новая папка / БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

воздуха мгновенные значения расхода воздуха могут принадлежать разным поддиапазонам. К сожалению в настоящее время сложность поставленной задачи не позволяет доказать принципиальную сходимость итеративного процесса поиска. Вся надежда на эксперимент!

Библиографический список

1.Будыко, Ю.И. Аппаратура впрыска лѐгкого топлива автомобильных двигателей / Ю.В.Духнин, В.Э.Коганер – Л.: Машиностроение, 1982. – 144с.

УДК 621.43

ОРГАНИЗАЦИЯ ХОЛОДНОГО ПУСКА НА ГАЗЕ КОНВЕРТИРОВАННОГО БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Тихомиров С.А.

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева

При конвертации серийных бензиновых двигателей на газ возникают дополнительные потери эффективности относительно того, что могло быть достигнуто в монотопливной схеме спроектированной под конкретное газовое топливо. Наиболее привлекательным выглядит применение систем подачи газа, способных работать во всем диапазоне режимов, включая и холодный пуск. Газ не требует дополнительного обогащения на непрогретом двигателе, и его расход, а значит и выбросы несгоревших углеводородов, практически не увеличиваются.

Количество углеводородов, выброшенных за период одного из четырех циклов «городского» движения (198 секунд) по Правилам ЕЭК ООН №83 составляет на бензине 22,6, а на газе 0,56 граммов, т.е. в 40 раз меньше.

Известно четыре поколения газоподающих систем, различающихся степенью электронного управления и местом ввода газа во впускную трубу. На сегодняшний день наиболее распространенным становится вариант с электромагнитными форсунками и, так называемым, «блоком-наездником» копирующим сигналы с бензиновых форсунок и преобразующих их для управления подачей газа.

Копирование импульсов бензиновых форсунок автоматически вынуждает копировать и накладываемые на них корректирующие воздействия. Среди них дополнительное обогащение при резких изменениях нагрузки, связанное с тем, что бензин требует компенсации пленки, образующейся на стенках впускной трубы, дополнительное обогащение на полных нагрузках необходимое для «ухода» от детонации на бензине. Наиболее значимым, однако, можно считать невозможность работы на газе пока двигатель не прогрет. Возможность пускать холодный двигатель на газе демонстрировали традиционные эжекционные смесители. Здесь возникали определенные сложности, связанные с организацией малых подач газа. Однако при переходе на электромагнитные форсунки, копирующие сигнал бензинового блока управления, работа на холодном двигателе становится просто невозможной.

При этом пуск двигателя на газе можно осуществлять только на бензине и переходить на газ при прогреве до температуры примерно 40оС. До этого момента обогащение смеси, организованное для бензина может быть двухкратным по сравнению с тем, что необходимо для газового топлива. Все это время выброс несгоревших углеводородов на бензине примерно в сорок раз больше, чем при горячей эксплуатации. Был проведен анализ типичных режимов движения легковых автомобилей, переоборудованных для работы на сжиженном углеводородном газе. Статистика показывает, что в день каждый автомобиль совершает две поездки дальностью около 7 км с промежуточным «выстуживанием» автомобиля.

220

Можно выделить несколько режимов движения, различающихся наличием или отсутствием прогрева двигателя.

1.Первый режим движения – «лето» без прогрева. Автомобиль пускается на бензине и сразу начинает движение. Примерно через 500 метров двигатель прогревается и переходит на газ. Движение на газе занимает 6,5 км.

2.Второй режим – «зима» без прогрева. После пуска автомобиль на бензине проедет около 2 км, затем переключится, и оставшиеся 5 км проедет на газе.

3.Третий режим – «зима» с прогревом. После пуска автомобиль стоит на месте и прогревается до 40оС. На газе пробег составит 7 км.

Втечение года наблюдается три очень холодных месяца, в которые автомобиль эксплуатируется по варианту №3, три холодных месяца по варианту №2 и шесть теплых месяцев с эксплуатацией по варианту №1. В результате типичный газобаллонный автомобиль (двухтопливный) является газовым только на 80%. 136 литров бензина в год, затраченных во время прогревов, не только снижают его экономическую привлекательность, но и сгорают в неблагоприятных условиях. Работа бензинового двигателя при низких температурах окружающего воздуха всегда проходит на обогащенных смесях с большим выбросом несгоревших углеводородов.

