Тенденції розвитку різних систем автомобіля, пов'язані з підвищенням економічності, надійності, комфорту і безпеки руху, призводять до того, що роль електрообладнання, зокрема електроприводу допоміжних систем, неухильно зростає. В даний час навіть на вантажних автомобілях встановлюється мінімум 3-4 електродвигуна, а на легкових - 5 і більше, в залежності від класу.
електроприводомназивається електромеханічна система, що складається з електродвигуна (або декількох електродвигунів), передавального механізму до робочої машині і всієї апаратури для керування електродвигуном. Основними пристроями автомобіля, де знаходить застосування електропривод, є опалювачі і вентилятори салону, опалювачі, скло і фароочістітелей, механізми підйому стекол, антен, переміщення сидінь і ін.
Вимоги, що пред'являються до електродвигунів, що встановлюються в тому чи іншому вузлі автомобіля, обумовлені режимами роботи цього вузла. При виборі типу двигуна необхідно зіставити умови роботи приводу з особливостями механічних характеристик різних видів електродвигунів. Прийнято розрізняти природну і штучну механічні характеристики двигуна. Перша відповідає номінальним умовам його включення, нормальною схемою з'єднань і відсутності будь-яких додаткових елементів в ланцюгах двигуна. Штучні характеристики виходять при зміні напруги на двигуні, включення додаткових елементів у ланцюзі двигуна і з'єднанні цих ланцюгів по спеціальних схемах.
Структурна схема електронної системи управління підвіскою
Одним з найбільш перспективних напрямків у розвитку електроприводу допоміжних систем автомобіля є створення електродвигунів потужністю до 100Вт з порушенням від
постійних магнітів. Застосування постійних магнітів дозволяє значною мірою підвищити техніко-економічні показники електродвигунів: зменшити масу, габаритні розміри підвищити ККД. До переваг слід віднести відсутність обмотки збудження, що спрощує внутрішні з'єднання, підвищує надійність електродвигунів. Крім того, завдяки незавісімомувозбужденію все електродвигуни з постійними магнітами можуть бути реверсивними.
Принцип дії електричних машин з постійними магнітами аналогічний загальновідомого принципу дії машин з електромагнітним збудженням - в електродвигуні взаємодія полів якоря і статора створює обертовий момент. Джерело магнітного потоку в таких електродвигунах - постійний магніт. Корисний потік, що віддають магнітом в зовнішній ланцюг, не є постійним, а залежить від сумарного впливу зовнішніх розмагнічуються факторів. Магнітні потоки магніту поза системою електродвигуна і в електродвигуні в зборі різні. Причому для більшості магнітних матеріалів процес розмагнічування магніту незворотній, так як повернення з точки з меншою індукцією в точку з більшою індукцією (наприклад при розбиранні і збірці електродвигуна) відбувається по кривим повернення, що не збігається з кривою розмагнічування (явище гістерезису). Тому при складанні електродвигуна магнітний потік магніту стає менше, ніж він був перед розбиранням електродвигуна.
У зв'язку з цим важливою перевагою використовуваних в автотракторної промисловості оксидно-барієвих магнітів є не тільки їх відносна дешевизна, але і збіг в певних межах кривих повернення і розмагнічування. Але навіть в них при сильному розмагнічувати впливі магнітний потік магніту після зняття розмагнічуються впливів стає менше. Тому при розрахунку, з постійними магнітами дуже важливим є правильний вибір обсягу магніту, що забезпечує не тільки робочий режим електродвигуна, а й стабільність робочої точки при впливі максимально можливих розмагнічуються факторів.
Електродвигуни передпускових підігрівачів.Опалювачі використовуються для забезпечення надійного пуску ДВС при низьких температурах .. Призначення електродвигунів цього типу - подача повітря для підтримки горіння в бензинових подогревателях, подача повітря, палива і "забезпечення циркуляції рідини в дизелях.
Особливістю режиму роботи є те, що при таких температурах необхідно розвивати великий пусковий момент і функціонувати нетривалий час. Для забезпечення цих вимог електродвигуни передпускових підігрівачів виконуються з послідовною обмоткою і працюють в короткочасному і повторно-короткочасному режимах. Залежно від температурних умов електродвигуни мають різну тривалість включення: при мінус 5 ... мінус 10 "С не більше 20 хв; при мінус 10 ... мінус 2.5 ° С не більше 30 хв; при мінус 25 ... мінус 50 ° С не більше 50 хв.
Номінальна потужність більшості електродвигунів в передпускових подогревателях становить 180 Вт, частота їх обертання дорівнює 6500 хв "1.
