Применение комбинированных силовых установок на автомобилях и экологическая безопасность окружающей среды

дартными методами реализовать оптимальные алгоритмы функционирования в различных условиях эксплуатации и технического обслуживания. При этом дополнительно решаются следующие важные системные задачи:

• эффективное использование совокупности датчиков и активаторов, имеющихся на автомобиле;

• упрощение самой системы за счет распределения функций;

• унификация элементной базы и аппаратуры;

• упрощение и сокращение сроков разработки системы;

• стандартное выполнение диагностики и прогнозирования технического состояния системы.

Для практической реализации СЭС как открытой системы, если оставить в стороне специфические задачи по информационному обмену (предмет специальных исследований и разработок), необходимо определиться по номенклатуре датчиков и активаторов, а главное, определить алгоритмы работы системы.

Литература

1. Чернов А.Е. Разработка систем электроснабжения транспортных средств с улучшенными энергетическими и экологическими показателями: дис. ... канд. техн. наук [Текст] - М. МЭИ ТУ, 1994.

2. Чернов А.Е. Оптимизированная система электроснабжения для автотранспортных средств. // М.: Машиностроение, «Грузовик», № 6 2010.

3. Чернов А.Е., Сугробов A.M. Интеллектуальные системы электроснабжения автотранспортных средств. // М.: Машиностроение, «Грузовик», № 4, 2010.

4. Чернов А.Е., Акимов A.B., Кротов А.Н. Многофункциональный регулятора напряжения для генераторный установок нового поколения. / Известия МГТУ «МАМИ» №2 (10) 2010.

5. Чернов А.Е., Акимов A.B., Кротов А.Н. Адаптивные алгоритмы регулирования напряжения в системах электроснабжения АТС. // «Автомобильная промышленность» № 9, 2011.

6. Чернов А.Е., Акимов A.B. Системы электроснабжения АТС с Интеллектуальными алгоритмами, обеспечивающие повышение экологических и энергетических показателей. // Известия МГТУ «МАМИ» № 1(13), 2012.

Применение комбинированных силовых установок на автомобилях и экологическая безопасность окружающей среды

к.т.н. Шабанов A.B., к.т.н. Ломакин В.В., Шабанов A.A., к.т.н. проф. Сальников В.И.

МГУПИ, Университет машиностроения

avt@mami.ru

Аннотация. В данной статье приведен анализ тенденций развития современных автомобилей, который показывает, что наиболее перспективным направлением в решении энергетической и экологической проблемы на транспорте является применение комбинированных силовых установок.

Ключевые слова: комбинированные силовые установки автомобилей, экологическая безопасность окружающей среды Потребление значительного количества топливно-энергетических ресурсов и в том числе на транспорте приводит к удорожанию нефтепродуктов, негативно влияет на состояние общей экологической обстановки. При современном насыщении больших городов автотранспортом все больше внимание уделяется при решении данной проблемы применению энергосберегающих технологий, снижению выбросов вредных веществ автотранспортом в окружающую среду. Поэтому приоритетной задачей при проектировании городских автомобилей является улучшение их топливно-экономических показателей.

Анализ тенденций развития современных автомобилей показывает, что наиболее перспективным направлением в решении энергетической и экологической проблемы на транс-

порте является применение комбинированных силовых установок (КЭУ) на автомобилях, которые кардинально обеспечивают (на 30-50%) улучшение энергетических и снижение выбросов парниковых газов С02 [1, 2, 3]. При этом бортовой электроникой обеспечивается постоянный мониторинг исправного состояния основных узлов и агрегатов автомобиля, влияющих на его экологические характеристики. В настоящее время действующими европейскими нормативными экологическими документами запрещено использование технологий, не обеспечивающих эффективный контроль за выбросами вредных веществ в условиях эксплуатации. При массовом применении комбинированных энергоустановок на автомобилях можно решить данные проблемы уже в самом ближайшем будущем. В последние годы почти все ведущие автомобильные компании мира освоили производство гибридных автомобилей и представили их на мировой рынок. Японская фирма Toyota объявляла о намерении в ближайшем будущем перейти исключительно на выпуск гибридов. Стоимость гибридных автомобилей для разных моделей выше, чем стоимость традиционных автомобилей, но в эксплуатации из-за дополнительных государственных льгот и низкого расхода топлива они оправдывают себя. В 2009г в США доля гибридов на рынке продаж автомобилей составляла 3% [4, 8].

