Супервариатор и ГСУ

Report
Гибридная силовая установка
Сверхэкономичное решение
для городского коммерческого
транспорта
1. Проблема экологии города и экономики городского транспорта
Возможные пути решения
Проблемы:
 Высокий уровень загрязнения
окружающей
среды
автомобильным транспортом
 Высокая доля расходов на ГСМ
в структуре себестоимости
услуг городского транспорта
Решение:
 Внедрение гибридных приводов
Потребители:
 Производители городских автобусов
 Эксплуатанты городских автобусов
2. Гибридные силовые установки городских автобусов
Allison EP – более 4600
проданных комплектов
BAE Hybridrive – более 4000
проданных комплектов
+ Экономия 30-40% топлива
+ Четырехкратное снижение выбросов
- Очень высокая стоимость компонентов
-Невозможность эксплуатировать установку
зимой
-Малый ресурс
- Не могут быть произведены на территории РФ
3. Маховичный гибридный привод для городских
автобусов.
Двигатель внутреннего сгорания
Максимальный крутящий момент: 1000 Нм
Номинальная мощность: 185 кВт
Маховичный накопитель модели FS3
Энергоемкость нетто: 1 кВт-ч
Пиковая мощность: 185 кВт
Масса: 280 кг
Супервариатор VS32 с коробкой отбора
мощности
Максимальный входной момент: 1100 Нм
Максимальный выходной момент: 6725 Нм
Масса: 210 кг
Блок управления
Масса: 30 кг
4. Макеты 2-дипазонного супервариатора и его
экспериментальные характеристики
Собственную двухдиапазонную
бесступенчатую трансмиссию с
разделением потока мощности супервариатор, в 2004…2006 гг.
исследовал
коллектив
под
руководством д.т.н., профессора
Н.В.Гулиа.
Экспериментальная
трансмиссия была построена на
базе
фрикционного
планетарного
дискового
вариатора мощностью 1,5 кВт.
Супервариатор
отличается
оригинальной
кинематической
схемой,
позволяющей
до
минимума
упростить
механическую часть трансмиссии
и повысить ее КПД. Число
диапазонов в новой схеме
супервариатора принципиально
не ограничено, однако расчетным
путем определено, что для
трансмиссии автомобилей, в том
числе гибридной с маховичным
накопителем, оптимальны четыре
диапазона.
5. Преимущества супервариатора
над перспективными трансмиссиями
4-диапазонный супервариатор Combarco
1-диапазонная бесступенчатая
электромеханическая трансмиссия
Toyota
 Электрические компоненты
(электромашины,
преобразователи) в 2...3 раза
меньшей мощности и стоимости,
 Больший КПД (на 3...7%),
 Расширенный силовой диапазон
передаточных отношений,
 Более простая и надежная
система переключения
диапазонов, не расходующая
энергии между переключениями,
 Возможность создания
необслуживаемой трансмиссии;
2-диапазонная бесступенчатая
электромеханическая трансмиссия GMAllison EP
2-диапазонная бесступенчатая
электромеханическая трансмиссия BMW
Two-Mode Hybrid
6. Накопители современных гибридных силовых установок
Маховик с механическим
выводом
КПД
Заряда/разряда
Удельная энергоемкость
Удельная мощность
60 кДж/кг
(композитный
маховик)
30 кДж/кг
(стальной маховик )
Ограничена только
мощностью передачи
95%
Ограничена только
мощностью моторгенератора
85%
Маховик с мотор-генератором
20 кДж/кг
(композитный
маховик)
Суперконденсатор
10...15 кДж/кг
2...3 кВт/кг
75...90%
0,25...0,34 кВт/кг
80...90%
Химический аккумулятор
360...900 кДж/кг
7. Имитационное моделирование автомобиля с гибридной
силовой установкой
Результаты математического моделирования
гибридного
автомобиля
с
маховичным
накопителем
в
сравнении
с
обычным
автомобилем с дизельным двигателем и
механической КПП:
Имитация интенсивного городского ездового
цикла (разгон до 60 км/ч с последующим
замедлением, длина участка 400 м): экономия
до 59% топлива.
Имитация движения с малой скоростью (3 км/ч):
экономия до 75% топлива.
8. Исследования профессора Н.В.Гулиа
Российский учёный и изобретатель в области маховичных накопителей
энергии, бесступенчатого механического привода, гибридных
транспортных силовых агрегатов; популяризатор науки и техники .
Доктор технических наук, профессор, академик международной
Академии Экологии, заведующий кафедры “Детали машин” МГИУ,
основатель и директор по НИОКР компании ”Комбарко”, член Союза
писателей России.
Более 30 лет активно работал в патентоведении - в Контрольном совете
и Экспертном совете при Председателе Госкомизобретений СССР.
Н.В.Гулиа
Скрепер с
маховичным
накопителем (1962 г.)
Повышение
средней силы тяги
на 100%
Первый в мире гибридный
автомобиль с маховичным
накопителем и бесступенчатой
трансмиссией (1966 г.)
Экономия
45% топлива
9. Текущая стадия работ
На июнь 2013 года достигнуты следующие
результаты:
 Проведены НИР по основным агрегатам,
составляющим общее техническое решение
проекта, в частности, разработаны и
испытаны
макетные
образцы
супервариатора,
 Разработан
и
изготовлен
прототип
супервариатора мощностью 90 кВт, в
настоящий момент производятся доводочные
испытания,
 Эскизно
проработан
модельный
ряд
супервариаторов и гибридных силовых
установок,
 Ведется
конструкторская
проработка
серийного супервариатора,
 Производится переоснащение лаборатории
для расширения программы доводочных
испытаний.
Установка супервариатора на стенд, подключение системы
управления и измерительного оборудования.
Диспетчерская лаборатории
Процесс испытаний
10. Основные преимущества гибридной силовой
установки «Комбарко»
 Снижение расхода топлива в городском цикле на
40...60%,
 Уменьшение количества вредных выбросов в
несколько раз,
 Снижение
расходов
на
техническое
обслуживание,
 Снижение уровня шума,
 Существенное улучшение разгонной динамики,
 Улучшение пусковых качеств ДВС при низких
температурах,
 Повышение долговечности ДВС

similar documents