Електродвигуни для приводу вентиляційних і опалювальних установок.Вентиляційні та опалювальні установки призначені для обігріву та вентиляції салонів легкових автомобілів, автобусів, кабін вантажних автомобілів і тракторів. Дія їх засновано на використанні тепла двигуна внутрішнього згоряння, а продуктивність в значній мірі залежить від характеристик електроприводу. Всі електродвигуни такого призначення є двигуни тривалого режиму роботи, експлуатовані при температурі навколишнього середовища мінус 40 ... + 70 ° С. Залежно від компонування на автомобілі опалювальної і вентиляційної установок електродвигуни мають різний напрямок обертання. Ці електродвигуни одно- або двохшвидкісні в основному, з порушенням від постійних магнітів. Двошвидкісні електродвигуни забезпечують два режими роботи опалювальної установки. Частковий режим роботи (режим нижчої швидкості, а отже, і нижчої продуктивності) забезпечується за рахунок додаткової обмотки збудження.
Крім опалювальних установок, що використовують тепло ДВС, знаходять застосування опалювальні установки незалежного дії. У цих установках електродвигун, що має два вихідних валу, приводить в обертання два вентилятора, один направляє холодне повітря в теплообмінник, а потім в опалювальне приміщення, інший подає повітря в камеру горіння.
Застосовувані на цілому ряді моделей легкових і вантажних автомобілів електродвигуни опалювачів мають номінальну потужність 25-35 Вт і номінальну частоту обертання 2500-3000 хв 1.
Електродвигуни для приводу стеклоочістітел'них установок.До електродвигунів, використовуваним для приводу склоочисників, пред'являються вимоги забезпечення жорсткої механічної характеристики, можливості регулювання частоти обертання при різних навантаженнях, підвищеного пускового моменту. Це пов'язано зі специфікою роботи склоочисників - надійної і якісної очистки поверхні вітрового скла в різних кліматичних умовах.
Для забезпечення необхідної жорсткості механічної характеристики використовуються двигуни з порушенням від постійних магнітів, двигуни з паралельним і змішаним збудженням, а для збільшення моменту і зниження частоти обертання використовується спеціальний редуктор. У деяких електродвигунах редуктор виконаний як складова частина електродвигуна. В цьому випадку електродвигун називають моторедуктором. Зміна швидкості електродвигунів з електромагнітним збудженням досягається зміною струму збудження в паралельній обмотці. У електродвигунах з порушенням від постійних магнітів зміна частоти обертання якоря досягається установкою додаткової щітки.
На рис. 8.2 приведена принципова схема електроприводу склоочисника СЛ136 з електродвигуном на постійних магнітах. Режим переривчастої роботи склоочисника здійснюється включенням перемикача 5Ав положення III. В цьому випадку ланцюг якоря 3 електродвигуна склоочисника є наступною: «+» акумуляторної батареї GВ -термобиметаллический перетворювач 6 - перемикач SА(Конт. 5, 6) - контакти K1: 1 - SА(Конт. 1, 2) - якір - «маса». Паралельно якоря через контакти К1: 1до акумуляторної батареї підключається чутливий елемент (нагрівальна спіраль) електротеплового реле КК1.Через певний час нагрівання чутливого елемента призводить до розмикання контактів електротеплового реле КК1: 1.Це викликає розмикання ланцюга харчування обмотки реле К1.Це реле відключається. його контакти К1: 1розмикаються, а контакти К1: 2стають замкнутими. Завдяки контактам реле К1: 2і контактам кінцевого вимикача 80 електродвигун залишається підключеним до акумуляторної батареї до тих пір, поки щітки склоочисника не займуть вихідне положення. У момент укладання щіток кулачок 4 розмикає контакти 80, в результаті чого електродвигун зупиняється. Чергове включення електродвигуна відбудеться, коли чутливий елемент електротеплового реле КК1охолоне і це реле знову відключиться. Цикл роботи склоочисника повторюється 7-19 разів на хвилину. Режим малій швидкості забезпечується шляхом включення перемикача в положення І. При цьому харчування якоря 3 електродвигуна здійснюється через додаткову щітку 2, встановлену під кутом до основних щіток. В цьому режимі струм проходить тільки по частині обмотки якоря 3. що є причиною зменшення частоти обертання якоря. Режим великій швидкості склоочисника відбувається при установці перемикача ЗАв положення I. При цьому харчування електродвигуна здійснюється через основні щітки і струм проходить по всій обмотці якоря. При установці перемикача ЗАв положення IV напруга подається на якорі 3 і 1 електродвигунів склоочисника і омивача вітрового скла і відбувається їх одночасна робота.
Мал. 8.2. Принципова схема електроприводу склоочисника:
1 - якір електродвигуна омивача; 2 - додаткова щітка;
3 - якір електродвигуна склоочисника; 4 - кулачок;
5 - реле часу; б - термобиметаллический запобіжник
Після виключення склоочисника (положення перемикача «О» -)завдяки кінцевому вимикача 50 електродвигун залишається включеним до моменту укладання щіток в початкове положення. У цей момент кулачок 4 розімкнеться ланцюг і двигун зупиниться. У ланцюг якоря 3 електродвигуна включений термобиметаллический запобіжник 6, який призначений для обмеження сили струму в ланцюзі при перевантаженні.