Опубликованные в технической литературе результаты испытаний показывают, что гибридная силовая установка очень эффективна в режиме городского движения, где автомобиль большую часть времени работает на электротяге [4, 5, 6]. При проектировании комбинированных силовых установок для автомобиля ставятся несколько задач, направленных на улучшение топливно-энергетических характеристик автомобиля. Это обеспечение движения автомобиля на электротяге в городском цикле на режимах постоянных скоростей и малых нагрузок, движение на режимах разгона совместно на двигателе внутреннего сгорания и электродвигателе, сохранение динамических и скоростных качеств гибридного автомобиля.

В предыдущих публикациях по данной теме авторами данной статьи была сделана попытка обоснования применения у нас в стране комбинированных силовых установок на автомобилях и анализа основных характеристик гибридных автомобилей [5]. Попробуем в рамках данной статьи рассмотреть более подробно данную проблему, а также проанализировать особенности работы КЭУ с различными конструктивными схемами.

Анализ различных схем последовательного привода гибридного автомобиля

Поскольку при последовательной схеме привода, приведенной на рисунках 1 и 2, ДВС передает энергию только генератору, то мощность двигателя внутреннего сгорания должна быть равна мощности генератора.

Топлианыи

6ÜK

Генератор

г

ДВС i

Аккамалятооная Батссея

Электродвигатель &

Рисунок 1. Последовательная схема с Рисунок 2. Последовательная схема с

электроприводом на переднюю ось электроприводом на заднюю ось

гибридного автомобиля гибридного автомобиля

Этот принцип используется в электрической трансмиссии, когда необходимо передать большой момент с ДВС на колеса без применения механической трансмиссии. Вместе с тем решается проблема оптимизации работы энергоустановки по расходу топлива, т.к. двигатель внутреннего сгорания работает в области минимальных расходов топлива, при этом КПД

электропривода значительно выше, чем при использовании механической передачи. Тяговый электродвигатель обеспечивает весь необходимый силовой и скоростной диапазоны транспортного средства и при замедлении транспортного средства работает в режиме генератора, обеспечивая рекуперацию энергии торможения. Электродвигатель может быть размещён непосредственно в колесе. Исключение из привода коробки передач, сцепления и карданного вала позволяет существенно снизить инерционные массы и общую массу силового оборудования. Средняя мощность установившегося движения автомобиля в 3-5 раза меньше мощности требуемой для обеспечения динамики разгонов. Следовательно, снижение момента инерции вращающихся деталей положительно повлияет на динамику движения автомобиля и его расход топлива. При этом существенно снижается мощность, требуемая для разгона автомобиля. Появляется также возможность более свободной компоновки агрегатов силовой установки на автомобиле.

К недостаткам данной схемы следует отнести то, что у комбинированной энергоустановки этого типа происходит двойное преобразование энергии, и, следовательно, это приводит к большим потерям. Механическая энергия ДВС через генератор преобразуется в электрическую энергию и далее передается электромотору, который приводит в движение ведущие колеса автомобиля.

Японские автопроизводители на легковых автомобилях в серийном производстве применяют другую схему последовательного привода силовой установки. Например, на автомобиле Honda Insight установлен компактный 10 киловаттный электродвигатель на маховике двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель при этом является одновременно стартер-генератором и тяговым электродвигателем. Электромотор может включаться в работу на малых нагрузках и при интенсивных ускорениях городского цикла, помогая основному ДВС и управляя его запуском при остановках. Часть мощности ДВС идет на привод колес автомобиля, а другая передается через генератор для зарядки аккумуляторной батареи. ДВС можно отключить при полностью заряженной аккумуляторной батарее, и гибридный автомобиль будет передвигаться только на электротяге, данный тип привода называют управляемым гибридом (Direct Hybrid). Достоинством такого привода является простота конструкции. Выбранный алгоритм работы энергоустановки у гибрида Honda Insight позволил получить расход топлива 4,2 л на 100 км в городском цикле и 4,6 л в магистральном цикле. Общий вес силовой электроустановки всего составляет 75 кг. Под полом багажника установлен блок ни-кель-металлогидридных аккумуляторов общим напряжением 144 В. Автомобиль со снаряженной массой 1650 кг обеспечивает хорошую динамику (время разгона до 100 км/ч составляет 12 с), максимальная скорость достигает 182 км/ч.

Рисунок 3. Конструкция последовательной Рисунок 4. Конструкция гибридной схемы гибридной силовой установки силовой установки с мотор-генератором

автомобиля BMW-7 [4] на маховике [4]

На рисунке 3 приведена схема механического последовательного привода гибридного автомобиля BMW-7 и на рисунке 4 конструкция гибридной силовой установки с мотор-генератором, установленным на маховике.

Анализ различных схем комбинированных энергоустановок параллельного типа

На рисунке 5 показана параллельная схема гибридного автомобиля, в которой двигатель внутреннего сгорания используется в качестве основного источника энергии, а электромотор используется в режимах старта, малых нагрузок и ускорения. Электродвигатель может работать как генератор для подзарядки аккумуляторов. Схема характеризуется простотой и низкой стоимостью. Достоинством параллельной схемы является более высокий КПД передачи энергии от первичного двигателя к ведущим колесам в сравнении с последовательной схемой и возможность применения одной электромашины вместо двух. Недостатком схемы является то, что ДВС работает на различных нагрузочных режимах, в том числе и на неоптимальных по экономичности, усложнении системы управления силовой установкой и применении ступенчатой механической трансмиссии при регулировании скорости движения.

Параллельную схему применяют на гибридных автомобилях Honda Civic, Honda CR-Z, Hyundai Sonata, Porsche Cayenne, Cadillac Escalade и др. У гибридных автомобилей Honda расход топлива относительно аналогов в смешанном европейском цикле снизился на 50% и у Hyundai Sonata 30%, a Porsche Cayenne и Cadillac Escalade на 27% и 23% соответственно. При сравнении характеристик автомобилей с комбинированными энергоустановками и их аналогами, приведенными в таблице 1, видно, что гибридные автомобили имеют несколько больший вес (от 100 до 170 кг) из-за установки на них дополнительных агрегатов, мотор-генераторов и аккумуляторных батарей, но динамические и скоростные качества у них не ниже аналогов.

Таблица 1

Характеристики автомобилей с бензиновыми ДВС и с комбинированными

энергоустановками [4]

ArtomoSujih Масса, кт Литраж две, л Мощность ДВС. кВт \U';I¡III)L1 i. > 'L'k;]\'- дяшатеая. kR i Суммарная мощность см.юном успаионкм. kHj Расход kiiijimu л/ПЮки CO,

