7. Електромеханічні трансмісії

Електромеханічні передачі, які складаються з генератора, одного електродвигуна з карданною передачею або багатьох електродвигунів розташованих в колесах або біля коліс. Перевагою такої передачі є порівняно невеликі маса та розміри, зручність керування та компонування, можливість

оптимального використання тягових характеристик двигуна при діапазоні зміни крутного моменту до 4…5, підвищення амортизаційного ресурсу двигуна через відсутність динамічних навантажень.

В багатьох конструкціях до складу електромеханічної трансмісії входить також коробка передач (модульний блок) у якій розташовані електродвигуни-генератори. В таких модульних блоках частіше всього використовуються планетарні коробки передач.

Гальмується застосування таких передач низьким коефіцієнтом корисної дії (0,85), а також тим, що на автомобілях з двигуном невеликої потужності питома вага та розміри передачі значно великі. Для виготовлення такої передачі використовуються матеріали великої собівартості.

Незважаючи на велику різноманітність передач механічної енергії, поки що в більшості автомобільної техніки застосовуються ступінчаті коробки передач. Збільшується кількість передач, застосовується мікропроцесорна техніка.

Сучасні тенденції розвитку модульних блоків зміни величини та напряму передачі крутного моменту та перетворення енергії одного виду на інший електромеханічної трансмісії

Рис. 32. Модульний блок зміни величини та напряму передачі крутного моменту електромеханічної трансмісії автомобіля Мерседес Бенц S400

Рис. 33. Схема механічного та електричного силових потоків модульного блоку електромеханічної трансмісії автобусів GM з подільником двома планетарними редукторами та двома перетворювачами енергії (електродвигунами-генераторами)

Крутний момент двигуна внутрішнього згоряння подільником розділяється на механічний силовий потік, який передається через редуктори до вихідного валу та другий силовий потік, направляється до електродвигуна-генератора А і перетворюється в електричний струм, що живить електродвигун В. Крутний момент від електродвигуна В передається другим планетарним редуктором до вихідного валу. Додатково паралельно використовується енергія акумуляторів при значних навантаженнях. Передача енергії здійснюється через всі планетарні редуктори з гальмуванням епіциклічної шестірні другого планетарного редуктора комбіновано. В залежності від режиму руху можливі різні варіанти поєднання елементів конструкції редукторів та гальмування сонячної шестірні першого редуктора або епіциклічної шестірні другого редуктора. Керування передачею крутного моменту планетарними редукторами здійснюється автоматичною системою керування у залежності від опору та умов руху.

Рис. 34. Схема силових потоків у планетарній коробці передач автобусів GM з подільником та двома планетарними редукторами електромеханічної трансмісії при передачі енергії від акумуляторних батарей

Вказана схема використовується під час рушання та при руху в міських умовах з використанні енергії акумуляторів.

Під час початку руху автомобіля електричний струм живить електродвигун В. Крутний момент від електродвигуна В, при загальмованій епіциклічній шестірні другого редуктора, через сонячну шестірню, сателіти, водило передається до вихідного вала.

До елементів електричної трансмісії відноситься генератор, тягові двигуни, перетворювачі напруги, електрична проводка, перетворювачі кінетичної енергії гальмування в електричну енергію, системи керування. Тягові електродвигуни, генератори невеликі по розмірах та масі, що дає можливість свободи компонування.

Підвищення напруги мережі живлення дозволяє значно зменшити розміри та масу електрообладнання.

Рис. 35. Електродвигун що працює на сонячній енергії

Рис. 36. Електродвигун-генератор гібридного автомобіля Porsche Gayenne

Рис. 37. Літій-іонні акумуляторні батареї електромобіля Таврія