Робота склоочисника при мряці або слабкому снігу ускладнюється тим, що на вітрове скло потрапляє мало вологи. З цієї причини збільшуються тертя і знос щіток, а також витрата енергії на очищення скла, що може викликати перегрів приводного двигуна. Періодичність включення на один - два такту і вимикання, здійснюване водієм вручну, незручні, та й небезпечні, тому що увага водія на короткий час відволікається I від керування автомобілем. Тому для організації короткочасного включення склоочисника система управління електродвигуном доповнюється електронним регулятором тактів, який через певні проміжки часу автоматично вимикає електродвигун склоочисника на один - два такту. Інтервал між зупинками склоочисника може змінюватися в межах 2-30 с. Більшість моделей електродвигунів склоочисників має номінальну потужність 12-15 Вт і номінальну частоту обертання 2000-3000 хв "1.
У сучасних автомобілях набули поширення склообмивачі переднього скла і фароочістітелей з електричним приводом. Електродвигуни омивача і фароочістітелей працюють в повторно-короткочасному режимі і виконуються з порушенням від постійних магнітів, мають невелику номінальну потужність (2,5-10 Вт).
Крім перерахованих призначень, електродвигуни використовуються для приводу різних механізмів: підйому стекол дверей і перегородок, переміщення сидінь, приводу антен та ін. Для забезпечення великої пускового моменту ці електродвигуни
НАМИ-0189Е показана на рис. 3.6.
Мал. 3.6. Схема електроприводу з перемиканням секцій батареї і регулюванням щодо порушення
Тяговий двигун М живиться від двох блоків тягової батареї GB1 і GB2, які включаються в його ланцюг або паралельно, або послідовно за допомогою контакторів КБ. У якірного ланцюга двигуна, крім того, знаходяться пускові резистори R1 і R2, шунтіруемой контактором КШ. Струм збудження двигуна регулюється тиристорним імпульсним перетворювачем, що містить основний тиристор V2 і коммутирующий - V3. Реверс двигуна проводиться контактором КР, переключающим полярність напруги на обмотці збудження ОВ. Режими роботи електроприводу задаються спеціальним командоконтролерів. Цей апарат, керований водієм, містить перемикачі режимів, а також індуктивний задатчик, положення якого визначає за допомогою блоку управління Б У величину струму збудження. У свою чергу, струм збудження двигуна визначає величину струму якоря
(3.3)
а також динамічний момент на валу двигуна
У сталих режимах роботи двигуна Мдину = 0 і з виразу (3.4) випливає, що струм збудження визначає частоту обертання згідно з формулою
(3.5)
де UП - напруга живлення ланцюга якоря двигуна; причому
№1 - коли КБ вимкнений
№2 - коли КБ включений
За допомогою блоку управління БУ негативними зворотними зв'язками за струмом батареї і мали піти на обмотці збудження двигуна здійснюється стабілізація заданих значень струму збудження і струму батареї, а тим самим і режимів руху відповідно до виражень (3.4) і (3.5).
При рушанні електромобіля блоки батареї з'єднані паралельно, включенням контактора До починається пуск двигуна на першій реостатній ступені через резистор RI. Порушення двигуна встановлюється при цьому близьким до максимального. Подальше натискання на педаль ходу і вплив тим самим на командоконтролер при розгоні викликає включення другої реостатній ступені шляхом підключення паралельно резистори RI резистора # 2 через тиристор VI. При зниженні пускового струму включається контактор КШ і закорачивает пускові реостати. Тиристор VI при цьому повертається в відключене стан. Подальше управління проводиться зміною струму збудження. При досягненні швидкості 30 км / ч командо-контролером здійснюється перемикання блоків батареї на послідовне з'єднання і триває управління за допомогою зміни струму збудження.
Рекуперативне гальмування настає при збільшенні струму збудження і зростанні через це ЕРС двигуна. Через діод V починає протікати струм заряду батареї як при послідовному з'єднанні блоків, так і при паралельному. Діапазон можливого рекуперативного генераторного гальмування Др залежить від використовуваного ослаблення потоку збудження двигуна і може бути визначений з такою залежністю.
Прогрес не стоїть на місці і все рухається вперед і розвивається. Це відноситься і до систем електроприводів. Поява частотно-регульованих електроприводів і різних способів управління ними вносить свої корективи в ступінь розвитку цих пристроїв. І це призвело до того, що асинхронний електропривод поступово починає заміняти машини постійного струму в тягових системах - електропоїздах, тролейбусах, магістральних електровози. Чи не виключення і автомобільна техніка.
