close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Полянский Алексей Владимирович. Методика оценки технического состояния гибридных силовых установок, г.Орел

код для вставки
1
2
3
4
АННОТАЦИЯ
Выпускная квалификационная работа посвящена оценке технического
состояния гибридных силовых установок
В первой главе произведена оценка продаж гибридных силовых
установок по всему миру, России.
Во второй главе рассмотрены особенности конструкции и анализ
эксплуатации автомобилей с ГСУ.
В третьей главе выдвинута методика оценки технического состояния
ГСУ
ABSTRACT
Final qualification work is devoted to the evaluation of the technical state of
hybrid power plants
In the first chapter, the sales of hybrid powerplants have been estimated
worldwide, in Russia.
In the second chapter, features of the design and analysis of the operation of
cars with GSM are considered.
In the third chapter, a technique for assessing the technical state of the GSM
5
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...7
Глава 1. ОЦЕНКА ГИБРИДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ…………………………...9
1.1
Объемы продаж легковых автомобилей с ГСУ по всему миру…..9
1.2
Самые продаваемые гибридные автомобили в России………….19
1.3
Зарождение производства автомобилей с ГСУ в России………..23
1.4
Большие проекты, реализуемые при поддержке государства…..27
1.5
Проекты, реализуемые за счѐт отраслевых предприятий……….30
Глава 2. Особенности конструкции и анализ эксплуатации автомобилей с
ГСУ……………………………………………………………………………….33
2.1 Виды схем гибридного привода……………………………………...33
2.2 Параллельная система ГСУ…………………………………………39
2.3 Тактика поддержания работоспособности элементов ГСУ………..40
2.4 Задачи…………………………………………………………………..45
Выводы по главе…………………………………………………………………46
Глава 3. Методика оценки технического состояния ГСУ автомобилей……..47
3.1 Обобщенное техническое описание методики……………………...47
3.2 Выбор параметров оценки технического состояния ГСУ………….49
3.3 Разработка диагностических матриц выявления отказов и
неисправностей элементов ГСУ………………………………………………...52
3.4 Разработка способов определения параметров оценки технического
состояния ГСУ на автомобиле………………………………………………….56
3.5 Алгоритм расчѐта параметров оценки технического состояния
ГСУ……………………………………………………………………………….60
Выводы по главе…………………………………………………………………68
6
Общие выводы…………………………………………………………………...69
Список литературы………………………………………………………………70
7
ВВЕДЕНИЕ
Общепринятое
название
автомобилей
с
электромеханическими
силовыми установками – гибридные (ГСУ), в которых в качестве первичного
источника энергии используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС), а
вторичным чаще всего является электрический накопитель энергии,
сопряженный с электромеханической системой привода ведущих колес. В
отличие от электромобилей, которые уже используются не серийно, но уже в
больших количествах и автомобилей на топливных элементах, которые до
сегодняшнего
дня
являются
«автомобилями
будущего»,
гибриды
выпускаются массово с 1997 года.
Однако, история создания гибридного автомобиля относится к 1898
году, когда Фердинант Порше, зашел в кабинет к Людвигу Лонеру в его
кабинет с охапкой чертежей и спустя два часа вышел в должности главного
инженера компании. Он придумал то, что до этого ни кто не производил и
даже не думал об этом.
Во-первых, это
был переднеприводный электромобиль, аналогов
которого в мире ещѐ не существовало (поскольку не был ещѐ придуман
шарнир равных угловых скоростей, позволяющий ведущим колѐсам быть
ещѐ и поворачиваемыми вокруг вертикальной оси). Во-вторых, отсутствовала
механическая трансмиссия, поскольку электромоторы, а их в машине Порше
было два, встраивались в ступицы передних ведущих колѐс. Наконец, это
был и не электромобиль вовсе, а гибридный автомобиль! На машине стоял
небольшой бензиновый двигатель, который вращал генератор. Генератор
вырабатывал ток, который заряжал аккумулятор. А тот в свою очередь питал
силовые электродвигатели.
Изобретение молодого Фердинанда Порше вовсе не было забыто. С
1900 года и по сегодняшний день гибридные силовые установки
используются в самых разных видах транспортной техники. Связка из
8
двигателя внутреннего сгорания, генератора и электромоторов работает в
артиллерийских тягачах (первый был сконструирован в годы Первой
Мировой войны самим Порше), в тяжелых танках, в строительной технике, в
супертяжелых самосвалах, на речных и морских судах, в тепловозах.
В наше время цены на бензин растут с каждым днем, по этому
автовладельцы чаще задумываются о способе сэкономить. Машины с ГСУ
стали оптимальным вариантом, когда автомобиль не теряет свои лошадиные
силы и мощность, а расход топлива заметно уменьшается.
Еще большую роли играет экологический аспект, так как подобный
транспорт загрязняет меньше окружающую среду углекислым газом, чем
обычные автомобили с ДВС.
9
1 ОЦЕНКА ГИБРИДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
1.1 Объемы продаж легковых автомобилей с ГСУ по всему миру
На сегодняшний день очень сложно сделать подсчеты по продажам
легковых автомобилей по всему миру. Существует лишь статистика отдельно
по компаниям и отдельно по странам. Этих данных явно не достаточно, что
бы представить конкретную информацию процесса развития мирового
автопарка гибридных автомобилей по всему миру и, в частности, в России.
Самым популярным гибридным автомобилем по всему миру считается
Toyota Prius. На 30 апреля 2017 года было продано 9014000 млн. штук.
К
настоящему
времени
наибольшее
количество
гибридных
автомобилей реализовано в США: более 3 млн. штук (табл. 1). Причем
данный сегмент рынка представлен большим количеством разнообразных
марок, основную часть которых занимают модели Toyota Prius (более 1,5
млн. автомобилей) и внедорожники CUV (Crossover Utility Vehicle).
Основное значение гибридной схемы в таких машинах – улучшение
динамических характеристик. Темпы роста продаж достигают 50% в год.
Компания Ford, начиная с 2005 года, продала примерно 200 тыс.
гибридных автомобилей. При этом самым экономичным кроссовером на
рынке все-дорожников стал Ford Escape Hybrid с силовой установкой
смешанного типа, производимой по лицензии компании Toyota. Согласно
официальным данным американской налоговой службы, переднеприводный
Escape Hybrid имеет расход топлива в городе (по шоссе) – 6,9 (7,5) л / 100 км,
расход полноприводной версии – 8,1 (8,7) л/100 км. С конца 2012 года
компания отказалась от выпуска гибридной версии автомобиля в пользу
высокотехнологичного бензинового агрегата.
Самым экономичным полноразмерным седаном на сегодняшний день в
США является Ford Fusion Hybrid, расход топлива которого в среднем
составляет 5,7 (6,5) л / 100 км в городе (по шоссе).
10
В Европе автопарк гибридных автомобилей меньше, чем в США,
поскольку интерес к ним появился только с 2007 года. С начала продаж и на
25 марта 2017 продано 400000 штук. Из них 41,814 составили новые гибриды
RAV4, что ставит модель на третье место по продажам (2017г.) после
гибридов Yaris и Auris. Ближайшим конкурентом Toyota в сфере гибридов
стал Lexus, в прошлом году продавший на просторах Европы 41,372
автомобиля.
На
сегодняшний
день
ежегодный
объем
продаж
гибридных
автомобилей в Европе составляет примерно 100 тыс. шт. (0,7% всех
продаваемых в Европе автомобилей), при этом динамика роста продаж
постоянно растет. В 2013 году рост составил 80%, а в среднем за последние 7
лет он составил 30% в год.
Некоторые
примеры
гибридных
автомобилей
европейских
производителей: Audi – гибридные внедорожники Q5, Q7; Opel – дизельный
гибрид Astra; Renault – гибридная модель Kangoo; Peugeot – дизельный 3008
Hybrid 4; BMW – Active Hybrid 7, X6, I8; Mercedes – S400, ML450; Porsche
Hybrid RS и др.
Наиболее популярна в Европе - модель Toyota Prius, на долю которой
приходится более 80% продаваемых гибридных автомобилей. Всего в Европе
их продано более 500 тыс. штук.
Япония. Хотя количество гибридных автомобилей здесь меньше, чем в
США, зато они пользуются большей популярностью. За прошедшие 15 лет
гибридные автомобили в Японии неоднократно перекрывали (по итогам
месячных отчетов) продажи традиционных автомобилей с ДВС. Сейчас их
доля в совокупном объеме продаж всех легковых автомобилей составляет в
среднем 17-20%.
Что касается текущей статистики, Самой продаваемой моделью в
Японии стал гибрид Toyota Prius, разошедшийся тиражом 248 тысяч
11
экземпляров. Благодаря смене поколений, случившейся в конце 2015 года,
спрос на эту машину увеличился почти вдвое. С 2009 до 2012 года «Приус»
уже был лидером японского рынка.
В список моделей Toyota входит около 20 гибридных версий.
Компания Mazda самостоятельно не разрабатывает гибридные технологии: ее
силовой агрегат поставляет Toyota. Пошла по собственному пути и компания
Honda. Ее ГСУ работают по параллельной гибридной схеме, однако по
экономии топлива эти силовые установки уступают работающим по
смешанной схеме ГСУ ком-пании Toyota, зато значительно ниже их по
стоимости.
Южнокорейская компания Hyundai в 2009 году представила свою
собственную разработку – Hyundai LPI Hybrid, с ГСУ, работающую на газе и
выпускаемую серийно. Позже ее стали устанавливать на автомобили Kia
Cerato. C 2011 года в Южной Корее начались продажи еще одной гибридной
модели – Оptima, Niro. Наибольшим тиражом разошлась Hyundai Sonata
(около 100 тысяч машин). а компания Toyota только начинает продажи
нескольких своих моделей в этой стране и продала примерно 9 тыс. штук.
Автомобильный рынок Южной Кореи поддержал существующий во
всем мире тренд. А именно – гибридные автомобили. В 2015-м году
автомобильные дилеры страны побили свой прошлый рекорд по продаже
гибридных автомобилей. В 2015 году на этом небольшом авторынке
производители продали порядка 39 тысяч гибридных автомобилей.
Количество проданных авто на уровне 39 тысяч – это внушительный
результат для такого рынка. Существующий тренд на рост продаж был
поддержан. Если в 2008 году было продано всего 1000 таких автомобилей, то
уже к 2012 году их количество уже достигло отметки в 38 тысяч.
Эксперты прогнозируют, что уже в этом году дилерские сети страны смогут
реализовать более 50 тысяч автомобилей.
12
Китайская
автомобильная
промышленность
делает
ставку
на
гибридные автомобили марки Byd и Сhery, массовые продажи которых
начались в 2009 году. Активному развитию гибридных автомобилей в Китае
способствует государственное стимулирование. Несмотря на это их доля в
общем объеме автомобилей в КНР ничтожно мала: из 1,1 млн. автомобилей,
зарегестрированных в Китае в 2016 году, только 193 тыс. - гибридные, 825
тыс. - электрические.
Массовые продажи гибридных автомобилей в России начались в 2005
году с модели премиум класса Lexus. С начала продаж по конец 2013 года
через дилерские центры продано примерно 10400 таких автомобилей. Самый
популярный в мире гибридный автомобиль Prius официально продается в
нашей стране с 2009 года, по итогам 2013 года их было продано не более
1000 шт.
К настоящему времени общее число моделей официально продаваемых
в России гибридных автомобилей увеличилось до 11. Среди них: Lexus RX
450h, GS 450h, LS 600h L, CT 200h; Mersedes S400, ML 450; BMW Active
Hybrid 7, X6, I8; Toyota Prius; Porsche Hybrid RS; Cadillac Escalade Hybrid.
Темпы роста числа официально продаваемых в России гибридных
автомобилей растут.
В планах отечественных производителей – начать производство
автомобилей с ГСУ. Ведутся испытания перспективных моделей автомобиля
ВАЗ с ГСУ, работающей по параллельной схеме, причем передние ведущие
колеса приводят в действие ДВС и электромотор, задние - только
электромотор.
К сожалению, приостановлены разработки планируемого к началу 2012
года гибридного автомобиля компании «Ё-авто» с ГСУ последовательной
схемы.
13
В табл. (Приложение 1) представлена статистическая информация по
продажам новых гибридных автомобилей в отдельных странах и во всем
мире.
Таким образом, согласно собранным данным, за 20 лет существования
гибридных технологий в мире было продано более 15 млн. автомобилей с
ГСУ. При этом динамика продаж является устойчивой и имеет тенденцию к
росту.
На основании табл. 1 (приложение 1) построен график изменения
количества проданных гибридных автомобилей в разрезе отдельных стран и
по всему миру (рис. 1).
Рисунок 1. Продажи гибридных автомобилей по всему миру и странам с
перспективой до 2020 года
Из графика следует, что с 2005 года количество продаваемых
автомобилей каждые 5 лет увеличиваются на 3 млн. штук. В перспективе, к
2019 году количество гибридных автомобилей по всему миру увеличится, и
будет составлять более 8млн. При этом ежегодные продажи гибридов будут
составлять около 10% от общего числа всех продаваемых в мире
автомобилей.
14
На рис. 2 представлена диаграмма распределения мирового автопарка
гибридных автомобилей по маркам и моделям.
Рисунок 2 Распределение автопарка по маркам и моделям гибридных автомобилей
Таким образом, доля автомобилей с ГСУ смешанного типа достигает
80% от всех гибридных автомобилей.
