автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение экономичности и экологических характеристик внутригородского автотранспорта за счет применения комбинированных энергетических установок на базе ДВС

ль

государственный научный центр российской федерации федеральное государственное унитарное предприятие

Центральный ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт ФГУП «НАМИ»

правах рукописи

Минкин Илья Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРИГОРОДСКОГО АВТОТРАНСПОРТА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА БАЗЕ ДВС

Специальность: 05.05.03 «Колесные и гусеничные машины».

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

003475889

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации -Федеральном государственном унитарном предприятии - Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте

(ФГУП «НАМИ»),

Научный руководитель: доктор технических наук Эйдинов А.А.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Ютт В.Е.

кандидат технических наук, профессор Макаров А.Р.

Ведущее предприятие - ОАО «ЗМЗ».

Защита диссертации состоится «01» октября 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 217.014.01 при Государственном научном центре Российской Федерации - Федеральном государственном унитарном предприятии - Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте - ФГУП «НАМИ» по адресу: 125438, Москва, ул. Автомоторная, 2. Электронная почта: admin@nami.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГУП «НАМИ».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по указанному выше адресу.

Автореферат разослан «31» июля 2009 г. Телефон для справок: (495) 456 - 40 - 40.

Ученый секретарь диссертационного кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ЬИр://\у\\'л¥. nami.ru

совета,

Зубакин А.Г.

Общая характеристика работы Актуальность работы: Многие страны ввели жесткие нормы на выбросы отработавших газов (ОГ), особенно СО2 (парниковый эффект), автотранспортными средствами (АТС), предопределившие принятие ряда программ по улучшению экологии и снижению расходов топлива (программы «ALSTORE» и «EURELECTRIK» - Евросоюз, «Freedom Саг» - в США, «Национальная инициатива создания экологически чистых двигателей и автомобилей нового поколения» - в Японии и др.). В этих программах предусмотрены работы по исследованию и внедрению АТС с комбинированными энергетическими установками (КЭУ) на базе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электропривода в ближайшей и основанных на электрохимическом генераторе (ЭХГ), а также электромобилей (ЭМ) в более далекой перспективе.

В России также разрабатываются программы снижения воздействия АТС на человека и окружающую среду. В соответствии с решением Правительственной Комиссии по вопросам развития промышленности, технологий и транспорта от15.03.2008года №1142-ПЯ. разработан проект Программы «Создание автотранспортных средств нового поколения, работающих на альтернативных видах топлив, в том числе газовом, а также с применением комбинированных энергетических установок на 2010-2014 г.г.». Кроме того, Правительством Москвы одобрена «Концепция разработки и создания перспективных образцов транспортных средств с электроприводом» и разработана одноименная программа, включающая создание и внедрение АТС с КЭУ на базе ДВС и ЭМ. Однако, только принятие программ не достаточно для получения требуемых результатов. Необходимо решение ряда технических проблем, сдерживающих развитие АТС с КЭУ на базе ДВС. Исследования в области развития внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС являются актуальными, так как обеспечивается снижение расхода топлива до 40%, а выбросов ОГ более чем на 50%.

Цель исследований: повышение экономичности и экологических характеристик внутригородских АТС путем применения КЭУ на базе ДВС.

Сформулированная в работе цель достигается решением следующих задач:

1. Исследование основных направлений развития внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС, обеспечивающих выполнение перспективных международных требований по экологии и топливной экономичности.

2. Создание исследовательских инструментов для расчетно-теоретических работ, позволяющих на стадии проектирования определять основные параметры компонентов КЭУ и оптимизировать режимы работы ДВС в составе КЭУ, для выбранного типа внутригородских АТС с учетом различных режимов их эксплуатации.

3

3. Создание мобильного научно-исследовательского имитационного лабораторного комплекса для изучения АТС с КЭУ на базе ДВС и проведение экспериментальных исследований, направленных на разработку требований к ДВС, рекомендаций по применению АТС с КЭУ на базе ДВС различных схемных решений в зависимости от технологического цикла работы АТС, а также на оценку адекватности математической модели и методики расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ.

4. Проведение оценки экономичности и экологических характеристик внутригородского АТС с КЭУ на базе ДВС на примере автомобиля ГАЗ - 332132, эксплуатируемому в качестве маршрутного такси.

Объекты исследований: В качестве объектов исследования в данной работе использовались разработанный и изготовленный в ФГУП «НАМИ» автомобиль-лаборатория с КЭУ на базе ДВС на основе автомобиля ГАЗ-27257 и модернизированного двигателя ЗМЗ-4061.10, а также автомобиль TOYOTA «Prius» с КЭУ на базе ДВС. Научная новизна:

1. На основе математической модели энергетического баланса АТС с КЭУ разработана методика расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС.

2. В качестве инструмента оптимизации характеристик и режимов работы основных компонентов АТС с КЭУ на базе ДВС разработана бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки.

3. Разработаны требования к ДВС, предназначенным для работы в составе КЭУ.

Практическая значимость:

1. Созданы автомобиль-лаборатория с КЭУ на базе ДВС и, на его основе, мобильный научно-исследовательский имитационный комплекс для изучения КЭУ на базе ДВС, позволяющие воссоздавать энергетические потоки при различных схемных решениях, отрабатывать алгоритмы управления и оптимизировать параметры компонентов КЭУ.

2. Проведенные исследования позволили спроектировать и изготовить унифицированную платформу, основанную на применении электрических мотор-колес и КЭУ на базе ДВС, выполненной по последовательной схеме.

3. Подготовлены и переданы на ОАО «ЗМЗ», ОАО НПП «Квант» и ГТУ «МАДИ» рекомендации, требования к ДВС и мероприятия по модернизации ДВС ЗМЗ-4061.10 для работы в составе КЭУ и учебно-методическое пособие для студентов соответствующего профиля и производителей автомобилей, ДВС и элементов электропривода.

Реализация результатов работы: Результаты работы, в том числе методика расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС, используются при выполнении работ, связанных с созданием АТС с КЭУ в ФГУП «НАМИ», в ОАО «ЗМЗ»,

4

в ОАО НПП «Квант», а также в учебном процессе ГТУ «МАДИ» и МГТУ «МАМИ». Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на:

- международном автомобильном научном форуме (МАНФ-2003), посвященном 85-и летию ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2003 г.

- объединенной коллегии по промышленной политике города Москвы «О ходе работ по разработке и созданию ФГУП «НАМИ» транспортных средств с электроприводом», май 2008 г.

- международном автомобильном научном форуме (МАНФ-2008), 2008г.

- 8-й научно-технической конференции «Новые разработки для электрического транспорта» и на заседании круглого стола «Электромобили в Москве: проблемы и перспективы»; Москва, 12 ноября 2008, Экспоцентр.

Публикации: Основные положения и результаты исследований опубликованы в 7 печатных работах в изданиях, включенных в перечень ВАК.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, раздела основных результатов и выводов, списка литературы из 131 наименований и 2 приложений. Содержит 167 страниц текста, 40 рисунков и графиков, 17 таблиц.

Краткое содержание работы. В первой главе рассмотрены основные направления повышения экономичности и экологических характеристик автомобильных энергетических установок и предпосылки развития АТС с КЭУ на базе ДВС.

На рисунке 1 представлены основные направления повышения эффективности энергетических установок автомобилей. АТС с КЭУ на базе ДВС является одним из наиболее перспективных путей на ближайшую перспективу.

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ АТС НА БАЗЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

Совершенствование традиционных энергетических систем

Развитие альтернативной энергетики

ЦВС: Совершенствование и создание новых конструкций, рабочих процессов, с использованием комплексных электронных систем и систем нейтрализации ОГ

КЭУ

На базе ДВС

На базе ЭХГ

Электромобили (перспективные

тяговые источники тока)

Рис.1. Пути решения проблемы экологии АТС. 5

Применение на АТС двух источников энергии с функциональной связью создает новые качества: аккумулирование энергии основного источника и восстановление запаса энергии тяговых аккумуляторных батарей (ТАБ) за счет внешнего источника и рекуперативного торможения. Как видно из таблицы 1, наибольший КПД имеют энергоустановки с КЭУ на базе дизелей и газовых ДВС (0,187). В данной работе рассмотрены КЭУ на базе бензиновых ДВС для внутригородских АТС, как имеющие наибольший коэффициент изменения энергии в результате применения КЭУ (1,23).

Таблица 1. КПД различных энергоустановок (по данным проф. A.C. Хачияна - «МАДИ»).

Бензин Дизельное топливо Природный газ в ДВС с искровым зажиганием Бензин в топливных элементах Метанол в топливных элементах СО £ X § а 1 ° 1 1 I ü га g г

Коэффициент изменения энергии на пути от источника до бака АТС 0,83 0,88 0,88 0,83 0,67 0,615

Коэффициент изменения энергии в результате преобразования топлива 1,0 1,0 1,0 0,78 0,857 1,0

Средний КПД энергетической установки 0,143 0,177 0,177 0,226 0,225 0,218

Средний КПД АТС (с учетом потерь на пути от ДВС к колесам АТС) 0.119 0,156 0,156 0,146 0.129 0.134

Коэффициент изменения энергии в результате применения КЭУ 1,23 1,2 1,2 1,04 1,045 1,036

Средний КПД автомобиля (с учетом потерь на пути от ДВС к ВК) при использовании КЭУ 0.146 0,187 0,187 0,152 0.135 0.139

Анализ тенденций развития автомобильных энергетических установок в мире

позволяет сделать прогноз на период с 2009 до 2020 года об уменьшении количества АТС с бензиновыми ДВС с 48 до 43%, с дизелями с 40 до 30% и увеличения числа автомобилей с КЭУ на базе ДВС с 5 до 14% от общего количества автомобилей.