Сучасні реалії такі, що експлуатація та обслуговування приводів постійного струму в екскаваторах і великовантажних самоскидах пов'язане з цілою низкою незручностей, але сучасний розвиток науки, а також наявність необхідної елементної бази значно полегшило вирішення цього завдання. Саме тому в 2005 році конструктори «Силових машин» приступили до створення нової лінійки електроприводів - асинхронних (частотних). Вони розробляються спеціально для вироблених ВАТ «БелАЗ» навантажувачів і кар'єрних самоскидів, а також потужних екскаваторів, що випускаються заводами «Уралмаш» і «Ижорские заводи».
Тяговий асинхронний електропривод
Система асинхронний двигун - перетворювач частоти на сьогоднішній день, мабуть, найскладніша з систем електроприводів. В основі тягового асинхронного приводу лежить векторне управління. Також необхідно забезпечити багаторівневу систему захистів і сигналізації для безпечної роботи систем, і, відповідно системи програмного забезпечення і візуалізації для забезпечення можливості моніторингу параметри програми.
Але крім значного ускладнення системи управління тяговим асинхронним електроприводом він володіє значними перевагами, в порівнянні зі старими системами постійного струму, які використовувалися в кар'єрних самоскидах ВАТ «БелАЗ»:
- Відсутність колекторно-щіткового вузла, властивого системі, що зменшує витрати на експлуатацію значно.
- Крім того, тяговий електродвигун розташований так, що електрику необхідно буквально протискуватися до нього, що теж висуває особливі вимоги до обслуговуючого персоналу.
- При незадовільному стані колектора можуть знадобиться більш складні ремонтні роботи - а це простий і збитки. У асинхронної машині колектора просто немає.
- При роботі на постійному струмі перемикання між тяговим і гальмівним режимом вироблялося механічно - за допомогою контакторів. В системі з АТ перемикання виробляються силовими вентилями, за допомогою алгоритмів управління ПЧ.
Вартість. За та проти
Вартість тягового асинхронного електроприводу досить висока і це відлякує. Але крім витрат на придбання, монтаж і пуско-наладку існують витрати і на експлуатацію. За рахунок того, що щітково-колекторний вузол в АТ з КЗ ротором
відсутня, то значно знижуються витрати на експлуатацію. Адже основним слабким місцем машин постійного струму є саме колекторний вузол, який необхідно періодично чистити, міняти щітки, а іноді і сам колектор. Також асінхроннікі менше за габаритними розмірами, ніж ДПТ. Перетворювачі частоти обладнані пристроями діагностики та сигналізації, що допомагає знаходити і усувати несправності. Також при виході з ладу якогось елементу досить замінити осередок або силовий модуль пристрою, і воно готове до роботи.
Система управління тяговим електроприводом автомобіля
Вступ
автомобіль електропривод тягової датчик
Актуальність розробки тягового електроприводу гібридного автомобіля полягає в більш правильному використанні енергії, в підвищенні екологічності автомобіля і в більш економічному обслуговуванні автомобіля, за рахунок зменшення витрати палива. Він забезпечує необхідну потужність, тягову силу, необхідну швидкість руху автомобіля при різних умовах руху.
Наукова новизна.
Наукова новизна полягає у відсутності необхідності встановлювати двигун з розрахунку пікових навантажень експлуатації. У момент, коли необхідне різке посилення тягового навантаження, в роботу включаються одночасно як електродвигун, так і звичайний двигун (а в деяких моделях і додатковий електродвигун). Це дозволяє заощадити на установці менш потужного двигуна внутрішнього згоряння, що працює основний час в найбільш сприятливому для себе режимі. Таке рівномірне перерозподіл і накопичення потужності, з подальшим швидким використанням, дозволяє використовувати гібридні установки в автомобілях спортивного класу і позашляховиках.
Практична значимість.
Практична значимість полягає в тому, що економиться мінеральне паливо (не заповнює ресурс), зменшується забруднення навколишнього середовища, економиться дуже цінний ресурс для людини, такий як час (виняток половини заїздів на заправні станції).
1. Вихідні дані і постановка задачі
Основним завданням системи керування силовою установкою гібридного автомобіля є забезпечення найбільш економічного та екологічно безпечного режиму роботи ДВС за рахунок перерозподілу навантаження між ДВС, допоміжним двигуном і контуром рекуперації енергії.
Додатковими завданнями системи є:
) Забезпечення рекуперації енергії гальмування автомобіля.
) Забезпечення необхідної розгінної динаміки автомобіля за рахунок використання допоміжної силової установки і накопичувача енергії.
) Забезпечення режиму старт - стоп з мінімальним періодом холостого ходу ДВС в разі короткочасної зупинки автомобіля.
Початкові дані.
Взято автомобіль Volkswagen Touareg
Нижче на малюнках (рис. 1 і рис. 2) наведені його технічні характеристики, які будуть вихідними даними до моєї роботи і його зовнішній вигляд.
