Лекция по гибриду часть I (1034560), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Анализ кинематической схемы и плана угловых скоростей планетарного механизма гибридной трансмиссии GM с четырьмя фиксированными передаточными отношениями показывает, что звено 5 можно исключить из состава планетарного механизма, подключив при этом электромотор А к звену 2. На плане угловых скоростей это отражается отсутствием на нем нулевой прямой звена 5 (рис.22).

Таким образом, количество оставшихся звеньев в планетарном механизме будет равно 5 (ведущее звено 0, ведомое звено Х и звенья 2, 3,4). Тогда в соответствии с формулой Чебышева в состав вновь образованного планетарного механизма, обладающего тремя степенями свободы, должно входить два планетарных ряда

К_пм = n_зв – w = 5 – 3 = 2,

где n_зв – количество звеньев в составе планетарного механизма;

w – число степеней свободы планетарного механизма.

Из вновь полученного плана угловых скоростей видно, что из ведущего звена (0) и звеньев 2 и 3 можно составить планетарный механизм. Звенья 3, 4 и ведомое звено Х также позволяют организовать еще один планетарный ряд. Кроме того, между ведущим звеном 0 и звеном 2 можно установить блокировочную муфту с условным звеном 7, а также можно установить блокировочную муфту с условным звеном 8 между ведомым звеном Х и звеном 2.

В случае использования планетарных рядов только второго класса их структура будет следующей: 302 и 3Х4 с внутренними передаточными отношениями i₃₂ = -2,84 b i₃₄ = -2,70. Кинематическая схема, составленная из этих механизмов, представлена на рис.23.

Таким образом, за счет удаления из состава планетарного механизма звена 5, удалось синтезировать механизм, состоящий только из двух планетарных рядов, сохранив при этом все кинематические свойства планетарного механизма состоящего из трех планетарных рядов. В дальнейшем будем называть кинематическую схему этого планетарного механизма схемой КАТЕ-I.

Принцип работы гибридной трансмиссии с планетарным механизмом, построенным по предложенной кинематической схеме с двумя планетарными рядами, будет точно таким же, как и для механизма с тремя рядами.

Разгон с использованием энергии мощности аккумуляторов осуществляется при включенном тормозе звена 4 и увеличении частоты вращения электромотора В от нулевого значения (на плане угловых скоростей точка А). При этом электромотор А должен находиться в нейтральном состоянии. При определенной скорости движения заводится ДВС и электромотор А переводится в активный режим работы.

В случае разгона только с помощью ДВС должен быть включен тормоз звена 4. Частота электромотора B изменяется от нулевого значения (на плане угловых скоростей точка А) до максимального (точка В). Частота вращения электромотора А уменьшается от максимального значения (точка А) до минимального (точка В).

При достижении частоты вращения электромотора В точки В происходит переход с режима разделения мощности ДВС на входе в трансмиссию на режим со сложным разделением мощности ДВС. Для этого выключается тормоз звена 4 и включается блокировочная муфта 8. Далее частота вращения электромотора В должна начать уменьшаться, а частота вращения электромотора А вновь увеличиваться.

Наличие тормоза звена 3 и блокировочной муфты совместно с тормозом звена 4 и блокировочной муфтой 8 позволяет организовать четыре режима движения с фиксированным передаточным отношением, которые отражены на плане угловых скоростей (рис.22) рабочими точками D, B, e , C.

1.9. Схема RENAULT

Фирма RENAULT предложила свою схему гибридной трансмиссии (рис.28). За основу этой кинематической схемы взята схема автоматической коробки передач этой фирмы DP0. В результате небольшой переработки была синтезирована кинематическая схема планетарного механизма, обладающего двумя степенями свободы, план угловых скоростей которого представлен на рис.29.

Механическая часть трансмиссии состоит из двух планетарных рядов и не содержит ни одного фрикционного элемента управления. Электрическая часть включает в себя две электромашины.

