ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 78
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
-
Методика расчета автомобиля с гибридной силовой установкой……………2
1.1 Методика тягово-динамического расчета для автомобилей с ГСУ….….2
1.2 Методика топливно-экономического расчета для автомобилей с ГСУ..4
2. Расчет тягово-динамических и топливно- экономических показателей автомобилей………………………………………………………….………9
2.1 Определение полной массы автомобиля………………………………..9
2.2 Подбор колеса и шин……………………………………………….…9
2.3 Выбор максимальной мощности силовой установки……………11
3. Расчет тягово-динамических и топливно-экономических показателей автомобилей………………………………………………………………...12
3.1 Выбор ДВС и построение его внешней скоростной характеристики…12
3.2 Выбор ЭМ и построение его скоростной характеристики…………….14
3.3 Топливно-экономический расчет………………………………………..15
4. Отечественные разработки гибридных автомобилей …………………..19
4.1 Разработка гибридной силовой установки…………………………….19
4.2 Разработка гибридного автомобиля в России……………………….…21
4.2.1 Накопитель энергии………………………………………………..22
4.2.2 Трансмиссия………………………………………………………..23
4.2.3. Предполагаемые технические характеристики………………….24
Заключение……………………………………………………………………...26
Список литературы……………………………………………………………..27
-
МЕТОДИКА РАСЧЕТА АВТОМОБИЛЯ С ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ
1.1 Методика тягово-динамического расчета для автомобилей с ГСУ
Методика традиционного тягово-динамического расчета включает в себя определение полной массы автомобиля, выбор двигателя внутреннего сгорания и построение его внешней скоростной характеристики, определение передаточных чисел, расчет тягово-динамических показателей, определение ускорения, времени пути разгона.
В применение к автомобилям с ГСУ методика тягово-динамического расчета требует доработки и должна учитывать взаимосвязь двигателя внутреннего сгорания и электрической машины, их взаимное расположение и вытекающие из этого особенности трансмиссии.
В зависимости от принципиальной схемы гибридной силовой установки различают последовательную и параллельную связь ДВС и ЭМ.
Методика тягово-динамического расчета автомобиля с последовательной схемой ГСУ сводится к методике тягово-динамического расчета электромобиля. Она включает в себя такие расчеты как определение внешней скоростной характеристики ЭМ, передаточного числа главной передачи, мощностного и тягово-динамического баланса автомобиля, ускорения, время пути и разгона.
Алгоритм расчета автомобиля с ГСУ последовательной схемы имеет вид:
- Определение полной массы автомобиля;
- Подбор колеса и шин;
- Выбор ЭМ и построение ее внешней скоростной характеристики;
- Определение передаточных чисел;
- Расчет тягово-динамических показателей;
- Расчет ускорения;
- Определение времени пути и разгона.
Выбор электрической машины производится аналогично выбору двигателя внутреннего сгорания. Для этого нужно найти необходимую мощность электрической машины для достижения максимальной скорости, воспользовавшись формулой:
(1)где ???????????????????? – коэффициент сопротивления дороги;
????тр.???????????????? – КПД трансмиссии при Vmax;
kF – аэродинамический коэффициент.
В зависимости от типа ТС и условий эксплуатации устанавливают коэффициент запаса мощности электродвигателя, который определяют его максимальную мощность.
Выбрав подходящий двигатель, необходимо построить его внешнюю ско- ростную характеристику. Зачастую внешняя скоростная характеристика данной машины известна.
Если внешняя скоростная характеристика не приведена, а известны лишь частные значения мощности и момента, то необходимо рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику. В зависимости от типа электрической машины вид внешней скоростной характеристики может различаться.
На автомобилях и других транспортных средствах применяются тяговые электродвигатели с «мягкой» механической характеристикой, показанной на рисунке 1.
????, с-1
Рисунок 1 – Внешняя скоростная характеристика электрической машины Такая характеристика описывается системой уравнений
Мкр = М???????????? при 0 ≤ ???? ≤ ???? ???? (2)
М = М???????????????????????????? при ???? ≤ ???? ≤ ???? (3)
кр ???? ???? ????????????
