Загальні положення.

Детальна характеристика режимів роботи гібридної силової установки при моделюванні випробувань за змішаним їздовим циклом

РОЗДІЛ 4

Комбінована гібридна силова установка з механічним зв’язком між двигунами, який забезпечується планетарною передачею – складна система, що дозволяє реалізувати велику кількість можливих варіантів взаємодії між агрегатами за рахунок відсутності жорстких обмежень по підбору швидкісних та тягових режимів їх роботи.

У ході математичного моделювання випробувань автомобіля з такою силовою установкою за змішаним їздовим циклом були підібрані налаштування роботи ДВЗ та електродвигунів для кожного режиму руху. Опис конструкції розробленої силової установки, приведений у розділі 1, доцільно доповнити детальною характеристикою цих налаштувань, робочих режимів установки та її елементів і особливостей взаємодії між ними.

Перш, ніж переходити до розгляду режимів роботи силової установки, потрібно розкрити деякі загальні особливості її роботи.

Зона роботи ДВЗ – це діапазон режимів роботи силової установки, у якому використовується потужність двигуна. Параметром, що визначає межі цієї зони, є швидкість руху автомобіля. Поки вона не досягне певного значення, двигун не стартує і його вал (водило планетарної передачі) блоковано, автомобіль приводиться у рух тільки за допомогою електродвигунів. Після досягнення цієї швидкості рух автомобіля забезпечується спільною роботою ДВЗ та електродвигунів. Цей алгоритм взаємодії двигунів працює як у прямому напрямі – при розгоні, так і у зворотному – при сповільненні. Коли автомобіль гальмує, ДВЗ в принципі може бути зупинено одразу, незалежно від того, при якій швидкості починається гальмування. Це б підвищило ефективність рекуперації енергії. Але якщо так зробити, то при кожному, навіть найменшому, сповільненні автомобіля двигун буде зупинятися, що неприпустимо у зв’язку зі значним підвищенням у такому випадку інтенсивності зношування деталей ДВЗ. Тому при моделюванні випробувань установки встановлено фіксоване значення швидкості руху, нижче за яку ДВЗ завжди блокується, а вище – працює. У даному випадку це значення становить 20 км/год. Для реальної силової установки необхідно також забезпечити незначне перекриття діапазонів швидкостей, у яких ДВЗ блокований та розблокований. Тобто, наприклад, двигун повинен стартувати під час розгону автомобіля при 30 км/год, а зупинятися при сповільненні, коли швидкість становитиме 20 км/год.

Синхронна швидкість – це швидкість руху автомобіля, при якій за даної частоти обертання колінчатого вала частота обертання вала ДГ1 (сонячної шестерні) перетворюється у 0 (див. вираз (1.5)). При подальшому зростанні швидкості руху автомобіля ДГ1 переходить у режим двигуна, що призводить до зростання витрати електроенергії. Цей режим руху допускається тільки при їзді з максимальною швидкістю (у ході випробувань вона не досягається, цей режим не розглядається). За інших швидкостей при подальшому розгоні до швидкості, більшої за синхронну, установка переходить у режим руху з високою швидкістю, при цьому сонячна шестерня блокується і розгін автомобіля забезпечується за рахунок підвищення частоти обертання валу ДВЗ. Описаний перехід буде детально розглянутий далі.

Фіксовані режими роботи ДВЗ. При русі автомобіля з швидкостями, більшими за 20 км/год, але що не перевищують синхронну, ДВЗ у складі гібридної силової установки працює в двох режимах – при русі з постійною швидкістю n = 1400 хв^-1, М_е = 30 Н×м, при прискоренні n = 1400 хв^-1, М_е = 100 Н×м. При русі автомобіля з швидкістю, меншою за 20 км/год, вал ДВЗ блоковано. При прискоренні та русі з постійною швидкістю, вищою за синхронну, крутний момент зберігається таким же, як при описаних вище режимах, а частота обертання вала зростає пропорційно до швидкості руху.

При простої автомобіля (що відповідає режиму холостого ходу при випробуванні автомобіля з ДВЗ, що самостійно приводить його у рух) ДВЗ не працює. Немає потреби заводити двигун та розганяти його до певної частоти перед стартом автомобіля з місця, оскільки розгін з місця та за малих швидкостей відбувається виключно за рахунок електродвигунів.

Дата добавления: 2017-02-01