Расчетные исследования автомобильной силовой установки с системой рекуперации энергии

Повышение топливной экономичности силовых установок транспортных средств приобретает все большую значимость. Эффективным методом снижения эксплуатационного расхода топлива автомобильной силовой установки является использование систем рекуперации энергии. Рассмотрен метод улучшения показателей топливной экономичности силовой установки, заключающийся в применении на автомобиле механического аккумулятора энергии, выполненного в виде маховика (система KERS — Kinetic Energy Recovery System). Проведены расчетные исследования энергетического баланса силовой установки автомобиля с системой рекуперации энергии при его движении в соответствии с испытательными циклами EUDC, FTP-75 и WLTC. Расчеты показали, что установка на транспортное средство системы рекуперации кинетической энергии Fly Wheel KERS позволяет существенно снизить рабочий объем двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Установлено, что для двух исследованных дизельных двигателей — Volkswagen TDI 1,9L и Mercedes Benz 300SD OM 617 — рабочий объем может быть уменьшен соответственно до 52 и 46 % от штатного значения, что позволит снизить расход топлива в испытательном цикле WLTC соответственно на 41 и 30 %.

Литература

[1] Кравец В.Н., Горынин Е.В. Законодательные и потребительские требования к автомобилям. Нижний Новгород, Изд-во НГТУ, 2002. 400 с.

[2] Александров А.А., Марков В.А., ред. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. 791 с.

[3] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[4] Гусаков С.В. Гибридные силовые установки на основе ДВС. Москва, Изд-во РУДН, 2008. 180 с.

[5] Гусаков С.В., Марков В.А., Афанасьева И.В. Улучшение эксплуатационных показателей транспортных средств при использовании гибридных силовых установок. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 2, c. 32–41.

[6] Гусаков С.В., Ахмадниа М. Исследование резервов повышения эффективности работы ДВС в составе гибридной силовой установки. Известия Волгоградского государственного технического университета. Процессы преобразования энергии и энергетические установки, 2014, вып. 6, № 18, с. 41–44.

[7] Милешкин К. Изменение расхода топлива: под вой барабанов. За рулем, 2012, № 5, с. 196–198.

[8] Карелина М.Ю., Гайдар С.М. Исследование эффективности триботехнических препаратов на основе наноматериалов. Грузовик, 2015, № 4, c. 17–29.

[9] Гусаков С.Н., Марков В.А., Мяхричев Д.В. Испытательный цикл NEDC и его соответствие современным условиям эксплуатации автомобилей с бензиновым ДВС. Автомобильная промышленность, 2012, № 9, c. 37–39.

[10] Гусаков С.В., Марков В.А., Афанасьева И.В., Ахмадниа М. Электромеханическая трансмиссия как способ улучшения топливной экономичности силовой установки автомобиля. Автомобильная промышленность, 2015, № 6, с. 5–8.

[11] Тимков А.Н., Иванов А.С. Распределение тягового и тормозного усилия на колесах автомобиля в разных ездовых циклах. Автомобильный транспорт, 2011, вып. 29, с. 220–223.

[12] Ворона А.В. К выбору ездового цикла гибридного автомобиля. Автомобильный транспорт, 2011, вып. 29, с. 227–230.

[13] Mathews T., Nishanth D. Flywheel based kinetic energy recovery systems (KERS) integrated in vehicles. Journal Policy International Journal of Engineering, Science and Technology, 2013, vol. 5, no. 9, pp. 1694–1699.

[14] Piancastelli L., Daidzic N.E., Frizziero L., Rocchi I. Analysis of automotive diesel conversions with KERS for future aerospace applications. International Journal of Heat and Technology, 2013, vol. 31, iss. 1, pp. 143–153.

[15] Дебелов В.В., Козловский В.Н., Пьянов М.А., Строганов В.И. Моделирование и разработка электротехнического комплекса управления автомобилем в режимах старт и стоп. Грузовик, 2015, № 5, c. 15–20.