КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

редач. При разомкнутом сцеплении электродвигатель вращает ведущие колеса через агрегаты трансмиссии не вращая коленчатый вал ДВС и способен разогнать автомобиль до50 км/ч. Запуск ДВС обеспечивает система "старт – стоп" в конструктивном исполнении Valeo.

а)

1. ДВС. 2. Сажевый фильтр. 3. Стар- тер-генератор. 4. Электромотор. 5. Коробка передач. 6. Блок управления электромотором и преобразователь напряжения. 7. Аккумуляторная батарея. 8. Блок управления коробкой передач. 9. Высоковольтные кабели. 10. Сухое однодисковое сцепление.

б)

Рис. 3.7. Citroёn C4 HDi с КЭУ: а) КЭУ Сitroёn C4, б) Сitroёn C4

В отличие от Honda и Citroen на Porsche Cayenne, Volkswagen Touareg, Audi Q7 и Subaru B5-TPH, выполненных по той же схеме,

установлены электродвигатели большей мощности. Принцип построения КЭУ у них одинаковый: электродвигатель установлен между ДВС и автоматической коробкой передач (АКП). Чтобы при движении в электротяге не прокручивать вал ДВС, между ДВС и электродвигателем установлено фрикционное сухое однодисковое сцепление (рис. 3.8).

31

Рис. 3.8. Элементы КЭУ группы Porsche VW Audi.

Примеры автомобилей с такими КЭУ представлены на рис. 3.9,

3.10.

Рис. 3.9.

32

КЭУ Volkswagen Touareg

КЭУ Audi Q7

Рис. 3.10.

Такое же конструктивное исполнение КЭУ имеютBMW и Subaru (рис. 3.11, 3.12).

Рис. 3.11.

33

А - ДВС; В - преобразователь; С –обратимая электромашина; D - коробка пере-

дач; Е - блок управления; F - блок конденсаторов

КЭУ BMW Х3, Х5

КЭУ Subaru B5-TPH

Рис. 3.12.

Та же концепция встречается и на грузовых автомоблях. Приме-

ром может служить Mitsubishi Canter (рис. 3.13).

34

Mitsubishi Canter

КЭУ Mitsubishi Canter

Рис. 3.13. Грузовой автомобиль с КЭУ и его силовой агрегат.

Это были примеры автомобилей, у которых КЭУ с параллельной схемой передачи энергии выполнена с приводом от ДВС и ЭД на общую трансмиссию, причём, как в полноприводном (рис. 3.9, 3.11), так в одноприводном (рис. 3.13) вариантах.

Как было сказано выше,КЭУ с параллельной схемой передачи энергии может быть выполнена с приводом от ДВС и ЭД на общую трансмиссию и на разные оси. В связи с этим полный привод автомо-

35

биля может быть обеспечен двумя путями: привод от ДВС на одну ось и электропривод второй оси(рис. 3.14) или традиционный механический способ распределения мощности (рис. 3.9, 3.11).

Saab BioPower

1.Обратимая электромашина.

2.Никель-металлогидридная батарея.

3.Блок управления КЭУ. 4. Система "старт-стоп". 5. Шестиступенчатая КП. 6. Дизельный ДВС. 7. Задняя

подвеска. 8. Передняя подвеска.

Peugeot 3008

Рис. 3.14. Примеры автомобилей, КЭУ которых использует параллельную схему передачи энергии с приводом от ДВС и ЭД на разные оси.

Одним из конструктивных исполнений КЭУ с параллельной схемой передачи энергии с приводом на общую трансмиссию являет-

ся Torquesplit Hybrid – схема с двумя сцеплениями, выполненная на основе конструкции коробки передачDSG (Direkt Schalt Getriebe). Такая КЭУ и её компоненты представлены на рис. 3.15.

36

Вариант Torquesplit Hybrid с одним электродвигателем.

Электродвигатель

Вариант Torquesplit Hybrid с

двумя электродвигателями.

Силовой агрегат в сборе.

Рис. 3.15. Варианты исполнения КЭУ с параллельной схемой передачи энергии с двумя сцеплениями (Torquesplit Hybrid).

МАМИ имеет собственную разработку КЭУ с параллельной схемой передачи энергии с приводом от ДВС и ЭД на разные оси. Это экспериментальный автомобиль-лаборатория, выполненный на агрегатах УАЗ - 3153, который неоднократно проходил стендовые и дорожные испытания, демонстрируя значительную экономию топлива

(до 45%).

Конструкция этого экспериментального автомобиля позволяет реализовывать восемь различных режимов движения с возможностью варьирования как типа привода, так и типа двигателей. Компоновоч-

37

ная схема экспериментального автомобиля, представленная на рис. 3.16, запатентована [6].

Рис. 3.16. Компоновочная схема экспериментального автомобиля с КЭУ.

Такая компоновочная схема реализуется с минимальными затратами на производство при изготовлении автомобиля с КЭУ на базе серийно выпускаемых автомобилей. Шасси экспериментального автомобиля с расположенными на нём элементами системы тягового электрооборудования представлено на рис. 3.17.

обратимая

электромашина

Рис. 3.17. Шасси экспериментального автомобиля с КЭУ

38

Целью создания экспериментального автомобиля с КЭУ была реализация на одном автомобиле различных схем привода от разных источников энергии, что обеспечивает реальную оценку и количественное сопоставление преимуществ и недостатков каждой из них. В связи с этим спроектирована и изготовлена принципиально иная раздаточная коробка [34]: с одной стороны к ней подводится крутящий момент от ДВС, а с другой – от обратимой электрической машины, работающей как в режиме тягового электродвигателя, так и в режиме генератора. Благодаря модернизированной раздаточной коробке на автомобиле можно реализовать 8 режимов движения:

–с передним приводом от ЭД;

–с задним приводом от ЭД, от ДВС, от обоих двигателей;

–с полным блокированным приводом: от ЭД, от ДВС, от обоих двигателей;

–с полным разблокированным приводом: задний мост – от ДВС, передний мост – от ЭД.

При этом фактически реализуются дифференциальный и блокированный межосевой приводы. Причём режим разблокированного полного привода колёс может длительно использоваться на дорогах с высоким коэффициентом сцепления, т. е. является постоянным полным приводом, не требующим введения в конструкцию трансмиссии межосевого дифференциала.

Таким образом, применённая на опытном образце автомобиля компоновочная схема комбинированной энергетической установки при новой раздаточной коробке обеспечивает возможность варьирования как типом используемой энергетической установки, так и типом привода. При этом использование промежуточных агрегатов при передаче мощности не требуется, что повышает КПД трансмиссии автомобиля. Возможность движения с полным приводом обеспечивается и при выключенном ДВС. Всё перечисленное в совокупности упрощает конструкцию, снижает массу автомобиля и затраты на его производство, обеспечивает возможность проведения испытаний как на полноприводном, так и на неполноприводном стендах с беговыми барабанами.

Общий вид раздаточной коробки, её конструкция и установка на автомобиле представлены на рис. 3.18, 3.19.

39

2 1

3

него моста.

Рис. 3.18. Общий вид и конструкция раздаточной коробки

Рис. 3.19. Установка раздаточной коробки

Остальные агрегаты штатного автомобиля на данном этапе разработки остались неизменными. Подробное описание конструкции, техническая характеристика и полученные результаты испытаний по расходу топлива и выбросам вредных веществ изложены в публика-

циях [11, 12, 13, 14, 15, 24, 30, 31, 32].

Разработка системы тягового электрооборудования выполнена на основе производимых в настоящее время прогрессивных компонентов ОАО НПП "КВАНТ".

40