CC BY
51
I EN I
Транспорт
Библиографический список
1. http:// www.samara-lada.ru/tuning/articletuning.html. Самара-лада / Тюнинг автомобилей. Электрон. дан. - Режим доступа свободный.
2. Федотов А.И., Зарщиков А.М. Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей: учеб. пособие. Иркутск. 2007. 334 с.
3. http://www.autoscaners.ru. Автосканеры: оборудование для диагностики и ремонта автомобилей. Электрон.дан. - Режим доступа свободный.
4. http://www.engtech.ru. ИНЖТЕХсервис: комплекс оборудования для авторемонта. Электрон.дан. - Режим доступа свободный.
УДК 629.113.001
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ПРИНЦИП РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ГИБРИДНОГО АВТОМОБИЛЯ»
В.С.Колчин1, А.Г.Шарыпов2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложен учебно-методический комплекс, позволяющий представить визуальное изображение потоков электрической и механической энергии на различных режимах работы силового агрегата гибридного автомобиля, взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, а также наглядно продемонстрировать принцип работы планетарного механизма на определенных режимах работы гибридной силовой установки на базе полноприводного автомобиля. Ил. 7. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: учебно-методический комплекс; взаимодействие; гибридная установка; планетарный механизм.
EDUCATIONAL AND METHODICAL COMPLEX «OPERATION PRINCIPLE OF A HYBRID MOTOR-CAR
POWER-PLANT»
V.S. Kolchin, A.G. Sharypov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors propose an educational and methodical complex, allowing to provide a visual image of the fluxes of electrical and mechanical energy in various modes of a hybrid vehicle power-plant; the interaction of the internal combustion engine and the electric motor, as well as demonstrate the operation principle of the planetary gear in certain operation modes of the hybrid power plant based on a four-wheel drive vehicle. 7 figures. 5 sources.
Key words: educational-methodical complex; interaction; hybrid plant; planetary gear.
Главной причиной начала производства легковых гибридов был рыночный спрос на подобные автомобили, вызванный высокими ценами на нефть и постоянным повышением требований к экологичности автомобилей. Компания Toyota лидирует по количеству гибридов и активно выпускает эти автомобили с 1997 года, причём в модификациях как обычных автомобилей серии Prius, джипов-внедорожников серии Lexus RX400h, так и автомобилей люкс-класса - Lexus LS 600h.
В настоящее время происходит интенсивное совершенствование конструкций транспортных средств с гибридными силовыми установками, повышение их надежности и производительности, снижение эксплуатационных затрат, повышение всех видов безопасности. Осуществляется более частое обновление выпускаемых моделей, придание им более высоких потребительских качеств, отвечающих современным требованиям.
Гибридными двигателями с каждым годом оснащается все больше легковых, грузовых автомобилей и даже автобусов. Поэтому в лаборатории по изучению конструкции автомобилей и двигателей необходимо иметь стенд для изучения устройства и принципа работы силовых установок гибридных автомобилей студентами специальностей:
190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство;
190603 - Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт);
190701 - Организация перевозок и управление на транспорте;
190702 - Организация безопасности движения.
Учебно-методический комплекс "Принцип работы
силовой установки гибридного автомобиля" разработан с целью получения студентами знаний по устройству гибридных автомобилей на базе конструкции автомобиля Тойота Lexus RX400h (рис. 1). За основу комплекса автомобиль Тойота Lexus RX400h был вы-
1Колчин Василий Савельевич, кандидат технических наук, доцент, тел.: (3952)405136, e-mail: [email protected] Kolchin Vasily Savelievich, Candidate of technical sciences, associate professor, tel.: (3952) 405136, e-mail: [email protected].
2Шарыпов Александр Геннадьевич, студент, тел.: 89016333876, e-mail: [email protected] Sharypov Alexander Gennadievich, student, tel.: 89016333876, e-mail: [email protected]
ТРАНСМИССИЯ С ЭЛЕКТРОМОТОРОМ
Рис.1. Расположение силового агрегата гибридного автомобиля
бран авторами неслучайно. Именно полный привод как никакой другой даёт полную картину распределения усилий двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, а также их взаимодействия друг с другом.
Комплекс представляет собой планшет размером 1188*980* 45 мм (рис. 2). На лицевой стороне комплекса нанесены электрическая схема системы управления силовым агрегатом, пульт управления комплексом и схема полноприводного автомобиля с
Принцип работы силовой установки гибридного автомобиля
Планетарный механизм
Рис. 2. Лицевая панель комплекса
Транспорт
основными узлами, дающая представление о силовой установке гибрида, а также потоки механической и электрической энергии. Потоки и направление энергии представлены в виде расположенных друг за другом светодиодов, загорающихся в определенной последовательности в зависимости от режима работы силовой установки.
Характерной чертой гибридных автомобилей является использование планетарной передачи, которая представляет собой очень сложную конструкцию. Принцип ее работы также представлен на лицевой стороне комплекса.
Комплекс позволяет визуально показать направление потоков электрической и механической энергии, работу планетарной передачи на различных режимах работы силового агрегата гибридного автомобиля, а также взаимодействие ДВС и электродвигателя.
Значения цветов для схемы на всех режимах: красный - поток механической энергии, зелёный -поток электрической энергии.