В нашей стране начальный этап развития транспорта с электроприводом был реализован такими известными учеными, как А.НЛарионов, А.П.Петров, В.Е.Розенфельд,

A.Д.Степанов, И.С.Ефремов и другими. Проблемам создания и исследования автомобилей с КЭУ и ЭМ посвящены работы И.П.Ксеневича, М.Н.Фесенко, В.Е.Ютта, В.А. Умняшкина, Н.В.Филькина, А.А.Ипатова, Б.И.Петленко, А.И.Яковлева, А.А.Эйдинова,

B.Ф.Кутенева, В.Ф.Каменева, В.В.Селифонова, Л.ЮЛежнева, Ю.А.Купеева, Н.И.Леонова, Д.Б.Изосимова, В.В.Карницкого, Л.И.Вахошина и многих других ученых.

6

Целый ряд организаций в РФ вели и ведут работы в этом направлении. В НПО ИжМаш создан АТС с КЭУ на базе Иж-2126 «Орбита»: ДВС — ВАЗ-1111, электродвигатель постоянного тока ПТ-125-12, накопители — свинцово кислотные АКБ типа 6-СТ-55. В ООО «Русэлпром» создан на базе ЛиАЗ-5292, автобус с дизелем Cummins ISBe4, асинхронным мотор-генератором ТАГ 225-280, тяговым асинхронный двигателем ТАД 225-380 и буферным накопителем энергии на основе суперконденсаторов. В МГТУ «МАМИ» создан YA3-3153 с КЭУ: двигатель - УМЗ-4218.10, электродвигатель -обратимая асинхронная электромашина с короткозамкнутым ротором, ТАБ -аккумуляторные батареи кислотно-свинцовые "Оптима D 1000". ФГУП «НАМИ» и ЗАО «Инкар-М» построили автомобиль «Мишка» с КЭУ: двигатель от "Оки", два мотор-колеса, ДВС оснащен стартер-генератором мощностью 10 кВт. В МГТУ им. Н.Э. Баумана изготовлен УАЗ-2970 с КЭУ: двигатель 3M3-5143, 2 вентильных электромотора мощностью 60 кВт, для привода передней и задней осей, синхронный генератор. В МГАУ им. В.П. Горячкина: Нива - двухцилиндровый двигатель (24 кВт), электродвигатель мощностью 25 кВт и источники питания - три суперконденсатора. ФГУП «НАМИ» создавал ЭМ на базе фургонов РАФ, УАЗ и на их базе модификации с КЭУ на базе ДВС. В этой области также работают, НПП «Квант», АОЗТ «ЭСМА», ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «НефАЗ», ФГУП «НИИАЭ», ОАО «ЗМЗ», ФГУП «НИИ-21», ОАО «КамАЗ», ОАО «УАЗ», ГТУ «МАДИ», и др. Анализ выполненных работ, а также зарубежный опыт подтверждают необходимость дальнейшего развития внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС.

Во второй главе исследованы основные структурные схемы АТС с КЭУ на базе ДВС, разработана математическая модель энергетического баланса АТС с КЭУ для различных схемных решений и технологических циклов движения внутригородских АТС.

Рассмотрены следующие основные схемные решения АТС с КЭУ на базе ДВС:

Последовательная схема - создаются предпосылки для оптимальной компоновки, снижения удельного расхода топлива и токсичности ОГ за счет оптимизации режимов работы ДВС. Однако, в данной схеме необходимы, как минимум две электрические машины, что обусловливает увеличение массы оборудования, а также снижение КПД за счет двойного преобразования энергии от ДВС в электрическую и далее в механическую.

Параллельная схема - может быть использована одна электрическая машина, рассчитанная на преобразование только той части энергии ДВС, которая ранее была передана на ТАБ. В этом случае снижаются масса оборудования и потери энергии, однако возможность стабилизации скоростных режимов ДВС отсутствует, поскольку частота вращения ДВС напрямую связана со скоростью автомобиля.

Смешанная схема - обладает преимуществами первых двух схем, однако предполагает увеличение массы оборудования и усложнение конструкции.

Важнейшим условием создания эффективной КЭУ является оптимальный выбор структурной схемы и выявление ключевых свойств её компонентов с целью последующего их использования при формировании единого энергетического комплекса АТС. Режимы работы компонентов взаимосвязаны таким образом, что положительные свойства дополняют друг друга, а отрицательные взаимоисключаются.

При движении АТС с максимальной установившейся скоростью \'ута, возможны два энергетических состояния КЭУ на базе ДВС. Первое отличается равенством мощности, реализованной ДВС и подведенной к ведущим колесам (ВК) при уу тах. Второе характеризуется наличием избыточной мощности А Ре, которая не может быть реализована для целей тяги при движении со скоростью у)тат, но может расходоваться на заряд ТАБ.

В энергетическом балансе КЭУ ДВС является главным источником энергии. Предлагается выбор режимов работы ДВС производить на основе бифункциональной многопараметровой характеристики работы энергетической установки, представляющей собой универсальную многопараметровую характеристику ДВС с нанесенными на нее кривыми постоянных мощностей и кривыми работы КЭУ при движении по циклу (Правило № 83 ЕЭК ООН) путем выбора режимов работы ДВС в зоне минимальных удельных расходов топлива и замещения неэффективных (пуско-разгонных и др.) режимов, на работу на электроприводе. При работе КЭУ на базе ДВС возникают следующие основные потоки энергии: от ДВС и ТАБ на ВК в режиме тяги, от ДВС к ТАБ при заряде и от ВК к ТАБ при рекуперативном торможении, таким образом в объекте исследования выделено две подсистемы: энергетический баланс автомобиля и энергетический баланс КЭУ.

АТС с КЭУ на базе ДВС

Затраты энергии на движение автомобиля

Потоки энергии в КЭУ

1. Затраты энергии на движение автомобиля:

1. Работа, затрачиваемая на движение автомобиля в режиме тяги

2 = О. + Г «р)ьп + ^ Рвр ]

2 1 ё ат

2. Потери в пусковых устройствах: АПу~^ /■ _ \ д _т.ёу!к„ + и пу 2 о 2 и а- ) ^пл Кп

3. Работа, затрачиваемая на движение автом Л = А + А = XV дв /V тг хЖ. пу [_ Нё аТ J 2 обиля: и а- л

Потери, связанные с торможением автомобиля: Ат ~-

и-е.

Общее потребление энергии на торможение в случае применения электрического торможения с рекуперацией энергии на ТЛБ:

По последовательной схеме: По параллельной схеме:

-А__д _ „ „ _ . 0-ЛгП.л'л!!) А л А,(>-ЛгП.л!)

Я1!.1! ЛлЧгЛп "

П,

Л.

Энергия, поступающая с ВК при рекуперативном торможении и снимаемая с ТАБ в режиме тяги:

по последовательной схеме:

^ ^тр = 0,5 • [(у? - Урк)" (1 ~ Я Пд Ч, Л»)+Урк]'

по параллельной схеме: W^p = 0,5 • [(ут — УРк)' (1 УРк]'

\

Р.Р + Г

а.

\

пер

ат /

2. Потоки энергии в КЭУ различных схемных решений (за время цикла 1Ш):

Последовательная схема Параллельная схема

Энергии, полученная от ДВС:

\Уе = РЖу-1„) + + РеЮ+Рё(1ц-и)

I. и и

1о1 101 1о2

+ .... ¡р'.Сф +

1«,

Энергия, отдаваемая ДВС в ТАБ:

1, и и 1, 1, и и

^"Рез^в 0 !Рез (^ц 1щ tтpl Рез ^в Рез ^ц 1тм tтp^

Энергия, отдаваемая ДВС на ВК:

1, и / \ + /р^+р'л.-о 1„ 1. 'г р* («>» + ]рь м*++'ур'ло*+•■•• 1, и, и, и, 10 ч 11ГЧ

Энергия, которая должна быть получена от ТАБ и реализована на ВК:

и =(1+к „)1рк (ф'ч р& (ф!+1}р6,(ф< и 1, и + кюл+рль-о ь,

Энергия, поступающая в ТАБ при заряде от ДВС:

II '1, , . 1 1, = 7» /Р'сОХ11 =

и 1«, 1 1.| и!

+Р ^ -1 -1 ) А еэ »в 1-тм Ьтр/

+ |Рс, (0* + Р„ -1,)+ Р^." и -1™ + и)

Общие уравнения энергетического баланса: Движения : АдВ = \¥ек + \¥бк; Заряда-разряда ТАБ: \\4 = + \\Ог|Л,.

Энергетический баланс АТС с КЭУ на базе ДВС определяют три процесса:

- расход энергии на движение АТС;

- отбор энергии ДВС на режим заряда ТАБ

- режим заряда ТАБ при рекуперативном торможении.

Оптимальный выбор схемы АТС с КЭУ на базе ДВС, основанный на анализе заданных условий эксплуатации и энергетических потоков, возникающих при работе КЭУ различных схемных решений, создает устойчивые предпосылки для получения высоких эксплуатационных показателей такого транспортного средства.

В третьей главе сформулированы задачи определения энергетических параметров и рассмотрена методика определения параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС, представлены алгоритм работы КЭУ и бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки в составе внутригородских АТС.

Уравнения энергетического баланса движения автомобиля с КЭУ, уравнения энергетического баланса КЭУ и общие уравнения энергетического баланса АТС с КЭУ на базе ДВС, позволяют определить энергетические параметры компонентов КЭУ. Скорость устанавливается в соответствии с параметрами цикла. Закон изменения ускорения устанавливается исходя из задаваемой водителем зависимости мощности от скорости

Рзд(у). Зависимость Р,л(у) может быть определена из условий движения автомобиля. Использование параметров технологического цикла позволяет установить зависимость Рк (0 и перейти к зависимости Рк (у), а затем к характеристике тяги на колесе Гк (у) .