Toyota Corolla (HiipucK Sen.) 1250/173 U 1.8 IOS - • EH 8.7/5.5/6.7 155

Foyol» Corol la (i nfipn.'i) 13ВМШ 1,8 73 60 too F,U 3.8'3.8/3,8 89

t'cycM i'rius illiiipn;0 lí 70/1X05 I.K 73 60 100 EU 3.9/3.7/3,$ 89/92

Honda Inspire 1 BnpuCK deHiima) 16)0 3,47 2П6 - 9,0

Honda Insight (ruGpHJt) 1200/J 650 1,34 65 Kl 72 EU 4,2/4,6/4,4 1(11

Murtcdes-Ruis S350 (MipMGK nt'H.) 1835/2505 3.5 225 - - EU Ю.8'6.5/8,1

MerCttStï-Hells S400 (IHiiplU) IS80:2550 3J 205 15 220 M! 10.8/6,4'4. К 188

Hyundai Sonata l e (nnpucK fiai.) 1725/2505 2.35 128 - l-PAt 1,7/6.0/8,7

Hyundai Sonata (rn£i[>tm l 1515 2.36 126 30 156 1 l'A 6,4/6,11,'6,2

I'Ofsche Cayenne <BnpucK Sen.) 1995H765 3.6 220 - - Et J 15,4/8,4/11,2 263

Porsche Cayenne (lllfipn,!) 2240/WI0 3.0 245 34 279 KU 8,7/7,9/8,2 193

Cadillac l;scatade (onpucK Sett.) Î500/331'O 6.2 30t - - EU 20.1 11.3/14.5 339

Cadillac Escalade (™6pmî) 2780/3400 6,0 248 60 374 EU 11.6 10.7/П.1 264

Uxua LS4WI {MipucK fie».) 194S2495 4.6 280 - - liU 17,2/8.4/11,6 261

I.ckus LS 600h (inôpn;i) 2270/2400 s,n 29ÍI 165 327 LU 11,2/8.0/4.3 218

В МГТУ «МАМИ» создан экспериментальный образец полноприводного автомобиля на базе УАЗ-3153 с оригинальной ГСУ параллельного типа, когда обратимая электромашина устанавливается в приводе раздаточной коробки передач. Выбранная компоновка, представленная на рисунке 6, позволяет обеспечить максимальную унификацию с серийно выпускаемым автомобилем [6]. С одной стороны к раздаточной коробке автомобиля через коробку передач подводится крутящий момент от ДВС, с другой - от электрической машины, работающей как в режиме тягового электродвигателя, так и в режиме генератора. Для накопления

энергии при торможении автомобиля генератор заряжает накопитель энергии.

Тепли вныр1 бок

3

короька передам

£

Аккамалятооная ьатасея

4

Генесатор Электводвигате/пь

раздаточная Мотор -коровка генератор

1

ДВС

Накапитель

Рисунок 5. Параллельная схема гибридной Рисунок 6. Схема автомобиля УАЗ-Э15Э с силовой установки с приводом на КЭУ параллельного типа

передний мост

Смешанная схема комбинированной энергетической установки

Последовательно-параллельная схема работы гибрида наиболее сложная. Данную схему в технической литературе называют «Full Hybrid» (полный гибрид), она применяется на автомобилях Toyota Prius, Lexus LS 600h и других моделях [4, 7]. Данная конструкция ГСУ может работать как последовательно, так и параллельно в зависимости от режима работы и имеет достаточно высокий КПД при передаче энергии от ДВС к ведущим колесам. В дополнение к параллельной схеме добавляется генератор и планетарный механизм - делитель мощности.

В смешанной схеме поток мощности от ДВС и электромотора к ведущим колесам разделяется. Силовые агрегаты соединены с раздельными входами планетарного редуктора. При такой схеме обеспечивается эффективное управление потоками мощности от электромотора и ДВС. В городском испытательном цикле гибридный автомобиль с данной схемой 80 % времени работает от аккумуляторов. На высоких скоростях и движении с постоянной скоростью подключается двигатель внутреннего сгорания, при этом обеспечивается его работа в режиме минимальных расходов топлива и токсичности. При ускорении включается электромотор, и силовая установка работает по параллельной схеме. Генератор используется для подзарядки аккумуляторов, а электродвигатель для движения гибрида. Схема обеспечивает низкий расход топлива, однако механическая часть трансмиссии и система управления силовой установкой автомобиля усложняется. На автомобиле Toyota Prius было получено снижение расхода топлива 55% в европейском городском цикле и 42% в смешанном цикле относительно аналога Toyota Corolla. У гибридного автомобиля Lexus LS 600h снижение расхода топлива в европейском городском цикле составило 35% относительно аналога Lexus LS 460 и 35% в смешанном цикле.

В таблице 1 приведены характеристики некоторых автомобилей с комбинированными энергоустановками и с бензиновыми ДВС, их аналогами [4].

Как видно из таблицы 1, гибридные автомобили имеют относительно больший вес (от 100 до 170 кг), чем их аналоги, так как на них установлены дополнительные агрегаты, в том числе мотор-генераторы и аккумуляторные батареи, но динамические и скоростные качества у них не ниже аналогов. Там же показан расход топлива автомобилей в Европейских испытательных циклах (EU) и американских (EPA). Первая цифра показывает расход в городском цикле, вторая - в магистральном, третья - в смешанном, наиболее представительном цикле при эксплуатации автомобиля.

