Елементи конструкції.

Гібридна силова установка – це складна система, що крім основних елементів, таких, як ДВЗ, електродвигуни, батарея, містить також велику кількість допоміжних компонентів, які забезпечують її роботу та контроль. На рис. 1.25 зображено детальну схему конструкції даної установки. Ця схема включає:

- гібридну трансмісію, що складається з двигунів-генераторів (ДГ1 і ДГ2) та планетарної передачі;

- ДВЗ;

- інверторний пристрій, що складається з інвертора (перетворювача постійного струму, що надходить від батареї, у трифазний для живлення електродвигунів), підсилювача струму (підвищувача напруги) та перетворювача постійного струму (для підзарядки додаткової батареї малої напруги);

Рис. 1.25. Схема конструкції гібридної силової установки та взаємодії її елементів

- центральний блок управління гібридної силової установки, який збирає інформацію від датчиків, обробляє її та генерує управляючі сигнали до модуля управління ДВЗ, інверторного пристрою, блоку управління батареї та блоку управління пробуксовуванням;

- датчик положення педалі акселератора, який перетворює кут нахилу педалі у електричний сигнал;

- блок управління пробуксовуванням, який відповідає за режим рекуперативного гальмування;

- модуль управління ДВЗ;

- батарею (основну батарею високої напруги);

- блок управління батареї, який стежить за рівнем заряду;

- реле, які вмикають та вимикають електричні кола;

- додаткову батарею, від якої живляться елементи управління системою.

Нижче наведені опис та коротка характеристика основних елементів конструкції гібридної силової установки.

Двигун. Беручи до уваги те, що основною метою використання гібридної силової установки на автомобілі є зменшення витрати палива та токсичності, доцільно використати дизель у якості двигуна внутрішнього згоряння у складі установки, оскільки дизелі у порівнянні з бензиновими ДВЗ мають більш високий ККД і, як наслідок, меншу витрату палива, а також кращі показники токсичності завдяки більш повному згорянню палива.

Для проведення випробувань і математичного моделювання роботи установки з метою оцінки показників паливної економічності та токсичності візьмемо двигун VW 1.9 R4 TDI як зразок типового автомобільного турбодизеля. Коротка технічна характеристика цього двигуна:

Конструктивне виконання 4-циліндровий рядний турбодизель

Робочий об’єм 1896 см³

Діаметр циліндра 79,5 мм

Довжина ходу поршня 95,5 мм

Ступінь стискання 19,5:1

Номінальна потужність 81 кВт (110 к. с.) при 4150 хв^-1

Максимальний крутний момент 235 Н×м при 1900 хв^-1

Приготування суміші Безпосереднє впорскування палива електронно-регульованим паливним насосом розподільчого типу

Очистка відпрацьованих газів Повернення ВГ і каталізатор окислення

Гібридна трансмісія включає в себе:

- ДГ1, який генерує електроенергію;

- ДГ2, який приводить автомобіль у рух;

- планетарну передачу, що забезпечує зв’язок між ДГ1 та ДГ2 і ДВЗ;

- редуктор, що складається з ланцюгової та зубчатої передач;

- диференціал.

Схема гібридної трансмісії зображена на рис. 1.14. Основні параметри трансмісії наведені у табл. 1.2.

Батарея має забезпечувати роботу електродвигунів у складі силової установки протягом тривалого часу. Вона також повинна мати якомога кращі експлуатаційні характеристики і мінімальну масу.

У якості джерела струму для живлення електродвигунів у складі гібридної силової установки з тягово-швидкісним зв’язком доцільно застосувати літій-органічну (літій-йодову) батарею, яка складається з послідовно з’єднаних модулів сумарною напругою в межах 200 В, чого достатньо для живлення потужних двигунів протягом досить тривалого часу. Літій-органічні елементи живлення на сьогодні вважаються одними з кращих серед електрохімічних акумуляторів, вони мають достатній ресурс роботи, дуже хороші показники щільності енергії та ефективності роботи (див. додаток 1). Такі батареї, правда, мають високу вартість, але технологія їх виробництва вже налагоджена, тому, з урахуванням всього вищесказаного, літій-органічні батареї є оптимальним вибором для використання у складі автомобільних гібридних силових установок послідовно-паралельного типу.

Таблиця 1.2

Основні параметри гібридної трансмісії

Планетарна передача
Число зубів коронної шестерні
Число зубів сателітів
Кількість сателітів
Число зубів сонячної шестерні
Диференціал
Передаточне число головної передачі	3,389

Продовження таблиці 1.2

Ланцюгова передача
Число зубів ведучої зірочки
Число зубів веденої зірочки
Зубчата передача
Число зубів шестерні
Число зубів колеса

Двигуни-генератори(ДГ1 і ДГ2) – два однакові трифазні електродвигуни змінного струму, що можуть працювати як в режимі двигуна, так і в режимі генератора. У якості зразка взято електродвигуни, що встановлюються на «Toyota Prius» (з 2004 року). Вони мають таку коротку характеристику:

Максимальна напруга 500 В

Максимальна потужність 50 кВт при 1040-5600 хв^-1

Максимальний крутний момент 400 Н×м при 0-1200 хв^-1

Система охолодження рідинна

Дата добавления: 2017-02-01