Гибридный автомобиль на базе УАЗ Cargo производства МАМИ

В 2010 году на выставке ММАС-2010 был показан автомобиль УАЗ-3153 с гибридной установкой. Автомобиль был переоборудован в Московском государственном техническом университете МАМИ

И вот на выставке ММАС-2014 демонстрировался автомобиль UAZ-Cargo который явился развитием идей заложенных в предыдущих моделях.

Автомобиль разрабатывается и проходит доводку в Научно Техническом Центре при машиностроительном университете МАМИ.

Осенью 2014 года удалось побывать в лаборатории где создается эта машина.
Лаборатория находится в Москве, в здании Университета МАМИ. Внутри смонтирован универсальный стенд для испытания и исследования комбинированных энергетических установок автомобилей.
Он позволяет определять характеристики агрегатов комбинированных энергетических установок (КЭУ), исследовать тягово-скоростные, топливно-экономические и экологические свойства автомобилей с КЭУ, отрабатывать алгоритмы управления автомобилей с КЭУ.

Стенд, в длину, не менее десяти метров

Как ни парадоксально, но главной составляющей стенда является дизельный двигатель ЗМЗ-514, который устанавливается на УАЗы.

Двигатель, через сцепление и электромуфты связан с двумя обратимыми (т.е. они могут выступать в роли электрогенераторов) электромашинами, которые расположены последовательно.

Завершает композицию модуль, который имитирует различного рода нагрузки возникающие при движении автомобиля.
Модуль состоит из:

электродинамического тормоза

и двух устройств с инерционными массами

Причем второе устройство с инерционными массами связано с трансмиссией через коробку передач. Таким образом моделируется нагрузка в разных режимах работы системы, с разными моментами инерции..

Стенд оборудован датчиками для снятия характеристик в момент испытаний

Датчик расхода топлива:

Для питания использованы гелиевые аккумуляторы так хорошо знакомые джиперам.
Они скомпонованы в модули по 10шт., модули установлены в стойки. Всего задействовано 40 штук аккумуляторов.

Как и полагается, за стеклом, на безопасном удалении находится Пультовая, где происходит управление стендом, запись и анализ данных.

Для тяжелых работ в лаборатории имеется кран и балкон на втором этаже.

А для работ, связанных с автомобилем, установлен электрический подъемник.

Испытательный образец представляет из себя УАЗ-Карго, у которого задняя часть оставлена без изменений:

А вот спереди видно отсутствие раздаточной коробки.
После корзины сцепления сразу же идет электродвигатель.

РКП не выброшена, а аккуратно складирована здесь же, видимо для дальнейших опытов.

От переднего электродвигателя виден кардан идущий на задний мост.
А второй электродвигатель соединен карданной передачей с передним мостом.

Общая схема силовой установки гибридного автомобиля выглядит следующим образом

Такая схема называется последовательно-параллельной, поскольку может реализовать как последовательное подключение электродвигателей, так и параллельное. (В отличии от прошлой модели, где было реализовано только параллельное подключение.)
В итоге мы имеем несколько режимов работы:

1. Сцепление включено, соединительная муфта заблокирована, крутящий момент от ДВС и первого электродвигателя передается на задние колеса автомобиля. Получается гибридный заднеприводный вариант.
2. Сцепление включено, соединительная муфта заблокирована, крутящий момент от ДВС и первого электродвигателя передается на задние колеса автомобиля + включен второй электродвигатель, который передает крутящий момент на передние колеса. Получается полноприводный, гибридный вариант.
3. Сцепление включено, соединительная муфта разблокирована, ДВС крутит первую электромашину, которая работает в качестве генератора. При этом, вторая электромашина, работает от батареи и крутит передние колеса. Получается переднеприводный вариант автомобиля.
   Хотя в таком варианте, за счет двойного преобразования, не очень большой КПД, зато можно вывести двигатель на оптимальный режим работы и тем самым существенно снизить выброс вредных веществ.
4. Сцепление выключено, ДВС выключен, соединительная муфта заблокирована. Первая электромашина крутит задние колеса. Вторая электромашина выключена. Получается заднеприводный вариант электромобиля.
5. Сцепление выключено, ДВС выключен, соединительная муфта заблокирована. Первая электромашина крутит задние колеса. Вторая электромашина крутит передние колеса. Получается полноприводный вариант электромобиля.
6. Сцепление выключено, ДВС выключен, соединительная муфта разблокирована. Первая электромашина выключена. Вторая электромашина крутит передние колеса. Получается переднеприводный вариант электромобиля.