При вычислении величины (^м )„,■ устанавливается частота повторяемости каждого из перегонов различной длины ¿„,<7 = (м), характеризуемых определенным значением коэффициента Ч^. Из рассмотренной методики определения следует,

что среднее эксплуатационное значение параметра А. (или любого другого энергетического параметра) характеризует его величину в условиях цикла со среднестатистическими показателями (длиной перегона, сопротивлением качению колес, величиной уклона). При определении энергетических параметров КЭУ учитывается фактор времени, так как мощность ДВС и ТАБ являются ограниченными, то значение энергии, которое может быть получено в период ездового цикла, находится в прямой зависимости от времени реализации их мощности. Кроме того, энергия ДВС в определенные периоды ездового цикла разделяется на два потока: на ВК и на заряд ТАБ. При этом фактор времени, определяющий начало и завершение процесса разделения энергии, не является стабильным и зависит как от энергетических свойств ДВС, так и от

11

условий движения АТС. Фактор времени вводится в методику в процессе тяговых расчетов. Для учета условий движения использованы ряды распределения коэффициента общего сопротивления движению - случайной величины V и длины перегона -случайной величины Ьц. Исследования проводились на основе алгоритма работы КЭУ на базе ДВС. На рисунке 2 представлена структурная схема алгоритма, который представляет собой поочередное или совместное воспроизведение энергетических потоков, возникающих при движении АТС с КЭУ на базе ДВС.

I - привод только от электромотора и ТАБ;

II - привод только от ДВС;

III - привод от ДВС и электромотора (разгон, подъем);

IV - рекуперация энергии (движение накатом или под тору);

V - остановка (всё выключено)

Рис.2. Структурная блок-схема алгоритма работы АТС с КЭУ на базе ДВС.

Исследования основаны на оценке мгновенных значений мощности, необходимой при движении АТС по циклу (Правило №83 ЕЭК ООН). (Рис.3).

ис

Рис.3. Мгновенные значения мощности, необходимой при движении АТС по циклу. — - скорость движения по циклу (Правило №83 ЕЭК ООН); ""——— . мгновенные значения мощности, реализуемой на ВК; ——~~~~ - движение с минимальными удельными расходами (260-270 г/кВтч);

На основе проведенных исследований автором предложена бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки (рис.4.1. и 4.2.), представляющая собой универсальную многопараметровую характеристику ДВС ЗМЗ-4062.10 с наложенными на нее кривыми постоянных мощностей и графика движения АТС при движении по циклу (Правило №83 ЕЭК ООН).

п, мин-'

Рис.4.1. Бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки (городской цикл, номера участков соответствуют номерам на рис. 3.) Очевидно, что данный двигатель работает в зонах минимальных удельных расходов топлива при движении с постоянными скоростями по высокоскоростному циклу и в завершающей стадии разгонов на 2-ой, 3-ей, и 4-ой передачах, разгон на 5-ой передаче

- не столь эффективен.

Таким образом, работа ДВС в составе КЭУ в более узких режимах и относительно небольшие мощности ДВС, требуемые для выполнения режимов движения по городскому циклу, позволяют использовать ДВС в составе КЭУ на режимах с минимальными удельными расходами топлива.

Для выполнения сформулированного выше условия необходимо выполнить ряд требований к ДВС, работающим в составе КЭУ:

- исключение неблагоприятных режимов работы ДВС и замещение их электроприводом;

- наличие в ДВС конструктивных элементов, позволяющих обеспечить устойчивую работу в зоне минимальных удельных расходов топлива.

Рис.4.2. Бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки (высокоскоростной цикл, номера участков соответствуют номерам на рис. 3.)

Проведенные на основе представленной методики расчеты, показали, что применение КЭУ на базе ДВС на автомобиле ГАЭ-3302 полной массой 3,5т с двигателем ЗМЗ-4061.10 при движении по условному городскому циклу (Правило № 83 ЕЭК ООН) позволяет снизить расход топлива до 33%.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Представлены мобильный имитационный комплекс для изучения КЭУ на базе ДВС, оборудование используемое при испытаниях, материалы испытаний автомобиля-лаборатории с КЭУ на базе ДВС и исследованного ранее автомобиля TOYOTA «Prius», представлена оценка топливной экономичности и динамических свойств различных АТС с КЭУ, а также рассмотрены адекватность математической модели и методики расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС (по топливной экономичности). В заключительной части главы представлены рекомендации по применению КЭУ на базе ДВС для внутригородских АТС различного назначения и материалы по созданию унифицированной платформы для высокоманевренного экологически чистого городского автобуса и внутригородского транспортного средства коммунального назначения.

Для исследования процессов, происходящих при работе АТС с КЭУ на базе ДВС, в ФГУП «НАМИ» создан мобильный имитационный комплекс (рис.5), позволяющий изучать АТС с КЭУ на базе ДВС с различными схемными решениями и технологическими циклами движения транспорта.

1. Сменный блок накопителей энергии.

2. Тяговый электродвигатель (ТЭД).

3. 4-х ступенчатый редуктор, передающий момент от ТЭД к главной передаче.

4. Электронный многоканальный цифровой анализатор НР-34970А.

5. Электронное устройство, обеспечивающее изменение закона управления дроссельной заслонкой на базе контроллера «Бархан», разработанного в ФГУП «НАМИ».

6. Прибор контроля пути, времени и скорости «ONOSOKKI».

7. Система контроля уровня зарядки накопителей энергии, оборотов, напряжения, тока и температуры ТЭД. (НИИАЭ).

8. Электронный указатель скорости «ONO SOKKI». Рис.5. Мобильный имитационный комплекс.

Разработанная схема (электропривод передней оси и привод от ДВС задней оси) при создании комплекса была оригинальной, сейчас уже известны проекты, выполненные по аналогичному принципу.

Комплекс позволил имитировать работу АТС с КЭУ на базе ДВС с различными схемными решениями (без проведения масштабных изменений конструкции) и технологическими циклами движения транспорта.

Был разработан комплекс мероприятий и проведена дополнительная работа по модернизации ДВС, включающая:

наличие электронно-управляемой дроссельной заслонки и контроллера, обеспечивающих автоматическое регулирование топливоподачей в независимости от положения педали акселератора;

- применение автономной системы охлаждения, обеспечивающей работу ДВС в диапазоне заданных температур независимо от режимов работы, в том числе в режиме «Стоп-старт» и в режимах работы с высокими нагрузками на малых частотах вращения ДВС, в том

3 2

Е~3

,1----TiJ---,

Bi

"IT

_______^

------П

_, - 11

Л-V

4 , ' 5, - 6 ,' 7/

числе при отсутствии воздушного напора;

- применение второй свечи для уменьшения угла опережения зажигания, повышения пределов детонационной стойкости и увеличения степени сжатия;

- выключение одного из двух впускных каналов для повышения скорости движения бензовоздушной смеси и обеспечения работы ДВС на обедненных смесях;

- изменение длины индивидуальных впускных каналов для увеличения крутящего момента в зоне малых и средних частот вращения ДВС.

Мкр,Н м 200 190 180 170 160 150

J 'У*

1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Частота вращения, мин-1

- серийный двигатель

- модернизированный двигатель

КВт 30

25

20 -

15 -

10 -

5

0

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Частота вращения, мин-1

□ опытная система И серийная система

Рис.6. Характеристика крутящего момента ДВС. Рис.7. Теплоотдача системы охлаждения.

Реализованные мероприятия позволили обеспечить работу ДВС в составе КЭУ при отсутствии механической связи между педалью акселератора и приводом дроссельной заслонки, увеличить крутящий момент на малых и средних оборотах (до 3500-4000мин"') (Рис.6.), сформировать предпосылки для создания ДВС с увеличенной степенью сжатия и уменьшенным минимальным удельным расходом топлива и обеспечить стабильную работу ДВС (с автономной системой охлаждения) (Рис.7.) во всем диапазоне нагрузок и частот вращения при перепаде температуры охлаждающей жидкости не более 2-3°С.

Исследования автомобиля-лаборатории с КЭУ на базе ДВС проводились в дорожных условиях и на стенде с беговыми барабанами и сменными инерционными массами с используемым оборудованием фирм «АВЛ», «Пирбург и «Цольнер».

Динамометрический стенд с беговыми барабанами обеспечивает исследование автомобилей полной массой от 400 до 3500 кг. Измерение скорости производилось с погрешностью не более + 1 км/ ч, измерение пути - с погрешностью не более ± 0,5%. Анализ ОГ проводился газоаналитической системой АМО-2000. Допускаемая погрешность показаний регистрирующих приборов составляла +3% от максимального значения. Системы отбора проб постоянного объема обеспечивала хранение разбавленных

ОГ без изменения концентрации вредных веществ в них более чем на ±2% от первоначальных значений в течение 20 минут. Погрешность измерения суммарного расхода разбавленных ОГ не превышала ± 2%. Температура в помещении находилась в пределах 20-25°С, а погрешность ее измерений не превышала ±1,5 °С. Атмосферное давление измерялось с погрешностью не более ± 0,1 кПа, а относительная влажность с погрешностью не более ± 5%.

Особое внимание при дорожных испытаниях обращалось на режим рекуперативного торможения, обеспечивающий плавное нарастание тормозной силы при отсутствии буксования колес, уменьшение износа элементов тормозной системы. Экономический эффект от применения рекуперативного торможения оценивался по данным экспериментальных исследований в 7-12%.

Важнейшим фактором при проведении исследований явилась возможность использования результатов испытаний, проведенных в ФГУП «НАМИ», первого в мире серийного автомобиля с КЭУ на базе ДВС, TOYOTA «Prius», показавшие что динамические качества соответствуют показателям, заявляемым для автомобилей данного класса (15,5 с до 100 км/ч), а максимальная скорость автомобиля составляет 140 км/ч.

Средний расход топлива составил 6.73 л/100 км, что не соответствует расчетным данным (3.5 л/100км), заявляемым фирмой - производителем. Данный факт объясняется тем что, во-первых, автомобиль имеет большую полную массу (1600 кг) и, во-вторых, производитель стремился создать максимально универсальный автомобиль, что повлекло за собой снижение показателей расхода топлива в определенных режимах движения.

