Автомобілі з гібридною трансміссією і комбінованою енергетичною установкою

Крутний момент, Н·мККД, %Потужність, ВтВхідні сер. знач.Вихідні сер. знач.Кон-вертерЕл. двигун-інвер-торРазомВхіднаВихіднаМеха-нічнаНапру-га, ВСтрум,АНапру-га, ВСтрум,А10,0097,785,283,21888184415712328,62369,320,0098,186,885,136903621314223216,223516,930,0098,491,790,252225138471223222,823523,240,0098,791,690,469516860628323230,223530,250,0098,790,389,188138695785423238,623438,260,0098,691,590,21044610295942523245,323446,270,0098,692,190,812104119341099623252,523454,580,0098,590,889,514046138381256623260,923363,790,0098,288,687,116240159551413723270,523374,6100,0098,186,785,018470181181570823180,423287,2Крутний момент, Н·мККД, %Потужність, ВтВхідні сер. знач.Вихідні сер. знач.Кон-вертерЕл.

Автомобілі з гібридною трансміссією і комбінованою енергетичною установкою

Дипломная работа

Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией
ього й до гальмування, напруга й струм коливаються в діапазоні, що не можна повністю пояснити, використовуючи отримані дані. Напруга досягає 350 В на позначці 250-265 с при швидкості транспортного засобу 38,6-43,3 миль/год. “Зона нульового струму” може бути замічена приблизно на 270 с, де не працює ні тяговий двигун і не заряджається батарея. У тому ж самому періоді спостерігається підвищення напруги до 400 В, що визначається тільки швидкістю транспортного засобу. Зменшення кута положення педалі керування подачею палива приводить до зарядного струму в декількох випадках. Період гальмування, на останній четвертій ділянці, створює зарядний струм, пропорційний інтенсивності гальмування.

 

Рисунок 3.11 Ділянка їздового циклу, що ілюструє коливання підвищеної напруги

Рисунок 3.12 Друга ділянка їздового циклу, що ілюструє поступове пришвидшення

 

Рисунок 3.12 відображає неколивне і повільне пришвидшення. Повільне пришвидшення має малий ефект на підвищення напруги, набагато нижчий чим замічений у попередніх прикладах. Є багато положень педалі керування подачею палива з відповідним зворотним електричним струмом. Оскільки швидкість продовжує поступово зростати, зростає і підвищення напруги з 215 В до 315 В, і потім до 350 В. Коливання напруги не можуть бути співставленими з відповідним струмом або іншими даними, показаними на рисунку. Оскільки коливання дуже короткі щодо інших параметрів, їхні значення сумнівні. Тому, Рисунок 3.13 був зроблений, щоб порівняти швидкість транспортного засобу і підвищення напруги. Видно велике пульсування, за винятком прямих ділянок напруги на вершинах. При збільшенні швидкості на 10 миль/год пульсація була б усунена і напруга була б на рівні прямих ділянок.

 

Рисунок 3.13 Крива пвдвищення напруги

Рисунок 3.14 ділянка найдовшої тривалості даних їздового циклу, представлених у цьому дослідженні. Цей рисунок відібраний для більш довгої тривалості й безупинно змінного експлуатаційного режиму (тобто, акселератора і положення гальма). Це зробило складнішим графік, проте тенденції простежуються. Спочатку видно широку коливну підвищену напругу з багатьма дуже короткими змінами, що не дає корисної інформації. Тому на протязі часу був застосований фільтр. Як позначено вертикальними пунктирами, багато з максимумів напруги, що згладжуються, відповідають максимумам швидкості, однак, з деяким градусом зсуву. Зсув показує, що максимуми напруги забезпечували відповідні максимуми швидкості. Не дивно, що численні поточні максимуми напруги також були відповідальними за розгін транспортного засобу до максимальної швидкості.

 

Рисунок 3.14 Ділянка їздового циклу, обрана, щоб ілюструвати високий рівень зміни кожного параметра

 

Рисунок 3.15 Ділянка їздового циклу, що ілюструє рух із постійною швидкістю 70 миль/год

Рисунок 3.15 був відібраний для сталих умов із високою швидкістю. В основному, тільки положення педалі керування подачею палива й струм змінюються. Позитивний струм складається з маленьких стрибків, коли педаль керування подачею палива відпущена. Відсутність тривалого позитивного струму збуджує дію транспортного засобу від ДВЗ, а не від електродвигуна. Численні, короткі хвилі зарядки акумуляторної батареї спостерігаються протягом відпускання педалі подачі палива.

 

3.2 Робочі характеристики підсистем і дослідження їх ефективності

 

Гібридна система електроприводу Пріус випробовувалась при різноманітних режимах, що характеризують її електричні і механічні характеристики. Метою програми дослідження є вимірювання зворотної ЕРС електродвигуна і генератора, оцінити пускові властивості крутного моменту електродвигуна, і визначити звязані з коробкою передач втрати потужності при вказаній межі швидкостей вала і температури мастильних матеріалів. Для того, щоб уникнути впливу тертя на результати, ДВЗ був відєднаний від системи під час досліджень. Для виконання мети програми дослідження гібридна система електроприводу зєднувалась з динамометром, що володів потужністю, необхідною для забезпечення певних меж кутової швидкості. Для того щоб обидві осі коліс оберталися з рівною швидкістю, диференціал був змінений так, щоб шестерні внутрішнього зачеплення диференціала не могли обертатися. Блокуючи обертання цих шестерень стало можливим виміряти крутний момент на одній із двох осей привідного колеса. При таких змінах зменшилося передатне відношення частоти обертів електродвигуна до частоти обертів колеса, яке являється функцією числа зубів шестерень, і стало рівним 4,113. Щоб зрозуміти вплив температури оливи на втрати потужності, лабораторна установка нагрівала мастильні матеріали коробки передач до вказаної номінальної температури, яка використовувалась впродовж досліджень. При такій конфігурації були проведені наступні вимірювання:

  1. виміряне, вирахуване і зареєстроване передатне відношення від вала електродвигуна до динамометра;
  2. виміряні втрати потужність від тертя в зачепленнях шестерень, опору оливи і інші втрати, без збудження генератора чи електродвигуна.