В зависимости от условий можно выбрать или скомбинировать нужный режим работы. Например, при разгоне, на начальном этапе работает только электродвигатель, когда скорость достигнет определенных значений подключается ДВС, а с выходом на рабочий режим электродвигатель или отключается или переходит в режим генерации электроэнергии.
Сейчас выбор режима осуществляется в "полу-ручном" режиме, но уже проходит доводку и полностью автоматический вариант, когда водитель не задумывается какой режим выбрать, за него это будет делать бортовой компьютер.

Сцепление на автомобиле доработано - на нем установлен пневмо-привод. Так же, для реализации безопасной и комфортной езды автомобиля на электротяге установлен электромотор для насоса гидроусилителя руля и электровакуумный насос с вакуумным ресивером для ВУТ.
Кроме того, для эксплуатации автомобиля в электрорежиме при низкой температуре за бортом предусмотрен обогреватель типа «Вебасто», обеспечивающий нормальный тепловой режим двигателя и салона автомобиля.

При торможении автомобиля или работе ДВС в режиме с избыточной мощностью происходит рекуперации накопленной кинетической энергии посредством подключения электродвигателей в режиме генератора.

Сами электродвигатели, на этой версии гибрида, асинхронные с короткозамкнутым ротором и уже заметно компактнее по сравнению со старой модификацией (на фото)

В кузове автомобиля, на стойке смонтированы аккумуляторы. Это не просто стартерные свинцовые аккумуляторы, а литий-железофосфатные WB-LYP40AHA.
Их в автомобиле установлено 120шт. в 10-ти модулях. Аккумуляторы обеспечивают напряжение в 380 В и емкость 40 Ач., что позволяет автомобилю пробежать 40км чисто на электротяге.

Каким видится будущее применение этого автомобиля?

Это может быть автолавка, для продажи продуктов, сувениров. Передвижное кафе.
Рама автомобиля позволяет смонтировать подобное оборудование, а запас электричества и возможность вырабатывать электроэнергию от ДВС не привязывает торговую точку к электро сетям, что будет востребовано на праздниках, массовых гуляниях, или вдали от цивилизации.

Это может быть коммунальная машина, у которой установлено электрическое навесное оборудование.
Небольшие габариты, бесшумная работа и низкие показатели выброса вредных веществ это те качества которые нужны для коммунальных машин в мегаполисах.

Это может быть автомобиль технической помощи оборудованный электроинструментами.

Это может быть и просто небольшой грузовичок предназначенный для работы в центре крупных городов где существуют жесткие нормы по шумности и выбросам вредных веществ.

Конечно, для внедрения подобной техники нужно, чтобы Государство принимало соответствующие нормы в законодательство. Поддерживало разработчиков гибридной техники, производителей, а так же людей и организаций ею владеющих.
Иначе затраты на саму технику и обслуживающую инфраструктуру сведут на нет все преимущества гибридов.

Машиностроительный Университет открыт для сотрудничества. Связаться можно через отдел общественных связей: телефон +7 (495) 223 05 23 (доб. 1455) и электронная почта pr@mami.ru

См. так же:
Гибридный УАЗ-Патриот от НИИАЭ
Файл с описанием разработок НТЦ МАМИ "Автомобили с комбинированными энергетическими установками" (PDF, размер 4Мб)

наверх

Дизайн © 1999- Уазбука. О сайте

info@uazbuka.ru