В качестве основных тестов при испытаниях автомобиля-лаборатории с КЭУ на базе ДВС, была принята имитация режимов движения автомобиля по циклу (Правилам №83 ЕЭК ООН) в дорожных условиях с использованием разработанного выше алгоритма.

Таблица 2. Испытания автомобиля-лаборатории в дорожных условиях.

Режимы движения Время Расход Расход (возврат)

автомобиля движения, с топлива, см3 электрической энергии,

Вт

На ДВС с V - const: 32 км/ч 25,2 63,3 Возврат

35 км/ч 16,7 35,0

50 км/ч 15,7 36,7

Всего за фазу цикла. 57,6 135,0 248,0

Всего за весь цикл. 540

На электроприводе:

Разгоны Расход 443,0

Торможения Возврат 177,0

Движение АТС с КЭУ по циклу сопровождается перерасходом электрической энергии (Таблица 2), то есть в конце цикла уровень зарядки ТАБ был ниже, чем в начале,

что предопределило при проведении экспериментальных исследований необходимость восстанавливать запас энергии за счет подзарядки ТАБ от внешней сети. В пересчете на жидкое топливо дополнительный расход за весь цикл составил менее 140 см3 , таким образом, использование ДВС только на режимах движения с постоянными скоростями, с принудительным режимом рекуперации на наиболее эффективных режимах работы ДВС позволяет снизить расходы топлива до 40%. При этом основным резервом для возврата энергии в ТАБ является использование перспективных тяговых источников тока (ТИТ).

Из представленных (рис. 8) данных следует, что замещение неблагоприятных (пуско-разгонных и др.) режимов работы ДВС на электропривод позволяет снизить выбросы всех компонентов ОГ более чем: СН - на 80%, Ь10х - на 76%, СО - на 67%.

СО со СН (КЭУ) (Евро-3) (ДВС)

СН СН ГЮх (КЭУ) (Евро-З) (ДВС)

N0* Шх (КЭУ) (Евро-3)

У=сот((всумме)

■ Районы (в сумме)

■ Холостой м принудительный холостом ход

Выбросы, г/км

5

СО (ДВС)

Рис.8. Замеры ОГ автомобиля-лаборатории с приводом от ДВС и от КЭУ на базе ДВС при движении по циклу (Правило №83 ЕЭК ООН). Для исследования динамических свойств различных сочетаний приводов в составе автомобиля-лаборатории с КЭУ на базе ДВС на динамометрической дороге автополигона ФГУП «НАМИ» были проведены соответствующие контрольные испытания (Рис.9).

Рис.9. Динамические качества автомобиля-лаборатории. Как видно, наилучшие динамические свойства при разгоне до 60 км/ч достигаются

суммированием энергопотоков ДВС и системы электропривода, в то время как при разгоне АТС до максимальных скоростей лучшим становится разгон на ДВС, что объясняется ограничением максимальных оборотов тягового электродвигателя (максимальная скорость в режиме работы системы электропривода составляет 68 км/ч). Данный факт является подтверждением необходимости комбинирования энергопотоков ДВС и системы электропривода при движении, как с точки зрения топливной экономичности и уровня токсичности, так и с точки зрения динамических свойств АТС.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований автомобиля-лаборатории с КЭУ на базе ДВС, разработанного и изготовленного в ФГУП «НАМИ», и автомобиля TOYOTA «Prius» производства Япония, показывают, что время разгона до бОкм/ч автомобиля-лаборатории ФГУП «НАМИ» составляет 9.8 с, TOYOTA «Prius» -7.8с, а расход топлива первого 9,4 л/100км, второго 6,73 л/100 км. Данные факты подтверждают, что расхождение экспериментальных данных и данных, полученных расчетным путем, в оценке топливной экономичности составляет 7 - 10 %.

Проведенный комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных исследований АТС с КЭУ позволили сформулировать рекомендации по применению комбинированных энергетических установок на базе ДВС для внутригородских АТС различного назначения:

- учитывая резко выраженную цикличность движения внутригородского пассажирского и коммерческого транспорта (АТС полной массой до 3.5 т), обеспечить развитие различных видов последовательной схемы и достичь максимальных результатов в повышении экономичности и экологических характеристик: снижение суммарных выбросов ОГ до 40%, достижение требований экологических классов 4 и 5.

- развивать различные виды параллельных схем и обеспечить максимальную универсальность и экономичность таких АТС, в том числе снижение среднеэксплуатационных расходов топлива более чем на 25%, при минимально возможной стоимости и массогабаритных характеристиках КЭУ для АТС, предназначенных для преимущественного использования на внутригородских автомагистралях с выездом в пригородные зоны;

- развивать смешанные схемы, обеспечивающие выполнение стандартных требований к внутригородскому транспорту, а также специальных требований, например, движение с низким уровнем шума и возможность движения с неработающим ДВС в пределах ограниченного времени (в соответствии с требованиями, сформулированными при проектировании) для экологически чистых видов транспорта специального и коммунального назначения.

Проведенные исследования создали предпосылки для проведения работ по созданию унифицированной платформы для высокоманевренного экологически чистого городского автобуса и внутригородского транспортного средства коммунального назначения. В качестве основных технических решений при создании платформы выбраны последовательная схема КЭУ и электрические мотор-колеса., что позволило:

- создать полноприводную и полноуправляемую конструкцию;

- реализовать технологию свободного расположения органов управления;

- обеспечить выполнение специальных требований:

• Возможность движения без выбросов ОГ;

• Возможность управления оператором, расположенным вне АТС;

• Обеспечение энергией внешних и навесных потребителей.

В пятой главе рассмотрены вопросы оценки экономичности и экологических характеристик различных видов внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС.

Проведенный на основании данных испытаний ФГУП «НАМИ» и «АСМ-Холдинг» сравнительный анализ характеристик автомобилей «ГАЗЕЛЬ» с различными энергетическими установками (Рис. 10) показал экономию топлива более 20% автомобиля с КЭУ на базе ДВС по сравнению с другими комбинациями, а при сравнении автомобилей с базовым двигателем ЗМЗ-4062.10 и с КЭУ на базе ДВС до 40 %, при этом динамические и скоростные свойства автомобилей удовлетворяют предъявляемым требованиям к данному классу автомобилей, а разница показателей колеблется в пределах 20 %.

Уровень экономичности и экологических характеристик оценивался на основе «Методики оценки эколого-экономической эффективности применения антитоксичных систем и устройств», разработанной в ФГУП «НАМИ».

140 120 100 Й0 60 40 20 0

Разгон до бОкм/ч, с Ушах, км ч О, л 100 км

Рис. 10. Сравнительные показатели автомобилей «ГАЗЕЛЬ» с различными энергетическими установками. Основными критериями при оценке экономичности и экологических характеристик

являются уровень вредных выбросов и затраты на топливо: Э = УЕ + , где

■ ДВС ЗМЗ-4062 10 Перышс Прима 80Т Д-130ТА

■ КЭУ с ЗМЗ-4062 10

Ух - предотвращенный ущерб окружающей среде, руб.;

- экономический эффект от уменьшения потребления топлива, руб.

Сравнительный анализ выбросов ОГ в атмосферу аналогичных автомобилей с ДВС 4062.10 и с КЭУ на базе модернизированного ДВС 4062.10 (Рис.8) позволил провести оценку предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ. Предотвращенный ущерб от выброса токсичных веществ: Уе = 126175,68 руб/авт.год

Экономический эффект от уменьшения потребления топлива: = 1 (в, — 02)) Где 1Т- цена нефтяного топлива руб./кг;

т т

и О2 - годовой расход нефтяного топлива, кг/год; Индексы 1 и 2 относятся соответственно к силовой установке до и после применения КЭУ.

Экономический эффект от уменьшения потребления топлива при использовании КЭУ: и = 136 000руб./год

Общий экономический эффект от использования КЭУ: Э=262 175,68 руб. год/авт. (Расчет проведен для автомобиля ГАЭ-332132, эксплуатируемому в качестве маршрутного такси с пробегом 100 тыс. км в год, без учета затрат на инфраструктуру и утилизацию ТАБ.

Предварительные расчеты затрат на переоборудование АТС полной массой 3.5 т (ГАЗель) в АТС с КЭУ на базе ДВС показывают, что общая стоимость работ с учетом комплектующих, монтажных и пуско-наладочных работ составляет 300 тыс. руб.

Таким образом, окупаемость переоборудования стандартного автомобиля ГАЗ -332132 в АТС с КЭУ на базе ДВС, наступает, при пробеге 100 тыс. км в год:

- без учета предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ через 2,2 года.

- с учетом предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ за срок 1.44 года эксплуатации.

Основные результаты и выводы по работе.

1. Сформулированы рекомендации по разработке и применению внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС с различными схемными решениями и технологическими циклами движения, обеспечивающие снижение суммарных выбросов ОГ до 40-50% и расхода жидкого топлива на 25-40%:

- для АТС, используемых исключительно на внутригородских пассажирских перевозках с максимальной скоростью не более 70-75 км/ч, применять последовательную схему;

- для АТС с периодическим выездом в пригородные зоны, то есть с широким диапазоном скоростей движения использовать параллельную схему;

- для АТС специального и коммунального назначения, в том числе с необходимостью выполнения специальных требований, например, движение с неработающим ДВС в пределах ограниченного времени, применять смешанные схемные решения.

2. Спроектирована и изготовлена унифицированная платформа для городского автобуса и внутригородского транспортного средства коммунального назначения, основанная на применении КЭУ на базе ДВС, выполненной по последовательной схеме и электрических мотор-колес, обеспечивающих:

- выполнение перспективных требований к выбросам ОГ (экологические классы 4,5);

- возможность, при необходимости, движения без выбросов ОГ;

- повышение безопасности движения за счет индивидуального привода ведущих колес;

- возможность реализации полноупрапвляемой схемы рулевого управления;

- возможность реализации схемы свободного расположения органов управления;

- реализацию других перспективных направлений развития внутригородских транспортных средств.