Чтобы уйти от этого на первый взгляд достаточно сократить длительности импульсов на газовых форсунках. Формально организовать это можно электронными средствами, воздействуя на исходный сигнал от бензинового блока. Однако здесь вступает в силу второй фактор, характерный для холодной эксплуатации.

Системы подачи газа обязательно имеют блок снижения давления газа. Традиционно это мембранно-рычажные газовые редукторы, совмещающие, как правило, для сжиженных газов функции испарителя. Будучи непрогретыми, их механизмы работают с большими гистерезисами, что приводит к огромному перерегулированию по давлению. Для бензина таких вопросов практически не возникает.

Решить задачу можно только максимально снизив колебания расхода газа через систему. Здесь и элементарное снижение колебаний нагрузки, прикладываемой к двигателю со стороны водителя, и исключение любых бросков расхода газа, вызываемых самой системой. В эпоху классических смесителей задача решалась грамотным поведением водителя: после пуска на газе любое воздействие на педаль дросселя и управление трансмиссией проводилось максимально плавно и с небольшими амплитудами.

При переходе на дискретную газоподачу с электромагнитными форсунками сам принцип управления подразумевает резкое изменение расхода через форсунку от минимального (расхода нет) до максимального (расход полный). Это нельзя скорректировать электронными средствами. Решение задачи холодного пуска конвертированных двигателей непосредственно на газе видится в изменении самого принципа работы на этом режиме. Следует управление газоподачей на время прогрева перевести из дискретного в аналоговое, с минимальными колебаниями расхода. «Устранять» газовые форсунки полностью технически сложно и необязательно. Учитывая, что длительность импульса здесь многократно завышена, форсунки не будут представлять значительного сопротивления потоку газа. Последовательно с ними необходимо поставить механическое устройство, ограничивающее расход и, главное, сглаживающее колебания, формируемые дискретным принципом работы.

Макет такого устройства разработан на кафедре Энергетические установки и тепловые двигатели НГТУ, и будет экспериментально опробован при отрицательных температурах. Использование электромагнитных газовых форсунок с обратной связью по кислородному датчику обеспечило высокую степень очистки отработавших газов в нейтрализаторе. Токсичность отработавших газов автомобиля, как на бензине, так и на газе легко укладывается в нормы действующего технического регламента. Дополнительный уход от экологически и экономически неблагоприятного обязательства пуска двигателя на бензине позволит применительно к условиям Российского климата снизить экологическую нагрузку в несколько раз.

221

УДК 629.113

ПУТИ РЕШЕНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С АВТОМОБИЛЕМ

КРОПП А.Е.1, БЛОХИН А.Н.2 1 Ученые Юга, Израиль

2 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Современный автомобиль занимает важное место в экономике и жизни людей. Но непомерное увеличение их количества вызвало появление глобальных проблем. Поиск и обсуждение путей их решения представляет определенный общественный интерес.

Обсудим сначала экологические проблемы. Они во многом являются следствием того, что большинство автомобилей используют нефтяное топливо. Между тем хорошо известно, что в выхлопных газах автомобилей, работающих на нефтяном топливе, содержатся вредные для здоровья людей компоненты. Большая концентрация этих газов в городах становится нетерпимой. В то же время хорошо известно, что перевод автомобиля на питание его горючим газом, пропаном или метаном, совершенно безвредно для человека, поскольку в продуктах сгорания газа отсутствуют вредные для человека компоненты. Отметим кстати, эксплуатация автомобиля, работающего на газу, существенно дешевле, чем на бензине или солярке. Это привело к тому, что во многих странах Европы и Америки миллионы автомобилей переведены на газ. Однако есть страны, и в том числе Россия, где перевод питания автомобиля на газ не популярен.

Конечно, питание автомобилем газом улучшает экологическую обстановку, но не решает проблему, поскольку в выхлопных газах содержится большое количество углекислого газа, который является основным компонентом, приводящим к глобальному потеплению климата планеты. Правда, надо отметить, что мнение ученых разделились в оценке влияния промышленной деятельности человека на процессы глобального потепления. Темнее менее, угрозы последствий глобального потепления столь впечатляющие, что считается необходимым уменьшение концентрации углекислого газа в атмосфере. Принципиальная возможность уменьшения концентрации углекислого газа в атмосфере заключается в том, что этот газ является источником фотосинтеза растений, в процессе которого образуются сложные органические вещества и выделяется кислород. Рекордсменом по интенсивности поглощения углекислого газа является водоросль хлорелла. Сохранение и развитие лесов, создание прудов с хлореллой, научные работы по созданию других растений, интенсивно поглощающих углекислый газ – все это должно быть приоритетом в экологической политике правительств.

