ДВА МОТОРА ПОД ОДНИМ КАПОТОМ
ДВА МОТОРА ПОД ОДНИМ КАПОТОМ
ТЕХНИКА
ПЕРСПЕКТИВА
ДВА МОТОРА ПОД ОДНИМ КАПОТОМ
В Ижевске оснастили "Орбиту" гибридной силовой установкой.
Сергей ИОНЕС, Алексей ВИНОГРАДОВ
Электромобиль пока не может составить конкурентнсть своим бензиновым собратьям из-за маленького припаса хода, необходимости нередкой и долгой процедуры зарядки аккумов. Но "в моду входят" гибридные силовые установки, состоящие из бензинового двигателя и электромотора: мы уже писали о гибридном автомобиле " Тойота Приус" (см. ЗР, 1998, № 1). Русская индустрия не осталась в стороне - представляем российский автомобиль, у которого под капотом два мотора - бензиновый и электронный.
Этот гибрид выстроил "Ижмаш" на базе "Орбиты". За базу взят не серийный хэтчбек, а многообещающий универсал Izh 21261. Конструкторы старались применить в новейшей машине агрегаты, серийно выпускаемые русскими заводами. Бензиновый двухцилиндровый движок взяли от "Оки", при этом 30-сильный 650-кубовый с наибольшим вращающим моментом 44,1 Н.м. В качестве второго мотора - тяговый электродвигатель неизменного тока ПТ-125-12. Напряжение питания якоря у него - 120 В, вращающий момент - 49 Н.м. Накопителями энергии служат восемь стандартных аккумов 6СТ-55: два блока по четыре аккума в каждом.
Батареи находятся в заднем свесе автомобиля, а оба мотора вписались в моторный отдел: бензиновый справа продольно, электронный слева. Они установлены на подмоторной раме, сваренной из штампованных деталей. Для автомобиля выбрана параллельная схема соединения движков. Редуктор, связывающий коленчатый вал бензинового мотора и якорь электродвигателя, - уникальная разработка. Он может передавать вращающий момент как с 1-го мотора на другой, так и с обоих движков на коробку. На выходном валу редуктора укреплен маховик со сцеплением, дальше - стандартные "ижевские" коробка, карданный вал, задний мост. Режимы работы силовой установки переключает электрическая пускорегулирующая аппаратура.
Движок от "Оки" без стартера весит 70 кг, электронный - 68, подрамник - 10, батареи в общей трудности - 124 кг, при всем этом оснащенная масса по сопоставлению со стандартным Izh 21261 возросла лишь на 120 кг. Потому что батареи находятся сзади, стала лучше развесовка машины. На фронтальные колеса макета приходится 51% полной массы, а на задние - 49%, в то время как у Izh 21261 передок загружен на 54,3%, а задние колеса - на 45,7%.
Двигатель внутреннего сгорания в гибридной "Орбите" не укомплектован стартером - его роль играет электродвигатель. Когда шофер поворачивает ключ зажигания, питание от аккумов подается на электромотор, который, в свою очередь, через редуктор раскручивает коленчатый вал бензинового мотора. Пока движок "Оки" работает на холостом ходу, электронный перебегает в таковой режим, когда он не потребляет энергию батарей и не делает вращающего момента на выходном валу, но выравнивает работу бензинового "соседа".
Но вот машина трогается с места. При разгоне включены оба мотора, и на коробку передается их суммарный вращающий момент. Как автомобиль достигнет скорости, соответственной включенной передаче и углу открытия дроссельной заслонки, электродвигатель перебегает в генераторный режим и начинает заряжать батареи - мощности бензинового для движения хватает.
При движении на подъем, встречном ветре, сильной загрузке машины и других неблагоприятных критериях сопротивление движению приметно растет и энергии маломощного мотора "Оки" уже не хватает. Пускорегулирующая аппаратура подключает электронный мотор, он начинает работать в паре с бензиновым, расходуя энергию аккумов.
