Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Варіанти виконання паралельних схем ТЕТС з КЕУ

Можливо кілька конфігурацій виконання паралельної схеми ТЕТС з КЕУ. При цьому методика виконання однієї з них може бути неприйнятною для іншої. У кожному конкретному випадку схема тягового приводу автомобіля повинна відповідати його призначенню та умовам експлуатації.

Силове СУ

Об'єднання створюваних силових потоків ДВС та ЕД (і ряд інших функцій) проводиться в спеціальному додатковому пристрої, званому з'єднувальним пристроєм (СУ) і займає різне положення в загальній схемі ТЕП залежно від конструктивних особливостей і призначення транспортного засобу. Прийняте конструктивне рішення СУ визначається виконанням тягового приводу автомобіля.

З'єднувальні пристрої ТЕТС мають кілька різних модифікацій і можуть бути класифіковані за факторами (параметрами) силових потоків на три основні групи, в кожній з яких розділяються по виду виконання на механічні та електромагнітні, двохвальним і одновальні. Основні групи класифікаційної схеми СУ стосовно до механічного силового потоку обертального руху - силові (моментні), швидкісні і змішані (комбіновані) з'єднувальні пристрої.

У силовому СУ складаються обертаючі моменти ДВС та ЕД або обертовий момент ділиться на дві частини - на рух автомобіля і заряд акумуляторної батареї.

На рис 3.11 представлена узагальнена схема СУ з двома входами від ДВС та ЕД. Передавальна функція пристрою відповідає рівнянням

де k1 и k2 - передаточні коефіцієнти.

На рис 3.12 представлені схеми конструктивного виконання силових СУ з двома валами. У кожному варіанті трансмісія може займати різні положення і включати до свого складу механізми з різними характеристиками. Оптимальна конструкція ПУ залежить також від розмірів моторного відділення і габаритних параметрів машин. Варіанти механічних силових СУ представлені на рис.3.12.

На рис.3.13 представлена узагальнена схема приводу з двохвальним СУ. В одному варіанті використовуються дві трансмісії: перші Тр1 - між ДВС і СУ, друга ТР2 - між ЕД і СУ. Обидві передачі можуть бути простими або багатоступінчатими. Трансмісія ТРЗ відсутня.

У другому варіанті загальна трансмісія ТРЗ розташована після СУ і має сумарний момент на вході. Трансмісії Тр1 і Тр2 відсутні.

Друга гілка класифікаційної схеми силового СУ представлена з конфігурацією єдиного вала, де ротор електричної машини функціонує як з'єднувальний пристрій моментів ЕД і ДВС. Трансмісія може бути розміщена до і після СУ. На рис.3.14, 3.15 наведені структурна схема СУ і схема одновального приводу.

Інший варіант виконання ПУ з силовим з'єднувальним пристроєм - індивідуальна схема приводу осей ТЗ, в якій одна вісь приводиться в рух від ДВС, а інша від електродвигуна. Додавання тягових моментів осей проводиться через дорожнє покриття. Обидві трансмісії можуть бути

одно- і багатоступінчатими. Використання індивідуального приводу осей дозволяє оптимізувати тягу на слизьких дорогах, розподіляючи тягові зусилля між провідними колесами.

Швидкісне СУ

Другу групу класифікаційної схеми складають СУ, що забезпечують складання швидкісних факторів силових потоків ДВС та ЕД.

Узагальнена структурна схема швидкісного СУ представлена на рис.3.16, а передавальні функції відповідають рівнянням

Варіанти практичного виконання передавальних пристроїв ТЕП представлені на рис. 3.17.

На рис. З. 18, СК виконана з використанням планетарної передачі, де ДВС передає свою потужність механізму сонця через зчеплення і трансмісію, а електродвигун - кільцевому механізму через ряд проміжних пристроїв. Для фіксації механізму сонця і кільця використовуються спеціальні замки 1 і 2, з допомогою яких реалізуються різні режими роботи автомобіля.• Гібридна тяга. Замки 1 і 2 відпущені. Механізм сонця і кільцевий механізм можуть обертатися, а ДВС та електрична машина створюють позитивну швидкість і обертаючий момент на ведучих колесах.• Тяга від ДВЗ. Замок 2 заблокований, 1 замок відпущений. Тяга від ДВС передається до провідних колес.• Тяга від електродвигуна. Замок 1 заблокований (ДВЗ відключений або зчеплення витиснуте), і замок 2 відпущений. ЕД передає момент провідним колесам.• Генеративне гальмування. Замок 1 заблокований, ДВС відключений або муфта розщеплена. Електрична машина працює в гальмівному режимі. Заряд батареї від ДВЗ. Оператор встановлює негативну швидкість електричної машини. ЕМ бере енергію від ДВЗ.

