Оптимізація керування автоматичною багатоступінчастою трансмісією міського електроавтобуса

Анотація

Загрозлива екологічна ситуація в сучасних перевантажених транспортом містах зумовлюють доцільність заміни в транспортних перевезеннях автобусів з дизельними двигунами електроавтобусами. З метою підвищення енергетичної ефективності роботи привода електроавтобуса та розширення завдяки цьому його запасу ходу, у роботі досліджується доцільність застосування багатоступінчастої автоматичної трансмісії. Для досліджень було взяти електроавтобус «Електрон Е19101» та розглянуто два його варіанти: дослідний з шестиступінчастою автоматичною коробкою перемикання передач (АКПП) та базовий з одноступінчастою трансмісією. Для кожного з варіантів сформовано тягові характеристики електропривода для різних положень педалі акселератора. Порівняльні дослідження роботи обох варіантів електроавтобуса проведено шляхом комп’ютерного моделювання. Для цього за методом Energetic Macroscopic Representation (EMR) середовищі Matlab/Simulink побудовано комп’ютерні моделі усіх підсистем електроавтобусів, а також зовнішніх впливів, що чинять опір рухові та визначають навантаження на систему електропривода. Застосування вказаного методу дає змогу провести симулювання руху двох варіантів електроавтобуса за час тривалого адаптованого до його руху стандартного міського транспортного циклу FTP-75. Для дослідного варіанту розроблено систему керування АКПП з метою поточного вибору оптимального значення передавального числа коробки передач, за якого отримується максимальне значення ККД системи електропривода в конкретних умовах руху. Результати досліджень показали перевагу на 3,35 % в енергетичних затратах на рух в застосованому транспортному циклі багатоступінчастої трансмісії над одноступінчастою. Проте, як показано окремим дослідженням, ця перевага зростає до 5,3% за частих рушань і тривалого руху електроавтобуса на низьких швидкостях, що має місце в сучасних перевантажених транспортом містах. Крім того, застосування АКПП дає змогу знизити номінальну потужність двигуна електроавтобуса, збільшити його максимальне тягове зусилля, що забезпечить можливість рушання за повного завантаження під великий ухил, а також значно збільшити максимальну швидкість руху, що є важливим для заміських перевезень.