Это же справедливо к политике правительств в переводе транспорта на питание его газом. Ни то, ни другое не может быть осуществлено без интенсивного участия правительств.

Экологической проблемой является также загазованность городов выхлопными газами. Решение этой проблемы в настоящее время многие ведущие автомобильные гиганты видят в замене существующего автомобиля на электромобиль или на гибрид, имеющий два силовых агрегата: агрегат с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электропривод. Что касается электромобиля, то его перспективы связаны с созданием более энергоемких аккумуляторов. Гибриды в этом отношении более интересны, поскольку имея в запасе силовой агрегат с ДВС, всегда имеется возможность им воспользоваться или для езды, или для подзарядки аккумуляторных батарей. Однако переход от обычного автомобиля к гибриду означает следующий скачек в стоимости транспортного средства массового потребления.

Определенного упрощения и удешевления гибрида предложено нами. Оно состоит в том, что обычный силовой агрегат с ДВС дополнительно оборудован маховичным накопителем энергии, который раскручивается энергией аккумуляторных батарей. При езде в городе ДВС выключается и автомобиль приводится от маховика. ДВС используется при

222

езде за городом и для подзарядки аккумуляторных батарей. Наши расчеты показали, что для реализации такого гибрида достаточно дополнительного маховика с наружным диаметром 500 мм и толщиной 100 мм и нескольких аккумуляторных батарей, применяемых в грузовых автомобилях.

Недостатки электромобиля и гибрида, а также все возрастающие цены на топливо, привели к тому, что появилась тенденция увеличения числа ступеней в коробке перемены передач. Считается, что такое увеличение числа передач позволяет экономить расход топлива за счет выбора передачи, которая позволяет оптимизировать нагрузку на ДВС и тем самым экономить топливо. Мы слышим о создании 6…8 ступенчатых передач в легковом автомобиле и 16…20 ступенчатых передач в большегрузных автопоездах. Применение столь сложных коробок передач потребовало создания систем исполнительных механизмов и электронных устройств автоматического переключения передач в зависимости от условий езды. Все это означает усложнение и удорожание автомобиля.

Нами предложено другое решение этой проблемы. Оно состоит в том, что мы применили импульсный вариатор и встроили его в ДВС. В результате мы получили бесступенчатую автоматическую трансмиссию, в которой можно получить любое передаточное отношение. В трансмиссии отсутствует муфта сцепления и коробка передач, а ДВС в пять раз уменьшены силы трения поршня о цилиндр, что позволяет прогнозировать снижение расхода топлива на 15%, уменьшения износа деталей поршневой группы и уменьшена теплонапряженность работы ДВС. Габариты предложенного силового агрегата примерно на 20% меньше, чем обычный и потому можно прогнозировать соответствующее уменьшение его стоимости.

Есть еще один путь решения обсуждаемых проблем, и мы придаем ему особое значение. Речь идет о веломобиле, который по нашему мнению должен вытеснить с улиц городов легковой автомобиль. Для реализации этой идеи мы предложили сделать веломобиль, состоящим из секций. Только первая секция имеет рулевое управление, а последующие секции цепляются к первой. Все секции двухместные и каждый пассажир приводит в движение свою секцию, работая педалями. Привод колес веломобиля имеет ту особенность, что педали совершают качательное движение; таким образом, пассажир сам выбирает удобную для него амплитуду качания педалей. Секционная конструкция веломобиля позволяет не возить с собой пустую секцию, когда в веломобиле едут только два или один пассажир.

Так мы видим решение проблем загазованности городов, экономии бензина, уменьшения автомобилей на улицах городов и оздоровления населения, избавив его от гиподинамии.

// Автомобильная промышленность. 2012. № 6. С.13-14

3.Кропп, А.Е. Новые обгонные муфты и области их применения // Вестник машиностроения. 2005. № 6. С.8-12.