Вимірювання були проведені з ротором, який вільно обертався і блокованим. Для початкового випробування, ротор електродвигуна був зєднаний з двигуном або з динамометром, який імітує тягову силу. На протязі випробувань генератора, ротор зєднаний з сонячною шестернею планетарної передачі. При такому випробуванні крутний момент через шестерні планетарного механізму передавався на ротор генератора. Деталі механізму розподілу потужності і блок шестерень, який зєднує двигун і колеса показані на рисунках 2.4 і 2.5.

Забезпечити краще розуміння теплової системи керування допоможуть дані зміни зусилля мастильних матеріалів в коробці передач в залежності від температури і потоку рідини в гібридній системи охолодження двигуна, зібрані при частковому випробуванні. Схема, що показує мастильну і охолоджувальну рідини в трьох відділеннях гібридної системи представлена на рисунку 2.3. Цей рисунок також показує потік охолоджувальної рідини в гібридній системі приводу і тиск, які були присутніми під час вимірювань зусиль. Крім цього при мащенні підшипників і шестерень, олива також відбирає надлишкову температуру із передач, двигуна і генератора.

 

3.2.1 Дослідження електродвигуна, при блокуванні ротора

Серія досліджень електродвигуна, при блокуванні ротора виконана з метою визначити загальну тягову властивість електродвигуна. Тепер при дослідженні використано новий механізм механічної передачі, що здатний точно захоплювати ротор, принцип дії якого оснований на роботі давача положення ротора.

Рисунок 3.16 показує залежність крутного моменту електродвигуна від механічного кута повороту ротора при струмі 75, 150, 200 і 250 A, відповідно. При струмі 250 A крутний момент зростає до 400 Н∙м.

 

Рисунок 3.16 Залежність крутного моменту електродвигуна від кута положення ротора при різному струмовому навантаженні

 

Керуючий механізм передачі використовувався, щоб захватити вал електродвигуна і обертати його з приростом в сегментах. Значення крутного моменту отримані при поставлянні синусоїдального струму в різні точки вала. Отримані дані використовувались для побудови графіка зображеного на рисунку 3.17. Струм і відповідні йому значення крутного моменту приведені в таблиці 3.2. Після випробування було підтверджено відсутність розмагнічування при нагріванні статора.

Сім значень максимального крутного моменту для різних поточних кутів показані на рисунку 3.18. Ця серія випробувань показує ефективність пускової тягової характеристики електродвигуна Пріус.

 

Рисунок 3.17 Залежність крутного моменту від кута повороту вала електродвигуна (при блокуванні ротора)

Таблиця 3.2 Залежність крутного моменту від кута повороту вала електродвигуна

Кут повороту ротора, град.Крутний момент ротора електродвигуна50А75А100А125А150А200250А90-1,9-0,63,55,33,66,010,0920,72,40,70,0-7,6-9,6-10,1941,01-2,8-8,1-15,0-25,7-37,6-43,3960,2-3,0-9,0-17,0-24,7-35,4-46,2981,9-2,3-5,8-12,0-17,3-26,7-33,81007,36,16,12,0-3,5-11,7-16,410214,511,810,49,07,40,0-1,910419,620,822,024,025,827,031,710625,834,041,053,054,862,078,110834,148,361,072,083,699,2114,211045,564,082,096,0109,9132,0158,511248,272,495,0116,0127,8157,0181,611455,881,9109,0135,0151,0189,2222,011663,992,6125,0151,0177,4214,3255,011873,1112,5149,0182,0208,1258,6302,012074,0117,7157,0193,0223,0277,0324,012270,9114,1158,0199,0229,0286,1337,012459,1102,1149,0191,0223,0280,4332,012650,289,0136,0192,0221,0286,6339,012847,379,0120,0162,0198,2271,2331,013038,863,598,0133,0159,6228,2287,013219,033,059,082,099,7134,2175,01343,47,120,430,025,358,387,0

Рисунок 3.18 Залежність максимального крутного моменту від струму при блокованому роторі

3.2.2 Вимірювання зворотної ЕРС

Напруга зворотної ЕРС, вироблена електродвигуном і генератором виміряна при використанні трохи іншої конфігурації гібридної системи електроприводу. Випробувальні умови і розташування підсистеми для випробування електродвигуна і генератора наведені в таблиці 3.3. На протязі випробувань, осцилограф використовувався, щоб виміряти як середньоквадратичні(VСЕР) так і максимальні(VМАКС) значення напруги зворотної ЕРС.

 

Таблиця 3.3 Випробувальні умови для вимірювання зворотної ЕРС

Випробувальний елементВипробування двигунаВипробування генератораГраниці швидкостей вала, об/хв.5000-60001000-6500Границі зміни температури оливи, 0С25-8028-80Ротор двигунаВстановленийВстановленийМасляний насосВстановленийВстановленийСонячна шестерняВстановленийВстановленийПланетарна передачаВстановленийВстановленийОбертання підодиниць

-двигун

-генератор

Похожие работы

<< < 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>