3. Разработана математическая модель энергетического баланса и на ее основе методика расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС, а также предложена в качестве исследовательского инструмента бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки, позволяющие на стадии проектирования определять характеристики основных компонентов, оценивать топливную экономичность и оптимизировать алгоритм работы АТС с КЭУ на базе ДВС с учетом режимов работы ДВС в зоне минимальных удельных расходов топлива;

4. Разработаны основные требования и комплекс практических мероприятий по модернизации серийно выпускаемых ДВС для работы в составе КЭУ, включающие:

- наличие электронно-управляемой дроссельной заслонки и контроллера, осуществляющих автоматическое регулирование двигателем в зоне минимальных удельных расходов топлива;

- применение автономной системы охлаждения, обеспечивающей работу ДВС независимо от уровня нагрузки при перепаде температуры охлаждающей жидкости не более 2-3°С;

- изменение длины индивидуальных впускных каналов, что позволило увеличить крутящий момент на малых и средних оборотах (до 3500-4000мин"' на 5-8%);

5. Проведена оценка экономичности и экологических характеристик АТС с КЭУ на базе ДВС на примере автомобиля ГАЭ-332132 с КЭУ на базе ДВС (ЗМЗ-4061.10) подтвердившая точность проведенных расчетов (разница в оценке топливной экономичности составила 7-10%) и высокие показатели экономичности и экологических характеристик:

- снижение расхода топлива до 40% и уменьшение выбросов: СН - на 80%, NOx - на 76%,

СО - на 67% при движении по городскому циклу (Правило №83 ЕЭК ООН)

- переоборудование стандартного автомобиля в АТС с КЭУ на базе ДВС окупается ( в

ценах 2008 года без учета затрат на инфраструктуру и утилизацию):

• без учета предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ через 2,2 года,

• с учетом предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ за срок 1.44года эксплуатации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ипатов, A.A. АТС с комбинированными силовыми установками [Текст]/ Ипатов A.A., Карницкий В.В., Минкин И.М. / Автомобильная промышленность. - 2002 - № 7.- С. 36-39. (И.М.Минкин - 0.167 п.л.)

2. Лежнев, Л.Ю. Новым условиям - новые стратегия и технология создания АТС. АТС с комбинированной энергетической установкой [Текст] / Лежнев Л.Ю., Минкин И.М. / Автомобильная промышленность. - 2003-№ 11.— С. 15-17. (И.М.Минкин -0.188 п.л.)

3. Вахошин, Л.И. Двухсвечная система зажигания в бензиновом двигателе. [Текст] / к.т.н. Вахошин Л.И. и Карницкий В.В., Минкин И.М., Разумнов A.C. / Автомобильная промышленность. -2006.-№ 5.-С. 10-12. (И.М.Минкин-0.094 п.л.)

4. Карницкий, В.В. Автомобильная энергетика: современные направления и перспективы развития [Текст] Карницкий В.В., Вахошин Л.И., Минкин И.М., Разумнов A.C./ Автомобильная промышленность. - 2006. №6. - С. 6-10. (И.М.Минкин -0.156 п.л.)

5. Вахошин, Л.И. О ДВС для комбинированной силовой установки. [Текст] Вахошин Л.И., Карницкий В.В., Минкин И.М., Разумнов A.C. / Автомобильная промышленность,- 2007 - № 5,- С. 6-8. (И.М.Минкин - 0.094 п.л.)

6. Ипатов, A.A. Автомобили с комбинированными энергетическими установками [Текст] Ипатов A.A., Минкин И.М., Карницкий В.В.// Сб. науч. трудов НАМИ- 2002. -Вып. 230,- С. 3-19. (И.М.Минкин - 0.36 п.л.)

7. Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и отопления салона транспортного средства (варианты) [Текст]: пат. №78733 на полезную модель, Рос. Федерация: МПК В60Н 1/08(2008.01.04) / Цимбалюк М.А., Минкин И.М., Клименков В.Б., Кузовников О.Н., Мельникова Е.М., RU.; Цимбалюк Марк Абрамович, RU, Минкин Илья Михайлович, RU, Клименков Владимир Борисович, RU, Кузовников Олег Николаевич, RU, Мельникова Елена Марковна, RU. - 2008132400/22; заявл. 07.08.2008; опубл. 10.12.2008. Бюл. № 34. - с.2: ил.1.

Перечень принятых в работе сокращений и обозначений

1. КЭУ комбинированная энергетическая установка 28. Уг предотвращенный ущерб окружающей среде.

2. эм электромобиль 29. Г цена одного литра топлива

3. ог отработавшие газы 30. Рек мощность, отдаваемая ДВС на ВК

4. АТС автотранспортное средство 31. Pe(t) мгновенное значение мощности Рек

5. ДВС двигатель внутреннего сгорания 32. We энергия, полученная от ДВС за время цикла t„

6. эхг электрохимический генератор тока 33. WTP энергия, поступающая с ВК при рекуперативном торможении и снимаемая с ТАБ в тяговом режиме

7. ТЭМ тяговые электрические машины 34. We к энергия, отдаваемая ДВС за ездовой цикл на ВК

8. ТЭД тяговые электродвигатели 35. \¥сз энергия, отдаваемая ДВС за ездовой цикл в ТАБ

9. ТЭГ тяговый электрогенератор 36. W6k энергия, полученная от ТАБ и реализованная на ВК.

10 ТИТ тяговый источник тока 37. W6j энергия, отдаваемая ДВС за ездовой цикл в ТАБ

11. вк ведущие колеса 38, to момент трогания автомобиля

12. Ат Потери, связанные с торможением автомобиля в случае применения рекуперативного торможения 39. t3tl (t,T2,.., t3tq) момент начала заряда ТАБ в режиме тяги на 1-ой (2-ой,....q-ой) передаче

13 Адв работа, затрачиваемая на движение автомобиля 40. tOq момент введения в работу ДВС на 1-ой, 2-ой, q-ой передаче

14. Атг работа, затрачиваемая на движение АТС в тяговом режиме 41. tn6l' tB62 момент достижения автомобилем наибольшей скорости на 1-ой, 2-ой передаче

15 потери в пусковых устройствах 42. ty момент достижения автомобилем скорости Vymax на q-ой передаче

16. ат замедление во время торможения 43. 1-tm момент начала механического торможения

17. а„ ускорение за время пуска 44. Пг КПД ТЭМ в генераторном режиме;

18. Рвр коэффициент инерции вращающихся масс 45. n. коэффициент отдачи ТАБ по энергии

19 v„ Скорость, до которой работают системы управления в цепи якоря 46. ^lwp коэффициент отдачи ТАБ по энергии при рекуперативном торможении

20. Vpk скорость конца рекуперации 47. средний КПД электродвигателя

21. V у шах максимальная установивш. скорость на пути 1п; 48. Пп средний КПД механической передачи

22 vT скорость начала торможения 49. L„ длина перегона

23 fw удельная сила 50. L, путь, пройденный АТС в тяговом

сопротивления воздуха режиме

24. сг, 01 годовой расход нефтяного топлива 51. & длина тормозного пути

25 Осер норма расхода топлива серийного автомобиля 52. V коэффициент общего сопротивления движению

26. 8 гол годовой пробег автомобиля 53. к„ коэффициент пусковых потерь

27. ¿1 экономический эффект от уменьшения потребления топлива. 54. та масса автомобиля

Введение.4.

Глава 1. Актуальность проблемы.

1.1. Современные направления повышения эффективности энергетических установок автомобилей. Цель и задачи исследований.8.

1.2. Предпосылки и условия применения АТС с КЭУ.15.

1.3. Анализ литературных источников по АТС с КЭУ.18.

Широкая автомобилизация принесла с собой ряд серьезных проблем: существенная доля в развитии парникового эффекта на нашей планете с последующим необратимым изменением климата и массовое поражение здоровья людей из-за нарушения механизма генетической наследственности, а также необходимость экономии невозобновляемых топлив нефтяного происхождения и защита окружающей среды.

Эти проблемы обусловлены содержанием в отработавших газах (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) токсичных веществ, которые отрицательно воздействуют на здоровье людей и на окружающую среду.

Быстрый рост числа автомобилей на Земле приводит к накоплению этих веществ в атмосфере, что требует срочной разработки системы мероприятий и условий введения этой системы в действие в тот момент, когда в этом возникает неотложная необходимость. [3]. При этом меры по снижению токсичности отработавших газов ДВС автомобилей должны давать результаты, оцениваемые не несколькими процентами, а десятками процентов. Данное требование обусловлено тем, что основным источником загрязнения атмосферы большинства крупных и средних городов является именно автотранспорт (АТС). [8]

В данной работе рассматриваются проблемы повышения экономичности и экологических характеристик внутригородских АТС за счет применения комбинированных энергетических установок (КЭУ) на базе ДВС. Анализ технической литературы (рис.1, и рис.2.), посвященной развитию автомобильных энергетических установок позволяет сделать следующий прогноз на период до 2020 года: Количество производимых бензиновых и дизельных энергетических установок в период до 2020 года будет неуклонно сокращаться, тогда как количество энергетических установок, имеющих КЭУ, а также основанных на ЭХГ (Электрохимическом генераторе тока и использующих газ будет неизменно расти, [2]

ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТА

Рис. 1. Развитие энергетических установок для автотранспорта.

GM Midsize MAV

2008

Toyota Corolla Toyota Sienna

Диапазон прогнозируемых значений объем рынка автомобилей с КЭУ 2 ч и 0 1

3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

2005

- Honda Accord

- Lexus RX 400h

-Toyota Highlander

ЦддЦ

2005

2006

2015

- GM Chevrolet Та hoe

•GM Chevrolet Malibu -GMC Yukon

- GM Satum Aura

• DC Dodge Durango

• DC Entry

Toyota

Мировой объем выпуска ,автомобилей с КЭУ

2010

2011

2006

- Lexus GS

- Lexus LS -Toyota Camry

- Nissan Altima -GM Satum

VUE

- Ford Fusion i i

2007 2008

2007 I

2009

2012

2013

2014

Рис.2. Объем рынка автомобилей с КЭУ различных производителей.