4.Кропп, А.Е. Автотракторная бесступенчатая трансмиссия // Автомобильная промышленность. 2007. №6. С.20-24.

6.Кропп, А.Е. Трансмиссия автомобиля с импульсным вариатором // Журнал автомобильных инженеров. 2011. № 6 (71). С.32-39

7.http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%E5%EB%EE%EC%EE%E1%E8%EB%FC

8.http://torgsport.ru

9.http://sport59.ru

223

УДК 629.113/115

«ЧИСТЫЕ» АВТОМОБИЛИ: НАПРАВЛЕНИЯ РЕАЛИЗАЦИИ И ДОСТИГАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Бахмутов С.В., Карпухин К.Е. ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»

Грядет глобальное потепление, повышаются цены на топливо, города просто задыхаются от выбросов вредных веществ в отработавших газах, да и вообще как-то жарковато становится на планете. Однако разные страны предпочитают свои «рецепты» решения этих проблем. Действительно, мировой автомобильный парк уже вплотную приближается к заветной, а может быть пугающей, отметке 1 миллиард легковых автомобилей и все это не очень благоприятно сказывается на окружающем нас в мире.

Современные автомобили обладают достаточно высокими показателями топливной экономичности и низкими уровнями вредных выбросов в окружающую среду. Однако в полной мере эти качества проявляются только при равномерном движении, пусть и в относительно широком диапазоне скоростей и нагрузок. Условия для длительного движения с постоянной скоростью имеются, пожалуй, только на загородных дорогах или на автомагистралях.

При движении в городе, которое характеризуется постоянным чередованием фаз разгона, непродолжительного равномерного движения, замедления и стоянки с работающим на холостом ходу двигателем (на светофоре или в «пробке»), при движении с невысокими скоростями, экономические и экологические показатели существенно ухудшаются по следующим причинам:

–Кинетическая энергия, накопленная при разгоне автомобиля, теряется при его замедлении в тормозах, которые рассеивают энергию в тепло;

–Двигатель, работает в основном на режимах частичных нагрузок со значительно повышенными относительно минимально возможных удельными расходами топлива;

–Вынужденный расход топлива при работе двигателя на холостом ходу во время

остановок и стоянок.

Цены же на пресловутое топливо в России сильно завышены и не соответствуют среднестатистическому прожиточному минимуму в стране. По словам главы нефтепромышленников России Геннадия Шмаля «Справедливой ценой на бензин АИ-95, исходя из затрат на его производство, должно быть максимум 17-18 рублей за литр», однако цены на некоторые виды топлива у нас даже превышают стоимость аналогичных продуктов в США. Действительно пока национальный позор роста бензиновых цен в России продолжается, ничего другого не остается, как только научится бензин этот экономить. При том, что наша страна обеспечивает «черным золотом» треть мира.

Улучшить топливно-экономические и экологические свойства автомобиля можно достаточно большим числом способов:

–в Бразилии, к примеру, осваивают использование биотоплива, либо его смесь с бензином;

–в Европе, больше тяготеют к экономичным дизелям;

–в США усиленно разрабатывают гибриды и электромобили;

–в Японии делают гибриды;

–в Китае делают всего понемножку.

Если раньше мощный автомобиль завлекал покупателя только великолепными показателями бензинового двигателя, то теперь и до суперкаров добрались гибридные силовые установки. К примеру, Корейская фирма Хендэ вообще сделала гибрид в полном смысле этого слова, «Голубая энергия» - супергибрид с ДВС, электромотором, который питается от литий – ионно-полимерных аккумуляторов, прозрачная крыша – новый вид

224

солнечных батарей и в довершение генератор, преобразующий тепло выхлопных газов в электроэнергию. Заявленный расход топлива 2,2 л/100 км и запас хода 1000 км на одной заправке. Гибридный прототип «Порше» был показан на Женевском автосалоне 2010 года рядом с гибридным ФЕРРАРИ. Свои версии гибридных автомобилей есть почти у всех западных автостроительных компаний.

