Электромеханический вариатор

[qwertyqwerty]

Господа, уверен, что я не первый умного из себя строю, поэтому жажду конструктивной критики, чтоб наконец то успокоить свой разум.

Итак, есть такой автомобиль "тойота приус" и трансмиссия его состоит из планетарного редуктора, 2-х электродвигателей и батареи. А что если выкинуть из этой схемы батарею и планетарный редуктор применить чуть по-другому.


Слева направо: двс, мотор-генератор-1 (стартер), планетарный редуктор, мотор-генератор-2, колесо.

Допустим, что кпд всех агрегатов 100 процентов, редукция планетарки 4-2.5-1 и мощность м-г-2 меньше мощности двс в 5 раз.

Итого получается.
Автомобиль стоит на месте - вращается двс на холостом ходу и мотор-генератор-2.
Даем обороты, подключаем м-г-2 к м-г-1 - м-г-2 начинает тормозить солнечную шестерню и автомобиль трогается, разгоняется.
На крейсерской скорости дви и м-г-2 имеют одинаковые обороты и вместе крутят колеса, работа редуктора почти исключается.

На моторе -стартер, -генератор, -кпп. Получившаяся коробка работает как cvt. Получается почти электрическая трансмиссия но за счет применения планетарки снижается необходимая мощность генератора и электромотора, уменьшаются потери в этом типе передачи в несколько раз. Теоретически должна получиться "вечная" коробка.
Минусы - нет заднего хода. Наверно, дорого (дороже ли ремонта дсг каждые 40 тыс километров?)

А теперь разнесите мою идею в пух и прах.
Спасибо за внимание

[DIVAS]

Господа, уверен, что я не первый умного из себя строю,

Спойлер

поэтому жажду конструктивной критики, чтоб наконец то успокоить свой разум.

Итак, есть такой автомобиль "тойота приус" и трансмиссия его состоит из планетарного редуктора, 2-х электродвигателей и батареи. А что если выкинуть из этой схемы батарею и планетарный редуктор применить чуть по-другому.


Слева направо: двс, мотор-генератор-1 (стартер), планетарный редуктор, мотор-генератор-2, колесо.

Допустим, что кпд всех агрегатов 100 процентов, редукция планетарки 4-2.5-1 и мощность м-г-2 меньше мощности двс в 5 раз.

Итого получается.
Автомобиль стоит на месте - вращается двс на холостом ходу и мотор-генератор-2.
Даем обороты, подключаем м-г-2 к м-г-1 - м-г-2 начинает тормозить солнечную шестерню и автомобиль трогается, разгоняется.
На крейсерской скорости дви и м-г-2 имеют одинаковые обороты и вместе крутят колеса, работа редуктора почти исключается.

На моторе -стартер, -генератор, -кпп. Получившаяся коробка работает как cvt. Получается почти электрическая трансмиссия но за счет применения планетарки снижается необходимая мощность генератора и электромотора, уменьшаются потери в этом типе передачи в несколько раз. Теоретически должна получиться "вечная" коробка.
Минусы - нет заднего хода. Наверно, дорого (дороже ли ремонта дсг каждые 40 тыс километров?)

А теперь разнесите мою идею в пух и прах.
Спасибо за внимание

Без батареи вся эта система теряет энергетический буфер, в который можно сливать лишнюю энергию и из которого её можно брать при потребности. А вместе с этим буфером идея теряет и весь смысл.

К примеру, при торможении энергия не только вообще не нужна, но она ещё и вырабатывается генераторами, и её нужно куда-то девать. В Приусе она сливается в батарею.
ДВС большую часть времени работает, и вырабатываемая им энергия тоже далеко не всегда нужна в полном объёме. Её излишки сливаются в батарею.
При разгонах и подъёмах в гору энергии нужно больше, чем вырабатывает ДВС - дополнительная энергия берётся из батареи.

Важно помнить, что идея Приуса состоит не только в гибридности, но и в том, что используется относительно маломощный ДВС, мощности которого недостаточно для динамичной езды, и все имеющиеся потребности динамичной езды обеспечивает уже электроустановка и батарея.

Если убрать батарею, то вместо автомобиля получится вялый бабушковоз с неоправданно усложнённой, излишне тяжёлой и не очень эффективной трансмиссией, а также с невыгодными режимами работы ДВС, почти не отличающимися от таковых при механическом приводе. Потому что в гору и на разгоны этот ДВС будет вяло тянуть на пределе и жрать за троих. При торможении и езде накатом он будет тарахтеть и жрать бензин впустую. В таких условиях лучше уж обойтись обычным механическим вариатором или АКПП и поставить ДВС помощнее (т.е. взять обычный автомобиль).

