DOI: https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2020.46.0.19

Концепції побудови пневматичних гібридів

Yuriy Borodenko

Анотація


У статті розглянуто проблему підвищення екологічних і енергетичних показників автомобіля за рахунок використання енергії стисненого повітря. У зв’язку з цим, відзначено переваги пневматичного приводу, в порівнянні з електроприводом і приводом від ДВЗ, на режимах розгону автомобіля в умовах міського транспортного циклу. Актуальність досліджень, в цьому напрямку, підтверджена прикладами розробок зарубіжних автовиробників на рівні технічних пропозицій, дослідних зразків і серійної продукції. Намічено шляхи вдосконалення конструкції пневматичних гібридів з метою зниження вартості пневматичної трансмісії та експлуатаційних витрат. Мета досліджень полягає в синтезі гібридної силової установки (ГСУ) легкового автомобіля з основним ДВЗ і допоміжним пневмодвигуном для експлуатації в міському їздовому циклі. При цьому пневмопривід передбачається задіяти тільки на режимах розгону і рекуперативного гальмування. Для цього необхідно визначити композицію ГСУ, дотримуючись критеріїв мінімізації витрати палива і витрат на конструктивне доопрацювання базової трансмісії в обмеженому просторі автомобіля. Методика досліджень включає порівняльний аналіз альтернативних композицій ГСУ під задані параметри автомобіля й умови його експлуатації. Дано якісну оцінку характеристик пневматичних ГСУ різної структури з позицій: енергетичної повноти, автономності заправки, схеми передачі енергії на колеса, принципу побудови пневмотрансмісії. Відзначено конструктивні особливості пневматичної трансмісії, обумовлені схемою включення її компонентів і транспортними режимами автомобіля. За результатами досліджень сформульовано передумови застосування пневмопривода на автомобілі. Розроблено рекомендації з синтезу пневматичної рекуперативної системи «розгін–гальмування» у складі ГСУ за заданими критеріями оптимізації. Запропоновано варіантні композиції пневматичних ГСУ, орієнтовані на заданий їздовий цикл і схему приводу базового автомобіля. Відзначено особливості композиції ГСУ і конструкції рекуперативної пневматичної трансмісії без зовнішньої підзарядки тиску. Дано рекомендації з вибору маршрутів руху транспортного засобу, оснащеного системою «розгін–гальмування» в рекуперативному режимі. Наукова новизна досліджень полягає в концептуальних схемних рішеннях альтернативних композицій пневматичних ГСУ автомобіля з рекуперацією енергії, для реалізації функцій системи «розгін-гальмування». Практична значущість досліджень представлена рекомендаціями, які можуть бути корисними при проектуванні систем «розгін–гальмування» нових і адаптації існуючих силових установок автомобілів, які експлуатуються в умовах міського їздового циклу


Ключові слова


пневмопривід; пневмоагрегат; гібридна силова установка; рекуперація енергії гальмування; критерії оптимізації; трансмісія; їздовий цикл

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Pnevmoprivod. Avtomobili, rabotayushchiye na szhatom vozdukhe. [Pneumatic drive. Cars running on com-pressed air]. Retrived from: https://oborudow.ru/transmissiya/pnevmoprivodavtomobili-rabotayushchie-na-szhatom-vozduheairpod/(accessed: 16.01.2020).

Hybrids Powered by Air. Retrived from:https://www.technologyreview.com/s/412001/(accessed: 16.02.2020).

Hybrid Opposite Piston Engine. Retrived from: http://www.hybrid-enginehope.com/other_competitive_solutions (accessed: 16.02.2020).

Design and Development of Pneumatic Hybrid Vehicle (PHV). Retrived from: http://www.rroij.com/open-access/ (accessed: 16.02.2020).

Vozdushnyye avtomobili. [Aerial cars]. Retrived from: https://www.metodolog.ru/node/230 (accessed:16.01.2020).

Pneumatic Hybrid power leading the future. Retrived from: https://pneumaticservovalve.wordpress.com/2015/03/26/ (accessed: 16.01.2020).

Mechatronic Systems for Kinetic Energy Recovery at the Braking of Motor Vehicles. Retrived from: https://www.intechopen.com/books/advances-inmechatronics/(accessed: 16.02.2020).

Hydraulic Hybrid Vehicle Layouts. Retrived from: https://archive.epa.gov/otaq/technology/web/html/prototype-vehicles.html (accessed: 16.02.2020).

Hybrid Air confirmed in new Peugeot engine range. Retrived from: https://www.autocar.co.uk/car-news/genevamotor-show/ (accessed: 16.01.2020).

Peugeot Citroen to introduce compressed air hybrid by 2016. Retrived from: https://newatlas.com/peugeot-citroen-hybrid-aircompressed-air/25961/ (accessed: 16.01.2020).

Borodenko Yu.N., Panasovskiy V.V. (2019). Aspekty postroyeniya pnevmaticheskoy sistemy razgon-tormozheniye avtomobilya. [Aspects of building a pneumatic system for accelerating and braking a car]. Suchasni tekhnolohiyi na avtomobil ʹnomu transporti ta mashynobuduvanni. Naukovi pratsi Mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi (Kharkov, October 16, 2019) [In Ukraine].


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Пневмопривод. Автомобили, работающие на сжатом воздухе. 2020. URL:https://oborudow.ru/transmissiya/pnevmoprivodavtomobili-rabotayushchie-na-szhatom-vozduheairpod/(дата обращения 16.01.2020).

2. Hybrids Powered by Air. 2020. URL:https://www.technologyreview.com/s/412001/(дата обращения 16.02.2020).

3. Hybrid Opposite Piston Engine. 2020. URL:http://www.hybrid-enginehope.com/other_competitive_solutions (дата обращения 16.02.2020).

4. Design and Development of Pneumatic Hybrid Vehicle (PHV). 2020. URL:http://www.rroij.com/open-access/ (дата обращения 16.0122020).

5. Воздушные автомобили. 2020. URL:https://www.metodolog.ru/node/230 (дата обращения 16.01.2020).

6. Pneumatic Hybrid power leading the future. 2020. URL: https://pneumaticservovalve.wordpress.com/2015/03/26/ (дата обращения 16.01.2020).

7. Mechatronic Systems for Kinetic Energy Recovery at the Braking of Motor Vehicles. 2020. URL:https://www.intechopen.com/books/advances-inmechatronics/(дата обращения 16.02.2020).

8. Hydraulic Hybrid Vehicle Layouts. 2020. URL: https://archive.epa.gov/otaq/technology/web/html/prototype-vehicles.html (дата обращения 16.02.2020).

9. Hybrid Air confirmed in new Peugeot engine range. 2020. URL: https://www.autocar.co.uk/car-news/geneva-motor-show/ (дата обращения 16.01.2020).

10. Peugeot Citroen to introduce compressed air hybrid by 2016. 2020. URL: https://newatlas.com/peugeot-citroen-hybrid-air-compressed-air/25961/(дата обращения 16.01.2020).

11. Бороденко Ю.Н., Панасовский В.В. Аспекты построения пневматической системы разгон-торможение автомобиля. Наукові праці Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні технології на автомобільному транспорті та машинобудуванні» 15-18 жовтня 2019 р. – Х.: ХНАДУ, 2019. C. 321–322.