Наиболее распространенным гибридным автомобилем во всем мире
на сегодняшний день является модель Prius компании Toyota, занимающая
более 50% автопарка. В настоящее время его стоимость в США составляет
37,5 тыс. долл., в России – примерно 2 млн. руб., из них примерно 400 тыс.
руб. – это таможенная пошлина. Самым доступным серийным гибридным
автомобилем в мире является Honda Fit, его стоимость в Японии составляет
14,6 тыс. долл., а в России 630 – 800 тыс. руб.
Основными
преимуществами
гибридных
автомобилей,
способствующими их распространению, по мнению самих покупателей,
являются:
1. Низкий расход топлива при эксплуатации в городском режиме
движения и экологичность автомобиля. Установлено, что средний расход
топлива гибридных легковых автомобилей составляет 6,5 (4,8) л / 100 км в
15
городском (загородном) режиме движения. Для полноприводных гибридных
автомобилей 10,6 (7,6) л/100 км (Приложение 2).
2. Стремление к передовым технологиям будущего. Большинство
покупателей
приобретают
гибридные
автомобили
из-за
стремления
использовать передовые технологии автомобилестроения. Конструкцию
ГСУ, кардинально отличающуюся от традиционной силовой установки,
можно назвать таковой.
3. Ходовые характеристики и высокий комфорт:
- динамика разгона улучшается благодаря тому, что электродвигатели
развивают максимальный крутящий момент из состояния покоя;
-
гибридная
трансмиссия
всегда
имеет
бесступенчатое
или
автоматическое переключение передач, что удобно для движения в
городском режиме;
- как правило, гибридные автомобили имеют широкий набор опций в
стандартных
комплектациях,
таких
как:
навигационная
система,
климатическая установка, передние и задние подушки безопасности,
автоматическое включение фар и стеклоочистителей, электроусилитель руля,
антипробуксовочная система, система курсовой устойчивости, безключевой
доступ в салон, опции для зимней эксплуатации и др.
- подвеска гибридного автомобиля более комфортна, т.к. масса
неподрессоренных элементов кузова уменьшена, что стало возможным
благодаря применению рекуперативного торможения, снимающего до 80%
нагрузки на фрикционные тормозные механизмы.
4. Высокая надежность. Исследования эксплуатационной надежности
позволили определить закономерности изменения технического состояния
гибридного автомобиля Toyota Prius. Вероятность проявления любой
неисправности
гибридной
трансмиссии
среди
исследуемой
выборки
16
гибридных автомобилей к пробегу 100 тыс. км. составляет всего лишь 15%.
Для сравнения: у силовой установки типичного автомобиля эта величина к
тому же пробегу приближается к 100%. Срок службы дорогостоящих
элементов гибридной трансмиссии составляет 8-10 лет. Большая часть
гибридных автомобилей, выпущенных до 2000 года, эксплуатируется без
серьезных неисправностей. Отказы высоковольтной батареи ГСУ возникают
в основном из-за неправильной эксплуатации автомобиля, например езда без
бензина. Отказы по причине старения очень редки.
Проблемы,
препятствующие
распространению
гибридных
автомобилей:
1. Стоимость высоковольтной батареи, инвертора и электромоторовгенераторов силовой установки увеличивают стоимость автомобиля на 30%.
2.
Техническое
обслуживание
эксплуатируемых
гибридных
автомобилей со стороны ведущих автопроизводителей в настоящее время
недостаточно организовано. В результате инженерно-технический персонал
станций технического обслуживания не располагает возможностями для
проведения качественного обслуживания и ремонта. К тому же трудности,
возникающие в эксплуатации гибридных автомобилей, снижают интерес к
ним
покупателей,
что
неизбежно
замедляет
обновление
мирового
автомобильного парка современными моделями транспортных средств.
Но все же, как выяснилось, несмотря на высокую стоимость, слабо
развитую инфраструктуру автопарк гибридных автомобилей во всем мире
только
расширяется.
Этому
способствует
значительное
повышение
стоимости топлива (за 1 литр бензина марки «Super» – аналога нашему Аи95, в Германии нужно заплатить 1.44 евро, во Франции – 1.57 евро), а также
государственные программы улучшения экологической обстановки в
крупных городах. Так в транспортной стратегии Евросоюза делается акцент
на постепенно снижение потребления нефтяного топлива, а к 2050 году –
17
введение полного запрета на использование бензина. Для этого уже сегодня
разрабатывается ряд мер в пользу поддержки гибридных и электрических
автомобилей, в табл. 1 приведены основные из них, применяемые
правительствами разных стран мира.
Как следует из табл. 1, каждая из стран активно стимулирует развитие
собственного производства гибридов инвестиционной поддержкой, покупку
гибридных автомобилей – налоговыми и законодательными мерами.
Таблица 1
Основная помощь и стимулирование поддержки при покупке более
экономичных автомобилей
Страна
США
Япония
Франция
Германия
Великобритания
Китай
Россия
Меры
• Субсидирование покупки нового автомобиля, при сдаче старого
автомобиль на утилизацию. Размер субсидии зависит от разницы между
расходом топлива старого и нового автомобиля и составляет от 400 до
4500 долл.
• Гранты на развитие инфраструктуры производства комплектующих для
гибридных автомобилей и электромобилей
• Образовательные гранты на подготовку рабочего персонала,
необходимого для производства гибридных автомобилей.
• Субсидии на покупку нового гибридного автомобиля или
электромобиля.
• Субсидия на покупку нового гибридного автомобиля или
электромобиля.
• Субсидии ЕС на исследования и разработку экологичных автомобилей.
• Законодательные меры. Так, например, если в семье есть второй
автомобиль, то он должен иметь высший класс экологической безопасности, т.е. быть гибридным или полностью электрическим.
• Гранты на развитие инфраструктуры производства экологичных
автомобилей.
• Субсидии на покупку нового гибридного автомобиля или
электромобиля.
• Субсидии при покупке нового гибридного автомобиля.
• Акцизное регулирование в зависимости от максимальной мощности
двигателя.
• Гранты на научные исследования в области создания
энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств.
• Гранты на разработку и создание гибридных силовых установок и их
комплектующих.
C 1 января 2014 году в России введен экологический стандарт «Евро5», он касается как производимых на территории страны автомобилей, так и
18
ввозимых из других стран. В новом «Техническом регламенте о безопасности
ко-лесных
транспортных
средств»
все
типы
силовых
установок
подразделяются на: ДВС, ГСУ и электродвигатели. Опубликован ГОСТ Р ЕН
1986-2011 «Автомобили с электрической тягой», регламентирующий
порядок
измерения
энергетических
характеристик
гибридных
и
электрических транспортных средств.
На
развитие
технологии
создания
ГСУ
отечественными
автомобильными производителями выделяются немалые средства, созданы
опытные образцы, проведены испытания.
Однако существующих мер государственной поддержки явно не
достаточно. Можно утверждать, что на данный момент времени серийного
производства
гибридных
автомобилей
в
России
нет.
Безусловно,
сложившаяся ситуация неблагоприятна для российского автопрома и
открывает
дорогу
более
сильным
и
развитым
иностранным
автопроизводителям. Но, несмотря на это, возможность побороться за рынок
продаж гибридных автомобилей есть и у отечественных производителей.
Этому могут способствовать такие меры государственной поддержки, как:
● стимулирование производства автомобилей с энергоэффективными
двигателями – за счет установления акцизного налога по критериям,
учитывающим, не только максимальную мощность двигателя, но его тип и
нормативный расход топлива;
● стимулирование приобретения новых гибридных автомобилей – за
счет частичного субсидирования их покупки со стороны государства;
●
стимулирование
текущей
эксплуатации
автомобилей
с
энергоэффективным двигателем – за счет дифференцированных ставок
транспортного налога, учитывающего экономичность автомобиля и общее
количество расходуемого им топлива.
19
1.2. Самые продаваемые гибридные автомобили в России
Гибридные модели в России – это скорее экзотика, но несколько таких
моделей на рынке все-таки есть. Все гибридные автомобили, продаваемые в
России можно разделить на несколько категорий, что бы облегчить
восприятие классификации.
Компактный класс - Toyota Prius, Mercedes-Benz C350e
Переднеприводный Prius второго поколения был и остается самым
доступным гибридом российского рынка. Модель, по размерам попадающая
в гольф-класс, оснащается бензиновым мотором объемом 1,8 л, которому
помогает электромотор. Суммарная отдача силовой установки – 132 л.с., а
заявленный расход топлива в городском режиме – 3,9 л на 100 км пути.
Подзарядить батареи можно только на ходу. Модель недавно была снята с
продажи, но у дилеров машины найти еще можно. Второй Prius предлагался в
трех комплектациях, а минимальная стоимость составляла 1 777 000 рублей.
Новый Prius третьего поколения, который представили в конце
прошлого года, в России пока не продается, но модель уже заявлена на сайте
марки. Скорее всего, продажи начнутся в середине лета. Третий Prius имеет
модернизированный бензиновый двигатель того же объема мощностью 97
л.с. и 71-сильный электромотор. Помимо традиционной гибридной версии,
японцы предложат подзаряжаемую версию с увеличенным запасом хода на
электротяге.
Седан Mercedes-Benz C350e стоит уже 2 990 000 руб. и играет
фактически в другой лиге, оставаясь единственной гибридной моделью Dкласса. Это уже подключаемый гибрид, который можно подзарядить от
розетки, и который способен проехать на электротяге 31 км со скоростью до
130
км
в
час.
Заднеприводный
седан
оснащается
двухлитровым
турбомотором мощностью 211 л.с., 82-сильным электродвигателем и
20
семиступенчатой АКП. Расход топлива в вмешанном цикле, по данным
производителя, не превышает 2,4 л на 100 километров.
Среднеразмерные кроссоверы Mitsubishi Outlander PHEV, Lexus
NX300h, Mercedes-Benz GLC350e
Кроссовер Mitsubishi оснащается зарядной розеткой и двумя
электромоторами мощностью по 86 л.с., каждый из которых приводит одну
ось. Двухлитровый бензиновый двигатель работает по циклу Аткинсона и
развивает 121 лошадиную силу. Заявленный запас хода на электротяге – 52
км, причем ехать можно на скорости до 120 км в час. При цене 2 499 000 руб.
Outlander PHEV является самым доступным полноприводным автомобилем с
гибридными приводом.
Компактный Lexus NX300h лишь немногим дороже кроссовера
Mitsubishi и стоит от 2 774 000 рублей. У NX тоже два электромотора:
передний мощностью 143 л.с. и задний 68-сильный. Бензиновый двигатель
объемом 2,5 л развивает 155 лошадиных сил. Суммарная отдача оценивается
в 197 лошадиных сил. При этом идеология Lexus не предусматривает
подключения к розетке – подзарядка осуществляется на ходу.
Силовой агрегат Mercedes-Benz GLC350e конструктивно похож на
установку
гибридного
C-Class,
но
у
кроссовера
полноприводная
трансмиссия. Совместная отдача двух моторов достигает 320 л.с., что
позволяет машине набрать 100 км/ч за 5,9 секунды. Как и в случае с седаном
C-Class, гибридная трансмиссия выбирает режимы работы, ориентируясь на
данные системы навигации , информацию о пробках и показания радара
круиз-контроля.
Полноразмерные кроссоверы - Nissan Pathfinder Hybrid, MercedesBenz GLE500e, BMW X5 xDrive40e, Lexus RX450h.
21
Большой кроссовер марки Nissan стал первой гибридной моделью,
сборку которой наладили в России на питерском предприятии марки.
Гибридная
модель
является
единственной
альтернативой
машине
с
бензиновым V6 и пользуется приличным спросом. В состав силовой
установки входит 2,5-литровый бензиновый двигатель с наддувом, 20сильный электромотор и вариатор. Есть и система «Старт-стоп», которая
глушит двигатель не только на остановках, но при равномерном движении на
крейсерских скоростях. Стоит такой автомобиль минимум 2 730 000 руб. – на
120 000 руб. дороже бензиновой версии в сопоставимой комплектации.
Как и младший Mercedes-Benz GLC350e, большой GLE500e является
подзаряжаемым гибридом. Бензиновый двигатель V6 с турбонаддувом
развивает 333 л.с., электродвигатель – 115 л.с., а в электрическом режиме
машина способна проехать до 30 км со скоростью до 130 км в час. Зарядить
батарею на мощной зарядной станции можно всего за два часа, при
подключении к бытовой розетке понадобится вдвое больше времени. В
комплектации «Особая серия» гибрид продается за 5 340 000 рублей.
Установка BMW X5 xDrive40e состоит из четырехцилиндрового
бензинового двигателя и электромотора. Суммарная отдача машины – 313
л.с., а средний расход топлива не превышает 3,4 л на 100 километров. При
полностью заряженных батареях BMW X5 xDrive40e способен проехать до
31 км, при этом максимальная скорость будет ограничена электроникой на
отметке 120 км в час. На выбор водителя предлагается несколько режимов
работы
силовой
установки,
включая
мощностной
и
полностью
электрический. Зарядка батареи, как и у аналога Mercedes-Benz, занимает
почти четыре часа. Цены на гибридный X5 начинаются от 4 630 000 рублей.
Lexus RX стал первой гибридной моделью на российском рынке.
Нынешний RX450h третьего поколения продается дешевле аналогов
премиум-брендов и стоит от 3 080 000 рублей. Японский гибрид невозможно
подзарядить от розетки. Атмосферный мотор объемом 3,5 л развивает 335
22
л.с., переднюю ось приводит электромотор мощностью 163 л.с., заднюю – 68сильный.