Или
???? = М???????????????? при 0 ≤ ???? ≤ ???? (4)
кр ???????? ????
????кр = ???????????????? при ???????? ≤ ???? ≤ ???? ????????????, (5)
где Mmax – максимальный крутящий момент ЭМ, Нм; Nmax – максимальная мощность ЭМ, кВт;
???? max – максимальная частота вращения вала ЭМ, 1/с;
х – отношение максимальной частоты вращения к номинальной, характеризующей тип ЭМ.
???? = ???????????????? (6)
????????
1.2 Методика топливно-экономического расчета для автомобилей с ГСУ Топливно-экономический расчет автомобиля с ГСУ сводится к определению
показателей топливной экономичности, регламентированных нормативными документами, отечественным ГОСТ 20306-90 и международным Правилом ЕЭК ООН №015. К данным показателям относятся контрольный расход топлива, расход топлива в магистральном и городском цикле, топливная характеристика установившегося движения.
Наибольшую актуальность представляют оценочные показатели топливной экономичности в
городском и магистральном цикле, в наибольшей степени характеризующие реальные условия эксплуатации автомобиля.
Городской и магистральный цикл представлены в нормативных документах соответствующими ездовыми циклами. В нашей стране в настоящее время при- меняется на основание ГОСТ 20306-90 NEDC (New European Driving Cycle) опи- санный в Правилах ЕЭК ООН №015
Так же в его описании приведены значения величин ускорения при разгоне и замедлении, что позволяет построить график зависимости ускорения автомобиля от времени за весь цикл
Зная зависимость ускорений от времени и значение скорости в ездовом цикле можно из уравнения движения автомобиля найти силу на ведущих колесах выбранного автомобиля.
где:
Рк – сила на колесе, Н;
Рд – сила сопротивления дороги, Н;
Рв – сила сопротивления воздуху, Н;
Ри – приведенная сила инерции автомобиля, Н.
М – крутящий момент силовой установки, Нм;
iтр – передаточное отношение трансмиссии;
????тр – КПД трансмиссии; rк – радиус колеса, м;
m – масса автомобиля, кг;
kF – фактор обтекаемости, Н*с2/м2;
???? – коэффициент учета вращающихся масс; V – скорость автомобиля, м/с;
а – ускорение, м/с2.
(13)Приняв допущение, что буксование отсутствует, частота вращения и мощность будут соответствовать следующим равенствам:
В случае с традиционными автомобилями с ДВС это позволило определить режим работы ДВС в каждый момент времени. И по топливно-экономической
характеристике рассчитать мгновенный расход топлива в каждый момент времени ездового цикла (рисунок 12).
Следовательно, часовой расход топлива в каждый промежуток времени определяется по формуле:
???? = ???????????? , (16)
где:
???????? – удельный расход топлива двигателя, г/кВтч.
Путевой расход топлива за цикл в литрах на 100 км равен:
(17)где:
рт – плотность топлива, кг/м3;
S – путь, пройденный за цикл, км.
Для автомобиля с последовательной ГСУ аналогично автомобилю с ДВС, расчет топливно-экономических показателей за ездовой цикл определяется по режимам работы тяговой ЭМ в каждый момент времени. И по характеристике эффективности ЭМ рассчитать мощность, потребляемую электродвигателем.
(18)где: ????эм – КПД ЭМ.
А также расход энергии за весь ездовой цикл:
????эм = ∫ ???????????? (19)
Такое же количество энергии должна вырабатывать генераторная установка на основе ДВС.
????эм = ????гэм (20)
ДВС, равна: Приняв допущение, что режим работы генератора проходит в зоне максимальной эффективности, тогда энергия, выработанная
????ДВС = ????г????г???????????? (21)
где: ????г???????????? – максимальный КПД генератора.
А ДВС также работает в зоне максимальной эффективности, при минимальном удельном расходе, с часовым расходом:
???????????????? = ???????????????? ????, (22)
Где: ???????????????? – минимальный