Правительства многих стран ввели жесткие нормы на выбросы ОГ (отработавших газов) автомобильными двигателями, особенно С02 (парниковый эффект), предопределившие разработку и принятие в последние десятилетия программ (Таблица 1.) по улучшению экологии транспортных средств и снижению расходов топлива (например программы «ALSTORE» и «EURELECTRIK» - Евросоюз и Freedom Car - в США, «Национальная инициатива создания экологически чистых двигателей и автомобилей нового поколения - в Японии и др.

Таблица 1. Государственная поддержка научно-исследовательских программ в различных странах.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОДДЕРЖКА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОГРАММ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ

США

Программа Объем финансирования Цель

Partnership for а New Generation of Vehicles (PNC V) 1993-2001) I, 700 млрд. долл. США Созданнеэиерюэффек! немых н экологически безопасных авгот ранснор) ных средств ноною поколения.

Hvdrogen project (DOE) 2005-2020 2, 600 млрд. долл. США Освоение водородных технологий на трансаорте. Минимизация зависимости страны oi импортного топлива.

Страны ЕС (программа FP-7 (Seventh Framework Programme 20Q7 - 2013 )

Подпрограмма Объем финансировании Цель

Sustainable energy systems (SES) 810 МЛН. евро (6,4 % FP-7) Создание и освоение экологически чистых энергосберегающих технологий, альтернативных моторных топлив,топливных элементов, перспективных накопителей энергии и энергоносит елей

Sustainable surface transport (SST) 610 млн.евро (4,8 % FP-7) Создание современного экологически чистого и безопасного автомобильного транспорта

Япония

Программа Цель

Национальная инициатива но созданию экологически чистых двигателей и автомобилей нового поколении» Оаладо ь к 2015-2020 г одам 90% мнровш о рынка автомобилем с гибридными и электрическими двигателями i

В этих программах предусмотрены также работы по исследованию и внедрению АТС с КЭУ на базе ДВС в ближайшей перспективе и на базе ЭХГ, а также электромобилей на перспективу. [2]

Реализацию принятых программ подтверждает постоянное развитие технологической базы и рост производства наиболее экологически чистых и экономичных транспортных средств. Так в США и Японии (Рис. 3.) в последние годы отмечен устойчивый рост числа, как автомобилей с КЭУ на базе ДВС, так и электромобилей.

Из представленных графиков видна динамика роста автомобилей с КЭУ на базе ДВС, основу которых составляют легковые автомобили, однако необходимо отметить, что в Европе пока отсутствует такая динамика роста, как в США и Японии, что объясняется наличием большого числа дизельных автомобилей в легковом сегменте европейского рынка.

Число автоллобилей с КЭУ и электромобилей (ЭГЧ/l) в CLUA и Японии (тыс., шт)

900

BOO

700

GOO ьоо

4 00 joo

2 ОО lOO

Рис. 3. Число автомобилей с КЭУ и ЭМ в США и Японии.

В России также разрабатываются программы снижения воздействия АТС на человека и окружающую среду. В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации №1695Р от 08.12.2006 и решением Правительственной Комиссии по вопросам развития промышленности, технологий и транспорта от15.03.2008года №1142-ПЯ разработан проект Программы «Создание автотранспортных средств нового поколения, работающих на альтернативных видах топлив, в том числе газовом, а также с применением комбинированных энергетических установок на 2010-2014г.г.».

1W5 1ЭОБ ЛОЭ7 l^JgS 2000 ЗООХ 2002 JOOJ 200А iOOB 2006 2007 ш КТУ (С ШД> ■КЗУЩпони») аэм |США) ■ЗМЩионин]

Кроме этого, Правительством Москвы одобрена концепция «Создания транспортных средств с электроприводом» и дано поручение подготовить программу «Разработка и создание перспективных образцов транспортных средств с экологическими энергоустановками», включающую в себя создание и внедрение в городскую транспортную инфраструктуру АТС с КЭУ на базе ДВС и электромобилей (ЭМ). [8]

Таким образом, можно констатировать, что мировое автомобилестроение сегодня ориентировано, главным образом на решение проблем экологии и экономии топлива нефтяного происхождения, используя программные средства, а также производство АТС, использующих альтернативную энергетику, такую как альтернативные виды топлива, комбинированные энергетические установки, электромобили и др.

1. Актуальность проблемы.

Основные результаты и выводы по работе.

В результате проведенных работ: 1. Определены основные направления развития внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС с различными схемными решениями (последовательная, параллельная, смешанная) и технологическими циклами движения, что позволило сформулировать рекомендации по разработке и применению таких АТС, обеспечивающие снижение суммарных выбросов ОГ до 4050% и расхода жидкого топлива на 25-40%: для АТС, используемых исключительно на внутригородских пассажирских перевозках с максимальной скоростью не более 70-75 км/ч, применять последовательную схему; для АТС с периодическим выездом в пригородные зоны, то есть с широким диапазоном скоростей движения использовать параллельную схему; для АТС специального и коммунального назначения, в том числе с необходимостью выполнения специальных требований, например, движение с неработающим ДВС в пределах ограниченного времени, применять смешанные схемные решения.

2. Спроектирована и изготовлена унифицированная платформа для городского автобуса и внутригородского транспортного средства коммунального назначения, основанная на применении КЭУ на базе ДВС, выполненной по последовательной схеме и электрических мотор-колес, обеспечивающих:

- выполнение перспективных требований к выбросам ОГ;

- возможность, при необходимости, движения без выбросов ОГ;

-повышение безопасности движения за счет индивидуального привода ведущих колес;

- возможность реализации полноуправляемой схемы и повышенных углов поворота управляемых колес;

- возможность реализации схемы свободного расположения органов управления;

- реализацию других перспективных направлений развития внутригородских транспортных средств.

3. Разработана математическая модель энергетического баланса и на ее основе методика расчета параметров внутригородских АТС с КЭУ на базе ДВС, а также предложена в качестве исследовательского инструмента бифункциональная многопараметровая характеристика работы энергетической установки, позволяющие на стадии проектирования определять характеристики основных компонентов, оценивать топливную экономичность и оптимизировать алгоритм работы АТС с КЭУ на базе ДВС с учетом режимов работы ДВС в зоне минимальных удельных расходов топлива;

4. Разработаны основные требования и комплекс практических мероприятий по модернизации серийно выпускаемых ДВС для работы в составе КЭУ, включающие:

- наличие электронно-управляемой дроссельной заслонки и контроллера, осуществляющих автоматическое регулирование двигателем в зоне минимальных удельных расходов топлива;

- применение автономной системы охлаждения, обеспечивающей работу ДВС независимо от уровня нагрузки при перепаде температуры охлаждающей жидкости не более 2-3°С;

- изменение длины индивидуальных впускных каналов, что позволило увеличить крутящий момент на малых и средних оборотах (до 3500-4000МИН"1 на 5-8%);

5. Проведена оценка экономичности и экологических характеристик АТС с КЭУ на базе ДВС на примере, автомобиля ГАЗ-332132 с КЭУ (выполненной по параллельной схеме) на базе ДВС (ЗМЗ-4061.10) подтвердившая точность проведенных расчетов (разница в оценке топливной экономичности составила 7-10%) и высокие показатели экономичности и экологических характеристик:

- снижение расхода топлива до 40% при движении по городскому циклу (Правило №83 ЕЭК ООН), при этом эффект от уменьшения потребления топлива составил 136 ООО руб./авт. год.

- уменьшение выбросов компонентов ОГ: СН - на 80%, NOx - на 76%, СО -на 67%, предотвращенный ущерб от выброса токсичных веществ составил 126175,68 руб./авт. год.

- общий экономический эффект составил 262 175,68 руб./авт. год.

- переоборудование стандартного автомобиля в АТС с КЭУ на базе ДВС окупается (без учета затрат на инфраструктуру и утилизацию):

• без учета предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ через 2,2 года.

• с учетом предотвращенного ущерба от выброса токсичных веществ за срок 1.44года эксплуатации.

1. Ипатов А.А. и др. — Автотранспортные средства с комбинированными энергетическими установками. Автомобильная промышленность, 2002, №7.

2. Златин П.А., Кеменов В.А., Ксеневич И.П. — Электромобили и гибридные автомобили. Москва, Агроконсалт, 2004г.

3. Кутенев В.Ф., Каменев В.Ф. и др. — Экологически чистые альтернативные топлива. Перспективы применения. Автомобильная промышленность 1999г. №11.

4. Эйдинов А.А. и др. Автомобили с КЭУ и их роль в развитии перспективных АТС. ВЭЛК-99.

5. Эйдинов А.А. Автотранспортные средства с КЭУ. МГТУ МАМИ, 2002.

6. Ипатов А.А., Каменев В.Ф., Лежнев Л.Ю., Хрипач Н.А. Разработка и исследование транспортных средств с различными типами водородных и комбинированных энергоустановок.

7. Кутенев В.Ф., Звонов В.А., Корнилов Г.С. Проблемы экологии автотранспорта в России. Научно-практическая конференция. Москва, 1999 г.

8. Изосимов Д.Б. Гибридные автомобили и их компоненты. Часть 1 и 2, Мобильная техника, №2, 2003г.

9. Mark Bursa. Toyota's double-drive hybrid power train. JSATA Magasine/ May 1997.

10. Эйдинов А.А. Расчет автомобилей с комбинированными энергоустановками. МГТУ МАМИ, 2003г.

11. Эйдинов А.А., Яковлев А.И. Возможные пути развития энергетических установок автомобилей. Автомобили и агрегаты: сб. научных трудов. НАМИ, 1999, вып. 223.