Представительские седаны Lexus LS600h, Mercedes-Benz S500e L,
BMW 740Le xDrive
В отличие от конкурентов, гибридный Lexus LS600h предлагается как
в стандартном (от 7 519 000 руб.), так и в удлиненном исполнении (7 972 000
рублей). Представительский седан с гибридным приводом оснащается
бензиновой пятилитровой «восьмеркой» мощностью 394 л.с., которая
приводит задние колеса. А тягу на передние передает 224-сильный
электромотор. В зависимости от режима движения седан может быть
передне-, задне- или полноприводным.
Длиннобазный BMW 740Le, как ни странно, в стандартном
исполнении даже дешевле и предлагается за 6 030 000 рублей. Гибридная
установка седана состоит из четырехцилиндрового бензинового двигателя и
электромотора, суммарная отдача которых составляет 326 лошадиных сил.
До 100 км/ч машина способна разогнаться за 5,3 секунды. Средний расход
топлива варьируется от 2,5 до 2,1 л в зависимости от выбранной
комплектации. Трансмиссия – полноприводная, но распределением тяги, как
и на других моделях, ведает муфта xDrive.
Гибридный Mercedes-Benz S-класса тоже продается в единственном
длиннобазном исполнении S500e L. Как и BMW, его можно подзарядить от
обычной розетки или мощной зарядной станции. Компанию бензиновой
наддувной «шестерке» мощностью 333 л.с. составляет 116-сильный
электромотор, но приводит этот агрегат только задние колеса. На электротяге
седан способен проехать 33 км и развить при этом не более 140 км в час.
Цена – минимум 7 280 000 рублей.
Спорткары BMW i8, Porsche Panamera S E-Hybrid BMW i8 изначально
создавался как гибридный спорткар. Подзаряжаемая гибридная установка
23
состоит из двух электродвигателей и 1,5-литрового трехцилиндрового
бензинового мотора с турбонаддувом мощностью 231 лошадиная сила. Один
из двух электродвигателей мощностью 82 л.с. приводит переднюю ось,
второй 130-сильный – заднюю. Еще один мотор-генератор мощность. 34 л.с.
служит для запуска бензинового двигателя и выработки электроэнергии для
нужд бортовых систем. В роли коробки передач – шестиступенчатый
«робот» с двумя сцеплениями. С общей отдачей в 362 л.с. купе разгоняется
до 100 км/ч за 4,4 с и достигает 250 км в час. При этом расход топлива в
смешанном цикле не превышает составляет 2,1 л на 100 км, на запас хода на
электротяге составляет около 30 километров. Заряжать машину можно как от
бытовой розетки, так и от фирменных зарядных станций, питающихся, в
свою очередь, солнечной энергией. А еще это самый дорогой гибрид рынка с
ценником от 10 040 000 рублей.
Отнести Porsche Panamera S E-Hybrid в разряд спорткаров можно
лишь с некоторой натяжкой, но сам бренд обязывает эту машину быть
быстрой. Комплект из 333-сильного бензинового V6 и электромотора
мощностью 95 л.с. приводит задние колеса и разгоняет машину до 100 км/ч
за 5,5 секунды. Без включения ДВС четырехместная Panamera способна
проехать до 40 километров. В России гибрид продается за 6 215 000 руб. –
как и бензиновая Panamera S.
1.3 Зарождение производства автомобилей с ГСУ в России
Министерство промышленности и торговли РФ стимулирует создание
гибридных отечественных автомобилей конкурсами на их разработку с
предоставлением госфинансирования. В будущем понравившиеся модели
могут получить государственные заказы, а производитель сможет загрузить
свои мощности перспективными машинами.
В настоящее время в Россию поступается небольшое количество
гибридных автомобилей заграничного производства, но они уже начинают
24
пользоваться большим спросом.
Главной задачей государства является защита окружающей среды и
снижение вредного воздействия отходов промышленности и автотранспорта
на здоровье населения. Статистика свидетельствует, что основной показатель
качества жизни населения, определяемый продолжительностью жизни,
непосредственно связан с выбросами СО,СО2 и т.д. Проблема снижения
выбросов вредных веществ автотранспортом наиболее актуальна для
крупных городов.
Исследования воздушного пространства крупных городов показывает,
что основную долю в выбросах вредных веществ занимают выбросы
автомобильного
транспорта,
в
частности,
в
г.
Москве
выбросы
автотранспорта составляют почти 90% от общего уровня загрязнения. Такая
ситуация в основном связана с высокой концентрацией автомобилей в зонах
с ограниченным воздухообменом и большой плотностью застройки. Кроме
этого, ограниченная пропускная способность дорог обуславливает работу
двигателей
автотранспортных
средств
на
режимах
минимальной
эффективности с постоянно чередующимися циклами разгона и торможения.
Такой цикл движения приводит к значительному ухудшению топливной
экономичности и увеличению уровня выбросов вредных веществ.
Первоначальной
гибридизацией
(экологически
совершенных)
двигателей необходимо для грузового сегмента, т.к. автобусы, грузовые
автомобили по уровню выбросов вредных веществ составляет 70-80%.
Автопроизводители в Японии, Германии, США на сегодняшний день
развертывают государственные программы, которые будут направленны на
перевод большей части автомобильного транспорта на использование
комбинированных
установок.
Энергоустановки
подобного
типа
обеспечивают использование двигателя внутреннего сгорания (ДВС) во всех
его режимах с максимальной эффективностью. Применение буферного
25
накопителя энергии позволяет ДВС работать в независимости от текущего
режима нагрузки и тем самым обеспечить работу ДВС на его самых
благоприятных режимах и движение на отдельных участках полностью без
выбросов вредных веществ.
Объем государственного финансирования по трем конкурсам составит
1,5 миллиарда рублей. На разработку каждой из моделей предусмотрено
государственное финансирование около 500 миллионов рублей. Первый
конкурс включает разработку городского легкового автомобиля класса В с
комбинированной
энергоустановкой
и
развивающего
максимальную
скорость до 160 км/ч.
По
второму
конкурсу
деньги
выделяются
на
создание
полноприводного грузового автомобиля типа 6×6 также с гибридным
двигателем.
Третий
конкурс
финансирует
НИОКР
по
созданию
коммерческого транспорта массой более 6 тонн и автобусов средней и
большой
вместимости,
оснащенных
газовыми
двигателями
нового
поколения. Автомобили должны быть изготовлены и испытаны к 2014 году,
победители конкурсов со своей стороны должны вложить в НИОКР сумму,
равную полученным от государства средствам.
"АвтоВАЗу" уже предложено освоить полмиллиарда рублей по
конкурсу на легковые авто. Такую же сумму в разработку должен вложить
концерн. Российский автоконцерн готовит к производству первой партии
электромобилей на базе Lada Kalina — El Lada, которая была представлена на
Московском автосалоне.
Машина на электротяге сойдет с конвейера уже нынешней осенью,
однако вряд ли будет пользоваться большим спросом. Самые известные
"электрические" опыты АвтоВАЗа были связаны с версиями "Оки", которая
не раз удостаивалась похвал экспертов и показывала очень неплохие
26
эксплуатационные качества по сравнению с электромашинами своего класса.
Но в серию те машины не пошли.
А на El Lada есть уже и покупатели. Первые машины будут
использоваться в качестве такси в Ставропольском крае, где машина и
проходила испытания в 2011 году. Согласно контракту, "АвтоВАЗ" поставит
в Ставрополье 100 электромобилей El Lada. Кроме того, определенное
количество автомобилей будет закуплено для Олимпиады в Сочи. Таким
образом,
государственный
заказ
обеспечивает
"АвтоВАЗу"
неплохие
стартовые условия в этом новом для компании сегменте. Но и только…
Стоимость литиевых батарей для электрокаров дает 25 процентов
конечной цены машины и являются самым дорогим компонентом авто. В
свою очередь, около 60 процентов цены батареи формирует стоимость сырья.
А главным экспортером редкоземельных металлов является Китай, который в
прошлом году резко сократил квоты на поставку ряда важнейших для
современной промышленности редкоземов.
В итоге стоимость вазовских электромобилей составляет свыше
миллиона рублей за единицу. Это не позволяет рассчитывать даже на
минимальную популярность El Lada среди автолюбителей. Массовый спрос
на модели с электроприводом - дело совсем не завтрашнего дня. Видимо,
также считают и в Минпромторге, где со ссылкой на экспертов Центрального
научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института
(НАМИ), сообщают, что электромобили в ближайшие 5-10 лет будут
занимать всего 2-5 процента от мирового автомобильного рынка из-за
недостаточной емкости элементов питания для них.
Проблема эта решаемая, однако лишь те производители, которые
создадут популярный модельный ряд гибридов, без проблем смогут наладить
выпуск и сбыт чистых электромобилей. Поэтому вполне логичным выглядит
27
стимулирование производства газовых гибридов, которые пока дороже авто с
ДВС, но за счет газа могут оказаться сверхдешевыми в эксплуатации.
Что касается грузовиков, то имеются машины различного назначения
на газобаллонной тяге у "КамАЗа". А "ГАЗ" с июня 2012 года начал серийное
производство всего модельного ряда легких коммерческих автомобилей
"Газель" с битопливными газобензиновыми двигателями, работающими на
метане. Однако конкурса на создание легкого коммерческого гибрида
Минпромторг не проводит
1.4 Большие проекты, реализуемые при поддержке государства
Государственное стимулирование в области разработки и внедрения
энергоэффективных двигателей реализуется через федеральные программы
министерства промышленности и торговли, министерства образования и
науки, государственных корпораций и государственных фондов. Основная
доля выполняемых работ принадлежит ведущим российским научноисследовательским организациям.
1.
НИОКР
«Разработка
конструкторской
и
технической
документа-ции на компоненты гибридных силовых установок с СГУ для
автотранс-портной техники, производимой ОАО «АвтоВАЗ», ОАО
«ГАЗ» и ОАО «УАЗ». Изготовление макетного образца гибридной
силовой установки с СГУ» -2009 год.
Целью работы является разработка конструкторской и технической
документации на компоненты гибридных силовых установок с СГУ для
автотранспортной техники, производимой ОАО «АВТОВАЗ», ОАО «ГАЗ» и
ОАО «УАЗ», и изготовление макетного образца гибридной силовой
установки с СГУ в целях реализации важнейшего инновационного проекта
«Создание и организация производства автотранспортных средств полной
массой до 3,5 тонн со стартер - генераторным устройством».
28
Задачей работы является обеспечение создания конкурентоспособных,
готовых к внедрению в производство автомобильных платформ для
автотранспортной техники, производимой ОАО «АВТОВАЗ», ОАО «ГАЗ» и
ОАО «УАЗ» с полной массой до 3,5 тонн на базе гибридной силовой
установки, (со-стоящий из двигателя внутреннего сгорания и стартергенераторного
устройства)
с
уровнем
выброса
вредных
веществ,
обеспечивающих соответствие требованиям ЕВРО-5 и пониженным на 2025% расходом топлива.
Объѐм финансирования всего 80 млн. рублей – бюджетные средства,
привлечение внебюджетных средств - не менее 12 млн. рублей.
Ведущая
организация,
производящая
работы
по
тендеру,
-
«АвтоВАЗ».
2. НИОКР «Изготовление опытной партии автотранспортных
средств на базе существующей транспортной техники, производимой
ОАО «Ав-тоВАЗ», ОАО УК Группа «ГАЗ» и ОАО «СОЛЛЕРС» с полной
массой до 3,5 тонн, оснащенных гибридными силовыми установками» 2009 год.
Целью работы является разработка и изготовление опытной партии
авто-транспортных средств на базе существующей транспортной техники,
производимой ОАО «АвтоВАЗ», ОАО УК Группа «ГАЗ» и ОАО
«СОЛЛЕРС» с полной массой до 3,5 тонн, оснащенных гибридными
силовыми установками ШИФР АВТ-10-021 в целях реализации важнейшего
инновационного
проекта
«Создание
и
организация
производства
автотранспортных средств полной массой до 3,5 тонн со стартер генераторным устройством».
Задачей работы является обеспечение создания конкурентоспособных,
готовых к внедрению в производство технологий для автотранспортной
техники производства ОАО «АВТОВАЗ», ООО «УК «Группа ГАЗ» и ОАО
29
«Соллерс» с полной массой до 3,5 тонн на базе гибридной силовой
установки,
состоящей
генераторного
из
устройства
двигателя
и
внутреннего
других
сгорания,
компонентов,
стартер-
обеспечивающей
соответствия удельных выбросов отработавших газов требованиям ЕВРО-5 и
пониженным на 20-25% расходом топлива по сравнению с аналогичными
АТС без СГУ.
Объѐм финансирования всего 180 млн. рублей - бюджетные средства,
привлечение внебюджетных средств - не менее 180 млн. руб.
3. НИОКР «Разработка технического проекта на коммерческие
средне-размерные
автотранспортные
ресурсосберегающих
и
экологически
средства
чистых
на
базе
комбинированных
энергоустановок. Создание макетного образца модульного силового
агрегата» ШИФР «КД Олимпиада» в рамках прикладных научных
исследований и разработок - 2010 год.
Целью работы является разработка технического проекта и макетных
образцов,
необходимых
для
проведения
первой
очереди
работ
по
организации производства образцов (не менее 2 образцов разного
назначения,
учитывая
среднеразмерных
универсальность
автотранспортных
платформы)
средств
с
коммерческих
интегрированными
энергоэффективными, обеспечивающими перспективные нормы на выбросы
вредных веществ комбинированными энергоустановками на базе ДВС, для
снижения вредного воздействия отработавших газов автотранспортных
средств на окружающую среду, улучшения качества жизни населения,
экономии
природных
ресурсов
и
освоения
прорывных
технологий
энергетики.