Мал. 1 Вихідні дані
Мал. 2 Зовнішній вигляд Volkswagen Touareg
1.1 Класифікація існуючих систем
Для того щоб вивчити тяговий електропривод гібридного автомобіля, потрібно визначитися, яку з трьох існуючих схем вибрати. Це класифікація за способом взаємодії ДВС і електромотора.
Послідовна схема.
Це - найпростіша гібридна конфігурація. ДВС використовується тільки для приводу генератора, а вироблювана останнім електроенергія заряджає акумуляторну батарею і живить електродвигун, який і обертає провідні колеса.
Це позбавляє від необхідності в коробці передач і зчепленні. Для підзарядки акумулятора також використовується рекуперативного гальмування. Свою назву схема отримала тому, що потік потужності надходить на провідні колеса, проходячи ряд послідовних перетворень. Від механічної енергії, що виробляється ДВС в електричну, що виробляється генератором, і знову в механічну. При цьому частина енергії неминуче втрачається. Послідовний гібрид дозволяє використовувати ДВС малої потужності, причому він постійно працює в діапазоні максимального ККД, або ж його можна зовсім відключити. При відключенні ДВС електродвигун і батарея в змозі забезпечити необхідну потужність для руху. Тому вони, на відміну від ДВС, повинні бути більш потужними, а, значить, вони мають і велику вартість. Найбільш ефективна послідовна схема при русі в режимі частих зупинок, гальмувань і прискорень, рух на низькій швидкості, тобто в місті. Тому використовують її в міських автобусах та інших видах міського транспорту. За таким принципом працюють також великі кар'єрні самоскиди, де необхідно передати великий крутний момент на колеса, і не потрібні високі швидкості руху.
паралельна схема
Тут провідні колеса приводяться в рух і ДВС, і електродвигуном (який повинен бути оборотним, тобто може працювати в якості генератора). Для їх узгодженої паралельної роботи використовується комп'ютерне управління. При цьому зберігається необхідність у звичайній трансмісії, і двигуну доводиться працювати в неефективних перехідних режимах.
Момент, що надходить від двох джерел, розподіляється в залежності від умов руху: в перехідних режимах (старт, прискорення) в допомогу ДВС підключається електродвигун, а в усталених режимах і при гальмуванні він працює як генератор, заряджаючи акумулятор. Таким чином, в паралельних гібридах більшу частину часу працює ДВС, а електродвигун використовується для допомоги йому. Тому паралельні гібриди можуть використовувати меншу акумуляторну батарею, в порівнянні з послідовними. Так як ДВС безпосередньо пов'язаний з колесами, то і втрати потужності значно менше, ніж в послідовному гібриді. Подібна конструкція досить проста, але її недоліком є те, що оборотна машина паралельного гібрида не може одночасно приводити в рух колеса і заряджати батарею. Паралельні гібриди ефективні на шосе, але малоефективні в місті. Незважаючи на простоту реалізації цієї схеми, вона не дозволяє значно поліпшити як екологічні параметри, так і ефективність використання ДВС.
Прихильником такої схеми гібридів є компанія «Хонда». Їх гібридна система отримала назву Integrated Motor Assist (Інтегрований помічник двигуна). Вона передбачає, перш за все, створення бензинового двигуна зі збільшеним ККД І тільки тоді, коли двигуну стає важко, на допомогу йому повинен приходити електричний мотор. В цьому випадку система не вимагає складного і дорогого силового блоку управління, і, отже, собівартість такого автомобіля виявляється нижче. Система IMA складається з бензинового двигуна (який надає основний ресурс потужності), електромотора, який надає додаткову потужність і додаткової батареї для електромотора. Коли автомобіль з звичайним бензиновим двигуном сповільнюється, його кінетична енергія гаситься опором мотора (гальмування двигуном) або розсіюється у вигляді тепла при нагріванні гальмівних дисків і барабанів. Автомобіль з системою IMA починає гальмувати електромотором. Таким чином, електромотор працює як генератор, виробляючи електрику. Збережена при гальмуванні енергія запасається в батареї. І коли автомобіль знову почне прискорюватися, батарея віддасть всю накопичену енергію на розкрутку електромотора, який знову перейде на свої тягові функції. А витрата бензину зменшиться рівно настільки, скільки енергії було припасено при попередніх гальмуваннях. Загалом, в компанії Honda вважають, що гібридна система повинна бути максимально простою, електричний мотор виконує лише одну функцію - допомагає двигуну внутрішнього згоряння заощадити якомога більше пального. Honda випускає дві гібридні моделі: Insight і Civic.
Послідовно - паралельна схема
Компанія «Тойота» при створенні гібридів пішла своїм шляхом. Розроблена японськими інженерами система Hybrid Synergy Drive (HSD) об'єднує в собі особливості двох попередніх типів. У схему паралельного гібрида додається окремий генератор і дільник потужності (планетарний механізм). В результаті гібрид набуває рис послідовного гібрида: автомобіль рушає і рухається на малих швидкостях тільки на електротязі. На високих швидкостях і при русі з постійною швидкістю підключається ДВС. При високих навантаженнях (прискорення, рух в гору і т.п.) електродвигун додатково підживлюється від акумулятора - тобто гібрид працює як паралельний.