12. Эйдинов А.А. и др. Электромобили и автомобили с КЭУ. Автомобильная промышленность, 2002, № 1.

13. Яковлев А.И. Электропривод автомобилей и автопоездов. М, 1966.

14. Яковлев А.И., Эйдинов А.А. Перспективы развития КЭУ АТС. Автомобильная промышленность за рубежом, № 9-11, 1999.

15. По дьяков А. А., Козловский А.Б., Изосимов Д.Б. Тягово-динамический расчет автотранспортных средств с КЭУ. Мобильная техника, № 1, 2003.

16. Automobile type approvalllalld book for Japanese certieficatiol 1 a kawaka Minatokll. Tokyo. Japan 1991.

17. Паластин JI.M. Электрические машины автономных источников питания, М Энергия 1992.

18. Буралев Ю.В., Выборное ВТ., Гущо-Малков Б.П., Яковлев А.И. Новые конструкции электромотор-колес, НИИВТОПОРОМ, автомобилестроение, М.1967.

19. Вакуленко К.Н. Расчет режимов автономной системы генератор-асинхронный двигатель, Известия высших учебных заведений, Электротехника, 1960,N212.

20. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалов Э.Э. Численные методы анализа, 3-е изд., «Наука», М.1967.

21. Ефремов И.С., Косарев Г.В. Электрическое оборудование и автоматизация подвижного состава городского транспорта, Изд-во литературы по строительству, М. 1965.

22. Ефремов И.С., Яковлев А.И., Гущо-Малков Б.П. Электрический привод с автономным питанием на колесном безрельсовом транспорте, Электричество, 1967, N27.

23. Кадымов Я.П., Расулов М.М. Синхронный электропривод с автономным питанием, Азербайджанское государственное издательство, Б., 1966.

24. Козловский А.Б. Методика испытаний мотор-колес с асинхронными двигателями на универсальном стенде, Труды НАМИ вып. 126., М.,1970.

25. Костенко M.JI., Пиотровский Л.М. Электрические машины, Энергия, М.-Л, 1965.

26. Крайцберг М.И. Электропривод при автономном источнике энергии. Энергия, М., 1966.

27. Миллер Е.В. Основы теории электропривода, Росвузиздат, Р., 1957.

28. Поляк Д.Г., Сорочан Ю.П., Скерджев А.И. Автомобильные поезда высокой непроходимости, ЦНИТИМАШ, 1961.

29. Страхов С.В. Метод составления дифференциальных уравнений и получение характеристического уравнения для расчета статистической устойчивости дизель-электрического привода переменного тока, Труды МЭИ вып. ХХХУП, Электромеханика и автоматика, М., 1969.

30. Яковлев А.И. Электропривод автомобилей и автопоездов, Машиностроение, М, 1966.

31. Яковлев А.И., Козловский А.Б. Особенности вспомогательного электропривода на переменном токе для автопоездов. Труды НАМИ, вып. 100, М., 1968.

32. Яковлев А.И., Козловский А.Б., Сафаров Ю.Е. Методика расчета характеристик электропривода колес полуприцепов двухзвенных автопоездов. Автомобильная промышленность, М., N212,1969.

33. Яковлев А.И., Сафаров Ю.Е., Козловский А.Б. Об уточнении величины критического скольжения асинхронных двигателей электропривода периодического действия автопоезда. Труды НАМИ, вып. 126, М., 1970.

34. Козловский А.Б., Эйдинов А.А. Тяговые характеристики электромотор-колеса периодического действия с асинхронным двигателем. Труды НАМИ, вып. 145, М., 1973.35.0gorhiewiez R.M. Wheeled tile - road Vellieles «Т1 le Engineer", 1962, February IX.

35. Кулаков Е.Б. Аналитический обзор источников тока (материалы Всемирной научно-технической конференции по электромобилям EVS 14, октябрь 1997, Орландо, США)

36. M.R. Jones Hybrid vehicles tile best of both words- Clemently & Industry -UK -Allglist 1995.

37. Розенфильд B.E., Исаев И.Р., Сизарев H.H. Электрическая тяга. - М.: Трансжелдориздат, 1962. - 347 с.

38. Ефремов И.С., Яковлев А.И., Гущо-Малков Б.П. Электрический привод с автономным питанием на колесном безрельсовом транспорте, - М.: Электричество, 1967- N27.

39. Розенфельд В.Е., Чеботарев Е.В., Сидоров А.А., Болдов Н.А. Основы электрической тяги М.: Госэнергоиздат, 1957.

40. Иоффе А.Б. Тяговые электрические машины. - М. - Л.,: Энергия, 1965.

41. Яковлев А.И., Смирнов А.Г., Эйдинов А.А. Электропривод безрельсовых тяговых машин. - М., ЦИНТИАМ, 1964.

42. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф., Бортников Ю.С., Иванов A.M., Постаногов В.П. Электромобили. - М., ВИТИЦентр, 1984.

43. Эйдинов А.А., Дижур М.М. Направление развития тяговых источников тока для электромобилей. - М., НИИАВТОПРОМ, 1985.

44. Ставров О.А. Электромобили. - М., ВИНТинформации, 1976.

45. Щетина В.А., Морговский Ю.Я., Центер Б.И., Богомазов В.А.-Электромобиль техника и экономика, - Л.: Машиностроение, 1987.

46. Козловский А.Б., Яковлев А.И. Исполнительные циклы электромобиля. М., Автомобильная промышленность, 1983, N22.

47. Козловский А.Б., Яковлев А.И. Метод теоретической оценки технико-эксплуатационных параметров электромобилей. М., Автомобильная промышленность, 1979, N21.

48. Морговский Ю.Я. Импульсные системы управляемой структуры с тиристорными преобразователями. - М.: Энергия, 1976.

49. Щетина В.А., Богомазов В.А. Влияние технико-экономических показателей электромобилей на эффективность, их использования. М., Автомобильная промышленность, 1981, N21.

50. Щетина В.А., Богомазов В.А.- Методика экономического анализа области рационального использования электромобилей; Межвузовский сборник ВО и ССО РСФСР. Л., ЛИЭИ, 1979.

51. Поляк Д.Г. Технико-экономические показатели в области рационального применения электромобилей. Автомобильная и тракторная промышленность, N28, 1957 г.

52. Поляк д.г. Выбор электрооборудования аккумуляторных автомобилей (электромобилей): Труды НАМИ, выпуск N24, 1959 г.

53. Армадеров Р.Г., Фрумкин К.А., Эйдинов А.А., Ладыгин Д.Д.-, Сироткин З.Л. -Тягово-динамические качества автопоезда 4x4 с электроприводом оси прицепа. Автомобильная промышленность, 1965, N28. .

54. Лебедев С.П., Богоявленский В.Н. Электропередачи в тракторах и автомобилях. М., Машгиз, 1964.5 6. Степанов А. Д. Автоматическое регулирование мощности в тепловозах и газотурбовозах. М., Машиностроение, 1964.

55. Яковлев А.И. Электропривод автомобилей и автопоездов. М., Изд-во «Машиностроение», 1966.

56. Смирнов А.Г., Эйдинов А.А., Яковлев А.И. Расчет характеристик электропривода периодического действия на . постоянном токе. Труды НАМИ выпуск N265, М., ОНТИ НАМИ, 1964.

57. Козловский А.Б., Дижур М.М. (с участием Эйдинова А.А.)-Электромобиль и экология городов. «Автомобильная промышленность», 1992 г.,

58. Поляк Д.Г., Эйдинов А.А., Козловский А.Б. Электромобили. Проблемы, поиски, решения. «Автомобильная промышленность», N25, 1994 г.

59. Эйдинов А.А., Дижур М.М. Расчетные исследования возможностей тяговых источников тока для электромобилей - Труды НАМИ, 1996 г.

60. IEA Implementing Agreement for Hybrid and Electric Vehicle Technologies and Programes 1998.

61. OPTIMA В A TTERIES (http://www.optimabattery.corrO

62. Ксеневич И.П. и др. EVS 16: тенденции и стратегия развития электромобильной техники// Приводная техника, N-Й 1/12, с.4-13, 1999.

63. Kemleth J.Kelly, Matthew Zolor /National Renewable Energy Laboratory, 111 John R. Miller/JME, Inc. Electrochemical Capacitors for Hybrid Vehicles. 112.S0LECTRIA (1 lttp://www.solectria.com)

64. РОСЭЛЕКТРОТРАНС Исследования и разработки основных узлов электромобилей в России. Доклад на конгрессе EVS-16.

65. Ballard (http6//www.ballard.com)

66. J.G. West Hybrid vehicles 31 st IS ATA Proceeding for tile Cleall Power Sollrces and Flywheel, pp. 311-326, Jlllle 1998, Aachen Germany.

67. Эйдинов A.A., Козловский А.Б., Дижур M.M., Туманов Б.М.-Электромобили с энергоустановкой на основе воздушно-аллюминиевого электрохимического генератора. «Автомобильная промышленность», 1996, N25.

68. Розенфельд В.Е., Исаев И.Р., Сизарев Н.Н. Электрическая тяга. М., Трансжелдориздат, 1962, 347 с.

69. Эйдинов А.А., Дижур М.М. Расчетные исследования возможностей тяговых источников тока для электромобилей. Труды НАМИ, 1996 г.

70. Яковлев А.И., Эйдинов А.А. Перспективы развития комбинированных энергоустановок АТС. Автомобильная промышленность за рубежом, N29, 10-11, 1999г.

71. Эйдинов А.А. «Автомобили с комбинированными энергоустановками. М.,МАМИ, 1999г.

72. Яковлева О.А. Перспективы применения комбинированных энергетических установок на автомобилях, повышение эффективности систем электрооборудования подвижного состава автомобильного транспорта: научн. тр./МАДИ.-М., 1986 г. С. 87-91.