Задачами проекта является разработка технического проекта с
использованием современных средств 3-мерного проектирования (например
(CATIA), для автоматизированного процесса технологической подготовки
30
производства, дающего полное представление о конструкции и постановке на
производство, коммерческих среднеразмерных автотранспортных средств на
базе
ресурсосберегающих
и
экологически
чистых
комбинированных
энергоустановок, и оборудованных комплексными интеллектуальными
системами управления и безопасности.
1.5 Проекты, реализуемые за счѐт отраслевых предприятий
На данный момент в России не существует серийного производства
автомобилей с гибридным двигателем, но есть попытки создания серийных
образцов.
1. К 2012 году планировалось начало серийного производства
гибридного автомобиля «Ё-мобиль» компании «Ё-авто» под руководством
Михаила Прохорова. Разработаны 3 типа кузовов: кросс-купе (спортивный);
минивэн (семейный); фургон (грузовой). Автомобиль приводился в действие
комбинированной силовой установкой с последовательной схемой привода
на 2 электро-мотора, каждый мощностью по 15 кВт. В качестве первичного
источника энергии планировалось использовать роторно-лопастной газовый
двигатель мощностью 45 кВт, но данная технология так и не была доведена
до серийного производства. Вторичным источником энергии служил
сверхвысокоѐмкий конденсатор производства ЗАО «Элтон». Все работы над
проектом были приостановлены в 2014 году.
Рисунок 3. Фотография «Ё-мобиля»
31
2. Дивизион «Автобусы» группы «ГАЗ» совместно с концерном
«РУСЭЛПРОМ» разработала и изготовила гибридный автобус Лиаз-5292 с
последовательной схемой привода. Первичным источником энергии служит
газовый двигатель ЗМЗ-40529.10, вторичным - комплект сверхвысокоѐмких
конденсаторов MAX-WELL.
Весь комплект смонтирован на автобус ЛиАЗ-5292, в составе которого
проводятся заводские и полигонные испытания. Экспериментальный образец
такого автобуса, демонстрировавшийся на международном автомобильном
форуме в Москве 8-12 сентября 2008 г. занял первое место и получил звание
«Лучший автобус России 2008 года».
Созданный комплект может легко адаптироваться под применение в
современных
и
производителей,
перспективных
различных
отечественных
модификаций
автобусах
(например,
различных
«Мичуринский
автобус» модель 5277, НефАЗ-5299, «Волжанин» модель Ситиритм-12, ПАЗ3237, МАЗ-103, МАЗ-203). Последовательная схема наиболее проста в
разработке, внедрении, адаптации, оптимальна для городского маршрутного
автобуса, экономически наиболее оправдана, что подтверждается опытом
мировых и европейских производителей.
3. ЭКОБУС «Тролза-5250» разработан на базе серийно выпускаемой
модели и оборудования низкопольного троллейбуса «Тролза-5265». В
качестве энергоустановки применен микротурбинный генератор Capstone,
мощностью 65 кВт с воздушным охлаждением. Малые габаритные размеры и
масса микро-турбогенератора и его преобразователей напряжения позволили
сохранить низкий пол по всему салону автобуса и установить оборудование
для работы на сжатом или сжиженном природном газе, что было бы
невозможно при использовании другого типа силовой установки.
Особенности конструкции автобуса Тролза-5250 «ЭКОбус» На
автобусе установлен газотурбинный электроагрегат CAPSTONE C65 HEV,
32
состоящий из турбодвигателя, использующего в качестве топлива КПГ, и
генератора постоянного тока мощностью 65 кВт (напряжение 500-700 Вт. ток
до 300 А, КПД установки 28%). Производитель - фирма ―Capstone Turbine
Corporation‖
(США).
Использован
тяговый
асинхронный
двигатель
мощностью 120 кВт, напряжение 380 В, производство – «Владимирский
электромоторный завод).
Накопители энергии электрохимические (конденсаторы) «ЭЛТОН» г.
Троицк;
Электронные
системы
управления
электродвигателем
и
программное обеспечение ООО «Чергос» (г. Санкт-Петербург).
Для хранения КПГ используется 6 металлокомпозитных баллонов с
алюминиевым лейнером производства Ижевского ООО «Реал-Шторм»,
объѐмом по 123 литра каждый.
В России также ведутся разработки современных тяговых приводов
для автотранспорта. Научные работы подобной тематики выполняются ГНЦ
РФ ФГУП «Центральный научно-исследовательский автомобильный и
автомоторный институт», НП «Росэлектротранс», кафедрами ГОУ ВПО
«Московский энергетический институт (Технический университет)», ГОУ
ВПО «Московский государственный технический университет им. Н.Э.
Баумана»,
ГОУ
ВПО
«Московский
инженерно-физический
институт
(Национальный исследовательский ядерный университет)» (МИФИ), ряд
научно-производственных предприятий и организаций.
33
ГЛАВА 2
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЕЙ С ГСУ
На июнь 2018 года в России эксплуатируются гибридные автомобили
19 марок. Данные по расходу топлива приведены для идеальных условий без
учета влияния манеры вождения, используемого топлива, режима движения,
маршрута, массы автомобиля в снаряженном состоянии, дорожных,
погодных и прочих условий, влияющих на расход топлива.
2.1 Виды схем гибридного привода
Как правило, гибридный автомобиль имеет в своей конструкции
двигатель
внутреннего
сгорания,
электродвигатель-генератор,
высоковольтную батарею и инвертор. Гибридный автомобиль предназначен,
прежде всего, для эффективного использования энергоресурса. Существует 3
основных
варианта
конструкции
автомобиля
с
гибридной
силовой
установкой: последовательная, параллельная, последовательно-параллельная
1. Последовательное подключение (рисунок 4).
Рисунок 4. Схема последовательного гибридного автомобиля
Даная конструкция гибридной силовой установки встречается крайне
редко на автомобилях в силу своих недостатков. Такая конструкция
используется в тепловозах и карьерных самосвалах. В этой схеме двигатель
34
внутреннего
сгорания
используется
только
в
качестве
источника
электрической энергии. Из автомобилей такая схема подключения применена
на Chevrolet Volt. ДВС во время работы нагружен сопротивлением
трансмиссии или электромотором, работающим в режиме генератора. При
достаточном заряде аккумуляторов ДВС отключается. Эта схема должна
рассматриваться, как электромобиль. Основным критерием экономичности
является
расход
электроэнергии
и
топлива.
Анализируя
методики
определения технического состояния данной схемы, можно разделить еѐ на
электрическую и механическую. Условием работы электрической части
схемы является наличие заряда ВВБ. Условием работы ДВС является
наличие достаточного сопротивления на валу трансмиссии
2. Параллельный гибридный автомобиль (рисунок 5).
Рисунок 5. Схема параллельного гибридного автомобиля
В параллельной схеме двигатель внутреннего сгорания работает в паре
с электромотором через коробку передач. В большинстве случаев
используется автоматическая коробка передач. Отличная реализация такой
схемы
выполнена
на
автомобилях
автоконцерна
Honda,
наиболее
распространѐнная модель Civic. Зачастую параллельная схема гибридного
автомобиля используется и на европейских марках Porsche, Volkswagen,
BMW, AUDI, Mercedes-Benz и другие. Устройство параллельного гибрида
приведено на примере Volkswagen Touareg Hybrid рисунок 6.
35
Рисунок 6. схема параллельного гибрида на примере автомобиля Volkswagen
Touareg Hybrid
При движении (разгоне), когда ДВС работает в максимальном режиме,
оба
двигателя
работают
параллельно.
При
торможении
двигателем
электромотор, работающий в режиме генератора, возвращает энергию в
накопитель. Эта схема позволяет уменьшить мощность ДВС, что снижает
количество расходуемого топлива.
Стоит учитывать тот факт, что при параллельной схеме подключения
ДВС при движении работает постоянно, т.е. механическое «вмешательство»
постоянное. Генератор накапливает энергию при торможении двигателем и
на заданном уровне скорости.
3.
Последовательно-параллельный
(смешанный)
гибридный
автомобиль (рисунок 7).
Рисунок 7. Последовательно-параллельный гибридный автомобиль
36
В данной схеме двигатель внутреннего сгорания является как
источником электрической энергии, так и работает в паре с электромотором.
В данной компоновке присутствует также и дополнительный электромоторгенератор, выступающий как стартер для ДВС и генератор для зарядки.
Большое
преимущество
данной
схемы
является
в
использовании
положительных возможностей последовательной и параллельной схемы.
Данная схема отлично реализована и давно используется на автомобилях
Toyota Prius (рисунок 5).
Рисунок 8. Схема последовательно-параллельного гибридного автомобиля на
примере Toyota Prius 1 – инвертор с конвер-тором в сборе, повышающий
преобразователь, инвертор ЭБУ мотор-генераторами (MG ECU), преобразователь
постоянного тока для зарядки вспомогательной АКБ; 2 – компрессор кондиционера
с электродвигателем; 3 – ДВС; 4 – вспомогательная АКБ; 5 – HVB (DC 201,6 В); 6 –
силовой кабель; 7 – ЭБУ управления мощностью; 8 – ЭБУ двигателя (HV CPU); 9 –
гибридная трансмиссия с MG1, MG2
С момента начала серийного производства (1997 г.) существует 4
основные модификации автомобиля, в сводной таблице (приложение 2)
представлены сравнительные характеристики 3-х выпускаемых моделей Prius
с кузовами NHW11 (1998-2003) г.в., NHW20 (2003-2009 г.в) и ZVW30 (с 2009
г.в.)
37
К преимуществам гибридных легковых автомобилей стоит отнести:
1. Экономия бензина за счет использования электромотора-генератора
и высоковольтной батареи;
2. Экологичность по сравнению с классическими бензиновыми авто;
3. Увеличение общего пробега за счет использования двух источников
энергии;
4. Уменьшение шумности в городских условиях работы, через
использование электродвигателя.
Недостаткам гибридных автомобилей являются:
1. Необходимость постоянного использования аккумулятора, для
увеличения срока службы. АКБ не переносит резких перепадов температур;
2. Неразвитость инфраструктуры утилизации гибридных легковых
автомобилей и их компонентов;
3. Сложность конструкции, ведущая к усложнению ремонта;
4. Высокая стоимость, неудовлетворяющая многих покупателей;
Конструктивные особенности силового агрегата:
- отсутствует ступенчатая коробка передач или вариатор;
- отсутствует сцепление или гидротрансформатор, колѐса всегда
жѐстко связаны с ДВС и электромоторами-генераторами;
- отсутствует стартер, запуск ДВС производится с помощью МГ1 через
зубчатое колесо и устройство распределения мощности;
- нет генератора переменного тока, электроэнергия при необходимости
производится мотор-генераторами.
38
Таблица 2
Основные технические характеристики ГСУ
Элемент ГСУ
Тип
Кол-во и
расположение
цилиндров
Рабочий объем,
см3
Двигатель
Макс.
Мощность
Смешанного типа full hybrids
2ZR-FXE
1NZ-FXE
4-рядное расположение
1798
1497
1495
73 кВт (98
л.с.) при
5200 мин-1
57 кВт (76
л.с.)
при 5000
мин-1
43 кВт (58
л.с.)
при 4000
мин-1
Макс.
142 Н м
111 Н м
102 Н м
крутящий
при 4000
при 4200
при 4000
момент
мин-1
мин-1
мин-1
Макс.
650 В
500 В
273,6 В
M
напряжени переменног переменног переменног
G1
е
о тока
о тока
о тока
Макс.
60 кВт (80 50 кВт (67 33 кВт (45
мощность
л.с.)
л.с.)
л.с.)
MG
Макс.
207 Н м
(моторгенераторы)
M крутящий
400 Н м
350 Н м
546* Н м
G2
момент
Макс.
650 В
500 В
274 В
напряжени переменног переменног переменног
е
о тока
о тока
о тока
Ном.
201,6 В постоянного тока
273,6 В
Никель-металлонапряжение
гидридная
228
высоковольтная
Количество
168
(38
аккумуляторная
секций
(28 модулей по 6 секций) модулей по
батарея
6 секций)
100 кВт
81 кВт (109 73 кВт (99
Максимальная мощность системы
(134 л.с.)
л.с.)
л.с.)
* Планетарный редуктор увеличивает крутящий момент в 2,64 раза и
уменьшает частоту вращения
39
2.2 Параллельная схема ГСУ
Здесь
ведущие
колеса
приводятся
в
движение
и
ДВС,
и
электродвигателем (который должен быть обратимым, т.е. может работать в
качестве
генератора).
используется
Для
их
компьютерное
согласованной
управление.
При
параллельной
этом
работы
сохраняется
необходимость в обычной трансмиссии, и двигателю приходится работать в
неэффективных переходных режимах. Момент, поступающий от двух
источников, распределяется в зависимости от условий движения: в
переходных режимах (старт, ускорение) в помощь ДВС подключается
электродвигатель, а в устоявшихся режимах и при торможении он работает
как генератор, заряжая аккумулятор.
Таким образом, в параллельных гибридах большую часть времени
работает ДВС, а электродвигатель используется для помощи ему. Поэтому
параллельные гибриды могут использовать меньшую аккумуляторную
батарею, по сравнению с последовательными. Так как ДВС непосредственно
связан с колесами, то и потери мощности значительно меньше, чем в
последовательном гибриде. Подобная конструкция достаточно проста, но ее
недостатком является то, что обратимая машина параллельного гибрида не
может одновременно приводить в движение колеса и заряжать батарею.
