АНАЛІЗ КОНЦЕПЦІЇ РОЗРОБКИ ВІТЧИЗНЯНОГО ГІБРИДНОГО ЕЛЕКТРОМОБІЛЯ
Автор: Олейник Р.М.
Источник: Збірник рефератів робіт з всеукраїнської конференції 2012 року — Дніпродзержинськ, ДДТУ— 2012, с. 153.
Автор: Олейник Р.М.
Источник: Збірник рефератів робіт з всеукраїнської конференції 2012 року — Дніпродзержинськ, ДДТУ— 2012, с. 153.
Вступ. З кожним роком стає усе очевидніше, що необхідність охорони навколишнього середовища робить усе більший вплив на розвиток автомобільної промисловості. Світовий парк автомобілів щорічно збільшується на 5 – 8 %. У цих умовах усе більш актуальною стає задача з усунення шкоди сучасних автомобілів – забруднення атмосфери відпрацьованими газами. Зростаючий рівень забруднення повітря великих міст дуже гостро порушив питання про розробку комплексу заходів для зменшення вмісту токсичних речовин в атмосфері.
Розробка гібридних електромобілів вітчизняного виробництва частково допоможе вирішити цю проблему, що є актуальною й важливою науково-технічною задачею.
Мета роботи. Проаналізувати можливості розробки конструкції вітчизняного недорогого гібридного електромобіля на платформі існуючих автомобілів.
Матеріали і результати дослідження. Створити дешевий автомобіль гібридного типу з використанням ві- домих закордонних пристроїв і компоновочних схем неможливо, навіть із залученням тамтешніх розроблювачів і постачальників. Головне, немає реальної концепції вітчизняного гібридного автомобіля масового попиту, малобюджетного і досить недорогого (не більше 50 тис. грн.).
У нашій країні сьогодні без витрати 1 млрд євро на створення і розробку платформи амбіційного гібридного автомобіля можна створити оптимальний гібридний автомобіль вартістю 50 тис. грн. з використанням вітчизняних комплектуючих на базі будь–якої легкової машини. Такий суперавтомобіль, що перевершує закордонні гібридні автомобілі, буде мати регулярний попит і в Японії, і в Кореї, і в Китаї, і в Індії (де Тата коштує 4 тис. дол.), в Африці і Латинській Америці і навіть у США.
Для перетворення серійного автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння в гібридний будуть потрібні незначні зміни. Спочатку знімаємо з двигуна його «рідні» стартер і електрогенератор. А маховик двигуна перетворимо в короткозамкнутий ротор електромотора–генератора. При цьому по зовнішньому периметрі диска маховика встановлюємо смужки постійних магнітів. У площині маховика концентрично йому закріплений фазний статор з електричними обмотками. Таким чином, виходить типовий для гібридних автомобілів електромотор і генератор, тільки сполучений і розташований на маховику двигуна. У цьому випадку електродвигун, установлений на маховику, застосовується і як стартер ДВЗ. Тому цей електроагрегат є одночасно стартеромгенератором і тяговим електродвигуном. При цьому потужність електроагрегата в режимі тягового двигуна 11 кВт (15 к.с.). Такий пристрій спрощує конструкцію гібридного автомобіля, знижує його вагу і дозволяє відмовитись від серійних стартера і генератора, установлюваних на двигун внутрішнього згоряння.
Далі, для легкового автомобіля на будь–який серійний литий колісний диск з низькопрофільною шиною можна установити знімне мотор–колесо потужністю 5 к.с. Аналог такого мотор–колеса освоєний у виробництві групою «Інкар» у м. Корольову. Загальна потужність 4 мотор–коліс вітчизняного гібридного автомобіля на базі серійного складає 20 к.с. (4 х 5 к.с.).
Отже, гібридний автомобіль на базі серійного автомобіля ВА3–2108 (суха маса – 830 кг) прийнятий для порівняння з електромобілем ВА3–2108 ЕМ, суха маса якого 1150 кг, при цьому вага акумуляторної батареї 250 кг, вага електродвигуна ПТ потужністю 25 к.с. – 70 кг. Електромобіль ВА3 при повній вазі 1400 кг двигуном 25 к.с. легко розганяється до швидкості 120 км/г. Передбачуваний гібридний ВАЗ–2108 має наступну компоновочну схему: ДВЗ + на маховику стартер–генератор, він же тяговий двигун (15 к.с.) + (20 к.с.) чотири моторколеса + конденсатори. Тому коробка передач на гібриді не потрібна, як і на електромобілі. Електромотори дозволяють розганятись з великим прискоренням, чим при ДВЗ, адже в застосовуваних електродвигунів (асинхронний з коротко замкнутим ротором) характеристика крутного моменту по оборотах «екскаваторна». Отже, у ВАЗ–2108 двигун потужністю 65 к.с. (1300 см3) для гібрида (65 к.с. + 35 к.с.) буде мати завищену потужність. Гібриду досить ДВЗ 45 к.с., загальна потужність 80 к.с. При такій потужності і зниженій сухій масі всього 750 кг гібридний автомобіль буде мати відмінну динаміку і витрату палива 3 л на 100 км шляху.
Висновки. Проаналізовані сучасні наукові досягнення щодо конструкцій гібридних електроприводів і мотор-коліс. Запропоновані можливості переобладнання сучасних серійних автомобілів в гібридні з мінімальними витратами і в короткі строки.
1. Ксеневич "Технологии гибридных автомобилей: состояние и пути развития отечественной автомобильной техники с комбинированными энергоустановками". / И.П. Ксеневич, А.А. Ипатов, Д.Б. Изосимов. – Мобильная техника,2003, № 2,3
2. Гибридные автомобили и их компоненты (обзор зарубежной печати), Мобильная техника, 2003, № 1–3
3. Златин П.А., Кеменов В.А., Ксеневич И.П."Электромобили и гибридные автомобили"/ П.А. Златин, В.А. Кеменов, И.П. Ксеневич. – М.: Агроконсалт, 2004.