Анализ применяемых аккумуляторных батарей гибридных силовых установок Прежде всего надо сказать, что каждый тип аккумуляторных батарей имеет свои преимущества и недостатки. Для гибридных автомобилей для практического использования необходимы бортовые источники электроэнергии, которые удовлетворяли бы по энергоемкости, габаритам, времени заряда, рабочему диапазону температур, сроку службы, числу за-

рядных циклов, весу и стоимости [7]. В начале 2000-х гг. применение получили литий-ионные, а затем и литиево-полимерные (Li-Ion) аккумуляторы с сухим твердым электролитом. Разработчики аккумуляторных энергоносителей в настоящее время продолжают активно совершенствовать литий-ионные и литиево-полимерные аккумуляторы. Для сравнения следует отметить, что удельная энергоемкость литий-ионных аккумуляторов может в 15 раз превышать энергоемкость свинцовых аккумуляторов. Но чистый литий из-за чрезмерной активности в аккумуляторах не используют. Для безопасности применяют в батареях соединения лития, при этом энергоемкость литий-ионных аккумуляторов значительно снижается, но она по крайней мере втрое превышает энергоемкость свинцовых аккумуляторов. Li-Ion-аккумуляторам характерен 5-10% саморазряд, если не используется, число их рабочих циклов существенно зависят от разрядной мощности батарей [8]. На рисунке 7 приведен внешний вид Li-Ion-аккумулятора, применяемого фирмой Renault на гибридном автомобиле [7].

Рисунок 7. Литий-ионных аккумулятор (Li-Ion) гибридного автомобиля Renault

Таблица 2

Характеристики энергоустановки японских гибридных автомобилей [4]

Автомобили Масса, кг Литраж ЛВС. л Мощность ДВС, кИт (nuom) Моншосп. ШЕрт- дингатсля. Kill Суммарная мощность силовой установки, кЙт/Нм Тип аккумудятпрпв «ьюиой установки Характер не тики ендовой установки Характеристики аккумуляторов силовой установки

1 luncia Civic (гибрид//) 124'J 4720 1,34 70(6000) 15 84 Никель-ueia;i.toi ид. (Ni-Mill Чдектроыспор 158в 5,5 All

Honda Insiuhi (гибрид послсдоват.) 12004650 1.34 65(5800) 10 72 Нй*с ЛЬ-MTtUJt ЙОГИ лр, П-КЮ.Ш Электромотор 0-1500 1/мин 5.75АИ

Hyundai Ылшга (||!ЙрНД( 1300 £ 1741) 1.59 84 (6000) 15 Li-Polymer U-!80b г)лек1 ромошр 5.3 Ah

Lexus КХ 4 гибрид) С 20041. 2045 V2560 3.5 1 «3(6000) 123 219 11нколь-металлоп1др. (Ni-MM), (I-2KKH 45 кВт ] рл :м;ч лс\ 65 0П 6.5 Ah

Uxus LS Ш1Ь (гибрид CMCHI.) 2270 Y240O S,0 2<Л) 16400) 165 327 Пнкель-метадлошлр. (Ni-MI I|, U~2S8Q 45 кВт эдсх 1 рлимх. 650В •

Lexus liS (гибрид) С 2D0& 1670 2.4 11016000) 105 139 ! 1нкель-метаяиогидр. (Ni-MI I).L'~244.!{|! 29.Sk 111 '>ЛГКТрОЧО¥ЛИ11Хн Л С. 650в 6.5 Ah 168* 1.2в

Thyola Crown (гибрид) 1840 12115 3.45 21S164IHI) 147 254 н11 кель- М еталдоти др. (Ni-MHK U=2i8U 5лекгр.с111вк АС, 650в -

Toycila Prius (гибрид смет.) 1.470 £1805 73(5200) 60 100 Ннксдь-метшиюгидрияим (Ni-MH) 'Злектрпмот.еви*. АС, Генератор 650« 16K III!. МО 1.2н 28 модулей