Параллельные гибриды эффективны на шоссе, но малоэффективны в городе.
Несмотря на простоту реализации этой схемы, она не позволяет значительно
улучшить как экологические параметры, так и эффективность использования
ДВС.
Приверженцем такой схемы гибридов является компания "Хонда". Их
гибридная
система
получила
название
Integrated
Motor
Assist
(Интегрированный помощник двигателя). Она предусматривает, прежде
всего, создание бензинового двигателя с увеличенным к.п.д. И только тогда,
когда двигателю становится трудно, на помощь ему должен приходить
электрический мотор. В этом случае система не требует сложного и
40
дорогостоящего силового блока управления, и, следовательно, себестоимость
такого автомобиля оказывается ниже.
Система
предоставляет
IMA
состоит
основной
ресурс
из
бензинового
мощности),
двигателя
электромотора,
(который
который
предоставляет дополнительную мощность и дополнительной батареи для
электромотора. Когда автомобиль с обычным бензиновым двигателем
замедляется, его кинетическая энергия гасится сопротивлением мотора
(торможение двигателем) или рассеивается в виде тепла при нагреве
тормозных дисков и барабанов. Автомобиль с системой IMA начинает
тормозить электромотором.
Таким образом, электромотор работает как генератор, вырабатывая
электричество. Сохранѐнная при торможении энергия запасается в батарее. И
когда автомобиль вновь начнѐт ускоряться, батарея отдаст всю накопленную
энергию на раскрутку электромотора, который снова перейдѐт на свои
тяговые функции. А расход бензина уменьшится ровно настолько, сколько
энергии было запасено при предыдущих торможениях.
В общем, в компании Honda считают, что гибридная система должна
быть максимально простой, электрический мотор выполняет лишь одну
функцию — помогает двигателю внутреннего сгорания сэкономить как
можно больше горючего. Honda выпускает две гибридные модели: Insight и
Civic.
2.3 Тактика поддержания работоспособности элементов ГСУ
Системы двигателя
Согласно проведѐнному анализу потока отказов и неисправностей в
выборке высокий уровень отказов наблюдается по двигателю внутреннего
сгорания. Система зажигания не обеспечивает надѐжную работу в принятом
заводом-изготовителем интервале ТО автомобиля. Основными элементами,
41
выходящими из строя, являются свечи зажигания, уплотнительные колпачки
свечей и провода зажигания. Как показывает график Y1 (рис. 9)
неисправности
системы
зажигания
имеют
стареющий
характер
с
постепенным изменением технического состояния. При этом интенсивность
старения может изменяться в зависимости от условий эксплуатации.
Возможными
зажигания
стратегиями
является
поддержания
работоспособности
техническое обслуживание или
системы
ремонт (замена
неисправных элементов). Согласно руководству по ремонту и обслуживанию
в системе зажигания двигателя применяются свечи зажигания с тонким
иридиевым напылением, регулировка и очистка таких свечей зажигания
запрещена инструкцией по ТО и Р. Резиновые колпачки при старении
высыхают и трескаются, при этом нарушается герметичность, на наружном
изоляторе свечи образуется тонкая токопроводящая плѐнка. Высоковольтные
провода имеют нормативное значение сопротивления токопроводящей жилы,
со временем жила может выгореть, сопротивление повода увеличится. Таким
образом стратегия поддержания работоспособности элементов системы
зажигания заключается в их замене. Выяснено, что для исследуемой выборки
автомобилей данные действия с вероятностью γ=90% должны быть
проведены на интервале пробега не более 63,75 тыс. км, или на каждом 6-м
ТО.
Рис. 9 Закономерность отказов в работе в зависимости от пробега
42
Возможны следующие тактики поддержания работоспособности:
замена комплекта свечей в установленный интервал 60 тыс. км. (ТО-6) либо
определение их технического состояния каждое ТО, начиная с ТО-6. Для
выявления экономически целесообразной стратегии использован техникоэкономический метод. При расчѐте использованы следующие показатели:
стоимость комплекта свечей зажигания (С1) - 2892 руб.; стоимость работ по
замене комплекта - (С2) 250 руб.; диагностика снятого комплекта свечей
зажигания - 200 руб.
Как определено ранее, замена свечей зажигания с γ=90% для условий
эксплуатации умеренно-холодного климата должна быть произведена не
позже ТО-6 (60 тыс.км.). При увеличении периодичности стоимость
операции обслуживания будет снижаться, как показано в табл. 13.
Расчѐт приведѐнных затрат на операцию при замене по пробегу:
(
)
Расчѐт приведѐнных затрат на операцию при замене по состоянию:
(
)
где n – количество дополнительных операций.
Таблица 2
Сводная таблица сравнения затрат на поддержание работоспособности
системы зажигания по пробегу и по фактическому состоянию
Периодичност
ь замены, тыс.
км.
Приведѐнные
затраты
на
операцию при
замене
по
пробегу,
руб./1000км
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
314,2
0
157,1
0
104,7
3
78,5
5
62,8
4
52,3
7
44,8
9
39,2
8
34,9
1
31,4
2
43
Приведѐнные
затраты
на
операцию при
замене
по
состоянию,
руб./1000км
Экономия,
руб./1000. км.
-
-
-
-
-
55,7
0
54,1
7
53,0
3
52,1
3
51,4
2
-
-
-
-
-
-3,33 -1,80 -0,66
0,23
0,95
Экономия при замене по состоянию составит:
Как следует из представленных расчѐтов (табл. 2) затраты на замену по
состоянию незначительно оправдывают себя. Только в том случае, если
операция будет произведена на ТО-9 или ТО-10, в связи с чем в данном
случае рационально использование тактики по пробегу.
Устройство распределения мощности и силовая электроника
Исходя из графика (рис. 9) основной причиной отказов PSD является
неисправность циркуляционного насоса системы охлаждения обмоток
(мотор/генератора) МГ1, МГ2 и электронных ключей инверторов. Отказы
данного типа носят внезапный характер, при этом может возникнуть полная
потеря работоспособности автомобиля и повреждение дорогостоящих
элементов электропривода.
Конструкция
предусматривает
определения
циркуляционного
выполнение
остаточного
его
ресурса
насоса
ремонта
системы
и
работы,
охлаждения
диагностики
с
не
целью
завод-изготовитель
не
регламентирует проверку данного узла. Отказ циркуляционного насоса
приводит к повышению температуры охлаждающей жидкости. Тепло от
обмоток электромоторов поднимется вверх к инвертору, в результате
перегреваются и выходят из строя силовые транзисторы, а если они
выдерживают - сгорают обмотки МГ. На 20-м кузове электроника при
перегреве инвертора отключает его. Самые распространѐнные ошибки по
44
блоку управления ГСУ - P3125 и P3109 связаны именно с отказом
циркуляционного насоса системы охлаждения.
Стратегия поддержания работоспособности в этом случае может
заключаться
в
периодической
замене
циркуляционного
насоса
по
определѐнной наработке, либо по работоспособному состоянию с проверкой
перед каждой поездкой, но в этом случае при дальней поездке может
наступить полный отказ автомобиля. Таким образом, тактика поддержания
работоспособности с периодической заменой узла по определенному пробегу
для
установленной
γ
–
вероятности
может
обеспечить
надѐжную
эксплуатацию во всех условиях. Как было определено ранее периодичность
замены циркуляционного насоса при γ = 85% должна составлять 87,5 тыс. км
(ТО-9).
Примерная стоимость циркуляционного насоса (С1) составляет 6000
руб.; стоимость работ по замене (С2) – 800 руб.
Высоковольтная батарея
Число отказов, связанных с ВВБ группы из 200 автомобилей
минимально. Выявлены единичные случаи в послегарантийный период
эксплуатации (пробег >160 тыс. км). Поддержание требуемого уровня заряда
ВВБ, защиту от перезаряда, разряда, перегрузки осуществляет ЭБУ ГСУ.
Проведѐн анализ существующих случаев по отказам ВВБ в период
эксплуатации. Основными причинами неисправности или повреждения ВВБ
является:
нарушение
рекомендаций
по
эксплуатации
автомобиля,
повреждение при выполнении ремонта. Основные рекомендации для
поддержания технически-исправного состояния ВВБ завода-изготовителя: не
ездить на автомобиле без бензина, при длительном хранении запускать
двигатель на 30 минут минимум раз в месяц.
Таким
образом,
дополнительных
работ,
с
точки
помимо
зрения
технической
соблюдения
эксплуатации
рекомендаций
завода-
45
изготовителя по поддержанию ВВБ в исправном состоянии в течение всего
срока службы автомобиля, не требуется.
2.4 Задачи
В результате проведѐнного исследования выяснено, что существующая
инфраструктура обслуживания не способна выполнять задачи поддержания
технически исправного состояния автопарка автомобилей с ГСУ. Наиболее
значимые причины этого следующие: большие затраты на приобретение
дорогостоящего
квалифицированных
диагностического
инженеров
со
оборудования;
знаниями
в
области
отсутствие
ГСУ;
в
рекомендованном заводом бюллетене на сервисное обслуживание не учтены
более тяжелые условия эксплуатации в РФ. Новые подходы к проведению
технического обслуживания требуют специальной подготовки персонала.
С учѐтом определенных проблем и исходя из поставленных целей
формулируются задачи исследования:
- разработка методик оценки технического состояния ГСУ автомобиля;
- исследование факторов, влияющих на периодичность выполнения ТО
и Р ГСУ автомобиля;
С учѐтом выбранной схемы ГСУ, в зависимости от типов и
характеристик основных элементов, а также в зависимости от поставленных
исследователями целей методика оценки технического состояния ГСУ
должна быть применима к различным типам автомобилей с ГСУ, т.е. иметь
возможность изменяться в зависимости от поставленной задачи.
Выводы по главе
Самая популярная и широко используемая схема подключения
гибридного двигателя – параллельная.
Экологически и экономически выгодная силовая установка.
46
Не смотря на свои плюсы, имеет огромное количество минусов как и с
экономической точки зрения, так и конструктивной.
Помимо
соблюдения
рекомендаций
завода-изготовителя
по
поддержанию ВВБ в исправном состоянии в течение всего срока службы
автомобиля, не требуется.
Малое количество квалифицированных инженеров, со знаниями в
области ГСУ
47
ГЛАВА 3
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГСУ
АВТОМОБИЛЕЙ
3.1 Обобщенное техническое описание методики
На основании проведенного анализа причин неисправностей ГСУ и
установленных закономерностей их возникновения определена уточненная
цель работы – разработка методики оценки технического состояния ГСУ
автомобилей, которая в отличие от уже известных методик учитывает
взаимодействие двух потоков мощности.
Эталонными
накопителя
параметрами,
энергии,
являются
характеризующими
параметры
рабочих
работу
ДВС
процессов
и
ГСУ,
вычисляемые для заданных условий тестирования с помощью разработанной
математической модели.
В качестве критерия оценки принята
относительная величина
отклонения Δ характеристики изменения фактического значения параметра
от его теоретического эталонного значения
.
Рис. 10. График зависимости изменения мощности в цепи высоковольтной
батареи от времени, где
граница допустимого технического состояния ДВС;
- граница допустимого технического состояния высоковольтной батареи;
- фактическое значение диагностического параметра;
- теоретическое
значение диагностического параметра
48
Уравнение критерия оценки имеет вид:
)
∑(
y – временная зависимость изменения значений мощности в цепи
высоковольтной батареи.
При исправном техническом состоянии ГСУ величина отклонения
должна быть минимальной. Отклонение значений вверх или вниз означает
неисправности ДВС и высоковольтной батареи соответственно.
Рис. 11 Схема методики оценки технического состояния ГСУ
Работа
автомобиля
взаимосвязанных
между
является
собой.
системой
Водитель
технических
(диагност)
процессов,
либо
некое
стимулирующее устройство воздействует на ГСУ посредством педали
акселератора. Под данным воздействием происходит рабочий процесс
(автомобиль
ускоряется),
при
этом
в
элементах
ГСУ
изменяются
диагностические параметры, измеряемые с помощью датчиков. Датчики на
входе Д1.1- Д1.i, (рис. 11) отслеживают входные данные о состоянии объекта
(мгновенная скорость автомобиля). Датчики бесконтактного типа Д2.1- Д2.i,
установленные на силовых цепях ГСУ, воспринимают реакцию на
49
воздействие (выходные данные), весь поток диагностической информации
поступает в аналого-цифровой преобразователь. Значения оцифрованных
диагностических параметров от наиболее важных датчиков выводятся на
экран дисплея в виде диаграмм. Сигнал с датчиков Д1.1- Д1. поступает в
копирующую систему, моделирующую рабочий процесс. Копирующая
система, представляющая собой идеализированную модель процесса,
вычисляет значения диагностических параметров и формирует опорный
сигнал для блоков сравнения БС1-БСi. Аналогичные сигналы поступают в
блоки сравнения с датчиков Д2.1- Д2.i, где сравниваются по принципу
«меньше» - «норма» - «больше». Результат сравнения поступает на дисплей в
виде стандартного сигнала.
Программа
записывает
результаты
замеров
для
последующего
логического анализа с переработкой всей поступающей информации от ГСУ
автомобиля.
Разрабатываемая
математическая
модель
воспроизводит
режим
движения автомобиля с ГСУ по входным значениям и заданным параметрам,
которые указаны ниже. Модель включает 2 раздела: тяговый расчѐт;
энергетический расчѐт, включая расчѐт потерь в электроприводе, расчѐт
потерь в трансмиссии, расчѐт энергии от рекуперации торможения.