Завдяки наявності окремого генератора, що заряджає батарею, електродвигун використовується тільки для приводу коліс і при рекуперативному гальмуванні. Планетарний механізм передає частину потужності ДВС на колеса, а іншу частину на генератор, який або живить електродвигун, або заряджає батарею. Комп'ютерна система постійно регулює подачу потужності від обох джерел енергії для оптимальної експлуатації за будь-яких умов руху. У цьому типі гібрида більшу частину часу працює електродвигун, а ДВС використовується тільки в найбільш ефективних режимах. Тому його потужність може бути нижче, ніж в паралельному гібриді.
Важливою особливістю ДВС також є те, що він працює по циклу Аткінсона, а не по циклу Отто, як звичайні двигуни. Якщо робота двигуна організована по циклу Отто, то на такті впуску поршень, рухаючись вниз, створює в циліндрі розрідження, завдяки якому відбувається всмоктування в нього повітря і палива. При цьому в режимі малих оборотів, коли дросельна заслінка майже закрита, з'являються так зв. насосні втрати. (Щоб краще зрозуміти, що це таке, спробуйте, наприклад, втягнути повітря через затиснуті ніздрі). Крім того, при цьому погіршується наповнення циліндрів свіжим зарядом і відповідно підвищується витрата палива і викиди шкідливих речовин в атмосферу. Коли поршень досягає нижньої мертвої точки (НМТ), впускний клапан закривається. В ході такту випуску, коли відкривається випускний клапан, відпрацьовані гази ще знаходяться під тиском, і їх енергія безповоротно втрачається - це так зв. втрати випуску.
У двигуні Аткінсона на такті впуску впускний клапан закривається не поблизу НМТ, а значно пізніше. Це дає цілий ряд переваг. По-перше, знижуються насосні втрати, тому що частина суміші, коли поршень пройшов НМТ і почав рух вгору, виштовхується назад у впускний колектор (і використовується потім в іншому циліндрі), що знижує в ньому розрідження. Горюча суміш, виштовхується з циліндра, також забирає з собою частину тепла з його стінок. Так як тривалість такту стиснення по відношенню до такту робочого ходу зменшується, то двигун працює по так зв. циклу зі збільшеною ступенем розширення, при якому енергія відпрацьованих газів використовується більш тривалий час, тобто, зі зменшенням втрат випуску. Таким чином, отримуємо найкращі екологічні показники, економічність і більший ККД, але меншу потужність. Але в тому-то і суть, що мотор тойотовского гібрида функціонує в малонавантажених режимах, при яких цей недолік циклу Аткінсона не грає великої ролі.
До недоліків послідовно - паралельного гібрида слід віднести більш високу вартість, з огляду на те, що він потребує окремого генераторі, більшому блоці батарей, і більш продуктивної і складної комп'ютерної системи управління.
Система HSD установливается на хетчбек Toyota Prius, седані бізнес-класу Camry, вседорожниках Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, спортивному седані Lexus GS 450h і автомобілі люкс-класу - Lexus LS 600h. Ноу-хау компанії Тойота куплено компаніями Форд і Ніссан і використано при створенні Ford Escape Hybrid і Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius лідирує по продажах серед всіх гібридів. Витрата бензину в місті становить 4 л на 100 км пробігу. Це перший автомобіль, у якого споживання палива при русі в місті менше, ніж на шосе. На Паризькому автосалоні 2008 року була представлена модель Пріус plug-in hybrid.
1.2 Схеми системи управління тяговим електроприводом автомобіля
Легенда вхідних і вихідних сігналоввкл / викл. електродвігателягенераторасігнал натискання педалі тормозасігнал натискання електронної педалі акселераторачастота обертання двігателятемпература двігателяпріведеніе в дію розділового зчеплення
ДВС / електродвігателягенераторачастота обертання електродвігателягенераторатемпература електродвігателягенераторачастота обертання АКПраспознаваніе включеної передачітемпература гідравлічної системи АКПгідравліческій насос зчеплення, тиск
в гідравлічній сістемеАКП, перемикання передачтемпература силового електронного модуляконтроль кабелів високовольтної сістемитемпература високовольтної батареіконтроль напряженіядавленіе в гідравлічному приводі гальмової
системи, гальмівне давленіерегістрація частоти обертання колесараспознаваніе пристібання ременя безпеки
Легенда до електричних компонентамВисоковольтная батареяБлок управління двігателяБлок управління АКПСіловой модуль і блок упра ння електричного пріводаКоммутаціонний блок (EBox) Блок управління ABSБлок управління комбінації пріборовДіагностіческій інтерфейс шин даннихБлок управління подушок безпеки
Радіонавігаційна система RNS 850
Опис роботи:
Початок руху. Рух з малим навантаженням, невеликою швидкістю чи під невеликий ухил. Оскільки ДВС має низький ККД при малих навантаженнях, рух забезпечується за рахунок допоміжного двигуна, якщо запас енергії в накопичувачі достатній. В іншому випадку рух здійснюється з використанням ДВС.