Четкую, слаженную работу двухмоторной силовой установки обеспечивает пускорегулирующая электроника: блок управления, датчик педали газа, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и т. д. Эта аппаратура также согласовывает работу движков с критериями движения. При обычной работе всех систем макет расходовал на 20% меньше бензина, чем рядовая "Орбита". Тесты проявили, что машина отлично вписывается в городской поток. Припас хода на одних аккумах и электромоторе невелик - всего 10-15 км, но удачное сочетание работы электронного и бензинового движков позволяет повсевременно заряжать батареи, и припас хода в действительности зависит не от батарей, а от количества бензина в баке.
Итак, ижевские конструкторы сделали полностью работоспособную машину. Но для серийного производства она все-же сыровата. Многих профессионалов смущает наличие на борту восьми аккумов. Они, естественно, улучшили развесовку автомобиля, но при всем этом практически лишили его багажника. Вызывает сомнения пассивная Законодательство: содержимое батарей ведь жестко. Естественно, можно доработать сборку и конструкцию кузова так, что батареи разместятся компактно, не отнимая полезного объема, и окажутся изолированными от водителя и пассажиров. Но вспомним, что аккумулятор класса 6СТ-55 стоит 300-400 руб. и служит около 3-х лет. Означает, расходы на смену источников энергии растут в восемь раз.
Всякая новинка имеет плюсы и недочеты. Принципиально, что создатели ижевского гибрида смогли приблизиться к мировому уровню, при этом дело касается не новомодных "мелочей" либо сиюминутных дизайнерских "находок", а разработки суровых передовых концепций.
Мысль, лежащая в базе соединения термический и электротяги ординарна. Ведь автомобиль класса "жигулей" затрачивает на перемещение из начала в конец маршрута в среднем менее 15 кВт. А означает, конкретно такую мощность и должен бы развивать термический движок. Если же при всем этом он будет работать в стационарном режиме (другими словами при неизменных оборотах и нагрузке), то не так тяжело достигнуть и высочайшей экономичности, и практически полного отсутствия в отработавших газах вредных веществ.
Сейчас встречаются три конструктивные схемы комбинированных силовых установок. Поочередная подразумевает работу ДВС в паре с генератором; тягу обеспечивает электродвигатель, который может питаться от аккумуляторной батареи и (либо) генератора. Практически это - издавна популярная электронная коробка, обширно применяющаяся на тепловозах и карьерных самосвалах, но дополненная аккумом и системой электрического управления. Отлично известен главный недочет этой схемы. Если устройство имеет размеры, применимые для дорожного транПодвескаа, энергопотери при передаче ее к колесам окажутся очень значительны. А поэтому выигрыш в экологичности и расходе горючего, получаемый при одних режимах, с лихвой покрывается потерями при других...
Вторую схему именуют параллельной. В ней выходные валы мотор-генератора и ДВС агрессивно связаны. Стационарного режима в данном случае не выходит, а сокращение вредных выбросов и расхода горючего обосновано только уменьшением рабочего объема термического мотора.
3-я схема именуется СПЛИТ. Подобно поочередной, в ней имеются генератор, тяговый электродвигатель и ДВС и подобно параллельной схеме, выходные валы всех машин связаны, но не жесткой конструкцией, а средством несимметричного планетарного дифференциала. Таковой подход позволяет, с одной стороны, обеспечить термическому движку фактически неизменный режим работы, а с другой - перераспределять поток мощности меж 3-мя машинами и ведущими колесами без излишних утрат.
Необходимо ли гласить, что СПЛИТ-схема считается более многообещающей. Но в жизни все тяжело. Эффективность системы находится в зависимости от корректности согласования характеристик машин меж собой и метода управления больше, чем от фактически схемы. К слову, исследованием этих вопросов занимаются спецы кафедры "Авто" Столичного муниципального технического института "МАМИ".