В процессе измерения ГСУ выводится на заданный режим работы с
помощью стимулирующего устройства, датчики в силовых электрических
цепях воспринимают сигналы, характеризующие диагностические параметры
Si.
Эти сигналы преобразуются в электрические, улучшаются с помощью
аналого-цифрового преобразователя и аналогового мультипликатора, после
чего поступают на средства отображения информации и записывающее
устройство, где с учѐтом информации, полученной от копирующей системы,
осуществляется анализ.
3.2. Выбор параметров оценки технического состояния ГСУ
50
Выбор
диагностических
параметров
для
оценки
технического
состояния ГСУ является сложной задачей. Это связано, с тем, что в
выполнении рабочего выходного процесса (создании силы тяги на ведущих
колѐсах) участвуют четыре самостоятельных узла: двигатель, мотор –
генератор 1, мотор – генератор 2 и высоковольтная батарея. Каждый из
элементов является самостоятельным, работающим отдельно узлом.
Для рассматриваемой системы при установлении неисправности
одного из узлов наиболее интересны обобщающие параметры, относящиеся к
элементам ГСУ. При оценке технического состояния ГСУ, достаточно иметь
информацию
об
обобщающих
параметрах
выходных
процессов,
характеризующих техническое состояние агрегата в целом (например, расход
топлива на 100 км пути, максимальная отдаваемая мощность мотора и др.).
При оценке отдельного узла или элемента могут быть использованы частные
параметры технического состояния конкретного механизма, системы
(например, сопротивление обмотки, саморазряд батареи), и их эталонные
значения.
Методики
оценки
состояния
ДВС
аналогичны
тем,
что
используются в настоящее время.
При диагностировании ГСУ автомобиля Toyota Prius могут быть
использованы параметры рабочих процессов и параметры сопутствующих
процессов функционирующих механизмов.
Параметрами
развиваемая
ГСУ
энергетической
рабочих
(S1),
процессов
расход
эффективности
ГСУ
топлива
ГСУ
(S3).
являются:
ГСУ
(S2),
Рабочими
мощность,
коэффициент
процессами
(диагностическими признаками) являются: электрическая мощность МГ1 в
режиме электродвигателя (y1); электрическая мощность МГ1 (y2) в режиме
генератора; электрическая мощность МГ2 (y3) в режиме электродвигателя;
электрическая мощность МГ2 (y4) в режиме генератора; электрическая
мощность ВВБ (y5) при разряде; электрическая мощность ВВБ (y6) при
заряде; саморазряд ВВБ (y7); емкость ВВБ (y8).
51
Параметрами сопутствующих процессов являются: шум (s1), вибрации
(s2),
тепловыделение
двигателя
(s3),
тепловыделение
PSD
(s4);
тепловыделение ВВБ (s5). Параметры рабочих процессов ГСУ являются
диагностическими параметрами, каждый из которых характеризуется
фактической величиной и темпом еѐ нарастания.
Параметры выходного процесса выбраны в соответствии с критериями
оптимальности. Оценка выбранных параметров произведена в табл. 3.
При проведѐнной оценке, исходя из необходимых требований,
выбраны диагностические параметры y1-y6. Параметры y5-y6 могут быть
использованы как диагностические, только в комплексе с другими.
Параметры y7-y8 целесообразно использовать как частные при определении
предельно-допустимого состояния ВВБ.
Таблица 3
Оценка диагностических параметров на предмет соответствия
критериям
Критерий / Параметр процесса
1. Функциональная важность для
оценки
технического
состояния
автомобиля
2. Однозначность в зависимости от
наработки автомобиля
3. Чувствительность (информативность)
по отношении к структурному
параметру.
4. Стабильность при многократных
измерениях, характеризуется степенью
рассеивания.
5. Способность разделять и выявлять
неисправности по месту их
возникновения.
6. Обеспечивать технологичность и
экономичность при диагностировании
Примечание:
y1 y2 y3 y4 y5 y6
● ● ● ● ● ●
y7 y8
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
1
1
●
●
●
●
●
●
2
2
●
●
●
●
3
●
3
●
●
●
●
●
4
4
3
●
52
1. Параметр может быть измерен только в течение длительного
промежутка времени
2. Зависит от температуры батареи.
3. Может являться следствием разных причин.
4. Большие затраты времени и на подготовительные работы.
Между структурными (S1-S2) и диагностическими (y1-y6) параметрами
существуют взаимосвязи (рис. 12), зависящие от функциональных и
конструктивных особенностей ГСУ. МГ1 принимает участие в создании
мощности ГСУ, потребление энергии происходит в режимах движения с
постоянной нагрузкой и при запуске ДВС. Работа МГ2 в режиме
электродвигателя происходит при разгонах, в режиме генерации энергии при
движении с постоянной нагрузкой и рекуперативном торможении.
Рис. 12. Связи между структурными и диагностическими параметрами:
y1 - мощность МГ1 в режиме электродвигателя, кВт; y2 - мощность МГ1 в
режиме генератора кВт; y3 - мощность МГ2 в режиме электродвигателя, кВт;
y4 – мощность МГ2 в режиме генератора, кВт; y5 – мощность ВВБ в режиме
разряда, кВт; y6 – мощность ВВБ в режиме заряда, кВт
3.3. Разработка диагностических матриц выявления отказов и
неисправностей элементов ГСУ
Важнейшим этапом процесса диагностирования является постановка
диагноза. Ранее отмечалось, что ГСУ автомобиля состоит из основной
силовой установки ДВС, электромоторов-генераторов МГ1 и МГ2 с
инверторами и высоковольтной батареи, от каждого из элементов в
53
определѐнной степени зависят параметры S1 и S2. Поставить диагноз в таком
механизме с помощью использования одного параметра невозможно. Для
решения задачи постановки диагноза в этом случае на основе данных о
надежности объекта, структурно-следственной схемы объекта выявлены
связи между его наиболее вероятными неисправностями и используемыми
диагностическими параметрами. Для выявления этих связей построены
диагностические матрицы, представляющие собой логическую модель,
описывающую
связи
между
диагностическими
параметрами
«y»
и
возможными неисправностями «А» объекта для нескольких режимов работы
привода (табл. 15).
При диагностировании простой системы с однообразным режимом
работы (например, диагностика цилиндро-поршневой группы ДВС по
одному из параметров), достаточно одной матрицы, однако для сложной
системы этого может быть недостаточно. Например, в данном случае. Во
время запуска ДВС выходе из допустимого предела параметра «y5 (цепь
потребления ВВБ)» неисправность может быть вызвана нарушением работы
нескольких узлов (А2, А4). Для выявления причины отказа понадобиться
иметь диагностические матрицы для нескольких состояний системы.
Перечень возможных неисправностей ГСУ на основе имеющихся
статистических данных (обобщѐнно по системам): ДВС (А1); МГ1 (А2); МГ2
(А3); Ин. (А4); ВВБ (А5).
Перечень диагностических параметров, наиболее полно отражающих
техническое состояние всех узлов ГСУ, их фактические величины и
динамика изменения для модели с кузовом NHW20:
- мощность МГ1 (y1) в режиме электродвигателя (0÷33 кВт);
- мощность МГ1 (y2) в режиме генератора, (-33÷0 кВт);
- мощность МГ2 (y3) в режиме электродвигателя (0÷50 кВт);
54
- мощность МГ2 (y4) в режиме генератора (-5÷0 кВт);
- мощность ВВБ (y5) при разряде (0÷21 кВт);
- мощность ВВБ (y6) при заряде (-5÷0 кВт).
Нормативная величина динамики изменения параметров не постоянна,
еѐ характер изменения рассчитывается по заданным параметрам движения
автомобиля, что делает данную методику универсальной.
Таблица 4
Матрица неисправностей ГСУ при углублѐнном диагностировании
Диагностические
параметры
1
y1+
y1y5+
y5y2+
y2y3+
y3y5+
y5y6y3+
y5+
1
Y5y1+
y1y4+
y4y4y6-
Возможные неисправности
ДВС (А1)
МГ1 (А2)
МГ2 (А3)
Ин. (А4)
2
3
4
5
1. Запуск двигателя
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2. Начало движения
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
3. Ускорение, движение с большой нагрузкой
1
1
1
1
1
1
0
0
2
3
4
5
0
0
1
1
4. Равномерное движение с малой нагрузкой
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
5. Движение накатом, торможение
0
0
1
1
0
0
1
1
ВВБ (А5)
6
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
6
1
0
0
0
0
1
1
(+) превышает нормативный коридор; (-) ниже нормативного коридора.
Оптимизация совокупности диагностических параметров
55
Неисправности ДВС и ВВБ так же могут быть определены при
упрощенной методике выявления неисправностей. Суть еѐ в том, что каждый
источник мощности вносит свой определѐнный вклад в процессе создания
силы тяги на ведущих колѐсах, такова особенность всех схем ГСУ (формула
3.1).
(3.1)
Для того чтобы оценить вклад мощности двигателя
энергии
и накопителя
с помощью упрощѐнной методики, достаточно иметь
информацию о характере изменения мощности одного из элементов.
Перечень диагностических параметров, необходимых для оценки
технического состояния двигателя и накопителя энергии, их фактические
величины для модели с кузовом NHW20:
- мощность ВВБ (y5) при разряде (0÷21 кВт);
- мощность ВВБ (y6) при заряде (-10÷0 кВт).
Конечно, существует вероятность того, что неисправным окажется,
например, инвертор МГ1, МГ2. В этом случае конкретная причина
неисправности может быть установлена системой самодиагностики ГСУ, что
существенно сэкономит время диагностирования. Матрица неисправностей
для упрощѐнной методики представлена в табл. 5.
Таблица 5
Матрица неисправностей ГСУ при простом диагностировании
Диагностические
параметры
Возможные неисправности
ДВС (А1)
Диагностические
параметры
ВВБ (А5)
1. Запуск двигателя
y5-
0
1
2. Начало движения
y5+
y5-
1
0
0
1
56
3. Ускорение, движение на подъем
y5+
y5-
1
0
0
1
4. Движение накатом, торможение
y4y6-
0
0
1
1
(+) превышает нормативный коридор; (-) ниже нормативного коридора.
Таким образом, параметры технического состояния ключевых узлов
ГСУ в различных условиях работы, наиболее полно говорят об их
техническом состоянии, что в совокупности с системой самодиагностики и
сопутствующими параметрами выходных процессов улучшает показатели
качества постановки диагноза при оценке технического состояния ГСУ.
3.4. Разработка способов определения параметров оценки
технического состояния ГСУ на автомобиле
Способ для углублѐнной оценки технического состояния
При более углублѐнной оценке технического состояния возможно
узнать всю информацию как о мощности в отдельной цепочке, так и о
суммарной мощности развиваемой ГСУ. Для этих целей в силовую часть
электропривода устанавливаются 3 датчика тока и 2 датчика напряжения.
Рис. 13 Схема подключения датчиков для углубленной оценки
57
В некоторых типах электроприводов возможна установка датчиков
тока в цепи постоянного тока инверторов управления МГ. В ГСУ автомобиля
модели Toyota Prius для измерения доступны фазные токи, это необходимо
учитывать при расчѐте мощности. Если в инверторе напряжение постоянного
конвертируется в более высокое, как на автомобилях Lexus, Toyota Prius
NHW20, ZVW30, необходимо использовать оба датчика напряжения, тогда
значение
будет в пределах 500-650В, значение
будет в пределах 160-240
В, в других случаях возможна установка одного датчика напряжения, так как
Для получения расчѐтного
значения
параметров электрической
мощности из первичного оцифрованного сигнала используются следующие
зависимости:
1.
Электрическая
мощность
в
цепи
МГ1:
.
2. Электрическая мощность в цепи МГ2:
,
кВт.
3. Электрическая мощность в цепи ВВБ:
, кВт.
Для синхронных электродвигателей с ротором на постоянных
магнитах, используемых в автомобилях с ГСУ cosφ 1 для модели Prius
NHW20, значение параметра P1 будет находиться в пределах (-33÷33 кВт),
P2 – в пределах (-5÷50 кВт), P3 – в пределах (-21÷5 кВт) согласно табл. 2
(прил.1).
Так как 1 Ватт электрической мощности эквивалентен 1 Ватту
механической
мощности,
возможно
сравнение
экспериментальных значений полученных параметров.
расчѐтных
и
58
В блоках сравнения, куда поступают опорное значение параметров
и информация о расчѐтных значениях параметров
, где
происходит допусковый контроль по равенствам (4.2-4.5).
(3.2)
(3.3)
(3.4)
(3.5)
где Δ – допустимое расхождение в сигналах.
Упрощѐнный способ оценки технического состояния
На практике углублѐнная оценка технического состояния не всегда
оправдана, т.к. не отвечает критериям, таким как: минимальное время
оценки, минимальная трудоѐмкость; минимальное количество оценочных
параметров.
Данный
способ
целесообразно
применять
только
при
имеющейся необходимости уточнения неисправности. Для того, чтобы
оценить работоспособность двигателя и электрической части, достаточно
знать вклад каждого из ключевых элементов (ДВС и ВВБ). Например, если
известен характер изменения мощности ГСУ (NГСУ) при разгоне и требуется
узнать, какую часть энергии вложил ДВС при ускорении, то измерив
характеристику вклада энергии ВВБ, возможно узнать значение мощности
ДВС. При этом, если в процессе диагностирования установлено, что ВВБ
отдала энергии больше норматива, то можно сделать вывод, о том, что ДВС
не отдал еѐ в необходимом количестве, значит он неисправен. Если ВВБ
было отдано энергии меньше норматива, то наиболее вероятно, что
неисправность в ней самой.
