Підвищення експлуатаційних властивостей автобусів з використанням електричного приводу

1.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АВТОМЕХІНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ АВТОМОМБІЛІВ ТА АВТОСЕРВІСУ
ІЛЮСТРАТИВНИЙ МАТЕРІАЛ ДО
МАГІСТЕРСЬКОЇ КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ
за спеціальністю 274 «Автомобільний транспорт»
на тему: : «Підвищення експлуатаційних властивостей автобусів з використанням
електричного приводу»
Виконав: студент групи ААн-2-1м
____________
Лисенко О.О.
(підпис)
Керівник: к.т.н., доцент
____________
Лобода А.В.
(підпис)
Завідувач кафедри ТЕААС: професор
_____________
(підпис)
Київ – 2023 рік
Андрусенко С.І.

2.

Мета роботи – є підвищення технічного рівня та експлуатаційних властивостей
міського пасажирського транспорту шляхом застосування електричного приводу і
альтернативних систем генерації електричної енергії.
Задачі дослідження:
проаналізувати сучасний стан міського пасажирського транспорту та обґрунтувати
вимоги до обладнання електробусів у якості міського транспорту;
дослідити електромеханічні процеси в силовій установці електробуса та розробити
методи підвищення експлуатаційних властивостей електробуса шляхом
використання альтернативних джерел енергії;
розробити
методологію
комплексної
оцінки
електродвигунів
тягового
електроприводу;
розробити метод оцінки технічного стану електродвигунів тягового електроприводу
електробуса за вібродіагностичними характеристиками на ста- діях проектування і
експлуатації.
Об’єкт дослідження – процеси переобладнання автобусів на електробуси
підбором силових установок та їх джерел енергії живлення відповідно до заданих
технічних характеристик.
Предмет дослідження – підвищення експлуатаційних властивостей міського
електробуса.
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
2
16
Мета і задачі дослідження

3.

Аналіз стану доріг
в Україні 2016-2018 рік
Класифікація автомобільного
дорожнього транспортуза видами енергії, що
використовується
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Системний аналіз сучасного стану
міського пасажирського транспорту
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
3
16

4.

Структура тягового привода електробуса
та систем, що забезпечують підвищення
його експлуатаційних властивостей
Технічні вимоги для
електробуса «Богдан» А091
Найменування
Значення
Номінальна потужність електродвигуна, кВт 60
Максимальна потужність ЕД, кВт
116(2x60)
Номінальна потужність накопичувача, кВт
90
Енергія
накопичувача
при
номінальній більше 1,44
потужності, МДж
Ресурс, цикл
< 1000 000
ККД в циклі заряд/розряд (η),
< 0,8
Термін служби, років
10
Максимальний пробіг за рахунок енергії до 5
накопичувача, км
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Аналіз тягового привода та систем
електробуса
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
4
16

5.

Накопичувач на основі ЭК404 для
електричного приводу міського
автобуса «Богдан» А091
Характеристики міського автобуса
«Богдан А091» з електроприводом
Найменування
Значення
Найменування
Значення
Модель накопичувача
14×30ЭК404
Довжина, м
7,2
Номінальна напруга, В
630
Повна маса,т
8
Ємність, Ф
28,6
Пасажиромісткість, чол.
45
Об`єм, л
416
Номінальна потужність тягового електродвигуна, кВт
60
Маса, кг
516
Габаритний обсяг, л
416
Номінальна потужність, кВт
90
Маса, кг
516
ККД в циклі заряд/розряд (η )
> 0,8
Максимальна швидкість, км/год
70
Конденсаторний модуль
30ЭК404
Час розгону до швидкості 50 км/год, с
25
Номінальна напруга, В
45
Середня ефективність рекуперації
0,23
Ємність, Ф
400
Середня питома витрата енергії, Вт·год/(т·км)
80-84
Внутрішній опір, мОм
12
Максимальний пробіг за рахунок енергії накопичувача км
до 5
Маса, кг
37
Габаритний розмір, мм
560х219х245
Температура зберігання, °С
–50…+70
Робоча температура, ºС
Кафедра –50…+65
технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Аналіз тягового привода та систем
електробуса
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
5
16

6.

Можливі конфігурації електробусів
З – зчеплення; Д – диференціал; ФП – фіксована передача;
КП – коробка передач; ЕД – електродвигун
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
6
16
Типи конструкцій електробусів

7.

Схематичні зображення послідовності перетворення енергії від
мережі в електробусі
Електробус з автономним ходом до 50 км
Електробуси з підзарядкою на проміжних зупинках.
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Схеми перетворення енергії в
електробусах
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
7
16

8.

Типові характеристики
електродвигуна зі змінною швидкістю
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Графічна залежність крутного
моменту від швидкості двигуна
потужністю 60 кВт
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Характеристики тягових
електродвигунів
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
8
16

9.

Графік швидкості і тягового зусилля в
міському циклі руху
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Тягове зусилля в міському циклі руху
електробуса
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
9
16

10.

Механічна характеристика АД
в графічній та математичній інтерпретації
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Електрична модель силової установки
електробуса
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
10
16

11.

Спрощена електрична модель СК 14×30ЭК404 в графічній та математичній інтерпретації
Повний еквівалентний
послідовний опір
Рівняння заряду суперконденсатора
вираженого в термінах напруги
Загальна ємність 14
послідовних СК
Напруга на клемах
суперконденсатора
Кінцева напруга
Час розряду
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Взаємозв’язок
ефективністі
та часом розрядки СК
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
11
16
Електрична модель суперконденсатора

12.

Розрахунок основних характеристик тягового асинхронного
двигуна для електричної трансмісії міського електробуса
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Розрахунок тягового асинхронного
двигуна
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
12
16

13.

Розрахунок основних характеристик тягового асинхронного
двигуна для електричної трансмісії міського електробуса
(а)
Кафедра технічної експлуатації автомобілів
та автосервісу
Виконав
Лисенко
Керівник
Лобода
Підвищення експлуатаційних
властивостей автобусів з
використанням електричного приводу
Розрахунок тягового асинхронного
двигуна
гр. ААн-2-1м
Лист
Листи
13
16

14.

Розрахунок основних характеристик тягового асинхронного
двигуна для електричної трансмісії міського електробуса
(b)
Як видно, що найбільш доцільно за каталожними даними для визначення k S
використовувати формулу (a), оскільки вона дає найбільш точні результати. Якщо
відомі величини