Конструктивные схемы гибридных силовых установок:
а - поочередная; б - параллельная; в - СПЛИТ-схема.
ТЕХНИКА
ПЕРСПЕКТИВА
ДВА МОТОРА ПОД ОДНИМ КАПОТОМ
В Ижевске оснастили "Орбиту" гибридной силовой установкой.
Сергей ИОНЕС, Алексей ВИНОГРАДОВ
Электромобиль пока не может составить конкурентнсть своим бензиновым собратьям из-за маленького припаса хода, необходимости нередкой и долгой процедуры зарядки аккумов. Но "в моду входят" гибридные силовые установки, состоящие из бензинового двигателя и электромотора: мы уже писали о гибридном автомобиле " Тойота Приус" (см. ЗР, 1998, № 1). Русская индустрия не осталась в стороне - представляем российский автомобиль, у которого под капотом два мотора - бензиновый и электронный.
Этот гибрид выстроил "Ижмаш" на базе "Орбиты". За базу взят не серийный хэтчбек, а многообещающий универсал Izh 21261. Конструкторы старались применить в новейшей машине агрегаты, серийно выпускаемые русскими заводами. Бензиновый двухцилиндровый движок взяли от "Оки", при этом 30-сильный 650-кубовый с наибольшим вращающим моментом 44,1 Н.м. В качестве второго мотора - тяговый электродвигатель неизменного тока ПТ-125-12. Напряжение питания якоря у него - 120 В, вращающий момент - 49 Н.м. Накопителями энергии служат восемь стандартных аккумов 6СТ-55: два блока по четыре аккума в каждом.
Батареи находятся в заднем свесе автомобиля, а оба мотора вписались в моторный отдел: бензиновый справа продольно, электронный слева. Они установлены на подмоторной раме, сваренной из штампованных деталей. Для автомобиля выбрана параллельная схема соединения движков. Редуктор, связывающий коленчатый вал бензинового мотора и якорь электродвигателя, - уникальная разработка. Он может передавать вращающий момент как с 1-го мотора на другой, так и с обоих движков на коробку. На выходном валу редуктора укреплен маховик со сцеплением, дальше - стандартные "ижевские" коробка, карданный вал, задний мост. Режимы работы силовой установки переключает электрическая пускорегулирующая аппаратура.
Движок от "Оки" без стартера весит 70 кг, электронный - 68, подрамник - 10, батареи в общей трудности - 124 кг, при всем этом оснащенная масса по сопоставлению со стандартным Izh 21261 возросла лишь на 120 кг. Потому что батареи находятся сзади, стала лучше развесовка машины. На фронтальные колеса макета приходится 51% полной массы, а на задние - 49%, в то время как у Izh 21261 передок загружен на 54,3%, а задние колеса - на 45,7%.
Двигатель внутреннего сгорания в гибридной "Орбите" не укомплектован стартером - его роль играет электродвигатель. Когда шофер поворачивает ключ зажигания, питание от аккумов подается на электромотор, который, в свою очередь, через редуктор раскручивает коленчатый вал бензинового мотора. Пока движок "Оки" работает на холостом ходу, электронный перебегает в таковой режим, когда он не потребляет энергию батарей и не делает вращающего момента на выходном валу, но выравнивает работу бензинового "соседа".
Но вот машина трогается с места. При разгоне включены оба мотора, и на коробку передается их суммарный вращающий момент. Как автомобиль достигнет скорости, соответственной включенной передаче и углу открытия дроссельной заслонки, электродвигатель перебегает в генераторный режим и начинает заряжать батареи - мощности бензинового для движения хватает.
При движении на подъем, встречном ветре, сильной загрузке машины и других неблагоприятных критериях сопротивление движению приметно растет и энергии маломощного мотора "Оки" уже не хватает. Пускорегулирующая аппаратура подключает электронный мотор, он начинает работать в паре с бензиновым, расходуя энергию аккумов.
