串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)APU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
APU接到起動(dòng)指令后,首先發(fā)出脫開離合器指令(見(jiàn)圖5),高壓氣進(jìn)入驅(qū)動(dòng)活塞氣缸,推動(dòng)分離軸承從離合器接合位置運(yùn)動(dòng)至離合器完全脫開,整個(gè)過(guò)程持續(xù)0.85s。
當(dāng)離合器進(jìn)入脫開狀態(tài)后,APU向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出起動(dòng)指令。發(fā)動(dòng)機(jī)5s內(nèi)可以完成起動(dòng),進(jìn)入怠速狀態(tài),轉(zhuǎn)速為700r/min左右。
第6s起,APU發(fā)出接合離合器指令(見(jiàn)圖6)。
分離軸承的動(dòng)作在接合過(guò)程中經(jīng)歷了先快、后慢、再快的過(guò)程,與前文所述離合器接合過(guò)程3個(gè)階段相符。由于第三階段分離軸承位移對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出沒(méi)有影響,所以認(rèn)為離合器的接合過(guò)程到第二階段結(jié)束就已完成,總共需要1.2s。離合器接合過(guò)程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降200r/min左右,在可接受范圍。
第7.2s起,發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪與離合器壓盤完全接合,APU起動(dòng)過(guò)程完成,可以向發(fā)電機(jī)發(fā)出勵(lì)磁信號(hào),APU對(duì)外輸出能量。
3.2 APU整車性能試驗(yàn)
將APU裝配在一輛串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車上,在實(shí)際道路條件下與一輛同類型普通天然氣城市客車做對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比車型采用130kW6缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),5擋手動(dòng)變速器,車身尺寸與混合動(dòng)力客車相同。混合動(dòng)力客車由于增加了電機(jī)、動(dòng)力電池等設(shè)備,整備質(zhì)量較對(duì)比車型略重。氣耗試驗(yàn)時(shí),兩車采用同樣的城市公交駕駛循環(huán),且保證混合動(dòng)力客車的動(dòng)力電池測(cè)試前后SOC保持不變。排放試驗(yàn)由于條件限制,只能在臺(tái)架上進(jìn)行,測(cè)試工況由道路工況反推得到。
由于整備質(zhì)量增加,串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車動(dòng)力性不如普通天然氣客車,但還能滿足城市公交運(yùn)行工況?;旌蟿?dòng)力客車的燃?xì)庀牧亢团欧啪陀谄胀蛙?,表明該APU系統(tǒng)運(yùn)用在整車上時(shí),可以降低燃油消耗和減少排放。
4 結(jié)語(yǔ)
a)APU起動(dòng)過(guò)程需7.2s,其中離合器脫開過(guò)程0.85s,接合過(guò)程1.2s,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)沖擊保持在可接受范圍內(nèi),滿足整車控制要求;
b)該APU應(yīng)用在整車上,與同類型普通天然氣城市客車相比,燃?xì)庀牧拷档土?6%,NOx排放降低70%,CO排放降低65%,HC降低40%,具有節(jié)能減排效果。
評(píng)論