59
Рис. 14 Схема подключения датчиков для упрощенной оценки
Для использования данного способа достаточно иметь информацию
толь-ко от датчика тока и напряжения в цепи ВВБ, что экономит время
диагностирования, снижает трудоѐмкость диагностирования.
Д2.4. Динамика изменения напряжения в цепи ВВБ – U;
Д2.5. Динамика изменения силы тока в цепи ВВБ – I.
Электрическая мощность в цепи ВВБ:
Мощность двигателя и ВВБ будет вычисляться следующим образом
- энергия отданная ДВС:
;
- энергия отданная ВВБ:
.
Опорным значением для блока сравнения будет характеристика
изменения мощности в цепи ВВБ в динамике при разгоне (3.6)
(3.6)
60
где Δ – допустимое расхождение в сигналах.
Таким образом, найденная зависимость позволяет теоретическим путѐм
находить и оценивать закономерности изменения мощности ГСУ со
смешанной схемой соединения элементов. Результаты вычислений будут
сравниваться с экспериментальными значениями, благодаря чему будут
сделаны выводы о техническом состоянии ГСУ автомобиля.
3.5. Алгоритм расчѐта параметров оценки технического состояния
ГСУ
Алгоритм расчѐта состоит из 2 основных частей: особенностей тяговомощностного баланса автомобиля с ГСУ и анализа цепочек передачи
мощности в элементах в приводе.
Особенности тягово-мощностного баланса автомобиля с ГСУ
Исходными данными как для реальной системы «Работа автомобиля с
ГСУ», так и для модели, копирующей систему, являются параметры
маршрута движения. Вычислительный блок ГСУ узнаѐт о них по сигналам с
датчиков и измерительных алгоритмов блоков управлений, в модели они
задаются массивом данных изменения скорости во времени на маршруте, а
также другими вводными данными, характеризующими работу автомобиля и
элементы ГСУ в первом приближении.
Программа позволяет вводить данные для расчѐта ГСУ ТС с
последовательной, параллельной и смешанной схемами передачи энергии. В
качестве аналога (примера) в данном расчѐте выбрана модель Toyota Prius,
как один из самых распространѐнных автомобилей с ГСУ в РФ.
В данном случае использован стандартный городской цикл по
протоколу испытаний легковых автомобилей (директива 80/1268 ЕС 2004
год, ГОСТ Р 41.84-99)
61
Исходные данные:
1. Характеристика участка движения
( )
– характеристика цикла движения:
( )
– характеристика продольных углов дороги:
2. Заданные технические показатели ТС
– масса ТС ( );
– коэффициент сопротивления качению (
)
– площадь Миделя ( )
– коэффициент обтекаемости (
);
– коэффициент учѐта вращающихся масс (
).
Основные зависимости
Тяговый расчѐт основывается на общепринятых физических законах и
зависимостях. Ниже представлены формулы, используемые для расчѐта.
1. Средняя скорость движения на всѐм участке
,[
где
]
(3.7)
– скорость в отдельно взятой точке, м/с;
– количество точек на участке.
2. Длина отдельно взятого интервала на участке
, [м]
(3.8)
где – время прохождения отдельного интервала (1 с.).
3. Длина испытуемого участка
(3.9)
4. Ускорение движения на отдельно взятом участке
62
(
)
(
)
[
]
(3.10)
5. Среднее ускорение на всѐм участке
(3.11)
6. Вес транспортного средства
(3.12)
где g- ускорение свободного падения.
7. Мощность силы сопротивления качения в отдельно взятой точке
(3.13)
8. Средняя мощность силы сопротивления качению на всѐм участке
(3.14)
9. Мощность силы сопротивления воздушного потока в отдельно
взятой точке
(3.15)
10. Средняя мощность силы сопротивления воздушного потока на всѐм
участке
(3.16)
11. Мощность силы сопротивления инерции в отдельно взятой точке
(3.17)
12. Средняя мощность силы инерции на всѐм участке
, [кВт]
(3.18)
13. Мощность силы сопротивления подъѐму в отдельно взятой точке
63
( )
[кВт]
(3.19)
14. Средняя мощность силы сопротивления подъѐму на всѐм участке
(3.20)
15. Мощность силы тяги на ведущих колѐсах в отдельно взятой точке
, [кВт]
(3.21)
16. Средняя положительная мощность силы тяги на всѐм участке
движения
(3.22)
17. Средняя мощность отрицательной силы тяги (торможения) на всѐм
участке
(3.23)
Анализ цепочек передачи мощности в элементах в приводе
Исходя из проведѐнного анализа (глава 1) выяснено, что схема ГСУ
модели Toyota Prius может работать как последовательная и как
параллельная одновременно, т.е. необходимо рассматривать оба варианта
работы привода.
Рис. 15 Смешанная схема ГСУ
64
Как было отмечено ранее, схема со смешанным соединением элементов
наиболее выгодна при движении в условиях частых разгонов-торможений.
Согласно данным, приведѐнным в главе 1, энергия, вырабатываемая
ДВС, разделяется на 2 потока. Доля 28% преобразуется в МГ1 в
электрическую, оставшиеся 72% передаются через водило планетарной
передачи на коронное зубчатое колесо, редуктор и на ведущие колеса
автомобиля.
● Цепочка
. Мощность от ДВС преобразуется в МГ1 в
электрическую, затем через инверторы Ин1,2 расходуется на движение с
помощью МГ2.
● Цепочка
. Мощность от ДВС преобразуется в МГ1 в
электрическую, затем расходуется на заряд ВВБ, откуда при необходимости
подается на МГ2, где преобразуется в механическую и поступает на колеса
автомобиля.
● Цепочка
. Мощность от ДВС передаѐтся на колеса автомобиля
через водило планетарной передачи, коронное зубчатое колесо и редуктор.
● Цепочка
. При торможении энергия от колес автомобиля
передается через редуктор на МГ2, инвертор Ин2 и накапливается в ВВБ,
откуда повторно расходуется при необходимости.
ДВС со смешанной схемой не отвечает за изменение скорости
движения автомобиля, а работает в стационарном режиме, постоянно отдавая
всю вырабатываемую мощность на заряд ВВБ и колѐса. При отсутствии
нагрузки на колѐсах и полном заряде батареи мощность, вырабатываемая
ДВС, не может быть реализована, в этом случае при соблюдении
определѐнных условий (раздел 1.1) он выключается. Исходя из этого, можно
сказать, что вся развиваемая ДВС мощность (вырабатываемая энергия) будет
израсходована на движение и потери в приводе. Также можно сказать, что
часть
этой
энергии
вернѐтся
торможении. Отсюда выражение:
благодаря
рекуперации
энергии
при
65
(3.24)
где
- необходимая мощность ДВС с учѐтом потерь в приводе, кВт;
К – коэффициент, эффективного режима работы ДВС на данном
участке, определѐн экспериментальным путѐм.
- КПД привода;
- средняя мощность на ведущих колѐсах автомобиля;
- средняя мощность торможения на маршруте, кВт;
- КПД рекуперации на маршруте;
. - средняя мощность, потребляемая напрямую от генераторной
установки на маршруте, кВт;
- средняя мощность, проходящая через накопитель энергии на
маршруте, кВт.
Фактически
- это мощность ДВС, затраченная на движение
автомобиля с учѐтом потерь в приводе и возвратом энергии при рекуперации.
Известно, что часть энергии будет передана от ДВС на колѐса по прямой
цепочке, а часть через накопитель энергии, но вся энергия будет передана на
колѐса. В обоих случаях потери будут различны. Исходя из этого, каждую
цепочку потерь нужно рассматривать отдельно.
Средняя мощность привода на участке, напрямую переданная на колѐса
автомобиля, будет равна всей средней мощности за вычетом той, которая
передаѐтся через накопитель энергии.
(
)
(3.25)
Мощность с учѐтом потерь в прямой цепочке привода
(3.26)
с учѐтом КПД каждого из элементов привода
66
, кВт
(3.27)
Независимо от характера изменения мощности (режима движения), а
также от того, где снимаются показания (на стенде или в эксплуатации)
модель вычисляет текущие значения выходных данных: теоретическое
изменение энергии в накопителе, теоретическое изменение расхода топлива,
теоретический
приведѐнные
расход
топлива,
средняя
теоретическая
мощность электро-привода, интервалы включения и выключения двигателя.
Полученные значения должны совпадать с результатами замеров
текущих параметров: динамики изменения мощности в цепи ВВБ, динамики
изменения мощности МГ1, МГ2.
В соответствии с описанием возможных режимов работы двигателя,
приведѐнными в Главе 1 разгон до скорости 50 км/ч при уровне заряда
накопителя энергии не менее 53% (1300кДж) может происходить в режиме с
выключенным двигателем с последующим зарядом накопителя, или с
работающим двигателем. Для удержания ДВС во включѐнном состоянии
регулятор отопителя салона должен быть установлен в положение «горячий
воздух».
Оценка технического состояния с выключенным ДВС осуществима при
упрощѐнном способе, описанном в разделе 2.6, при этом в программе
устанавливается значение NДВС = 0.
Для
соблюдения
условий
достоверности
проведения
замеров
необходимо выполнить следующие требования:
- ВВБ должна быть заряжена не менее чем до 50%;
- ДВС должен быть прогрет до рабочей температуры (замер
температуры
сканера);
ДВС
производится
с
помощью
диагностического
67
- режим «без ДВС» должен быть выключен (автоматическое
управление);
- давление в шинах должно соответствовать норме.
При проведении дорожных испытаний в программу заносят вес
автомобиля с учѐтом имеющегося багажа и дополнительного пассажира с
погрешностью не более 20 кг.
Во время испытания фиксируется мгновенная скорость. При пробных
замерах показания изменения скорости снимались несколькими способами:
по датчику положения ротора МГ2, с помощью спидометра на цифровом
табло панели приборов. Наиболее удобными являются навигационные
устройства, они же позволяют отследить изменение рельефа дороги.
Результаты испытаний не зависят от цикла движения, т.к. в
теоретической модели используются именно фактические
параметры
маршрута и испытуемого автомобиля.
Дальнейшая работа связана с анализом полученных замеров и
сравнения их с результатами теоретических расчѐтов. Результаты могут либо
совпадать с допустимым интервалом, либо выходить за его пределы. В
блоках сравнения БС, диагностической системы происходит сравнение
реальных данных и полученных путѐм копирования. Положительным
результатом является расхождение теоретических и экспериментальных
исследований по параметру не более 5%, это говорит о нормальном
техническом состоянии ГСУ. При большем отклонении производят поиск
причины расхождения.
Отклонение одного из параметров, например недозаряд ВВБ можно
проследить по диаграммам текущих значений выходных параметров. В главе
4 подробно описывается практическая часть проведения замеров и другие
возможные методики поиска причин неисправностей.
68
Выводы по главе
Разработана методика оценки технического состояния ГСУ, основанная
на аналитическом сравнении характера изменения выходных параметров с
опорным значением этих же параметров, полученных в результате расчѐта.
Рекомендованы способы определения и записи параметров ГСУ при
испытании по углублѐнной и упрощѐнной оценке технического состояния.
Углублѐнный способ наиболее полно оценивает техническое состояние
ГСУ, но обладает избыточностью параметров, что увеличивает общее время
и трудоѐмкость диагностирования, увеличивает количество измерительной
аппаратуры, усложняется логический процесс постановки диагноза.
При
упрощѐнном
использовано
минимальное
способе
оценки
количество
технического
параметров, в
состояния
связи
с
чем
трудоѐмкость диагностирования и затраты на оборудование минимальны, что
в совокупности с бортовой системой диагностики позволяет адекватно
оценить техническое состояние ключевых элементов ГСУ двигателя и
накопителя энергии.
69
Общие выводы
1. Проведено максимальное описание гибридного транспорта как по
России, так и всему миру
2.
Обоснован
выбор
диагностических
параметров
для
оценки
технического состояния ГСУ автомобиля.
3. Разработана методика оценки технического состояния ГСУ,
исключающая ошибочную постановку диагноза в условиях взаимного
влияния потоков мощности от ДВС и высоковольтной батареи, при этом
упрощается также процесс диагностирования.
4.
Выполнена
оценка
адекватности
разработанных
алгоритмов
реальным процессам, происходящим в ГСУ автомобиля.
5. Анализирована математическая модель и программы для вычисления
эталонных значений диагностического параметра оценки технического
состояния ГСУ автомобиля.
70
1.
Александров,
И.К.
Научно-техническое
обоснование
энергетического баланса в системе генератор-накопитель энергии - двигатель
гибридного привода на основании исследований ездового цикла троллейбуса:
научно-исследовательская работа по заказу ОАО «Транс-Альфа» / И.К.
Александров, Е.В. Несговоров, В.А Раков. - Вологда: ВоГТУ, 2008. – 78 с.
2. Александров, И.К. Оценка энергетической эффективности ДВС в
условиях неустановившегося режима работы / И.К. Александров, О.Л.
Белков, В.А. Раков // Вестник машиностроения. – 2008. – №6. – С.17-20.
3. Александров, И.К. Модернизация расчета параметров тягового
привода электромобиля / И. К. Александров, В.А. Раков // Вузовская наука региону: материалы седьмой всерос. науч.-техн. конф., 27 февр. 2009 г. /
ВоГТУ. - Вологда, 2009. - Т. 1. - С. 112-114.
4. Александров, И.К. Тяговый расчет транспортных средств с
адаптивным приводным двигателем / И.К. Александров, Е.В. Несговоров,
В.А. Раков // Вестник машиностроения. – 2010. – №2. – С. 18-21.