Однако, как показывает практика, гибриды не панацея от всех бед, не секрет что гибридные автомобили эффективны только в городе, за его пределами на скоростных трассах все его прелести испаряются. Электромобили, которыми в последние время вплотную стали заниматься многие зарубежные фирмы производители автомобилей, сталкиваются также с рядом проблем:

–для электромобилей пока нет компактных и емких батарей (накопителей энергии);

–нет развитой инфраструктуры подзарядных станций;

–электроэнергия в большей своей части добывается из топлива органического происхождения, вследствие чего также загрязняет окружающую среду.

Для уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу используются и следующие меры: использование альтернативных видов топлива, прежде всего природного газа, спиртов, растительного масла и водорода. Однако на современном этапе развития техники имеются достаточно серьезные технические или технологические препятствия для их использования, в основном из-за сравнительно высокой стоимости, и из-за отсутствия инфраструктуры заправочной сети. На современном уровне развития технологии получения водорода, его использование нельзя признать эфективным.

Для того чтобы залить в бак автомобиля топливо, полученное из нефти, содержащее энергию 1000 Дж, необходимо затратить (на нефтеперегонных заводах, при транспортировке и т.п.) около 190 Дж энергии.

Для того чтобы закачать в баллон на автомобиле количество водорода, содержащее энергию 1000 Дж, необходимо затратить для производства электричества, электролиза и конденсации водорода 3300 Дж. Чтобы заменить энергию, содержащуюся в одном литре бензина, необходимо 4,55 литра водорода. Еще одной проблемой машин, работающих на водороде, являются высокие требования к точности изготовления топливной аппаратуры.

Из большей части «биомассовых» энергетических источников может быть получено пригодное топливо только путем довольно неэффективной переработки. Для того чтобы получить количество спиртов, содержащих 1000 Дж энергии из травяной биомассы, требуется затратить около 1300 Дж. Получение спиртов из древесной биомассы менее выгодно и требует около 1600 Дж. Впрочем, есть некоторые исключения, такие как метан, получаемый на очистных станциях, но доступные количества невелики. Зерно как сырье для получения спирта практически не рассматривается, так как при сегодняшних площадях посева зерновых культур и даже при интенсификации производства топлива на основе зернового спирта таким топливом может быть обеспечено только 2% машинного парка (оценочный расчет проведен для США). Автомобиль на топливных элементах пока практически не вышел из стадии экспериментальных разработок, топливные элементы пока еще весьма дороги и ожидать их широкое распространение, по различным оценкам, следует не ранее, чем в 2020-2025г.г.

Следующий вариант – это применение нейтрализаторов отработавших газов, которые находят все более широкое применение на транспорте. Однако они борются не с причиной возникновения вредных веществ в отработанных газах двигателей, а с последствиями - каким бы двигатель не был совершенным, какое бы высококачественное топливо не использовалось в двигателе, в выхлопных газах всегда будут содержаться СО, СН, сажа, пусть и в сравнительно малых, количествах. В то же время нейтрализаторы отработавших газов предъявляют определенные требования, как к самому двигателю, так и к качеству топлива.

225

Основными же вариантами повышения топливной экономичности и экологической безопасности можно считать следующие: улучшение эффективности двигателя; улучшение аэродинамики; снижение веса автомобиля; улучшение трансмиссии; уменьшение сопротивления качению; прочие.

Рис. 1. Основные технологии повышения топливной экономичности и экологической безопасности

При этом стоит понимать, что в настоящее время достойной альтернативой стандартному автомобилю может являться, только гибридный автомобиль. Данный факт подтверждается растущими продажами гибридов во всем мире. Наиболее продаваемым на мировом рынке и перспективным легковым гибридным автомобилем остаѐтся Toyota Prius. По итогам 2011 года было реализовано 314 тыс. автомобилей этой марки, что на 9,6 % больше показателей 2010 года. Всего же гибридных Toyota в мире продано более 3 млн штук, с момента запуска первого серийного гибридного автомобиля Toyota Prius в 1997 году. Объѐм продаж гибридных автомобилей «Хонда», по данным самой компании на начало 2012 года, составил 800 тыс. единиц с начала массовых продаж гибридных моделей в 1999 году. В США в 2008 году доля гибридных автомобилей на авторынке составляла 2,9 %. В 2011 году этот показатель снизился до 2,4 %.

В России доля гибридов от общего числа легковых автомобилей по различным оценкам не превышает 1 %. В 2011 году в России реализовано около 3 тыс. гибридных

226

автомобилей, при этом 2074 из них — автомобили Toyota Prius и Lexus с гибридным приводом.