Рівномірно рух. Система забезпечує найбільш ефективний режим роботи ДВС. У разі якщо крутний момент ДВС менше моменту опору, якої бракує потужність забезпечується за рахунок підключення допоміжного двигуна. Якщо оптимальний крутний момент більше моменту опору, надлишок потужності відводиться контуром рекуперації енергії.
Розгін. Необхідна розгінна динаміка забезпечується в основному за рахунок допоміжного двигуна при підтримці найбільш економічного режиму основного ДВС. При недостатньому запасі енергії в накопичувачі або нестачі потужності допоміжного двигуна додаткова потужність забезпечується основним ДВС.
Гальмування. Надлишок кінетичної енергії транспортного засобу утилізується в контурі рекуперації. При недостатній ефективності рекуперативного гальмування підключається система гідравлічного гальмування.
При зупинці і наявності енергії в накопичувачі, достатньої для рушання, ДВС відключається. Якщо збереженої енергії недостатньо. ДВС продовжує працювати до її необхідного пополненія.Високовольтная батареяСіловой модуль і блок управління
електричного пріводаБлок управління високовольтної батареіКоммутаціонний блок (EBox) Запобіжний пристрій 1Сервісний роз'єм високовольтної сістемиВентілятор 1 АКБ гібридного пріводаВентілятор 2 АКБ гібридного приводу
Електродвигун-генератор.
Ключовим елементом гібридного приводу є електродвигун-генератор.
В системі гібридного приводу він бере на себе виконання трьох найважливіших завдань:
Стартер для двигуна внутрішнього згоряння,
Генератор для зарядки високовольтної батареї,
Тяговий електродвигун для руху автомобіля.
Ротор обертається усередині статора безконтактно. У режимі генератора потужність електродвигуна генератора становить 38 кВт. У режимі тягового електродвигуна електродвигун-генератор розвиває потужність 34 кВт. Різниця припадає на потужність втрат, яка конструктивно властива кожній електромашини. Рух тільки на електричній тязі по рівній поверхні для Touareg з гібридним двигуном можливо до швидкості приблизно 50 км / год. Максимальна швидкість руху залежить від опору руху і степів і зарядки високовольтної батареї. Спеціальне зчеплення K0 розташовується в корпусі електродвигуна-генератора.
Електродвигун-генератор розміщений між двигуном внутрішнього згоряння і АКП.
Він являє собою синхронний двигун трифазного струму. За допомогою силового електронного модуля постійна напруга 288 В перетвориться в трифазне змінну напругу. Три фази напруга створюють в електродвигуні-генераторі трифазне електромагнітне поле.
У сервісній документації електродвігательгенератор позначається як «тяговий електродвигун для електричного приводу V141».
1.3 Датчики, що входять в систему
Датчик положення ротора.
Оскільки двигун внутрішнього згоряння, з його датчиками частоти обертання, в режимі електричного приводу механічно від'єднаний від електродвигуна-генератора, то останнім потрібні власні датчики для визначення положення і частоти обертання ротора. Для цих цілей в електродвигун-генератор інтегровано три датчика частоти обертання.
До них відносяться:
датчик 1 положення ротора тягового
електродвигуна G713
датчик 2 положення ротора тягового
електродвигуна G714
датчик 3 положення ротора тягового
Датчик положення ротора (ДПР) - деталь електродвигуна.
У колекторних електродвигунах датчиком положення ротора є щітково-колекторний вузол, він же є і комутатором струму.
У безколекторних електродвигунах датчик положення ротора може бути різних видів:
Магнітоіндукціонний (тобто в якості датчика використовуються власне силові котушки, але іноді використовуються додаткові обмотки)
Магнітоелектричний (датчики на ефекті Холла)
Оптикоелектричного (на різних оптопарах: світлодіод-фотодіод, світлодіод-фототранзистор, світлодіод-фототиристор).
Датчик температури тягового електродвигуна G712
Цей датчик інтегрований в корпус електродвігателягенератора і залитий полімером.
Датчик реєструє температуру електродвигуна генератора. Циркуляція охолоджувальної рідини є складовою частиною інноваційної системи регулювання температури. Сигнал датчика температури тягового електродвигуна використовується для управління продуктивністю охолодження високотемпературного контуру циркуляції охолоджуючої рідини. За допомогою електричного насоса системи охолодження і керованого насоса системи охолодження двигуна внутрішнього згоряння можна управляти всіма режимами роботи системи охолодження, починаючи з режиму відсутності циркуляції ОЖ в контурах охолодження, і закінчуючи режимом максимальної продуктивності системи охолодження.