5. Александров, И.К. Адаптивные трансмиссии – путь к созданию
экономичных машинных агрегатов и транспортных средств / И.К.
Александров, Е.В. Несговоров, В.А. Раков // Техника в сельском хозяйстве. –
2011. - №1. – С. 25-27.
6.
Александров,
И.К.
Анализ
перспектив
развития
электрифицированного автомобильного транспорта / И.К. Александров, В.А.
Раков // Транспорт Российской Федерации. – 2012. – №2. – С. 50-52.
7. Андреева, Е. Актуальность развития систем диагностирования
комбинированных
энергоустановок
тягово-транспортных
средств
[Электромобили] / Е. Андреева // Инженерно-техническое обеспечение АПК.
– 2007. - №4. - С. 144-145.
71
8.
Барбашов,
Н.Н.
Выбор
оптимальной
мощности
двигателя
внутреннего сгорания гибридной силовой установки / Н.Н. Барбашов, И.В.
Леонов
//
Вестник
Московского
государственного
технического
университета им. Н.Э. Баумана. – Серия: Машиностроение. – 2010. - №4. – С.
47-54.
9. Баулина, Е.Е. Методика повышения устойчивости и улучшения
управляемости автомобиля с комбинированной энергетической установкой
при измене10. Андреева, Е. Актуальность развития систем диагностирования
комбинированных
энергоустановок
тягово-транспортных
средств
[Электромобили] / Е. Андреева // Инженерно-техническое обеспечение АПК.
– 2007. - №4. - С. 144-145.
11.
Барбашов,
Н.Н.
Выбор
оптимальной
мощности
двигателя
внутреннего сгорания гибридной силовой установки / Н.Н. Барбашов, И.В.
Леонов
//
Вестник
Московского
государственного
технического
университета им. Н.Э. Баумана. – Серия: Машиностроение. – 2010. - №4. – С.
47-54.
12. Баулина, Е.Е. Методика повышения устойчивости и улучшения
управляемости автомобиля с комбинированной энергетической установкой
при изменении типа привода в процессе движения: дис. …канд. техн. наук /
Е.Е. Баулина. – М., 2010. - 212 c.
13. Богданов, К.Л. Тяговый электропривод автомобиля / К.Л. Богданов.
– М.: МАДИ, 2009. – 57 с.
14.
Бордовский,
Г.А.
Физические
основы
математического
моделирования: учеб. пособие для вузов / Г.А. Бордовский, А.С. Кондратьев,
А.Р. Чоудери. – М.: Академия, 2005. – 320 с.
72
15. Вадзинский, Р.Н. Статистические вычисления в среде Excel.
Библиотека пользователя / Р.Н. Вадзинский. – СПб.: Питер, 2008. – 608 с.
16. Васильев, В.А. Снижение потерь энергии в гибридном приводе
автомобиля за счет уменьшения влияния пульсационной составляющей
крутящего мо-мента ДВС и применения рациональной схемы: дис. …канд.
техн наук / В.А. Васильев. – Ижевск, 2007. - 166 с.
17. Закарчевский, О.В. Повышение надѐжности двигателя в гибридных
транспортных средствах / О.В. Закарческий, А.В. Демидов, А.В. Хлебанцев //
Международный научный журнал. – 2009. - №3. – С. 87-90.
18. Златин, П.А. Электромобили и гибридные автомобили / П.А.
Златин, В.А. Кеменов, И.П. Ксеневич. - М.: Агроконсалт, 2004.- 416 с.
19. Иваненко, М.А. Оценка экономической эффективности применения
автотранспортных средств с комбинированной силовой установкой: дис.
канд. экон. наук / М.А. Иваненко. – М., 2006. - 121 с.
20. Изосимов, Д.Б. Согласующие преобразователи постоянного тока
для
автомобильных
комбинированных
энергоустановок
на
базе
электрохимических генераторов (топливных элементов) и конденсаторных
накопителей / Б.Д. Изосимов, С.В. Байда, А.В. Беребердин // Датчики и
системы. - 2003. - №5. - С. 20 - 26.
21. Ипатов, A.A. Электромобили и автомобили с КЭУ / A.A. Ипатов,
A.A. Эйдннов. - М.: НАМИ, 2004.- 328с.
22. Карпухин, К.Е. Принципы и алгоритм управления автомобилем с
гибридной силовой установкой: дис. …канд. техн. наук / К.Е. Карпухин. –
М.: МАМИ, 2008. - 123 с.
23. Константинов, В. Разработка серии гусеничных транспортных
средств с гибридной системой энергоснабжения (ДВС и электродвигатель)
73
для фермерских хозяйств. Мощностные характеристики, расход энергии и
эффективность привода ходовой части. (Япония) / В. Константинов //
Инженерно-техническое обеспече-ние АПК. – 2010. - №2. – С. 605.
24. Кондрашкин, А.С., Комбинированная силовая установка для
электромобиля
/
А.С.
Кондрашкин,
Н.М.Филькин,
В.Г.
Мезрин
//
Автомобильная промышленность. - 1996. - № 4. - С. 9-10.
25. Кравченко, П.А. Организационный и технологический ресурс
решения проблемы обеспечения безопасности дорожного движения в РФ /
П.А. Кравченко // Транспорт РФ. – 2008. - №15. – С.70-75.
26. Ксеневич, И.П. Идеология проектирования электромеханических
систем для гибридной мобильной техники / И.П. Ксеневич, Д.Б. Изосимов //
Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1997. – № 1. – С. 17-23.
27. Кутов, В. Высоковольтная батарея Toyota Prius / В. Кутов // ЛегионАвтодата. - 2009. - №1. – С. 1-5.
28. Литвинов, А.С. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств:
учеб. для вузов / А. С. Литвинов, Я. Е. Фаробин. - М.: Машиностроение,
1989. – 237 с.
29. Лазарева, А.Н. Разработка методики расчета базовых параметров и
характеристик
гибридной
энергосиловой
установки
параллельной
компоновочной схемы для легкового автомобиля: дис. …канд. техн. наук /
А.Н. Лазарева. – Ижевск, 2006. - 164 c.
30. Мирошников, Л.В. Диагностирование технического состояния
автомобилей на автотранспортных предприятиях / Л.В. Мирошников, А.П.
Болдин, В.М. Пал. – М.: Транспорт, 1977. - 253 с.
31. Морозов, К.А. Токсичность автомобильных двигателей / К. А.
Морозов.- М.: Легион-Автодата, 2001. - 80 с.
74
32. Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки
показа-телей надежности по экспериментальным данным: РД. 50-690-89: утв.
госстан-дартом СССР. – Введ. 30.10.89. – М.: Государственный комитет
СССР по стан-дартам, 1989. – 136 с.
33. Раков, В.А. Определение оптимальных параметров накопителя
энергии гибридных силовых установок автомобилей / В.А. Раков // Молодые
исследователи - регионам: материалы всероссийской научной конференции
студентов и аспирантов: в 2 т. - Вологда: ВоГТУ, 2009. - Т. 1. – С. 199-200.
34. Раков, В.А. Расчѐт параметров тягового привода электромобиля / В.
А. Раков // Материалы II ежегодных смотров - сессий аспирантов и молодых
ученых по отраслям наук: в 2 т. - Вологда: ВоГТУ, 2008. - Т. 1. - С. 225-229.
35. Раков, В.А. Диагностирование автомобилей с гибридной силовой
установкой – проблемы и пути их решения / В.А. Раков, И.К. Александров //
Автоматизация
и
энергосбережение
машиностроительного
и
металлургического производств, технология и надѐжность машин приборов и
оборудования: материалы шестой междунар. научн. –техн. конф.: в 2 т. –
Вологда: ВоГТУ, 2010. – Т. 2. – С. 64-68.
36. Раков, В.А. Определение необходимой мощности ДВС гибридных
силвых установок транспортных средств / В. А. Раков, А. В. Смирнов //
Вестник машиностроения. – 2010. – № 4. – С. 32-35.
37. Раков, В.А. Особенности технического обслуживания гибридных
автомобилей на территории РФ / В.А. Раков, И.К. Александров, А.Ю.
Сальников // Вузовская наука – региону: материалы девятой всерос. науч.техн. конф., 25 февр. 2011 г. / ВоГТУ. – Вологда, 2011. – Т. 1. – С. 138-140.
38. Раков, В.А. Анализ отказов и неисправностей гибридных силовых
установок автомобилей [Электронный ресурс] / В.А. Раков // Молодѐжь.
Наука. Ин-новации: труды VI междунар. научн. –практ. интернет-конф.. -
75
Пенза: Пензенский филиал РГУИТП, 2012. – Режим доступа: http://rgupenza.ru/mni/index.php?view=themes&data=parts_view&id=100.
39. Раков, В.А. Гибридный автомобиль. Концепция экономичного
городского автомобиля. Исследование эффективности. Проектирование.
Расчеты: моно-графия / В.А. Раков. – Саарбрюккен: LAP, 2012. – 104 с.
40. Раков, В.А. Оценка развития мирового автопарка гибридных
автомобилей /В.А. Раков // Автотранспортное предприятие. – 2012. – №8. –
С. 49-52.
41. Раков, В.А. Методика оценки технического состояния гибридных
силовых установок автомобилей: дис. …канд. техн. наук / В.А. Раков. – СПб.:
СПБГАСУ, 2012. - 169 с.
42. Раков, В.А. Неисправности гибридных силовых установок
автомобилей / В.А. Раков // Технические науки – основа современной
инновационной системы, I Международная научн. –практ. конф., 10 дек.
2012г. / Приволжский научно-исследовательский центр. - Йошкар-Ола, 2012.
– С. 210-211.
43. Раков, В.А. Исследование автопарка гибридных автомобилей / В.А.
Раков // Транспорт на альтернативном топливе. – 2013. – № 1(31). – С. 18-23.
44. Раков, В.А. Исследование факторов, влияющих на надежность
гибридных силовых установок автомобилей / В.А. Раков // Технические
науки – основа современной инновационной системы, II Международная
научн.-практ.
конф.,
25
мар.
2013
г.
/
Приволжский
научно-
исследовательский центр. - Йошкар-Ола, 2013. – С. 128-130.
45.
гибридных
Раков,
В.А.
силовых
Исследование
установок
эксплуатационной
автомобилей
/
Автотранспортное предприятие. – 2013. – №4. – С. 44-49.
В.
А.
надежности
Раков
//
76
46. Раков, В.А. Развитие парка гибридных автомобилей / В.А. Раков //
Мир транспорта. -2013. – №1 – С. 52-59.
47. Раков, В.А. Оценка технического состояния гибридных силовых
установок автомобилей / В.А. Раков // Сборник научных трудов SWorld.
Материалы
международной
научно-практической
конференции
«Современные направления теоретических и прикладных исследований
2012». Выпуск 1.– Одесса: КУПРИ-ЕНКО, 2013 - Т. 1. – С. 102-107.
48.
Перспективы
продаж автомобилей с дизельными гибридными двигателями в США //
Бюллетень иностранной коммерческой информации. - 2008. - № 108. - С. 1212.
49.
Положение
о
техническом
обслуживании
и
ремонте
автотранспортных средств, принадлежащих гражданам (легковые и грузовые
автомобили, автобусы, минитрактора): РД 37.009.026-92: утв. Приказом
Департамента автомобильной промышленности Минпрома РФ от 1 ноября
1992 г. № 43. – Введ. 1.01.1993. - М.: Департамент автомобильной
промышленности Минпрома РФ, 1993. – 88 с.
50. Об утверждении Правила по охране труда на автомобильном
транспорте ПОТ Р О 200 - 01 -95 [Электронный ресурс]: приказ
Министерства транспорта Российской Федерацииот 13.12.1995 № 106 //
Техэксперт: инф.-справ.система / Консорцикм «Кодекс».
51.
Разработка
конструкторской
документации
и
изготовление
экспериментального образца гибридной силовой установки для городского
автомобиля: научно-технический отчѐт по НИОКР / И. К. Александров, В.А.
Раков,
Е.В.
Несговоров,
А.В.
Рыжков.
энергосберегающие технологии, 2010. – 142 с.
–
Вологда:
Перспективные
77
52. Статистика ключевых слов [Электронный ресурс] // Яндекс. Режим доступа: http://wordstat.yandex.ru.
54. Техническая эксплуатация автомобилей : учебник для вузов по
специальности "Автомобили и автомоб. хоз-во" / под ред. Е. С. Кузнецова . 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Наука , 2004 . - 535 с. : ил.
55. Технический регламент о безопасности колѐсных транспортных
средств: утв. постановлением Правительства РФ от 23 сент. 2009 г. № 720. –
М.: «Российская газета», 2009. - 28 с.
56. Hybrid Electric Transit Bus [Электронный ресурс] // Hybridrive, 2013.
- Режим доступа: http://www.hybridrive.com/hybrid-transit-bus.asp
57.
2014
New
Toyota
Hybrids
[Электронный
ресурс]
/
http://www.toyota.com/ – Режим доступа: http://www.toyota.com/hybrid
58. Owner’s Manual Supplement - 2005 Diesel-Electric Hybrid. – Detroit.:
Azure Dynamics, 2005. – 36 p.
59. Routex, J. Modeling of Hybrid Electric Vehicles using gyrator theory:
Application to design / J. Routex. – Washington: Vehicular Technology
Conference, 2000. –112 p.
60. Toyota Prius Diagnostics. [Электронный ресурс] // AA1Car. - Режим
доступа: http://www.aa1car.com/library/toyota_prius_diagnostics.htm
78
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа