ВСТУП
Розвиток сучасного автомобілебудування пов'язане з вирішенням ряду завдань. Автомобіль, що став масовим засобом транспорту, є одночасно головним джерелом екологічного забруднення навколишнього середовища, що призводить до необхідності вжиття заходів щодо зниження токсичності та обсягу викиду в атмосферу відпрацьованих газів.
Розширення масштабу відкритих розробок, будівництва магістральних газопроводів і відповідне збільшення вантажопідйомності великовантажних автомобілів супроводжуються труднощами передачі потужності від теплового двигуна до ведучих коліс.
Вирішення зазначених завдань вимагає застосування нового підходу до виконання сучасних автомобільних передач з розглядом питань технічного та екологічного характеру, одним з напрямків якого є розробка та впровадження систем тягового електричного приводу.
1.Загальні питання аналізу систем тягового електроприводу автомобіля
1.1. Теоретичні та методичні засади аналізу систем тягового електроприводу автомобіля
Електропривод, призначений для тяги, називається тяговим електроприводом (ТЕП). Такий електропривод знаходить застосування, наприклад, у залізничному, водному, міському та промисловому транспорті, загалом - в транспорного засобами (ТЕТС)
Аналіз систем ТЕТС виробляється на основі загальної теорії електроприводу і методів розрахунку систем тягового приводу. Найбільш узагальненим принципом аналізу передавальних систем є закон збереження енергії, на базі якого засновані приватні теоретичні та методичні положення, використані для аналізу та дослідження режимів роботи систем ТЕТС.
1.1.1.Теорія силового потоку
Теорія силового потоку (ТСП), заснована на принципах закону збереження енергії, розглядає односпрямовану її передачу від джерела до споживача у формі мощностного фактора. Тому в тяговому приводі функціонують два силових потоку - рушійний і потік опору руху.
У представленій на рис. 1.1 спрощеної структурній схемі
ТЕТС:
Рис. 1.1 Силові потоки ТЕТС
Р і Рс - мощностние фактори рушійного потоку і потоку опору руху;
Мвр і F т - силові фактори рушійного потоку;
Мс і Рс - силові фактори потоку опору рухові.
Вплив електродвигуна на виконавчий механізм може бути представлено потужносним рушійним потоком і відповідними йому силовим і швидкісним факторами. Реакція виконавчого механізму на величину швидкісного фактора визначається механічною характеристикою виконавчого механізму у формі залежності М с (ω) або Fс (V). Зворотний вплив силового фактора Мс на електродвигун визначає
функціональну залежність ω ЕД (Мед), відповідну механічної характеристиці електродвигуна. На рис. 1.2 представлені вихідні базові характеристики елементів розімкнутої системи, а на рис. 1.3 - замкнутої системи ТЕА.
1.1.2. Теорія характерних процесів
Теорія характерних процесів (ТХП) знаходить застосування як методичний інструмент аналізу при впливі на об'єкт регулювання возмущающего і керуючого сигналів.
Є два характерних процесу:
Процес природної зміни швидкості тягового електродвигуна (перший характерний процес - ПХП) як процес автоматичної зміни електродвигуном при зміні навантаження на валу ЕД.
Процес регулювання швидкості тягового електродвигуна (другий характерний процес – ВХП) як процес автоматичної зміни двигуном при примусовому впливі на той або інший елемент електричного ланцюга водієм або автоматичним пристроєм, при постійному значенні навантаження на валу ЕД.
У тяговому електроприводі обидва характерних процесу протікають зазвичай одночасно, тобто має місце синтез двох характерних процесів (СХП).
При синтезі характерних процесів робоча точка переміщається (в статиці) як по заданій механічної характеристиці, так і у вертикальному напрямку. У підсумку має місце бути серія (сімейство) механічних характеристик.
Практично робота системи відбувається при одночасному протіканні двох характерних процесів, що визначають швидкість руху транспортного способу. Водій задає характеристику елементів приводу в замкнутій системі, переміщення точки за якою визначається силою (моментом) опору руху. Водій регулює швидкість руху ТЗ, а вона встановлюється відповідно до сигналу з від водія, і навантаженням тягового електродвигуна.
Застосування ТХП до систем ТЕП розглянуто нижче, де аналіз процесів і прикладів руху робочої точки з координатами ω, Мс в замкнутій системі ТЕТС представлені для ТЕП великовантажного автомобіля. На рис. наведені приклади характерних процесів у ТЕП БА, де ПХП і ВХП - відповідно перший і другий характерні процеси в розімкнутої системі, а СХП - синтез характерних процесів в замкнутій системі ТЕП.
