Лекция по гибриду часть II (1034562)

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

Текст из файла

Глава 4. Расчет коэффициента полезного действия.

Для определения коэффициента полезного действия (КПД) воспользуемся известным методом, разработанным М.А.Крейнисом и М.С.Розовским [7].

В соответствии с этим методом КПД сложной передачи η_ox определяется следующим соотношением

,

где i_ox – кинематическое передаточное отношение сложной передачи;

- силовое передаточное отношение сложной передачи.

Силовое передаточное отношение в соответствии с [7], определяется той же зависимостью, что и кинематическое, только в этой зависимости внутренние кинематические передаточные отношения заменяются силовыми внутренними передаточными отношениями.

При расчетах КПД трансмиссий были приняты допущения

• КПД электромоторов постоянны;

• КПД одного электромотора (η_эл) равно 0,9;

• КПД планетарного ряда равен 0,97.

4.1. Трансмиссия Toyota (THS)

В этой трансмиссии используется только один планетарный ряд (рис.28). Преобразуем полученное ранее уравнение кинематической связи звеньев этого ряда (1) к следующему виду

,

где - передаточное отношение электрической части трансмиссии, и является величиной переменной.

Таким образом, кинематическое передаточное отношение передачи

Заменив в полученной зависимости внутренние кинематические передаточные отношения (i_э и i_2х) на силовые, получим функцию, определяющую силовое передаточное отношение этой передачи

,

где η_э = η_А·η_В – КПД электрической части трансмиссии;

η_А – КПД электромотора А;

η_В – КПД электромотора В;

η_2х – КПД планетарного ряда, определенного при остановленном водиле;

Y₁ и Y₂ – показатели степени соответствующих КПД.

Показатели степени КПД имеют значения ±1. Для определения знака показателя степени КПД в [7] разработаны специальные правила, одним из которых мы и воспользуемся.

Определим знак показателя степени КПД Y₁:

Для определения знака КПД необходимо найти частную производную от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению электрической части трансмиссии

.

Таким образом, поскольку в трансмиссии используется планетарный механизм второго класса, то можно сказать, что частная производная

Знак первого сомножителя в правой части выражения (25), при условии i_ох > 0, определяется знаком передаточного отношения электрической части трансмиссии. Если i_э < 0, то первый сомножитель отрицателен, и, следовательно, будет отрицательным показатель степени КПД Y₁. В случае же, если i_э > 0, то Y₁ > 0.

Для определения знака показателя степени Y₂ воспользуемся тем же правилом

Поскольку внутреннее передаточное отношение планетарного ряда i_2х < 0, а i_ох > 0, то первый сомножитель в правой части выражения (26) – отрицателен.

Найдем теперь частную производную от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению планетарного ряда

.

Несложный анализ этого выражения показывает, что если

i_э > 1, то

и

i_э < 1, то .

Таким образом, знак показателя степени Y₂ определяется знаком передаточного отношения электрической части трансмиссии:

i_э < 0, то Y₂ > 0,

0 < i_э < 1, то Y₂ < 0,

i_э > 1, то Y₂ > 0.

На рис.96а показан график изменения КПД трансмиссии в процессе разгона транспортного средства, построенного при условии постоянства частоты вращения ДВС (n_ДВС – 1600 об/мин). При этом скорость, при которой происходит переход с режима движения только за счет энергии аккумуляторных батарей на режим движения только за счет мощности ДВС (V_пер), была принята равной 15 км/ч.

Для лучшего понимания закона изменения КПД трансмиссии на рис.96б представлены графики изменения мощностей, развиваемых электромашинами А и В.

До механической точки (точка М) мощность, проходящая через электрическую часть трансмиссии, линейно уменьшается, что соответствующим образом отражается и на графике КПД.

В механической точке КПД трансмиссии достигает своего максимального значения, поскольку вся мощность ДВС в этом случае передается только механической частью трансмиссии.

При дальнейшем увеличении скорости движения транспортного средства доля мощности ДВС передаваемая электрической частью трансмиссии начинает возрастать, что и приводит к соответствующему снижению КПД всей трансмиссии.

Таким образом, для указанного выше режима движения транспортного средства (разгон с постоянными оборотами ДВС) высокие значения КПД трансмиссия имеет в весьма узком диапазоне скоростей, а движение в высокой скоростью становится невыгодным из-за слишком низких значений КПД трансмиссии.

Значительно расширить диапазон скоростей, при котором трансмиссия обладает высокими значениями КПД, возможно за счет увеличения в процессе разгона частоты вращения ДВС.

На рис.97 представлены графики изменения КПД трансмиссии и мощностей ДВС и электромоторов для случая, когда в процессе разгона частота вращения ДВС линейно увеличивается с 1600 об/мин до 3500 об/мин (рис.98). Максимальная частота вращения ДВС при разгоне 3500 об/мин выбрана на основании того, что при этой частоте ДВС развивает максимальный момент.

Изменение динамического фактора и суммарного коэффициента движения для такого варианта разгона транспортного средства показано на рис.99.

Как видно из графика на рис.97а, увеличение частоты вращения ДВС в процессе разгона приводит к существенному увеличению КПД трансмиссии как при движении с низкой скоростью, так и при движении с высокой скоростью. Так при максимально допустимой скорости по сопротивлению (~160 км/ч) КПД трансмиссии равен, примерно, 0.94, в то время, как при разгоне с постоянными оборотами ДВС, КПД трансмиссии уже при скорости 120 км/ч становится меньше 0,75 (рис.96а).

4.3. Трансмиссия КАТЕ-I

а) Режим EVT1.

На этом режиме включен тормоз звена 4 и регулировка скорости транспортного средства осуществляется за счет соответствующего изменения частот вращения электромоторов А и В. Ранее на основании выражений (10), и (11) были получены зависимости для определения угловых скоростей ведомого звена х и звена 3:

,

.

Преобразуем последнее уравнение к следующему виду

,

где - передаточное отношение электрической части трансмиссии.

Откуда

.

Подставим полученную зависимость в уравнение, определяющее угловую скорость ведомого звена ω_х

.

Таким образом

Запишем функцию, определяющую силовое передаточное отношение передачи на этом режиме

.

Определим показатель степени Y₁

Частная производная от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению i_э

.

Определим показатель степени Y₂

Поскольку внутреннее передаточное отношение планетарного ряда i₃₂ < 0, а i_ох > 0, то первый сомножитель в правой части выражения (35) – отрицателен.

Частная производная от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению планетарного ряда i₃₂

.

Определим показатель степени Y₃

Поскольку внутреннее передаточное отношение планетарного ряда i₃₄ < 0, а i_ох > 0, то первый сомножитель в правой части выражения (36) – отрицателен.

Частная производная от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению планетарного ряда i₃₄

.

а) Режим EVT2.

Для этого режима ранее были получены зависимости, позволяющие определить угловые скорости ведомого звена х и звена 3:

ω_х = ω₂,

.

Проведя преобразования аналогичные предыдущим, получим

,

где - передаточное отношение электрической части трансмиссии,

или

Запишем функцию, определяющую силовое передаточное отношение передачи на этом режиме

.

Определим показатель степени Y₁

Частная производная от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению i_э

Определим показатель степени Y₂

Поскольку внутреннее передаточное отношение планетарного ряда i₃₂ < 0, а i_ох > 0, то первый сомножитель в правой части выражения (38) – отрицателен.

Частная производная от общего кинематического передаточного отношения передачи по кинематическому передаточному отношению планетарного ряда i₃₂

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций