ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 9
1.1 ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ 9
1.2 ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ 9
1.3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МОДЕЛЕЙ ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ 12
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ
УСТАНОВКИ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ 17
2.1 ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 18
2.2 КОРОБКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ 20
2.3 АСИНХРОННЫЙ ТРЁХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 21
2.4 АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ 27
2.5 ПОВЫШАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 27
2.6 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 28
3 РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ 31
3.1 ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 32
3.2 КОРОБКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ 34
3.3 АСИНХРОННЫЙ ТРЁХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 35
3.4 АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ 36
3.5 ПОВЫШАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 37
3.6 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 41
ПРИЛОЖЕНИЕ А
В связи с ухудшением экологического положения, которое обуславливается, первостепенно, выбросами вредных выхлопных газов в атмосферу, следует выдвинуть приоритет проектированию транспортных средств со сниженным количеством вредных выбросов и улучшенными топливно - экономическими показателями.
В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений решения проблемы улучшения данных показателей городского транспортного средства является внедрение и разработка гибридной силовой установки, позволяющей достичь требуемых топливно - экономических и экологических показателей.
Известно, что легковые транспортные средства имеют хорошие показатели при равномерном движении в широком диапазоне рабочих скоростей. В то же время, при движении в городском цикле, представляющем собой постоянное чередование фаз разгона и замедления, а также стоянки с работающем на холостом ходу двигателем, эти показатели заметно ухудшаются. Причиной этой проблемы является - недостаточное использование потенциальной мощности двигателя внутреннего сгорания при движении с ограниченной, в городских условиях, скоростью, в следствие чего двигатель чаще всего работает с повышенными удельными расходами. Также стоит учесть постоянные затраты энергии транспортным средством на накопление кинетической энергии, которая переводится в тепло и безвозвратно теряется в фазе замедления.
Поскольку современные легковые транспортные средства в полной мере удовлетворяют топливно - экономическими и экологическими показателями, то приоритетной задачей является проектирование грузового транспортного средства с системой, которая позволит улучшить показатели, за счёт некоторых технических преимуществ.
Одним из таких преимуществ является сочетание основного и дополнительного источников энергии, которое достигается за счёт алгоритма их совместной работы. Основным источником энергии является - двигатель внутреннего сгорания, который работает за счёт преобразования тепловой энергии в механическую. Дополнительным источником является - электродвигатель, который предназначен для преодоления транспортным средством силы сопротивления движения.
Поскольку, в настоящее время, разработка и внедрение гибридных силовых установок не распространено, то стоит задача изучения и моделирования элементов гибридной силовой установки.
В инженерной практике значительное место занимает построение модели с целью исследования закономерностей, присущих интересующему нас объекту, явлению или процессу.
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является разработка математических моделей элементов гибридной силовой установки грузового автомобиля.
Для достижения цели выпускной квалификационной работы, были составлены следующие задачи:
1. Разработка математических моделей элементов гибридной силовой установки грузового автомобиля.
2. Разработка компьютерных моделей элементов гибридной силовой установки грузового автомобиля.
Методы и средства достижения поставленных целей и задач - система имитационного моделирования динамических систем Matlab - Simulink.
В качестве исходных данных использовались характеристики грузового автомобиля КАМАЗ 65221-43.
В данном дипломной работе были выполнены все поставленные задачи, а цель - достигнута. Были построены математические модели элементов гибридной силовой установки. В среде имитационного моделирования Simulink были построены цифро-вые модели элементов гибридной силовой установки грузового автомобиля.
1. Liu, Wei. Introduction to Hybrid Vehicle System Modeling and Control - Wiley,2013. - 432 c.
2. Вольдек, А.И. Электрические машины. Машины переменного тока: учеб-ник для вузов / А.И. Вольдек, В.В. Попов.-СПб.: Питер,2010.-350 с.
3. Усольцев, А.А. Частотное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие / А.А. Усольцев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - 94 с.
4. Математическое моделирование основных процессов электромобилей и автомобилей с комбинированной силовой установкой / В.И. Строганов, В.Н. Козловский, А.Г. Сорокин, Л.Н. Мифтахова / Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - № 7.
5. Ахметзянов И. З. Основные положения и рекомендации по выполнению выпускной квалификационной (дипломной) работы / И. З. Ахметзянов, И. Ю. Мышкина. - Набережные Челны, 2016. - 32 с.
6. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие / С.Г. Герман-Галкин- СПб.: Корона принт, 2001. - 320 с.
7. Сандлер А.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями./ А.С. Сандлер, Р.С. Сарбатов- М.: Энергия, 1974.- 328 с
8. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Соколовский. - М.: Изд. центр «Академия», 2006. - 272 с.
9. Слежановский О.В Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями. /О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 256 с.
10. Ковчин С.А. Теория электропривода. / С.А. Ковчин, Ю.А. Сабинин - СПб.: Энергоатомиздат, 1994.- 496 с.
11. Сериков С.А. Гибридная силовая установка автомобиля как объект управления. / С.А. Сериков, Ю.Н. Бороденко - М: Автомобильный транспорт, 2009