Глава 2. Кинематический и силовой анализ кинематических схем некоторых гибридных трансмиссий

2.1. Трансмиссия THS

Планетарный механизм этой трансмиссии, кинематическая схема которой и план угловых скоростей представлены на рис.30, состоит всего из одного планетарного ряда, поэтому кинематическая связь звеньев, входящих в его состав описывается достаточно просто

где i_2x – внутреннее передаточное отношение планетарного ряда, определенное при остановленном водиле;

ω₀ – частота вращения ДВС;

ω₂ – частота вращения электромотора А;

ω_х – частота вращения электромотора В.

Рассмотрим разгон транспортного средства с трансмиссией THS. Пусть начало движения осуществляется только за счет энергии аккумуляторов при неработающем ДВС. В этом случае вся мощность аккумуляторных батарей подается на электромотор В, а электромотор А должен находиться в нейтральном состоянии, т.е. свободно вращаться. Таким образом мощность потребляемая от аккумуляторных батарей с помощью электромотора В поступает непосредственно на ведомый вал Х и далее через промежуточную и главную передачи подводится к ведущим колесам транспортного средства.

При неподвижном вале ДВС частота вращения электромотора А на основании (1) будет определяться только частотой вращения электромотора В

.

Поскольку в трансмиссии используется планетарный ряд второго класса, внутреннее передаточное отношение которого при остановленном водиле является величиной отрицательной, то, считая направление вращения ведомого вала Х положительным, можно сказать, что ω₂ при этом будет иметь отрицательное значение.

При определенной скорости движения транспортного средства происходит запуск ДВС и он начинает работать на каких-то установившихся оборотах ω₀. При этом обороты электромотора А должны, в соответствии с (1), измениться до величины

,

где V^пер – скорость транспортного средства, при которой осуществляется запуск ДВС;

i_пр – передаточное отношение промежуточной передачи;

i_гп - передаточное отношение главной передачи;

R_K – радиус качения ведущего колеса.

Из полученной зависимости видно, что частота вращения электромотора А должна увеличиться на величину (1 - i_2x) ω₀.

При работающем двигателе регулирование скорости движения V осуществляется за счет изменения частоты вращения электромотора А

.

Анализ этой зависимости показывает, что при постоянной угловой скорости вала ДВС увеличение скорости движения транспортного средства возможно только за счет уменьшения частоты вращения электромотора А. При этом, если , то вполне возможно такое уменьшение частоты вращения ω₂, что она вновь станет отрицательной. Изменение направления вращения электромотора А говорит о том, что он должен перейти из генераторного режима работы в режим работы двигателя. При этом электромотор В начинает работать как генератор. Распределение моментов по элементам трансмиссии, а также потоки мощности для случая, когда электромотор А работает в режиме генератора представлено на рис.31, а на рис.32 представлены те же характеристики, но для случая, когда электромотор А работает в режиме двигателя.

2.2. Трансмиссия GM с четырьмя фиксированными передаточными отношениями

Планетарный механизм этой трансмиссии состоит из трех планетарных рядов (рис.20). Запишем для каждого планетарного ряда уравнение кинематической связи составляющих его звеньев.

где i₅₀, i₃₅ и i₃₄;– внутренние передаточные отношения соответствующих планетарных рядов, определенных при остановленном водиле;

ω₀ – частота вращения ведущего звена 0 (вала ДВС);

ω₂, ω₃, ω₄ и ω₅ – частоты вращения соответствующих звеньев;

ω_х – частота вращения ведомого звена х.

Как отмечалось выше, при разгоне транспортного средства с гибридной трансмиссией GM возможны три режима бесступенчатого регулирования передаточного отношения трансмиссии, один из которых реализуется за счет использования только энергии аккумуляторных батарей, а в двух других используются режимы работы трансмиссии с разделением мощности ДВС.

При разгоне транспортного средства только за счет энергии аккумуляторных батарей энергия от них поступает на мотор В. При включенном тормозе звена 4 мощность через третий планетарный ряд поступает на ведомое звено Х, угловая скорость которого при условии ω₄ = 0 и ω₀ = 0 может быть определена из уравнения (4)

Характеристики

Список файлов лекций