Четкую, слаженную работу двухмоторной силовой установки обеспечивает пускорегулирующая электроника: блок управления, датчик педали газа, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и т. д. Эта аппаратура также согласовывает работу движков с критериями движения. При обычной работе всех систем макет расходовал на 20% меньше бензина, чем рядовая "Орбита". Тесты проявили, что машина отлично вписывается в городской поток. Припас хода на одних аккумах и электромоторе невелик - всего 10-15 км, но удачное сочетание работы электронного и бензинового движков позволяет повсевременно заряжать батареи, и припас хода в действительности зависит не от батарей, а от количества бензина в баке.
Итак, ижевские конструкторы сделали полностью работоспособную машину. Но для серийного производства она все-же сыровата. Многих профессионалов смущает наличие на борту восьми аккумов. Они, естественно, улучшили развесовку автомобиля, но при всем этом практически лишили его багажника. Вызывает сомнения пассивная Законодательство: содержимое батарей ведь жестко. Естественно, можно доработать сборку и конструкцию кузова так, что батареи разместятся компактно, не отнимая полезного объема, и окажутся изолированными от водителя и пассажиров. Но вспомним, что аккумулятор класса 6СТ-55 стоит 300-400 руб. и служит около 3-х лет. Означает, расходы на смену источников энергии растут в восемь раз.
Всякая новинка имеет плюсы и недочеты. Принципиально, что создатели ижевского гибрида смогли приблизиться к мировому уровню, при этом дело касается не новомодных "мелочей" либо сиюминутных дизайнерских "находок", а разработки суровых передовых концепций.
Мысль, лежащая в базе соединения термический и электротяги ординарна. Ведь автомобиль класса "жигулей" затрачивает на перемещение из начала в конец маршрута в среднем менее 15 кВт. А означает, конкретно такую мощность и должен бы развивать термический движок. Если же при всем этом он будет работать в стационарном режиме (другими словами при неизменных оборотах и нагрузке), то не так тяжело достигнуть и высочайшей экономичности, и практически полного отсутствия в отработавших газах вредных веществ.
Сейчас встречаются три конструктивные схемы комбинированных силовых установок. Поочередная подразумевает работу ДВС в паре с генератором; тягу обеспечивает электродвигатель, который может питаться от аккумуляторной батареи и (либо) генератора. Практически это - издавна популярная электронная коробка, обширно применяющаяся на тепловозах и карьерных самосвалах, но дополненная аккумом и системой электрического управления. Отлично известен главный недочет этой схемы. Если устройство имеет размеры, применимые для дорожного транПодвескаа, энергопотери при передаче ее к колесам окажутся очень значительны. А поэтому выигрыш в экологичности и расходе горючего, получаемый при одних режимах, с лихвой покрывается потерями при других...
Вторую схему именуют параллельной. В ней выходные валы мотор-генератора и ДВС агрессивно связаны. Стационарного режима в данном случае не выходит, а сокращение вредных выбросов и расхода горючего обосновано только уменьшением рабочего объема термического мотора.
3-я схема именуется СПЛИТ. Подобно поочередной, в ней имеются генератор, тяговый электродвигатель и ДВС и подобно параллельной схеме, выходные валы всех машин связаны, но не жесткой конструкцией, а средством несимметричного планетарного дифференциала. Таковой подход позволяет, с одной стороны, обеспечить термическому движку фактически неизменный режим работы, а с другой - перераспределять поток мощности меж 3-мя машинами и ведущими колесами без излишних утрат.
Необходимо ли гласить, что СПЛИТ-схема считается более многообещающей. Но в жизни все тяжело. Эффективность системы находится в зависимости от корректности согласования характеристик машин меж собой и метода управления больше, чем от фактически схемы. К слову, исследованием этих вопросов занимаются спецы кафедры "Авто" Столичного муниципального технического института "МАМИ".
Конструктивные схемы гибридных силовых установок:
а - поочередная; б - параллельная; в - СПЛИТ-схема.