Studiul utilizării sistemelor hibride de propulsie ale autovehiculelor, în vederea ridicării performanţelor economice

Abstract

Incălzirea globala, epuizarea resurselor minerale și poluarea în aglomerațiile urbane constitue probleme care trebuie soluționate in noul secol, impunându-se, totodata, noi standarde pentru sistemele de propulsie ale automobilelor.

Prin reducerea consumului de combustibil la automobile se realizează, în aceeași măsura, reducerea emisiei de CO2, ca element important al efectului de sera.

Constructorii europeni de automobile, grupati in ACEA, au acceptat o reducere cu 25 %a emisiei de CO2 pana in 2008, fata de nivelul din 1990, adica pana la 140 g/km. Acestuia ii corespunde un consum de benzina de 5,8 l/100 km si de 5,2 l/100 km de motorina, in ciclul european de testare (NEDC). În anul 2012 sa mai facut un pas si nivelul sa redus pana la 120 g/km de CO2, acestuia corespunzadu-i un consum de benzina de 5 l/100 km si 4,5 l/100 km de motorina. In acelasi timp, posesorii de automobile pretind siguranta si confort mai mari, cu toate ca indeplinirea acestor cerinte implica masa mai mare si cu aceasta consum de combustibil crescut. In plus, se pretind performante dinamice mai mari fara cresteri suplimentare de pret.

Sistemele de propuslie hibrida sunt sisteme complexe, care ridica pretul unei masini si necesita o calibrare precisa a sistemului de propuilsie si a logicii de comanda a acestuia.

Transmisiile total hibride (full-hybrid) se caracterizeaza prin aceea ca motorul electric poate asigura propulsia pur-electrica a automobilului. Cu alte cuvinte, transmisiile full hybrid sant suficient de puternice pentru a asigura deplasarea automobilului pe anumite distante fara sa se consume combustibil din rezervor. Reducerea emisiei de CO2 este de aproximativ 25-30 %.

Transmisiile hibride mixte, denumite si cu ramificare de putere (split hybrid), utilizeaza sisteme electromecanice sau electromagnetice pentru a controla optim ramificarea puterii de la sursa si transmiterea ei rotilor motoare in functie de cerintele de tractiune si de performantele dorite.

Hibridizarea micro si medie reprezinta cea mai simpla versiune. Automobilul este echipat cu un mic motor electric care ajuta la propulsie dar nu exista un sistem electric independent de transmisie. Motorul electric poate suplini sistemul conventional al transmisiei dar numai la puteri la roata relativ reduse, 2-10 pana la 25 kW. Alternatorul si demarorul sunt inlocuite printr-un sistem generator-starter.

Sunt descrise principiile de funcționare transmisiilor hibride a celor mai înaintate branduri, cum ar fi Toyota, Honda. E prezentă și soluția în care se folosește motorul diesel. În cele din urma sunt propuse soluții pentru optimizarea constructivă a soluțiilor hibride. Se propune utilizarea programului Advisor care este un program de simulare pentru diverse structuri şi componente de vehicule, fiind util pentru estimarea consumului de energie, a emisiilor de noxe şi pentru evaluarea unor strategii de management energetic atât pentru vehicule convenţionale cât şi pentru vehicule electrice şi vehicule electrice hibride (de tip serie, paralel sau mixte). Programul permite simularea functionarii vehiculelor in diferite conditii si tipuri de drum.

Global warming, depletion of mineral resources and pollution in conurbations are problems need to be addressed in the new century, imposing the same time, new standards for automotive propulsion systems.

By reducing fuel consumption in cars is done in the same way, CO2 emission reduction as an important element of the greenhouse effect.

European Automobile Manufacturers grouped in ACEA, accepted a 25% reduction in CO2 emissions by 2008 compared to 1990, ie up to 140 g / km. The corresponding fuel consumption of 5.8 l / 100 km and 5.2 l / 100 km of diesel in European testing cycle (NEDC). In 2012 made another step and level decreased to 120 g / km CO2, it's coresponding fuel consumption of 5 l / 100 km and 4.5 l / 100 km diesel. Meanwhile, motorists claiming greater safety and comfort, although meeting these requirements involve higher mass and fuel it up. In addition, they claim higher dynamic performance without additional price increases.

Propuslie hybrid systems are complex systems, which raise the price of a car and requires precise calibration system propuilsie and its control logic.

Total hybrid transmissions (full-hybrid) is characterized in that the electric motor can propel pure electric car. In other words, the full hybrid transmissions ditch strong enough to ensure certain distance without moving the car to consume fuel in the tank. Reducing CO2 emissions is approximately 25-30%.

Mixed hybrid drive called branching and power (split hybrid) systems used to control electromechanical or electromagnetic branching optimum power source and transmitting its driving wheels according to traction requirements and desired performance.

Micro and medium hybridization is the simplest version. The car is equipped with a small electric motor that helps drive but there is no independent electric transmission system. The electric motor can replace conventional transmission system but only at relatively low power wheel, 2-10 to 25 kW. The alternator and starter motor are replaced by a generator-starter system.

They describe the operating principles of the most advanced hybrid transmissions brands such as Toyota, Honda. It is also present in the solution in which the diesel engine is used.

It is proposed to use the software Advisor is a simulation program for various structures and components of vehicles is useful for estimating energy consumption, exhaust emissions and evaluating strategies for energy management for both conventional vehicles and for electric vehicles and vehicles hybrid electric (type series, parallel or mixed). The program allows to simulate the operation of the vehicle under various conditions and types of road.