73. Яковлева О.А. Управление энергетического баланса автомобиля с комбинированной энергетической установкой /МАДИ. - М., 1989. 6с.

74. Ксеневич И.П., Ипатов А.А., Изосимов Д.Б. Технологии гибридных автомобилей: состояние и направления развития. Часть I и II, Мобильная техника, 2003, № 2-3.

75. Шугуров С.Ю. «Электромобиль с комбинированной энергоустановкой и накопителями энергии: Диссертация к.т.н. М,: МАДИ, 1999.

76. Маланян М.Н. «Электропривод электромобиля с комбинированной энергоустановкой по последовательной схеме: Диссертация к.т.н. -Ереван, 1985.

77. Frank Lev Tavrima Canada Ltd. Tavrima super capacitors prove their wortll in Hybrid Electric Vellicle storage systems. SAE-2000 HYBRID ELECTRIC VEHICLES TOPTEC: THE NORTHERN PERSPECTIVE. Metro Toronto Convention Center.

78. Голованов JI. «Электричество смотрит нам в лицо» Авторевю. 1999. N2 10-С. 13-15.

79. Технико-экономическое обоснование гибридного автобуса (Экобус). Центр коммерциализации технологий, 2000.

80. Полезная модель. N2 2001102429, B60L 11/12. Экобус / Серопян г.В., Иванов A.M., Павлушков Б.Э., Иванов С.А., Шугуров С. 2001.

81. Ефремов И.С., Пролыгнн А.П., и др. «Теория и расчет тягового привода электромобилей. М.: Высшая школа, 1984,- 342 с.

82. National Renewable Energy Laboratory (NREL) (http://www.niel.coin) 151 .Frank Lev / Tavrina Canada Ltd. Inpursuit of PNGY goal s. 1999.

83. Лохин B.M. и др. «Время и импульсные системы автоматического управления под ред. Макарова И.М. 2-е изд., перераб.-М.:Наука. Физматлит, 1997.-224 с.

84. Иванов A.M., Лидоренко Н.С., Шакарян Ю.Т. и др. НПО «ЭКОНД» Современная концепция развития городского электротранспорта» Исх. От 29.03.02.90.«Partnerships for a New Generation of Vehicles» (llttp://www.pngv.com)

85. Стребков Д.С. и др. «Система электроснабжения мобильных электроагрегатов //Приводная техника.-2000, N24-C. 32-38.

86. Автомобили будущего //Автомобильные известия.-2003, N234-C. 10-12

87. Jeffrey С. Brown, Dennis J. Eicllenberg, and William K. Tompson Исследовательский Центр Национального Управления по аэронавтике и космонавтике («NASA»). Полигонные испытания пассажирского гибридного электробуса. Квикленд, Огайо, 44135. 1999.

88. Тамм И. Е. «Основы теории электричества: Учеб. Пособие для вузов. 10-е изд., испр.-М.: Наука, 1989.-504с.

89. Иванов A.M., Герасимов А.Ф. «Молекулярные накопители электрической энергии на основе двойного электрического слоя //Электричество. 1991. N28 С. 23-26.

90. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Иванов A.M. и др. «Функциональные возможности накопителей электрической энергии в энергосистемах» I/ Изв. РАН. Электричество. 1983. N24. С. 33-36.

91. Астахов Ю.Н. и др. «Накопители энергии в электрических системах»:

92. Учебное пособие для электроэнергетических специальностей вузов-М.: Высшая школа, 1989.-159 с.

93. Копылов И.П. «Математическое моделирование электрических машин»: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высшая школа, 2001.-327с.

94. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. «Теория электропривода: Учебник для вузов. СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000.-496с.

95. Nakazawa Takaslli and Kinoshita Kiyoshi/Kal 1 sai electric power со inc.: the sonoda kiekie kogyo kk. Patellt abstracts of Japan. 10285797 A, H02. l/00Double-layer capacitor charging/dischargil 1 g circuit. 1998.

96. Безбородова Г.Б., Галушко ВТ. «Моделирование движения автомобиля» М.: Машиностроение, 1978-254с.

97. Фаробин НТ. «Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств». Наука. Киев, 1988-298с.

98. Чудаков Д.А. «Основы теории расчета трактора и автомобиля». М: Колос. 1972-254с.

99. Борисов К.Н. и др. «Проектирование и расчет авиационных электроприводов». М.: Машиностроение, 1971.-188с

100. Патент. N22001102382/20. Устройство, позволяющее использовать наиболее экономичные режимы работы двигателя сельскохозяйственной техники /Иванов A.M., Дидманидзе О.Н., Иванов С.А., 2003.

101. Цупак А.В., Копылов Г.К. «Энергетические параметры буферной установки уборочных машин. Вопросы электрификации и автоматизации сельскохозяйственных производственных процессов в растениеводстве и животноводстве». JL: 1982.

102. Иванов A.M., Дидманидзе О.Н., Иванов С.А. «Анализ работы комбинированной энергоустановки сельскохозяйственной техники /Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск ХУН. Автомобильные и тракторные двигатели, МРТУ МАМИ. 2001.С.23-26.

103. Wind River Systems (http://www.rtsoft.ru).

104. Миронов М.Ю., Федоренко М.Ю. «Микроконтроллеры компании «Моторолла» для бортовых автомобильных систем управления». Межвузовский сборник научных трудов. /Выпуск ХУН. Автомобильные и тракторные двигатели. М,: Издательство МГТУ МАМИ, 2001-С. 34-36.

105. Ш.Лысов Н.Ю., Штыков А.В. «Анализ аппаратных и программных средств интеллектуальных систем управления роботами». Сборник научных трудов МИРЭА. М.: Издательство МИРЭА. 2001.

106. Лысов Н.Ю. «Разработка и исследование интеллектуальных регуляторов быстродействующих систем». Сборник научных трудов М.: Издательство МИРЭА, 2001.

107. DEVELOPMENTOF FUZZY LOGIC AND NEURAL NETWORK CONTROL AND ADV ANCED EMISSIONS MODELING FOR P ARALLEL HYBRID VEHICLES. The National Renewable Energy Laboratory (NREL).Golden, CO. December 2001.

108. Sanjay R. Bhatikar and Roop L. Mahajan Keith Wipke and Valerie Johnson Copyright. Artificial Neural Network Based Energy Storage System Modeling for Hybrid Electric Vehicles. @ 2000 Society of Automotive Engineers, Inc.

109. Генман-Галкин С.Г. «Компьютерное моделированиеполупроводниковых систем» MATLAB 6,0: Учебное пособие, СПб.: КОРОНА принт., 2001. - 320с.

110. Гультяев А. «Визуальное моделирование в среде MATLAB; учебный курс СПб.: Питер, 2000. - 432с.

111. Дьяконов В., Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.- 528с.

112. Кулаичев А.П. «Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов- М.: Информатика и компьютеры, 1999. 330с.

113. RT Technologies Inc. (www.opal-rt.com).

114. Филлипс Ч., Харбор Р. «Системы управления с обратной связью»-М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001-616с.

115. Бусыгин Б.П., Догачев В.Н. «Эксплуатация электромобилей». М.: Издательство МАДИ, 1982.-264с.

116. Есеновский-Лашков Ю.К., Токарев А.А. «Топливная экономичность автомобиля. Методы испытаний». Учебное пособие. М.: Издательство МИИСП, 1991.-50с.

117. РД 37.001.244-92, РД 37.001.250-92. Руководящие документы «Программа и методы обязательных и добровольных сертификационных испытаний электромобилей», НИЦИАМТ, 1992.

118. ГОСТ 16504-81. «Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения», 1981.

119. Правила N233, 34 ЕЭК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении поведения их конструкции в случае лобового столкновения и предотвращения пожаро- и взрывоопасности» 1990.

120. Морговский «Электромобиль: техника и экономика», Машиностроение, Л, 1987,253 стр.

121. Колодин И.М. «Перспективы создания и применения электромобилей за рубежом». Киев. 1982г., 15 стр.

122. Козловский, Яковлев «Создание опытных образцов электромобилей, их узлов и агрегатов с улучшенными технико-эксплуатационными показателями», вып. М., НАМИ, 1981г., 42 стр.

123. Козловский А.Б., Яковлев А.И. «Создание электромобилей для внутригородских перевозок с запасом хода 80-100 км, с источником тока повышенной энергии». М., НИИГлавмосавтотранс, 1979г., 70 стр.

124. Козловский А.Б., Яковлев А.И. «Электромобили стран народной демократии», НИИАвтопром, М., 1980г., 31 стр.

125. Козловский А.Б., Яковлев А.И. «Электропривод электромобилей ФРГ», НИИАвтопром, «Конструкции автомобилей», экспресс-информация, вып. 9, М., 1980г., 44 стр.

126. Сурин «Электромобиль с комбинированной энергетической установкой», «Автомобильная промышленность N29, М., 1989г.

127. Козловский А.Б. «Тенденции развития электромобильного привода», «Автомобильная промышленность N28 М., 1987г., 20 стр.

128. КозловскийА.Б. «Развитие электромобилей за рубежом», «Автомобильная промышленность ,N27», М., 1980г., 38 стр.

129. Эйдинов А.А. «Электромобили: терминология, типаж». «Приводная техника N23», Машиностроение, М., 2002г., 42 стр.136. «Перспективы создания эффективного электромобиля», М., Наука, 1984г., 28 стр.

130. Министерство промышленности, науки и технологий Российской Федерации, «Методика оценки эколого-экономической эффективности применения антитоксичных систем и устройств». Москва 2003г.

131. Completers and Simlllatioll Tnlck Desigll Technology for Electric and Hybrid Vehicles, SAE Interactional, European office Ellglald, 1999 (N235)

132. Иванов C.A., Иванов A.M., Поляшов Л.И. «Гибридные двигатели в проектах американских и российских электробусов», (анализы разработки и опыта эксплуатации) Машиностроитель, 2000, N2 10-С 23-25.