На рис.3.19 з'єднувальний пристрій виконано на базі електричної машини. Замки 1 і 2 використовуються для блокування статора до ротора. Структура ПУ може забезпечити виконання всіх зазначених режимів роботи ТЕКС.

Виконання СУ визначається також режимом роботи автомобіля.

3.4.3. Режими роботи автомобіля з паралельною схемою З'єднувальні пристрої по моменту і швидкості (третя частина класифікаційної схеми) дозволяють використовувати ТЗ з КЕУ гібридну ланцюг приводу, в якій можуть бути альтернативно обрані основні фактори силового потоку і поточні способи операції, що відповідають режимам роботи ТЗ.З можливістю вибору варіанта виконання СУ спрощується визначення принципу управління і області використання операцій для оптимізації їх роботи. Так, наприклад, на низьких швидкостях спосіб операції з комбінацією обертаючого моменту був би раціональний для великих прискорень і подолання підйомів. З іншого боку, спосіб комбінації швидкості міг би використовуватися для підтримки роботи ДВС в оптимальному діапазоні її зміни в режимах руху автомобіля з великою швидкістю. На рис.3.20 представлені схеми ТЕП з КЕУ і силових потоків потужності для різних режимів роботи ТЗ.

Рис 3.20,а відповідає режиму роботи ТЗ, при якому на з'єднувальний пристрій надходять два потужностних потоків від ДВС і ЕМ. Режим призначений для важких дорожніх умов руху (великий підйом, глибокий сніг і д. р.).

Режим роботи одного теплового двигуна показано на рис.3.20,б. ЕМ відключена, і розряд батареї відсутня. Зчеплення ДВС включено, і крутний момент надходить по провідним колесам. Передача має оптимальне передавальне відношення і забезпечує його підтримку для мінімальної витрати палива тепловим двигуном.Найбільш значним режимом роботи для підтримання низької витрати палива є режим електричної тяги рис.3.20,ст. У цьому режимі тепловий двигун не працює. Зчеплення електродвигуна включено, а зчеплення ДВС вимкнено. ЕМ працює в режимі двигуна, і силовий потік передається сполучного пристрою.

Режим генераторного гальмування показаний на рис.3.20,р. Зчеплення ДВС вимкнено. ЕМ працює в режимі генератора. Вироблювана генератором енергія накопичується в батареї.

3.4.4. Функціональна схема ТЕКС з КЕУ Функціональна схема ТЕКС, виконаного за паралельною схемою, що представлена на рис 3.21.а. Крім елементів силової частини приводу схема містить блоки систем управління.В склад схеми ТЕКС входять блоки ДВС, ТЕД, трансмісії, джерело максимальної потужності, а також центральний та місцеві блоки системи управління.За складом основних компонентів функціональна схема паралельного приводу аналогічна відповідній схемі послідовної структури ТЕКС. Додатковим елементом силового ланцюга приводу є з'єднувальний пристрій (СУ), що об'єднує силові потоки теплового (ДВЗ) і тягового (ТЕД) двигунів.Додаткові елементи системи управління ТЕКС представлені нижче в функціональній схемі СУ.

Функціональна схема системи управління ТЕКС, виконаної за паралельною схемою, що представлена на рис. 3.21.б).Система містить два рівні блоків управління. На верхньому (високому) рівні знаходиться центральний блок управління і контролю автомобіля, що функціонує як командний блок, формує і посилає сигнали блокам управління нижнього рівня - блокам управління тепловим двигуном (ДВЗ), тяговим електродвигуном (ТЕД) і механічним гальмам. Формування центральним блоком керуючих сигналів проводиться на підставі команд оператора і сигналів зворотних зв'язків від блоків нижнього рівня. 3.4.5. Стратегії управління роботою ТЗ з ТЕП, виконаного за паралельною схемою 1 Стратегія підтримки максимального рівня заряду джерела пікової потужності (Max ЕОС - of - PPS). Періодичний розряд джерела пікової потужності і необхідність забезпечення працездатності автомобіля вимагають безперервного контролю за підтриманням максимального рівня його заряду.Розгляд основних положень стратегій проводиться у відповідності з типовими режимами руху автомобіля, спрощеною структурною схемою ТЕКС у складі з ДВС та АБ і графічною ілюстрацією, представленої на рис. 3.22.а) Режим руху від електродвигунаШвидкість автомобіля менше V', де V' - швидкість нижче якої ДВС не працює стійко. АБ розряджається.