1 iiyoia С amr> (гибрид) 1670 2.36 ¡10(60001 105 140 Инкель-металло! идр. (Ni.MHIU-244.Kt 29.«хВт плектром от. 120и 6,5 All

BMW 7 (шСрил) 2045 V2635 4.4 330(55001 15 345 Li-lot) СЫЛОв г)лек1ролп IOJI 120в -

Nissan Alii ma (i mi рил) 1575 . 12055 . 2J 116(5200| 30 146 i 1 н кед ь-ve талд 01 н др. (Ni-МШ. 1 -24511 'Ьекф.еннк. ЛС. 65011 -

В настоящее время в автомобилестроении нашли широкое применение никель-металлгидридные аккумуляторы, которые уступают литиевым по энергоемкости запасаемой энергии и большим массогабаритным показателям, но, учитывая, что аккумуляторы находят-

ся у гибридных автомобилей при непрерывном разрядно-зарядном цикле, этот фактор не является определяющим. В таблице 2 приведены характеристики энергоустановок гибридных автомобилей, которые дают в автомобильных каталогах более полную информацию о силовых установках [4].

Отметим особенности применяемой аккумуляторной батареи, установленной на гибридных автомобилях Lexus. Высоковольтная герметичная никель-металлогидридная батарея (Ni-MH) имеет большую плотность энергии, низкую массу и обеспечивает ресурс, сопоставимый с ресурсом гибридного силового агрегата. В период нормальной эксплуатации автомобиля автоматически поддерживается постоянный уровень заряженности высоковольтной батареи. Батарея состоит из 240 элементов (40 блоков по 6 элементов) и обеспечивает номинальное напряжение равное U=288B (240 элементов напряжением 1,2В). Высоковольтная батарея установлена в багажном отделении за задним сиденьем и состоит из блоков, последовательно соединенных шиной. Там же расположены и другие электронные элементы электроустановки, обеспечивающие нормальную работу батареи [7].

Мотор-генератор комбинированных энергоустановок гибридных автомобилей

В диапазоне мощностей мотор-генераторов от 20 до 70 кВт наибольшее развитие получили асинхронный электропривод и электропривод с синхронным двигателем на основе постоянных магнитов. Имеются экспериментальные разработки с использованием вентильно-индукторного привода.

Отметим, что в настоящее время нет достоверной методики сравнительной оценки электродвигателей различных типов. Электропривод с синхронным двигателем на основе постоянных магнитов имеет некоторое преимущество в коэффициенте полезного действия. В асинхронном электродвигателе уменьшение мощности обеспечивается при ограничении напряжения питания двигателя за счет соответствующего ослабления магнитного поля. В синхронном приводе с постоянными магнитами поле практически не регулируется, что приводит к необходимости завышения установленной мощности преобразователя в 3—10 раз. Для приводов транспортных средств категории М1 это приемлемо, но для более тяжелых автомобилей категории М2 и N2 это приводит к существенному удорожанию системы привода.

Тяговый электродвигатель и мотор-генератор в гибридном автомобиле питаются от силового преобразователя, максимальную выходную частоту которого можно регулировать и устанавливать в диапазоне до 500 Гц и более, в отличие от асинхронных двигателей, питаемых от сети с частотой 50 Гц.

Указанное отличие является принципиальным, поскольку появляется возможность существенного снижения массы тяговых двигателей практически без снижения их КПД. Вопросы оптимизации электродвигателей для транспортного применения связаны не только с оптимизацией самого двигателя, но и с его охлаждением, конструкцией, выбором режимов его работы во всех областях частот вращения и нагрузок.

При проектировании силовой установки необходимо учитывать, что соотношения максимального и минимального моментов по частоте вращения Mmax/Mmin составляют около 2, а у двигателя внутреннего сгорания 25%. При этом максимальный момент у мотор-генератора в отличие от ДВС находится на максимальной частоте вращения, а у ДВС в средней зоне скоростного диапазона работы. Следовательно, передаточное соотношение привода должно согласовывать характеристики ДВС и мотор-генератора.

