Концепції побудови пневматичних гібридів

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