Розробка схеми керування електроживленням транспортного засобу

Abstract

Сучасні тенденції розвитку автомобільної промисловості, зокрема, спрямовані на підвищення продуктивності, середньої швидкості та екологічності транспортних засобів. Проблеми екології та паливної ефективності спонукають розробників до необхідності створення та впровадження комбінованих силових установок (КСУ) у транспортних засобах, де джерелом механічної енергії є двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) та електродвигун (ЕД) одночасно з накопичувачами електроенергії для різних варіантів їх спільної роботи. Перспективи розвитку енергетичних потужностей для вирішення цих проблем свідчать про значний інтерес багатьох країн до фінансування відповідних програм розвитку електростанцій [1]. Однак усі зміни, пов’язані зі збільшенням потужності двигуна внутрішнього згоряння, використанням силових установок, удосконаленням конструкції трансмісії, неминуче призводять до збільшення інтенсивності та розширення спектру коливань у колісному транспортному засобі. Варто зазначити, що одним з основних джерел енергії для колісних транспортних засобів є двигун внутрішнього згоряння. Через нерівномірну роботу двигуна, спричинену змінами тиску в циліндрах та інерційними силами колінчастого вала, всі агрегати та системи автомобіля піддаються певним збурюючим впливам, що сприяє утворенню небезпечних напружень у деталях трансмісії та блоках заряджання. Допоміжні системи та структура [2]. У випадку з електроприводним блоком (ЕПБ) обертальні коливання, що генеруються двигуном внутрішнього згоряння, безпосередньо впливають на електродвигун. Динамічні навантаження можуть спричинити механічні пошкодження, проблеми з керуванням та шум. Отже, надійність електродвигуна безпосередньо залежить від форм обертальних коливань та значень амплітуди збурюючих імпульсів, що надходять від двигуна внутрішнього згоряння. Крім того, електродвигун є додатковим джерелом кінетичного та силового впливу на транспортний засіб. У цьому випадку хвиля крутного моменту викликана зміною магнітної проникності повітряного зазору при зміні кутового положення ротора в електродвигуні. Тому, під час впровадження КСУ в транспортному засобі необхідно уникати підвищених динамічних навантажень та появи резонансних режимів, які можуть виникати, коли частота збурюючих імпульсів, що надходять як від двигуна внутрішнього згоряння, так і від електродвигуна, збігається з власною частотою коливань трансмісії. Неврахування додаткових динамічних навантажень, що створюються безступінчастою коробкою передач, може призвести до передчасного виходу з ладу компонентів трансмісії або зниження комфорту руху автомобіля. Аналітичні розрахунки та експериментальні дослідження показують наявність знакозмінних навантажень у компонентах колісних транспортних засобів. Кількість відмов, пов’язаних з вібраціями в галузі машинобудування, досягає високого рівня [3]. З огляду на високу вартість сучасних трансмісій та додаткові витрати на їх відновлення протягом терміну служби транспортного засобу, зниження динамічних навантажень у трансмісії є важливою та актуальною проблемою в сучасному машинобудуванні. Ротаційні гасителі коливань (РГК) використовуються для зменшення амплітуди обертальних коливань, зміщення резонансних мод за межі робочого діапазону частот колінчастого вала двигуна та зменшення їх шкідливого впливу. Це обмежує максимальну амплітуду обертальних коливань, навантаження на компоненти трансмісії та шум, а також позитивно впливає на довговічність як компонентів, так і трансмісії автомобіля в цілому. Багато джерел щодо зниження вібраційних навантажень трансмісії не повністю висвітлюють переваги розміщення модулів керування трансмісією (GCS) у коробці передач в автомобілях із безступінчастою трансмісією (CVT). Більшість наукових робіт з цієї проблеми зосереджені на визначенні обертальних коливань у механічних трансмісіях, де основним джерелом енергії для колісних транспортних засобів є двигун внутрішнього згоряння. У зв’язку з цим, попередні дослідження не враховували мультигармонічну природу збурення, що генерується центральним вимірювальним блоком, та не розглядали наявність електродвигуна як додаткового елемента динамічної системи з власними пружними та інерційними параметрами; Наявність автоматичної коробки передач (АКП) без гідротрансформатора, що складається з механічно з’єднаних між собою планетарних шестерень (ПШ). Недостатній рівень розвитку в галузі будівництва ГЦК призводить до того, що під час проектування тип демпфера та його параметри вибираються в процесі завершення проектування. Метою дослідження є розробка методу прогнозування динамічного навантаження трансмісій у транспортних засобах, оснащених загальним двигуном, та визначення параметрів загального двигуна.