Гибридные автомобили российской сборки пока не могут составить конкуренции зарубежным, поскольку реализованных производственных проектов гибридных автомобилей в России нет. Тем не менее в перспективе они могут появиться. Так, широко известен проект российского автомобиля «Ё-моби́ль», финансируемый президентом частного инвестиционного фонда «Группа Онэксим» мультимиллиардером Михаилом Прохоровым. Из проектов гибридных автобусов, можно отметить автобусы Ликинского завода «Группы ГАЗ», гибридный автобус КамАЗ-5297Н Нефтекамского автозавода и автобус «Тролза 5250» «ЭКОбус». Широкие работы в сфере гибридных автомобилей ведутся в высших и научноисследовательских институтах страны: МГМУ «МАМИ», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАДИ и др. Однако данные работы до сих пор не пошли в серийное производство. При том, что история гибридостроения в России была достаточно серьезная. В России первым автотранспортным средством с гибридной силовой установкой стал серийный советский автобус ЗиС-154, выпущенный в 1947 году. Четырѐхцилиндровый дизельный двигатель ЯАЗ-204 мощностью 110 л.с. вращал вал генератора, который вырабатывал ток, приводивший в действие электродвигатель, связанный с ведущими задними колесами этого автобуса.

В1960—1970-х годах в СССР наиболее известным исследователем гибридных силовых установок был Нурбей Гулиа. В частности, этот учѐный разработал маховичновариаторный гибридный привод для малотоннажного УАЗ-450 (1966 год).

Возможности электропривода находили применение в проектах тяжѐлой техники специального назначения. В частности, в 1965 году СКБ ЗИЛ и ОКБ-476 (Московский агрегатный завод «Дзержинец») разработали проект многоосного ЗИЛ-135Э (8х8) грузоподъѐмностью 5 тонн.

Причин не высокой популярности автомобилей с гибридной силовой установкой в России достаточно много. Во первых, в России гибридный автомобиль обходится покупателю существенно дороже, чем обычный, с ДВС, причѐм ценовая разница между ними выше, чем за рубежом. Поэтому определѐнная популярность гибридных автомобилей на российском авторынке характерна пока лишь для премиального сегмента. Во вторых, дефицит углеводородного топлива не тревожит россиян настолько сильно, как, например, западноевропейцев. Как следствие, в России есть некоторое количество покупателей гибридных автомобилей — очень небольшое по сравнению с покупателями традиционных автомобилей, но достаточное для того, чтобы зарубежные автопроизводители ввозили в

страну на продажу новые модели гибридных автомобилей. И в третьих, в России пока никто не стимулирует развитие рынка гибридов и электромобилей.

Зарубежный опыт показывает прямую связь роста продаж гибридных автомобилей со стимулированием их владельцев со стороны правительства.

ВЛондоне владельцы гибридных автомобилей освобождены от уплаты годовой пошлины в £2 тыс. В Ирландии для легковых гибридов наполовину снижена ставка ежегодного регистрационного сбора, это около €2,5 тыс. В Норвегии владельцы таких авто пользуются при их покупке разовой льготной ставкой транспортного налога — около €2 тыс.

Виспанской столице, Мадриде, льготы также разовые — совокупно около €2,5 тыс. В некоторых кантонах Швейцарии автовладельцы гибридов не платят ежегодный транспортный налог (около €340). В ряде штатов США они платят разовые налоги с транспортных средств по сокращѐнной ставке или освобождаются от их уплаты вовсе, размер такой льготы доходит до $4,7 тыс. Разовые льготы распространены и в Японии — экономия составляет около €1,2 тыс.

Еврокомиссия предложила к 2050 году запретить использование в городах ЕС автомобилей с бензиновым двигателем вовсе. Стратегия развития транспорта на ближайшие десятилетия там основывается на так называемой «Белой книге по транспорту».

227

топливные элементы. О планах закрепления специальных льгот для владельцев гибридных автомобилей заявлял и Департамент природопользования и охраны окружающей среды Москвы. В конце апреля 2012 года вопрос о льготах для владельцев экологичного автотранспорта поднимался вновь: Торгово-промышленная палата (ТПП) России предложила применить нулевую ставку налога на добавленную стоимость (НДС) при ввозе и продаже в стране электрических и гибридных автомобилей и выделить для таких автомобилей отдельные полосы движения. Предложения о предоставлении права владельцам электротранспорта ездить по выделенным полосам планируется представить в законодательные органы субъектов РФ. Однако на сегодняшний момент все эти нововведения остаются на уровне предложений и проектов.