Если ставится цель в экономии топлива, то нужно в первую очередь менять стиль езды - перестать постоянно тормозить и разгоняться, а вместо этого ездить равномерно и прямолинейно. Тогда можно обойтись маломощным ДВС, который при равномерном движении на номинальной скорости будет работать в оптимальном режиме.
Но абсолютно ясно, что так ездить в нынешних реальных дорожных условиях невозможно, поэтому и придумали гибридный привод - он берёт на себя всю динамику (собирая энергию в батарею при торможении и переводя её из батареи обратно в механическую при разгоне), а для ДВС при этом создаются близкие к идеальным условия равномерной работы в постоянном режиме, чтобы обеспечивать всю эту систему средним значением потребной энергии.

Впрочем, гибридная схема ДВС-генератор-двигатель без батареи (но и без прямой связи ДВС и колёс) была реализована в тяжёлых ЖД локомотивах и карьерных грузовиках. В некоторых условиях она имеет особый смысл.

[qwertyqwerty]

DIVAS, блок ионисторов приладить сюда при желании можно. Кпд силовой установки вырастет. При торможении тепло не будет рассеиваться на резисторах или колодках.
Но мой вопрос подразумевал немного другое.
Собственно, если взять обычную машину с обычным мотором. Выкинуть кпп и заменить на сей агрегат. Будет ли он менее эффективен? Сильно? По сути он ведь работает как вариатор. Мы можем раскрутить двс до оптимальных оборотов и "забирать" часть мощности, отправляя на электромотор.
Получается почти электрическая трансмиссия, как на тепловозах или ЗИС-154, только потери в ней меньше на коэффициент редукции планетарного редуктора.
При прямом соединении мотора и генератора вся мощность мотора уйдет на колеса.
Плюсы - мотор можно при разгоне всегда гонять в оптимальном режиме.
Давайте попробуем сравнить с гидротрансформаторной акпп, кпд которой, как я слышал, не так велик, как хотелось бы.

Кстати, кпд тепловозной трансмиссии не подскажете?

[DIVAS]

Собственно, если взять обычную машину с обычным мотором. Выкинуть кпп и заменить на сей агрегат.

Вы хотели сказать, "взять обычный автомобиль и установить туда трансмиссию от Приуса"?
Без батареи получится весьма бестолковая труднобалансируемая конструкция. Батарея в Приусе решает сразу пачку энергетических проблем, а если батарею выкинуть, то возникнет необходимость регулировать одновременно кучу переменных - ДВС, генератор, электродвигатель - в зависимости от нагрузки. Электродвигатель должен будет расходовать ровно столько энергии, сколько вырабатывает генератор, а ДВС должен будет вырабатывать ровно столько, сколько нужно для движения. КПД такой системы едва ли достигнет КПД АКПП. Всё-таки у БДПТ хороший КПД далеко не во всём диапазоне скоростей.
Может быть при очень грамотной реализации в этом и будет какой-нибудь интерес, но вопрос в том, стоит ли оно того.

Кстати, кпд тепловозной трансмиссии не подскажете?

У меня нет данных по этому вопросу. Но, в любом случае, одной цифрой он не выражается, нужен график.

[fhntv]

Важно помнить, что идея Приуса состоит не только в гибридности, но и в том, что используется относительно маломощный ДВС, мощности которого недостаточно для динамичной езды, и все имеющиеся потребности динамичной езды обеспечивает уже электроустановка и батарея.

100 сил - это маломощный двигатель ? за глаза достаточно для городского потока и загородного шоссе
батарея не может обеспечить никакие потребности ибо берет ток от сжигания бензина с нехилым дисконтом в более чем процентов тридцать...
примус - тупиковая ветвь эволюции, фан мобиль для "экологов" которые в школе физику прогуляли...

[fhntv]

Давайте попробуем сравнить с гидротрансформаторной акпп, кпд которой, как я слышал, не так велик, как хотелось бы.

Кстати, кпд тепловозной трансмиссии не подскажете?

кпд классической гидротрансовой акпп в режимах блокировки гидротранса сравним, аналогичен с мех. кпп
а в режимах работы гидротранса - крутящий момент увеличивается,некие потери теоретического кпд равны общим при расчете гидрообьемных передач

очень условный кпд тепловозной трансмиссии -это генерация , тепло, и эл.двигатель - генерация это условно 10% , пусть тепло те же 10, и двигатель тоже. итого минимум 30%.

Добавлено 25 Нояб. 2015 в 23:03

А теперь разнесите мою идею в пух и прах.
Спасибо за внимание

один выстрел в пух и прах.
изначально логичнее не сжечь топливо и накопить энергию
а вовсе не сжигать до необходимости ? не правда ли ? 
и тут все гибриды как тузик грелку рвет современные микро турбо моторы с очень много ступенчатыми коробками передач.
вот и весь ответ. залп из корабельного калибра

[slav]

\\\\\\\\\\\\

Кстати, кпд тепловозной трансмиссии не подскажете?

Современные тепловозы в большом диапазоне реализации мощности имеют к.п.д около 30% , сравните это с кпд дизеля тепловоза  и получите искомое !