Значения цветов для планетарного механизма на всех режимах: красный - ведущая шестерня, зелёный - ведомая, оранжевый - неподвижная. Для черно-белых снимков это либо светлые точки, либо тёмные.
Первый режим - начало поездки (включаем пульт "начало поездки", рис. 3).
Планетарный механизм
.......
:«• : • *
Рис. 3. Первый режим - начало поездки
При трогании с места и движении с малой скоростью ДВС не работает, водило планетарной передачи неподвижно. Эпицикл вращается благодаря электродвигателю, приводя в движение ведущие колеса. Кроме того, через сателлиты, вращающиеся на неподвижном водиле планетарной передачи, приводится в движение солнечная шестерня. Соответственно генератор, который в данный момент не нагружен, электроэнергию не вырабатывает.
Второй режим - нормальная езда (включаем пульт "нормальная езда", рис.4).
При увеличении скорости движения автомобиля для запуска ДВС производится кратковременная блокировка солнечной шестерни при помощи генератора, что создает (за счет того, что эпицикл вращает сателлиты) усилие, достаточное для перемещения водила и прокручивания соединенного с ним коленчатого вала
ДВС. После запуска ДВС крутящий момент от него поступает обратно через сателлиты, находящиеся на вращающемся водиле, на эпицикл и далее - на ведущие колеса, а также на солнечное колесо. Необходимо отметить, что агрегат, обозначенный здесь как передний электромотор, на самом деле состоит из совершенно независимых генератора и непосредственно электродвигателя, приводящего переднюю ось. Генератор, вращаемый солнечным колесом, подает электроэнергию через блок регулирования мощности либо на аккумуляторную батарею, либо на электродвигатель в самых разных сочетаниях, а иногда и аккумулятор помогает при разгоне. При равномерном движении, как правило, задействован только передний привод.
Рис. 4. Схема распределения электрической и механической энергии и работа планетарного механизма в режиме «нормальная езда»
Третий режим - разгон (включаем пульт "разгон", рис.5).
Принр работы силовой установки гибридного автомобиля
Рис. 5. Схема распределения электрической и механической энергии и работа планетарного механизма в режиме «разгон»
При максимальном ускорении, когда и ДВС, и электродвигатели вращают ведущие колеса, аккумуляторная батарея подает на электродвигатель дополнительную энергию, что повышает мощность на колесах. При этом замедление вращения или даже полная
Irai
Транспорт
остановка солнечного колеса позволяют направить большую часть крутящего момента ДВС через сателлиты на эпицикл и далее - на ведущие колеса. Задняя ось питается только от аккумуляторов. Максимальное ускорение осуществляется на полном приводе.
Четвертый режим - торможение, замедление (включаем пульт "торможение", рис.6).
пР!5п работы силовой установки гибридного автомобиля
Планетарный механизм
*
......»v....
Рис. 6. Схема распределения электрической и механической энергии и работа планетарного механизма в режиме «торможение, замедление»
При торможении электромоторы работают как генераторы, происходит рекуперация электроэнергии и соответственно идет зарядка аккумуляторов. Причем в зависимости от интенсивности торможения могут быть задействованы или оба электромотора, или только передний. ДВС может работать для создания опорного момента для генератора, может быть выключенным при неинтенсивном торможении, а может заряжать аккумуляторы.
ка"
Пятый режим - зарядка (включаем пульт "заряд-рис.7).
Рис. 7. Схема распределения электрической и механической энергии и работа планетарного механизма в режиме «зарядка батареи»
При остановке двигатель внутреннего сгорания или заряжает аккумуляторы (при этом за счет планетарного делителя мощности вращается только генератор, на колеса мощность не передается), или автоматически отключается для обеспечения экономии топлива. В зимних условиях двигатель работает на обогрев салона, так как отопитель питается теплом от двигателя.
Разработанный авторами комплекс позволяет облегчить изучение студентами и учащимися автомеханических специальностей вузов, колледжей и лицеев устройства и принципа работы силового агрегата гибридного автомобиля и системы его управления, что может сократить время и повысить качество подготовки специалистов.
Библиографический список
1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1998. Т. 1-2.
2. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. М.: БИНОМ, 2006. 60 .
3. Техническая документация на микроконтроллер pic16f877 фирмы microchip.
/http://ww1 .microchip.com/downloads/en/devicedoc/30292c.pdf
4. www.off-road-drive.ru
5. www.autoepc.net
УДК 656.132.004.122
ОБЛАСТЬ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРИОРИТЕТНОГО ПРОПУСКА ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА ЧЕРЕЗ РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПЕРЕКРЕСТКИ
А.А.Лыткина
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены способы повышения качества перевозочного процесса путем обеспечения приоритета городского пассажирского транспорта на регулируемых перекрестках. Приводятся критерии оценки эффективности активного и пассивного приоритета городского пассажирского транспорта. Определена область применения активного и
Лыткина Алла Александровна, ассистент кафедры менеджмента на автомобильном транспорте, тел.: (3952) 405353, e-mail: [email protected]
Lytkina Alla Alexandrovna, assistant of the chair of Management in Automobile Transport, tel.: (3952) 405353, e-mail: [email protected]