В заключение хотелось бы отметить, что большинству автолюбителей необходим универсальный транспорт – и в городе и за его пределами, и для дальних путешествий. Такой автомобиль при современном уровне развития техники возможен только с собственным источником энергии – двигателем внутреннего сгорания.

УДК 619.113

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГОРОДСКОГО АВТОБУСА ОСОБО БОЛЬШОГО КЛАССА С ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ

УСТАНОВКОЙ НА БАЗЕ ЛИАЗ 6213

Блохин А.Н., Козлова Т.А.

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Неотъемлемой составляющей безопасности автотранспортного средства (АТС) в эксплуатации является экологическая безопасность. Под экологической безопасностью АТС понимается совокупность свойств, характеризующих способность минимизировать уровень вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека, в том числе за счет экономии материальных и энергетических ресурсов.

228

К одним из способов повышения экологической безопасности относится применение гибридной силовой установки (ГСУ) или комбинированной энергетической установки (КЭУ). Учитывая современные городские условия движения, особенно в крупных городах, при резко переменном характере нагрузок, частых остановках и многократных торможениях следует уделить особое внимание применению комбинированной энергетической системы в городских маршрутных автобусах. В подобных автобусах достигается уникальный уровень экономичности, экологической безопасности, и при этом обеспечиваются повышенный комфорт и управляемость. Применение гибридной энергоустановки позволяет:

–обеспечить запуск двигателя внутреннего сгорания (ДВС), генерацию и рекуперацию электроэнергии с накоплением и последующим ее использованием;

–использовать ДВС меньшей мощности (снижение мощности до 30% по сравнению с традиционной схемой) при сохранении вращающего момента на колесах;

–организовать работу ДВС в оптимальном по топливной эффективности и выбросам режиме, что существенно снизит уровень выбросов вредных веществ (CO, CO2, NOХ, HC и др.) и обеспечит экономию топлива;

–осуществить автономный ход на электротяге, используя только энергию накопителя;

–повысить комфортность автобуса (снизить шум, вибрацию, улучшить управляемость);

–повысить надежность и ресурс механической системы торможения и работы

автобуса в целом.

При проектировании КЭУ в первую очередь встает вопрос о выборе еѐ параметров, обеспечивающих значения показателей эксплуатационных свойств, проектируемого автобуса, не ниже параметров базовой модели.

В проведенной научно-исследовательской работе разработана методика выбора параметров привода АТС с ГСУ на примере городского автобуса особо большого класса с КЭУ на базе ЛиАЗ 6213, состоящая в следующем:

1.Определение номинальной мощности электродвигателя, исходя из максимальной скорости транспортного средства.

2.Выбор передаточных чисел коробки передач, позволяющих обеспечить заданные показатели динамики.

3.Определение максимальной мощности ДВС, типа и количества батарей, на

основании расчета удельных затрат энергии при движении по городскому циклу ГОСТ 20306-90.

Реализуя методику для выбранного объекта исследования, городского автобуса особо большого класса с КЭУ на базе ЛиАЗ 6213, определены основные параметры привода:

–Электродвигатель REMY HVH410-075 номинальной мощностью 200кВт компании Remy International;

–Передаточное число первой передачи Uк1 = 1,47, передаточное число второй передачи Uк2 = 3,67;

–Дизельный ДВС Cummins B3,9 мощностью 95 л.с. (68 кВт) при 2200 об/мин и крутящим моментом 384 Н*м при 1500 об/мин;

–Литий-ионная аккумуляторная батарея WB-LYP160AHA компании Winston Battery энергоемкостью 160 А*ч в количестве 175 ячеек.

Также установлено, что величина удельных затрат энергии при движении по городскому циклу ГОСТ 20306-90 составляет 1,29.

Выбранные параметры КЭУ позволяют исследуемому автобусу не уступать по показателям тягово-скоростным свойств его прототипу, иметь незначительно меньшую пассажировместимость, но при этом устанавливать ДВС в три раза меньшей мощности.

229