Top.Mail.Ru
Antonov plc. С такой русской фамилией

Antonov plc. С такой русской фамилией

18.09.2011
Вы знаете признанный во всем мире автомат с русской фамилией? «Калашников»? Ответ устаревший!

Владимир Заборщиков

Вы знаете признанный во всем мире автомат с русской фамилией? «Калашников»? Ответ устаревший! 

Британская компания с разработала принципиально новую коробку передач для электрических и гибридных транспортных средств. Агрегат, вызвавший повышенный интерес специалистов отрасли, существенно снижает энергопотребление силового агрегата, что позволяет конструкторам уменьшить вес и габариты электромотора и аккумуляторной батареи, увеличить максимальную скорость и запас хода. Примечательно, что коробка передач, изначально разрабатывавшаяся для электромобиля, может найти применение на водном и воздушном транспорте, а также везде, где используются электрические и гибридные силовые агрегаты.

Основной недостаток существующих ныне электромобилей — ограниченный запас хода без подзарядки аккумуляторов, редко превышающий 160–200 км. Используя современную компонентную базу, конструкторы вынуждены искать компромисс между весом агрегатов, их мощностью и КПД. В перспективных разработках упор делается на совершенствование существующих и создание новых типов аккумуляторных батарей. Пока все известные конструкции хранилищ энергии многократно проигрывают топливным бакам и по весу, и по габаритам. Электромоторам, конструкция которых была серьезно усовершенствована в последние десятилетия, уделяется куда меньше внимания. Считается, что благодаря максимальному крутящему моменту, развиваемому, едва ротор пришел во вращение, электрический привод идеален в качестве тягового. Все так, но есть одно «но».

Для трогания с места, динамичного разгона и подъема в гору требуется значительно больший крутящий момент, чем для поддержания скорости на ровной местности. Эти режимы повышенной нагрузки занимают лишь незначительную часть времени движения. Преодоление аэродинамического сопротивления оставим за скобками. Оно хоть и растет в тригонометрической прогрессии по мере увеличения скорости движения, для электромобиля, эксплуатируемого в обычных условиях, большой «энергетической» угрозы не представляет.

Получается, что, соединив электромотор с колесами напрямую или через редуктор с фиксированным передаточным числом, мы вынуждены определять его мощность исходя из потребностей «редких» режимов. Иными словами, большую часть времени мотор работает при частичных нагрузках, его номинальная мощность полностью не используется. А лишняя мощность — это лишний вес как самого агрегата, так и силовых кабелей, блоков управления и, что особенно важно, аккумуляторов. Внедрив между мотором и колесами коробку перемены передач, можно обеспечить заданные характеристики электромобиля «меньшей кровью». Или, сохранив «большую» батарею, увеличить запас хода. К «даунсайзингу» ДВС мы уже начали привыкать, Antonov plc предлагает аналогичный подход для электропривода.

Antonov plc. С такой русской фамилией

Коробка передач Antonov plc.
© Фото: Antonov plc.

При добавлении коробки передач электромотор меньшей, чем сегодня принято, мощности и габаритов выбирается исходя из потребностей равномерного движения на высшей передаче. При большей нагрузке используются пониженные передачи. При этом диапазон возможного изменения скорости движения значительно расширяется. Появляется техническая возможность работы электродвигателя в наиболее благоприятных для него режимах. Как подчеркивают создатели нового агрегата, «важна кривая КПД, а не прямая крутящего момента». Тот же принцип положен в основу конструкции выпускаемых Antonov plc многочисленных коробок передач для вспомогательных двигателей и генераторов. Разработанный по заказу министерства обороны Великобритании генератор с двухступенчатой КП отмечен наградой этого же министерства. При низкой частоте вращения двухскоростной генератор переменного тока вырабатывает электроэнергии не меньше, чем его более дорогой и тяжелый односкоростной аналог. Такие источники тока незаменимы в военных и прочих специальных машинах, когда надо обеспечить выработку большого количества электроэнергии даже на малых частотах вращения ходового двигателя. Аккумулятор не разрядится; все оборудование, включая дополнительное, будет работать без сбоев. Электронная система управления позволяет выбрать оптимальный режим работы агрегата. Программное обеспечение гарантирует выбор передачи, оптимальной для минимального расхода получаемой от батареи электроэнергии. Оно даже дает возможность повысить комфорт. Так, скажем, пассажирам автобуса будет приятнее, если при замедлении перед остановкой будет включена вторая передача. Переключение на первую произойдет только после полной остановки. Пассажиры, едущие стоя, особо отметят плавное, без рывков ускорение и замедление машины.

Многоступенчатая трансмиссия повышает эффективность рекуперации энергии: при замедлении и торможении двигателем автоматика переводит КП на низшую передачу — скорость вращения ротора работающего в генераторном режиме электродвигателя возрастает. Соответственно, растет и выработка энергии.

Новым техническим решением стала, в частности, гидравлическая система новой коробки, дающая при необходимости возможность интеграции с тяговым электромотором с масляным охлаждением. Под нагрузкой мотор может сильно нагреваться. При полной остановке, когда его собственная система охлаждения перестает действовать, излишки тепла могут отводиться маслом коробки передач.

Конечно же, приведенное объяснение несколько упрощает реальную картину. Даже подбор передаточных чисел коробки передач в увязке с мощностью и режимами работы двигателя — сложная инженерная задача, требующая множества компромиссных решений. Что уж говорить об алгоритмах управления трансмиссии и всего силового агрегата.

Antonov plc со сложными техническими и математическими проблемами успешно справился. Уже в этом году трехступенчатую коробку передач установят на экспериментальный электромобиль Jaguar Limo-Green с увеличенным запасом хода. Этот проект поддерживается британским государственным управлением технологической стратегии (TSB — UK’s Technology Strategy Board). Без серьезных переделок коробку передач можно сделать и четырехступенчатой, что еще больше повысит КПД силового агрегата. Использование схемы с двумя сцеплениями обеспечивает непрерывность передачи крутящего момента.

В конце июня компания Antonov plc получила за свою электромобильную КП престижный приз IDTechEx Electric Vehicles Land Sea Air Technology Award, присуждаемый за наиболее важные разработки в области электрических транспортных средств за последние два года. Не обошлось без китайцев. Уже подписан контракт с компанией Landai, одним из крупнейших производителей коробок передач в Китае. Новый завод поначалу будет выпускать до 200 000 агрегатов TX-6 в год. Деся­тую часть коробок уже сейчас готов покупать Lifan (производитель таких автомобилей как Breez и Lifan Smily, отзывы о которых читайте на нашем сайте). Изучается возможность изготовления здесь КП электромобилей и пробных партий их компонентов для окончательной сборки в Англии.

Вполне вероятно, что через пяток лет российский автомобилист будет с вожделением смотреть на китайские электромобили, оснащенные коробками передач с «русской фамилией».

От автора

Я сознательно не стал выяснять, откуда взялась на туманном Альбионе эта нередкая для России фамилия: зачем лишний раз расстраиваться? Хотелось верить, что фирму основал потомок первой волны эмиграции, а еще лучше — мест­ный фанат советских самолетов. К счастью, фамилия Антонов оказалась болгарской: умы утекают не только из России.

(3 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...

Обсуждение

Ваш адрес email не будет опубликован.

Статьи по теме
Популярное