де Р_С - необхідна навантажувальна потужність на ведучих колесах;h₁ - ККД передачі від ЕД до ведучих коліс;Р_Р_АБ - потужність розряду АБ;Р_ЭД - потужність ЕМ в режимі електродвигуна;h_ЭД - ККД електродвигуна.б) Режим руху від ДВЗ та ЕД (Р_С > Р_ДВСопт).Необхідна навантажувальна потужність ДВЗ, представлена в точці А, більше потужності ДВЗ при його роботі на оптимальній робочій характеристиці. ДВЗ за допомогою дросельної заслонки переводиться в оптимальний режим на характеристику (3). Решту потужність від кривої (3) до точки А поставляє ЕД.

де h₂ - ККД передачі від ДВС до ведучих коліс; Р_Р_._АБ - потужність розряду АБ.в) Режим руху від ДВЗ при одночасному заряді АБ (р_с < Р_ДВС.опт).Необхідна навантажувальна потужність, представлена в точці Б, менше потужності ДВС в оптимальному режимі, і рівень заряду АБ менше максимального рівня. У цьому випадку контролер ЕМ переводить машину в режим роботи генератор, ротор якого обертається за рахунок ДВС, і ДВС виходить на оптимальну характеристику.

де h₃ - ККД передачі від ДВС до АБ

г) Режим руху від ДВС (Рс < Р_{ДВС.ОПТ}).

Необхідна навантажувальна потужність, представлена в точці Б, менше потужності ДВЗ на оптимальній робочій характеристиці, а рівень заряду АБ має максимальне значення. ДВЗ працює на часткову характеристику (4), реалізуючи рух автомобіля.

д) Режим рекуперативного гальмування. Коли необхідна гальмівна потужність менше максимальної потужності рекуперативного гальмування, яку може підтримати електрична система (в точці В на рис.3.22,), електродвигун переводиться в генераторний режим і заряджає АБ.

де h₄ - ККД передачі від колеса до АБ.е) Режим комбінованого гальмування. Коли необхідна гальмівна потужність перевищує максимальну потужність рекуперативного гальмування, яку може забезпечити електрична система (на рис.3.22), необхідно використання додаткового гальмування з допомогою механічного гальма.

де Р_СМЕХ_._Т - гальмівна потужність, створювана механічним гальмомСхема алгоритму управління представлена на рис. 3.23.2. Стратегія включення/відключення ДВС (Engine - On - Off) В основному своєму змісті аналогічна стратегії керування включенням і відключенням ДВС в ТЕКС, прийнятої для послідовної схеми. 3.

3.5. Модифікації ТЕКС з КЕУ Як зазначалося у п. 3.2, крім основних типів ТЕКС, можливі виконання їх модифікацій, які дозволяють відійти від вихідних типових конфігурацій і розширити функціональні якості приводу, вирішивши питання, пов'язані з недоліками основних схем. 3.5.1. Легкий гібридний ТЕКС Одним з таких рішень є полегшена конструкція тягового приводу з використанням невеликої потужності електричної

машини (ЕМ), з'єднаної з колінчастим валом ДВС і виконує функції стартера і генератора, звана «мотор/генератором» (М/Г).

У режимі роботи двигуном мотор/генератор доцільно використовувати не тільки для пуску ДВЗ, а й для створення додаткового моменту при рушанні автомобіля з місця. У режимі руху автомобіля ЕМ виконує функції двигуна, реалізуючи режим тяги спільно з ДВЗ, а в режимі гальмування - конвертує енергію гальмування для заряду АБ.

Наявність в ТЕТС додаткової ЕМ малої потужності - відмінна ознака так званого «м'якого» гібрида (Mild Hybrid). Легкий гібридний привід не споживає від АБ великої потужності, а такі компоненти силового ланцюга, як двигун, трансмісія і гальмівний пристрій не вимагають великих змін.

Виконання структурних схем легкого гібридного приводу автомобіля можливо в різних варіантах

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 Следующая ⇒