Режимы работы электродвигателей в тяговых приводах и в генераторах существенно различаются, поэтому оптимальный тип ЭД для мотора-генератора назвать трудно. В одних вариантах это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, в других - синхронный с постоянными магнитами. В последнее время появились новые методики оптимизации параметров асинхронных двигателей, влияющих на их выходные характеристики. Исследования показали, что у асинхронного двигателя имеются значительные резервы совершенствования конструкции. При проектировании высокоэффективных асинхронных двигателей с меньшей массой и повышенным КПД активную часть статора и ротора АД целесообразно сосредоточивать на окружности двигателя, а в центральной части, не участвующей в форми-

ровании электромагнитного поля, активные материалы не применять.

Выводы

Проведенный анализ показал, что бурно развивающаяся в последние годы гибридизация широкого круга моделей автомобилей является одним из основных направлений в решении энергетических и экологических проблем на транспорте. Применение комбинированных силовых установок на автомобилях позволяет на 30-50% расход топлива и снизить выбросы парниковых газов С02.

Производители гибридных автомобилей используют разные схемы привода и компоновочные решения при проектировании гибридных автомобилей, что говорит о различии в подходах конструкторов для достижения поставленных целей. Наилучших результатов добились японские автомобильные компании Toyota и Honda на гибридных автомобилях Toyota Prius, Toyota Corolla и Honda Insight благодаря оптимальному подбору параметров силовой установки и выбору алгоритму ее управления.

В настоящее время на гибридных автомобилях нашли широкое применение мотор-генераторы и электродвигатели асинхронного и синхронного типа, а также никель-металлгидридные и литиевые аккумуляторы. Применяемые аккумуляторы имеют хорошую энергоемкость и удовлетворительные массогабаритные показатели. При этом конструкторы продолжают совершенствование силовых установок, применяя новые технологии и методики оптимизации параметров.

Литература

1. Гусаров А.П. Потребление топлива и выбросы С02 автомобилями. Журнал ААИ, № 3(56), 2009.

2. Ломакин В.В., Карпухин К.Е., Кондрашов В.Н. Тенденции развития автомобилистроения. Учебное пособие. МАМИ. Москва. 2008.

3. Вайсблюм М.Е. Европейский подход к снижению С02. ААИ № 3 (62), 2010, с. 59.

4. Каталоги автомобилей 2006-2011 г. Automobil revue.

5. Шабанов A.B. Шабанов A.A. Гибридные автомобили и новый этап экологической безопасности при совершенствовании конструкции автомобильных силовых установок. М.: МГУПИ, Вестник МГУПИ № (серия «Машиностроение»), 2012.

6. Бахмутов C.B., Селифонов В.В., Ломакин В.В., Круташов A.B., Карпухин К.Е., Баулина Е.Е. Автомобили с гибридной силовой установки. Учебное пособие для вузов М. : МГТУ «МАМИ», 2009. 136 с.

7. Electric & Hybrid Vehicle Technology Intenational. Jannary 2013.

8. Петров В.Ю. Легковой транспорт будущего: электромобили, водородные или традиционные автомобили? М.: «Автомобильная промышленность», 2009, № 5.

Автоколебательные процессы в сцеплениях автомобилей и тракторов

д.т.н. проф. Шарипов В.М., к.т.н. проф. Маринкин А.П., к.т.н. доц. Шарипова H.H.,

к.т.н. проф. Щетинин Ю.С., Климова Е.В., Тарасова Л.И.

Университет машиностроения 8(495)223-05-23 (1111), trak@mami.ru

Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие, что в реальной эксплуатации автомобиля и тракторного агрегата автоколебания на парах трения фрикционного сцепления не возникают. Это относится к фрикционным сцеплениям с асбестовыми, безасбестовыми полимерными и спеченными порошковыми фрикционными накладками.

Ключевые слова: фрикционное сцепление, фрикционная накладка, автоколебательный процесс, момент трения.

В работах [1, 2] рассматриваются автоколебательные процессы на парах трения сухого фрикционного сцепления (ФС). Природа этого явления подробно изложена в работе [3]. При