Принципы и алгоритм управления автомобилем с гибридной силовой установкой

• Автор: Карпухин, Кирилл Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава № 1 Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Воздействие автотранспортного комплекса России на окружающую среду

1.2 Нормирование экологических и энергетических показателей автотранспортных средств
1.3 Автотранспорт в городских условиях движения. Проблемы и пути их решения. Предпосылки создания автомобилей с ГСУ
1.4 Общая характеристика состояния разработок
1.5 Аналитический обзор ранее выполненных теоретических работ в данном направлении
1.6 Постановка цели и задач диссертационной работы
Глава № 2 Анализ схем и теоретическое исследование гибридных силовых установок, выбор рациональной схемы
2.1 Структуризация автотранспортных средств с гибридными силовыми установками
2.2 Схемы гибридных силовых установок
Глава № 3 Теоретические исследования принципов и алгоритма
управления автомобилем с гибридной силовой установкой
3.1 Структурная схема и описание имитационной модели для построения алгоритма управления автомобилем с гибридной силовой установкой
3.2 Выбор потребной мощности тягового электродвигателя для автомобиля с гибридной силовой установкой
3.3 Разработка методики расчета расхода топлива на примере элементарного городского цикла обычного автомобиля и автомобиля с ГСУ
3.4 Расчет баланса энергии и топливно-экономических характеристик автомобиля с гибридной силовой установкой при движении в городском цикле по правилам №83 ЕЭК ООН
3.5 Исследование динамических нагрузок в трансмиссии при запуске двигателя
автомобиля с ГСУ «сходу»
3.6 Построение принципов и алгоритма управления автомобилем с гибридной силовой установкой параллельного типа
Глава № 4 Экспериментальные исследования автомобиля с гибридной силовой установкой параллельного типа
4.1 Основные направления исследований
4.2 Программы и методика экспериментальных исследований автомобиля с гибридной силовой установкой параллельного типа
4.3 Аппаратура, применяемая при испытаниях автомобиля с ГСУ
4.4 Результаты испытаний автомобиля с ГСУ
4.5 Расхождение результатов расчета и эксперимента
Глава № 5 Оптимальная конфигурация промышленного образца
автомобиля с гибридной силовой установкой
Основные результаты и выводы
Библиографический список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время автомобильный транспорт, неотъемлемо вошел в нашу жизнь, внеся в неё как положительные, так и отрицательные черты. Действительно, транспортные перевозки крупных городов нельзя представить без автомобилей. Однако за прошедшие сто лет автомобиль не только до неузнаваемости изменился сам, но и значительно изменил окружающий мир. Автомобили, оборудованные двигателями внутреннего сгорания (ДВС), расходуют огромное количество моторного топлива и выбрасывают в окружающую среду вредные вещества вместе с выхлопными газами. Эта проблема, особенно остро стоит в крупных городах и вблизи автомагистралей. К началу 2008 года общий мировой парк легковых автомобилей, по различным оценкам, превысил 800 млн. единиц, увеличившись за последние 10-15 лет почти на 50 %. Значительная доля мирового парка автомобилей приходится на Европу, включая Россию. Доля автомобилей в загрязнении атмосферы окружающей среды крупных городов составляет 80 - 90 %, в несколько раз превышая долю промышленных предприятий. В одной только России транспорт за год выбрасывают в атмосферу около 15 миллионов тонн вредных веществ. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат около 200 различных компонентов, большинство из которых токсично. Период их существования длится от 2-3 минут до 4-5 лет.
Ухудшение экологической обстановки, обусловленное вредным воздействием автотранспорта, приняло катастрофический характер, поэтому приоритетной задачей проектирования автомобилей является снижение количества выбросов вредных веществ и улучшение топливно-экономических показателей , автомобиля. Это заставляет ученых, конструкторов и инженеров искать нетрадиционные способы решения этой проблемы.
Единственно рациональный выход - создание экологически чистого городского транспорта. Возможность выхода из тупиковой ситуации путем применения электромобильного транспорта не является корректной из-за низкой эффективности чистого электромобиля. Поэтому рациональным путем решения

сти автомобиля с ГСУ не рассматривает баланс электроэнергии в батареях накопителя, что ставит под сомнение определенную часть его выводов.
Исследованием топливной экономичности автомобиля с комбинированным силовым агрегатом, а также исследованием ДВС для комбинированной силовой установки в своих работах занимался Некрасов В.Г. [45, 46].
Исследованию комбинированной энергетической установки городского автобуса и системы управления им посвящена работа [62].
Исследованию маломощных транспортных средств посвящены работы [4, 13,47,49, 4В].
Однако анализ ранее проведенных работ в области исследования автомобилей с ГСУ показывает, что в этих трудах не уделено достаточного внимания исследованию и анализу рационального алгоритма управления автомобилем с гибридной силовой установкой параллельно типа, с учетом электрического баланса в батареях накопителя.
1.6. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
В работе исследуются технические задачи, связанные с разработкой новых теоретических и расчетных методов исследования. Наибольшее внимание уделяется разновидностям ГСУ, их структурным схемам и выбору рационального варианта.
Основной целью диссертационной работы является научное обоснование выбора принципиальной схемы гибридной силовой установки, разработка принципов и алгоритма управления автомобилем с ГСУ.
Основным критерием выбора темы работы была практическая потребность машиностроительных заводов в разрабатываемом научном направлении, позволяющим существенно улучшить эксплуатационные свойства выпускаемых легковых автомобилей. Интерес к подобным автомобилям проявляется как со стороны потребителей городского транспорта, так и со стороны заказчиков оборонной техники. Цели создания автомобилей с гибридными силовыми установками в этих двух случаях разные, но пути реализации имеют очень много общих черт. Следует вместе с тем отметить, что в отечественной автомобиль-