Залежно від матеріалів використовуваних для виробництва терморезистивних датчиків розрізняють:
1.Резистивні детектори температури (РДТ). Ці датчики складаються з металу, найчастіше платини. В принципі, будь-який мета змінює свій опір при впливі температури, але використовують платину так як вона володіє довготривалою стабільністю, міцністю і відтворюваністю характеристик. Для вимірювань температур понад 600 ° С може використовуватися також вольфрам. Мінусом цих датчиків є висока вартість і нелінійність характеристик. 2.Крем'яні резистивні датчики. Переваги цих датчиків - хороша лінійність і висока довгострокова стабільністю. Також ці датчики можуть вбудовуватися прямо в мікроструктури. .Термістори. Ці датчики виготовляються з метал-оксидних сполук. Датчики вимірює тільки абсолютну температуру. Істотним недоліком термісторів є необхідність їх калібрування і великий нелинейностью, а також старіння, однак при проведенні всіх необхідних налаштувань можуть використовуватися для прецизійних вимірювань. 2. Діагностика
.1 Тестер діагностичний DASH CAN 5.17 вартість 16500 рублів. Функціональні можливості: Калібрування і коригування одометра; Додавання ключів до автомобіля, навіть якщо у вас немає всіх існуючий ключів Виробляє адаптацію ключа Читання login / секретні коди (SKC) Запис іденфікаціонного номера і номера іммобілайзера Завантажує і зберігає розшифрований блок іммобілайзера Зберігає (клонує) панель приладів за допомогою запису блоку іммобілайзера від файлу Зчитує і видаляє коди помилок CAN-ECU Використання: Кнопки: / SEAT / SKODA - натисніть цю кнопку щоб прочитати VDO останнього покоління. (Для прикладу підійде для GOLF V c 2003 по 06.2006. Деякі версії автомобілів SEAT і Skoda оснащені комбінаціями даного типу на моделях до 2009 року) - натисніть цю кнопку, щоб прочитати Passat B6. (В цих автомобілях Ви не можете отримати інформацію іммобілайзера з комбінації приладів, так як блок іммобілайзера є частиною модуля) A3 - натисніть цю кнопку, щоб прочитати AUDI A3 VDO комбінацію.A4 - натисніть цю кнопку, щоб прочитати AUDI A4 BOSCHRB4./TOUAREG - натисніть цю кнопку, щоб прочитати Phaeton і Touareg BOSCHRB4.EDC15 - дизельні автомобілі з 1999. Підтримує більшість автомобілів ВАГ группиі SKODA - обладнали свої автомобілі ECU.EDC16 - використовується на автомобілях з дизелем з 2002 року. Використовується на автомобілях останніх поколінь. * /MED9.5 - Двигун типу BOSCHME7. * Використовується на автомобілях таких як GolfI V або Audi TT. Ви можете прочитати наступні двигуни: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golf поки не поддержіваетсяCHANNELS - Натиснувши цю кнопку Ви адаптуєте EEprom блоку управління двигуном BOSCHME7.BOXES - Натиснувши цю кнопку Ви можете зчитувати реєстраційний код з іммобілайзера. Підходить для Audi A4 з 12 pin роз'ємом і коробки LT. Так само Ви можете зчитувати коробки з 1994 по 1998 рік, але тільки тоді коли адаптований ключ вставлений в запалювання. 2.2 Вирішення проблем
Самодіагностика системи. При виникненні несправності в високовольтної системі спалахує контрольна лампа. Символ контрольної лампи може бути оранжевого, червоного або чорного кольору. Залежно від виду несправності в високовольтної системі відображається символ відповідного кольору і попередження. висновок
У моїй роботі розглянута система управління тяговим електроприводом гібридного автомобіля. Так само розглянуті всі існуючі системи, все схемні рішення, розглянуті датчики входять в систему. Розглянуто самодиагностика системи і діагностування за допомогою зовнішнього приладу (тестера). Робота виконана в повному обсязі. Список літератури
1. Ютт В.Є. Електрообладнання автомобілів: Підручник для студентів вузів. - М .: Транспорт, 1995. - 304 c. Короткий автомобільний довідник. - М .: Трансконсалтінг, НИИАТ, 1994 - 779 с. 25 екз. Акімов С.В., Чижки Ю.П. Електрообладнання автомобілів - М .: ЗАТ Кжи «За кермом», 2001. - 384 с. 25 екз. Акімов С.В., Боровских Ю.І., Чижки Ю.П. Електричне та електронне обладнання автомобілів - М .: Машинобудування, 1988. - 280 с. Різник О.М., Орлов В.М. Електрообладнання автомобілів. - М .: Транспорт, 1983. - 248 с. Service Training Програма самонавчання 450 Touareg з гібридним силовим агрегатом.
