе проведен обзор технических характеристик существующих грузовых автомобилей с комбинированной энергосиловой установкой, рассмотрены принципиальные схемы комбинированных энергосиловых установок. При этом было приведено обоснование выбранной принципиальной схемы комбинированной
энергосиловой установки. Представлена математическая модель, по которой может проводится анализ комбинированной энергосиловой установки.
Установлено что применение двух различных источников энергии с функциональной связью создаёт два новых качества, которые не могут быть получены при использовании обычных энергетических установок автомобиля поэтому при использование КЭУ вместо обычной силовой установки автомобиля дает следующие преимущества:
- возможностью применить ДВС меньшей мощности (на 25-50 %);
- повышением коэффициента использования мощности ДВС с реализацией наиболее экономичных режимов его работы;
- снижением количества выбрасываемых в атмосферу токсических веществ, которые по мнению экспертов оцениваются в 50-85 %;
- возможностью аккумулирования рекуперируемой тормозной энергии автомобиля, а также энергии, освобождаемой при движении на крутых и затяжных спусках;
- возможностью реализации высоких динамических показателей автомобиля при использовании бесступенчатой или малоступенчатой системы привода ведущих колёс;
- достижимостью приемлемых массогабаритных показателей агрегатов КЭУ.
Преимущества КЭУ должны компенсировать её недостатки:
- усложнение структуры и увеличение числа компонентов оборудования установки;
- возможное снижение её надежности в эксплуатации;
Проведение тягово-динамических расчетов в условиях городских ездовых циклов движения позволяют исследовать процессы энергопреобразования, осуществить выбор компонентов тягового электропривода автомобиля. Математическая модель позволяет осуществить детальный анализ электромеханических параметров гибридного электропривода.
В результате проведённых исследований установлено, что грузовые автомобили, оснащенные КЭУ, выполненной по параллельной схеме при движении в городских условиях обеспечивают динамические характеристики, сопоставимые с традиционными автомобилями при движении в городском цикле (ускорение не менее 1 м/с2, максимальная скорость не менее 80 км/ч, сохранение ускорения 1м/с2до достижения скорости 50 км/ч). Кроме того, обеспечивается не менее 25% экономии топлива в сравнении с традиционными автотранспортными средствами, возможность движения транспортного средства в режиме электромобиля в городских условиях с постоянной скоростью 20 км/ч на протяжении не менее 30 км.
Показатели скоростных свойств автомобиля с КЭУ, выше в сравнении с автомобилем с классической энергосиловой установкой:
- максимальная скорость выше на 1 %;
время разгона:
- до 60 км/ч - меньше на 3,7 %,
- до 80 км/ч - меньше на 2,6 %;
- на пути 400 м - меньше на 5,3 %;
- на пути 1000 м - меньше на 3,3%;
- на пути 1600 м - меньше на 2,7 %;
- на пути 2000 м - меньше на 2,7 %.
Контрольный расход топлива автомобиля с КЭУ увеличивается, в большей мере увеличение расхода топлива наблюдается при снижении скорости движения, увеличение расхода изменяется от 1,2 % при скорости 80 км/ч до 16,6 % при скорости 50 км/ч.
Расход топлива при включении режима 6х6 уменьшается:
- при магистральном цикле - на 3,6 %;
- при городском цикле - на 1,9 %;
- при горном цикле - на 0,3 %.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
