Концепция универсальной платформы для грузового, пассажирского и специального автотранспорта на основе электрической трансмиссии с использованием энергосберегающих технологий актуальность проблемы

КОНЦЕПЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ГРУЗОВОГО, ПАССАЖИРСКОГО И СПЕЦИАЛЬНОГО АВТОТРАНСПОРТА НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ Актуальность проблемы Автомобильный транспорт является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов. Использование традиционных видов моторного топлива (бензин, дизельное топливо) в автомобильном транспорте в последние годы связано с рядом проблем: ограниченность имеющихся запасов углеводородного сырья; постоянный рост цен на все виды энергоносителей (за последние 5 лет цена на нефть выросла в 2,6 раза); повсеместное ухудшение экологической обстановки. Большинство автомобильных концернов мира решение перечисленных проблем видят в применении энергосберегающих технологий и переводе транспорта на электрическую трансмиссию с использованием экологически чистых энергетических установок. Основными эффектами такого подхода являются: уменьшение мощности силовых агрегатов за счет использования кинетической энергии транспортного средства; уменьшение расхода топлива; резкое снижение вредных выбросов. Электромобиль или гибрид Базовыми решениями перехода на электрическую трансмиссию являются: электромобили; гибридные автомобили с использованием экологически чистых энергетических установок. Исследования компании ЯРОВИТ МОТОРС показали, что в настоящий момент для грузового транспорта, требующего значительные плотности потребляемой мощности, наиболее приемлемым является гибридный вариант автомобиля с последовательной схемой тягового привода. В качестве аргументов можно привести следующие. Электромобили, наряду с достоинствами (экологичность в эксплуатации, упрощенная конструкция и управление, возможность подзарядки батарей от бытовой сети, частичное решение проблемы «энергетического пика» за счет преимущественной зарядки в ночное время), имеют серьезные недостатки: спорная экологичность, если принять во внимание выбросы, необходимые для производства электроэнергии, ядовитые компоненты батарей и связанные с этим проблемы с утилизацией; значительные инвестиции в инфраструктуру зарядки аккумуляторов и производство электрической энергии; большой вес и высокая стоимость мощных батарей; быстрый разряд при переменных режимах движения (разгон-торможение); недостаточный запас хода; практически отсутствует инфраструктура обслуживания электротранспорта и зарядки батарей. Достоинствами гибридного автомобиля являются: возможность использования менее мощного ДВС (до 50%) и его работа в оптимальном режиме на постоянных оборотах значительно улучшает экологические и экономические показатели; достаточно высокое технологическое развитие элементной базы: генераторов, электродвигателей; возможность обеспечить потребные потоки мощности при пиковых нагрузках. Альтернативные виды топлива Жесткие экологические требования, принятые во многих странах мира, заставляют моторостроителей вести широкие исследования по созданию экологически чистых двигателей. В настоящее время можно выделить два направления решения экологических проблем: экологизация дизельных двигателей; переход на альтернативный источник топлива – природный газ. Мы считаем, что экологизация дизельных двигателей малоперспективна из-за ограниченности ресурсов нефти и низкой эффективности применяемых решений в условиях низких температур. Более перспективным направлением решения этих проблем является применение природного газа как наиболее чистого альтернативного моторного топлива. Применение в качестве топлива природного газа позволяет уже в настоящее время получать выбросы соответствующие Евро-5 и выше. Современное газовое оборудование, по оценкам зарубежных специалистов, позволяет снять экологическую проблему до 2020 года. Наиболее перспективным газовым топливом для автомобильного транспорта является сжиженный природный газ (СПГ). Основное преимущество СПГ перед компримированным природным газом (КПГ) заключается в его лучшей очистке от примесей (CO2, тяжёлых углеводородных фракций), а вследствие этого увеличение теплотворной способности сжиженного природного газа. Концепция универсальной транспортной платформы ЯРОВИТ МОТОРС Базируясь на изложенных выше подходах, компания ЯРОВИТ МОТОРС разработала новую концепцию транспортной платформы, используемой для построения автомобилей с широким спектром надстроек: грузовых, пассажирских, коммунальных, специальных и т.д. В настоящий момент ведутся работы по созданию опытных образцов гибридного грузового автомобиля. Унифицированная платформа должна иметь экологически чистый двигатель, трансмиссию на электроприводе и строиться по модульному принципу с неограниченными возможностями при компоновке автомобиля - варианты колесных формул, расположение осей, их количество и т.д. Принципиальная схема приведена на рис.1 и включает двигатель внутреннего сгорания, генератор, тяговые электродвигатели, систему управления, систему охлаждения и блок резисторов или внешний накопитель энергии. Мы не пошли по пути применения мотор-колес, тяговые электродвигатели встроены в балку моста, что сняло ограничение по мощности двигателей (пространство внутри колеса ограничено), дает возможность говорить в перспективе об автомобиле с независимой подвеской, упростило схему. Основное преимущество перед традиционной механической трансмиссией – исключаются сложные и дорогостоящие элементы (сцепление, коробка передач, раздаточная коробка, карданная передача). При этом двигатель на привод генератора работает в постоянном режиме максимального крутящего момента и минимального расхода топлива, а при применении внешнего накопителя энергии торможения возможно применение двигателя меньшей мощности без снижения тягово-динамических характеристик автомобиля. Кроме этого данная концепция, так как мы не привязаны карданной передачей к узлам трансмиссии, дает практически неограниченные возможности при компоновке автомобиля - варианты колесных формул, расположение осей, их количество и т.д. Схема трансмиссии грузового автомобиля Схема трансмиссии автобуса Схема трансмиссии легкового автомобиля Рис.1. Принципиальные схемы гибридных автомобилей Эффекты, достигаемые при реализации концепции унифицированной транспортной платформы: переход на газовое топливо позволит снять проблему экологизации транспорта, по крайней мере, до 2020 года; затраты на выполнение транспортной работы при использовании газа в два раза меньше, чем на углеводородном топливе; электрическая трансмиссия позволит исключить из конструкции автомобиля такие сложные и дорогостоящие элементы: сцепление, коробка передач, раздаточная коробка, карданная передача. Благодаря этому себестоимость автомобиля будет значительно ниже, чем при традиционной схеме; автономность элементов электрической трансмиссии (отсутствие карданных передач между элементами) дает практически неограниченные возможности при компоновке автомобиля - варианты колесных формул, расположение осей, их количество и т.д. реализация плазмо-каталитической реакции в составе газового двигателя позволит более полно выделять энергию сжигаемого топлива и тем самым достигать значительной экономии расхода топлива.

Похожие: